ID: 45499

Название работы: Коммутация

Категория: Доклад

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Для систем передачи используются три способа коммутации: коммутация сообщений; коммутация каналов; коммутация пакетов. При использовании коммутации каналов снижаются накладные расходы на передачу информации. При коммутации пакетов все сообщения разделяются на определенные пакеты. В отличие от коммутации каналов абонент не может монополизировать линию.

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-11-17

Размер файла: 466 KB

Работу скачали: 1 чел.

Коммутация.

Третьим элементом телефонной сети является коммутаторы.

В телефонных сетях используются:

- коммутация каналов;

- коммутация пакетов.

Для систем передачи используются три способа коммутации:

- коммутация сообщений;

- коммутация каналов;

- коммутация пакетов.

Коммутация каналов.

В 19 веке Алмандом Строгером был изобретен первый коммутатор. Сам Строгер работал в похоронном бюро. Основной особенностью является то, что канал точка к точке создается до передачи данных.

Время соединения в секундах, а при больших расстояниях в минуты.

Возникает в связи с тем, что при соединении подается сигнал запроса, который прокладывает маршрут движения информации от одной точки к другой.

Для комплекса сетей такая задержка является неприемлемой, так как требуется мгновенная реакция.

После установки соединения передача данных осуществляется без дополнительных запросов по уже проложенному маршруту.

Задержка при передачи данных составляет 5 Мсек/1000 км.

При использовании коммутации каналов снижаются накладные расходы на передачу информации.

Коммутация сообщений.

В основе принципа заложен принцип передачи телеграмм.

Особенность в том, что не требуется установка соединения передачи данных. Для накопления сообщения на узловых станциях требуется большие объемы памяти, позволяющие хранить сообщения любой длинны.

В случае нехватки памяти сообщение не может быть передано.

Коммутация пакетов.

При коммутации пакетов все сообщения разделяются на определенные пакеты. Пакеты имеют строго определенные блоки. Пакет  может быть буферизирован в основной памяти. В отличие от коммутации каналов абонент не может монополизировать линию.

Существует вероятность переполнения буфера.

Для решения этой проблемы:

•  служит конвейером буфер;

•  организация нескольких входящих буферов. Для LonWorks – 15 буферов.

Различия коммутации пакетов и коммутации каналов.

1

•  При коммутации каналов создается линия, полностью резервируется между двумя абонентами в независимости от требуемой пропускной способности.
  •  При коммутации пакетов физическая линия будет использовать пакеты от различных источников.

1.   
   •  При коммутации каналов гарантируется, что все данные поступят в том порядке, в котором отправлялись.
   •  При коммутации пакетов из-за ошибок маршрутный порядок поступления конечному абоненту не гарантируется. Пакеты могут быть отправлены не по назначен6ию.
2.   
   •  При коммутации каналов передача данных прозрачна для абонентов. Данные могут отправляться в любой кодировке, в любом формате.
   •  При коммутации пакетов формат и способ кодировки определяется заранее.
3.   
   •  При коммутации пакетов оплата производится за время соединения и число переданных пакетов.
   •  При коммутации каналов оплата берется за длину соединения и за период.

Параметр	Канал	Пакет
Поддержка выделенной медной линии	Да	Нет
Регулирование пропускной способности	Фиксированное	Динамическое
Возможность потери информации	Да	Нет
Возможность задержки информации	Нет	Да
Передача каждого пакета по тому же маршруту	Да	Нет
Настройка вызова	Необходима	Не нужна
Отправка событий	Во время установки соединения	С каждым пакетом

Иерархия коммутаторов.

1.  При построении  иерархии коммутатора используется принцип соединения узлов по технологии дерево.

В процессе эксплуатации подсетей выявляются узкие места. Узкие места – участки сетей где информация передается с высокой интенсивностью.

Для решения проблемы между точками с высокой интенсивностью прокладываются дополнительные линии связи. Возможна гетерогенная структура сети.

1.  Каскадные коммутаторы позволяют обеспечить передачу информации по различным уровням.

Простейший коммутатор в виде квадратной таблицы:

Данный вид коммутатора- прямой коммутатор. В каждой точке устанавливается полупроводниковый выключатель. В его задачу входит замыкание соответствующих линий.

Вход может быть переключен с одним выходом.

При возрастании n число k резко возрастает.

n=8

k=8*8=64

Если n=1000 при реализации коммутатора  на кристалле необходимо для каждого подключить свой концентратор, что является невозможным.

Поэтому только при небольшом n они могут применяться.

В идеи каскадного коммутатора заложено разделение простого коммутатора на части, которые между собой соединяют дополнительные коммутаторы.

Трехслойный коммутатор.

В первом слое N входных линий разбивается на k  групп по n линий в каждой.

N – количество входных линий на коммутаторе;

k – количество кроссовых линий.

На 2-ом слое:  N/n простых коммутаторов соединены с k коммутаторами. Каждый коммутатор соединен через N/n выходов.

3-ий слой: повторяется коммутация на первом слое, но в обратном порядке.

Сложность переключения определяется количеством m пересечений.

 - точки пересечения.

Для нашего случая N=16,   n=4,   k=2.

Если на среднем уровне используется 3 кроссовых коммутатора для увеличения скорости, то количество точек пересечения возрастает.

Максимальное количество слоев – 4.

При большом количестве кроссовых коммутаторов между ними может быть введены дополнительные кроссовые коммутаторы.

Данный каскад называется I каскад,

II каскад имеет количество точек пересечения, равное

III каскад –

Преимущества коммутаторов: при N=100,  n=50, и k=10 потребуется 24 точки пересечения, для простого коммутатора – 499500 точек пересечения.

Недостатки: на среднем коммутаторе производится блокирование передачи информации  - блокировка коммутаторов второго слоя.

Для нашего рисунка может быть скоммутированно 8 звонков. При всех занятых линиях на втором каскаде последняя передача данных будет отложена.

Максимальное количество коммутаторов на 2 слое было определенно КЛОСом в 1953 году для ликвидации блокировки. Он доказал, что при наличии коммутаторов k=2n-1 блокировки на линии не будет.

Данный способ обеспечивает дешевизну, но он не всегда эффективен.

Коммутаторы с разделением времени.

В основу реализации был положен стандарт E1(T1)/. При коммутации n каналов для n линий производится сканирование этих линий в течение определенного временного слота последовательно. Из этих n каналов производится преобразование в кадр, состоящий из n ячеек в каждом по k бит.

Например, для канала Т1 каждая ячейка содержит 8 бит и максимальная скорость  - 8000 кадров/сек. Далее кадр попадает в коммутацию ячеек. Коммутация ячеек переключает все ячейки в соответствии с таблицей коммутации.

Входящий кадр далее записывается в память и далее передается на n выходов. В этом случае скорость коммутации зависит от скорости считывания ячеек из памяти.

Принцип построения систем передачи с временным разделением каналов.

Сигнал в каждом канале представляет собой периодическую последовательность кратковременных импульсов, модулированных исходным сигналом.

Параметры сигнала:

1.  амплитуда – Au;
2.  длительность – τu;
3.  время возникновения импульса – tu;

4.   частота следования – Tд

 

В зависимости от модулируемого параметра применяются:

•  амплитудно-импульсная модуляция;
  •  шорокоимпульсная модуляция;
  •  фазовоимпульсная модуляция;
  •  частотно-импульсная модуляция.

Существует возможность объединения видов модуляции для изменения параметров последовательности импульсов.

Для систем передачи данных с временным разделением канала применяется амплитудно-импульсная и фазово-импульсная модуляции.