45499

Коммутация

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

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.

Русский

2013-11-17

466 KB

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.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19154. Основные свойства криогенных жидкостей 175 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 1 Основные свойства криогенных жидкостей 1.1. Виды жидких хладагентов Для получения низких температур можно использовать различные криогенные жидкости которые прежде всего характеризуются температурой кипения...
19155. Теплоизоляция и принципы теплового расчета 67.5 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 2 Теплоизоляция и принципы теплового расчета Изза малой величины теплоты парообразования жидких хладагентов особенно жидкого гелия вопросы теплоизоляции рабочего объема играют ключевую роль при разработке р
19156. Теплопритоки к жидкому хладагенту 159 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 3 Теплопритоки к жидкому хладагенту. 1.Теплоподвод за счет теплопроводности твердых тел 1.1Общие закономерности Перенос тепла в твердых телах теплопроводностью при низких температурах подчиняется известным зак
19157. Теплопритоки к жидкому хладагенту. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ 69 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 4 Теплопритоки к жидкому хладагенту. 1. Лучистый теплообмен Тепловое излучение является разновидностью электромагнитных волн. Перенос тепла излучением может происходить как в видимой 04  076 мкм так и в инфракра...
19158. Основные конструктивные схемы гелиевых криостатов 414.5 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 5 Основные конструктивные схемы гелиевых криостатов 1. Гелиевые криостаты с азотным объемом Основные конструктивные схемы гелиевых криостатов с азотным объемом. приведены на рис. 1.1. Схема криостата изображе
19159. Основные способы получения промежуточных температур 1.44 MB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 67 Основные способы получения промежуточных температур Весь диапазон промежуточных температур т.е. температур отличных от температуры кипения жидкого гелия при атмосферном давлении Т = 42 К по способу достиж...
19160. Низкотемпературные вставки в транспортные гелиевые и азотные сосуды дьюара 219 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 8 Низкотемпературные вставки в транспортные гелиевые и азотные сосуды дьюара Особую роль в низкотемпературных криогенных устройствах играют вставки в транспортные сосуды Дьюара. Несомненным преимуществом таки...
19161. Неразборные соединения конструкций 101 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 910 Неразборные соединения конструкций Конструкционные материалы Для правильного конструирования низкотемпературных устройств необходимо принимать во внимание свойства материалов которые применяются в криог...
19162. Разборные соединения конструкций 1.07 MB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 11 12 Разборные соединения конструкций В разборных вакуумных соединениях необходимо обеспечить герметичность стыка двух соединяемых деталей близкую к герметичности сплошного материала. В месте соприкосновения д