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

84542. Артеріальний пульс, його походження СФГ, її аналіз 43.09 KB
  При аналізі СФГ враховують перш за все стан стінок крупних артеріальних судин. Про це можна судити за конфігурацією СФГ вираженості окремих її хвиль. Розрахунок тривалості серцевого циклу проводять по полікардіограмі синхронно зареєстровані ЕКГ ФКГ СФГ.
84543. Регуляція діяльності серця. Міогенні та місцеві нервові механізми регуляції діяльності серця 40.8 KB
  Міогенні та місцеві нервові механізми регуляції діяльності серця. Баланс притоку та відтоку крові притік крові до серця по венозних судинах; відтік за рахунок активного вигнання крові шлуночками серця; 2. Рівний хвилинний обєм крові ХОК правого та лівого відділів серця; 3.
84544. Місцеві міогенні механізми регуляції серцевої діяльності 48.71 KB
  Залежність ССС від вихідної довжини КМЦ. Залежність ССС від опору вигнанню рівня артеріального тиску. Залежність ССС від ЧСС. Тому суть цього механізму можна викласти так: чим більше крові притікає до серця під час діастоли тим більша вихідна довжина КМЦ тим більша ССС СО.
84545. Характер і механізми впливів симпатичних нервів на діяльність серця. Роль симпатичних рефлексів в регуляції серцевої діяльності 44.58 KB
  Характер впливів симпатичної нервової системи на серце: позитивний інотропний вплив посилює силу серцевих скорочень; позитивний хронотропний вплив посилює ЧСС; позитивний дромотропний вплив посилює швидкість проведення збудження по елементам провідної системи серця особливо по передсердношлуночковому вузлу структурам провідної системи шлуночків; позитивний батмотропний вплив збільшення збудливості. Медіатор норадреналін взаємодіє переважно з βадренорецепторами оскільки αадренорецепторів тут майже немає при цьому...
84546. Характер і механізми впливів парасимпатичних нервів на діяльність серця. Роль парасимпатичних рефлексів в регуляції серцевої діяльності 44.78 KB
  Механізм впливів блукаючого нерва на серце повязаний із дією медіатора ацетилхоліну на мхолінорецептори КМЦ типових і атипових. В результаті підвищується проникність мембран КМЦ для йонів калію посилення виходу йонів із клітини за градієнтом концентрації що в свою чергу веде до: розвитку гіперполяризації мембран КМЦ; найбільше цей ефект виражений в клітинах з низьким вихідним рівнем мембранного потенціалу найбільше в вузлах АКМЦ: пазуховопередсердному та передсердношлуночковому де МПС = 60мВ; менше в КМЦ передсердь; найменше ...
84547. Гуморальна регуляція діяльності серця. Залежність діяльності серця від зміни йонного складу крові 44.41 KB
  Залежність діяльності серця від зміни концентрації йонів в плазмі крові. Найбільше клінічне значення має вплив йонів калію. При гіпокаліємії зниження концентрації йонів калію в плазмі крові нижче 1ммоль л розвиваються різноманітні електрофізіологічні зміни в КМЦ. Характер змін в КМЦ залежить від того що переважає: втрата йонів калію клітинами чи міжклітинною рідиною.
84548. Особливості структури і функції різних відділів кровоносних судин у гемодинаміці. Основний закон гемодинаміки 52.71 KB
  При такому підході видно що кровоносна система є замкненою системою в яку послідовно входять два насоси і судини легень і паралельно судини решти областей. Судини у системі крові виконують роль шляхів транспорту. Рух крові по судинам описує основний закон гемодинаміки: де Р1 тиск крові на початку судини Р2 в кінці судини R тиск який здійснює судина току крові Q обємна швидкість кровотоку обєм який проходить через поперечний переріз судини за одиницю часу. Отже рівняння можна прочитати так: обєм крові що проходить...
84549. Значення в’язкості крові для гемодинаміки. Особливості структури та функції різних відділів судинної системи 44 KB
  Вязкість крові залежить від таких 2ох факторів. Від зміни лінійної швидкості руху крові. Вязкість крові складає 45 50 умовних одиниць а плазми 17 23 гривні.
84550. Лінійна і об’ємна швидкості руху крові у різних ділянках судинного русла. Фактори, що впливають на їх величину 41.83 KB
  Обємна швидкість руху крові той обєм крові котрий проходить через поперечний переріз судини за одиницю часу. Замкнута система кровообігу може нормально функціонувати лише при умові що обємна швидкість кровотоку в будьякій ділянці однакова. Лінійна швидкість руху крові швидкість руху частинок крові відносно стінок судини. Оскількм ХОК в різних ділянках однаковий лінійна швидкість кровотоку визначається площею поперечного перерізу.