Коммутация в сетях связи

Для обмена информацией между многими абонентами создаются сети связи, в которых производится распределение информации в соответствии с заданными адресами.

Сети связи подразделяются на некоммутируемые, в которых связь абонентов осуществляется по принципу «каждый с каждым» по закрепленным каналам, и коммутируемые, в которых связь осуществляется по временно выделяемым каналам. Выделение каналов парам абонентов производится узлами коммутации. Таким образом, сеть связи состоит из оконечных (абонентских) устройств, каналов связи и узлов коммутации.

Сети могут иметь различную структуру: линейную, радиальную, кольцевую, радиально-узловую и т.д. Построение и оптимизация сетей связи осуществляются на основе теории графов и теории массового обслуживания.

Наиболее широко известными узлами коммутации можно считать автоматические телефонные станции (АТС). Основной составной частью АТС как узла коммутации является коммутационное поле. Коммутационное поле может быть пространственным, характерным для аналоговых систем, или пространственно-временным. В первом случае коммутационное поле электрически соединяет отдельные линии на все время соединения. Во втором случае линии соединяются на короткие временные интервалы в соответствии с методом временного уплотнения. В цифровых сетях связи применяется цифровая коммутация канальных интервалов, которая осуществляется записью принятых сегментов сообщений в память и считыванием их в определенном порядке.

Для эффективного использования имеющихся каналов связи и узлов коммутации форма представления информации должна быть стандартизована. Существующий стандарт имеет иерархическую (многоуровневую) структуру, основанную на модели взаимодействия открытых систем [15].

Эталонная модель содержит семь уровней. Каждый уровень позволяет рассматривать некоторый аспект функционирования системы (сети связи), абстрагируясь от содержания остальных уровней (рис. 20.7).

Рис. 20.7. Эталонная модель взаимодействия

Физический уровень модели непосредственно взаимодействует с физической средой распространения сигналов и обеспечивает передачу сигналов между двумя узлами.

Сетевой уровень обеспечивает установление адреса и маршрута для передачи пакета данных от узла передачи до узла назначения.

Транспортный уровень соответствует передаче данных между абонентами сети и характеризуется максимальным временем установления соединения, пропускной способностью, временем задержки при передаче сообщений и т.п.

Четыре нижних уровня реализуют функции сети, оставшиеся три уровня ориентированы на услуги, предоставляемые оконечным пользователям.

Уровень сеанса обеспечивает организацию диалога, очередность передачи данных, приоритеты и т.д.

Уровень представления определяет коды, форматы данных, способы сжатия и т.п.

Прикладной уровень служит для реализации услуг, предоставляемых сетью пользователям (электронная почта, телетекст, факс, электронные переводы, пакетная передача речи и т.п.).

Уровни модели взаимодействуют со смежными (верхним и нижним соседними) уровнями; кроме того, возможно взаимодействие различных пользователей на одинаковых уровнях. Правила взаимодействия одного уровня называются протоколом. Взаимодействие на некотором уровне обеспечивается предоставлением ему услуг смежным нижележащим уровнем.