Wykład #3

Transfer danych (wymiana danych, transmisja cyfrowa, komunikacja cyfrowa) - fizyczny transfer danych (cyfrowy strumień bitów) w postaci sygnałów z punktu do punktu lub z punktu do kilku punktów za pomocą telekomunikacji kanałem komunikacyjnym, z reguły do ​​dalszego przetwarzania przez środki technologii komputerowej. Przykładami takich kanałów są przewody miedziane, światłowód, łącza bezprzewodowe lub urządzenie pamięci masowej.

Transmisja danych może być analogowa lub cyfrowa (tj. strumień bitów), a także modulowana przez modulację analogową lub przez kodowanie cyfrowe.

Chociaż komunikacja analogowa jest transmisją ciągle zmieniającego się sygnał cyfrowy, komunikacja cyfrowa to ciągłe przesyłanie wiadomości. Komunikaty są albo ciągiem impulsów, co oznacza kod linii (w szerokości pasma), albo są ograniczone do zestawu stale zmieniających się przebiegów przy użyciu techniki modulacji cyfrowej. Ten sposób modulacji i odpowiednia demodulacja są realizowane przez sprzęt modemowy.

Przesyłane dane mogą być wiadomościami cyfrowymi pochodzącymi ze źródła danych, takiego jak komputer lub klawiatura. Mogłoby być sygnał analogowy- Rozmowa telefoniczna lub sygnał wideo przekształcony na postać strumienia bitów przy użyciu modulacji kodowanej impulsowo (PCM) lub bardziej zaawansowanych schematów kodowania źródłowego (konwersja analogowo-cyfrowa i kompresja danych). Kodowanie i dekodowanie źródła odbywa się za pomocą kodeka lub sprzętu kodującego.

Szeregowa i równoległa transmisja danych

w telekomunikacji, transmisja szeregowa jest sekwencją transmisji elementów sygnału reprezentujących znak lub inny obiekt danych. Cyfrowa transmisja szeregowa to szeregowe przesyłanie bitów jednym przewodem, częstotliwością lub ścieżką optyczną. Ponieważ wymaga mniejszego przetwarzania sygnału i mniejszego ryzyka błędu niż transmisja równoległa, szybkość transmisji danych na każdej indywidualnej ścieżce może być większa. Ten mechanizm może być używany na większe odległości, ponieważ cyfrę kontrolną lub bit parzystości można łatwo przesłać.

Transmisja równoległa w telekomunikacji nazywa się równoczesną transmisją elementów sygnałowych jednego znaku lub innego obiektu danych. W komunikacji cyfrowej transmisja równoległa odnosi się do jednoczesnej transmisji odpowiednich elementów sygnału przez dwie lub więcej ścieżek. Dzięki zastosowaniu wielu przewodów elektrycznych wiele bitów może być przesyłanych w tym samym czasie, co skutkuje wyższą szybkością transmisji niż transmisja szeregowa. Ta technika jest używana wewnętrznie w komputerze, na przykład w wewnętrznych magistralach danych, a czasami w urządzeniach zewnętrznych, takich jak drukarki. Głównym problemem jest „przekrzywienie”, ponieważ przewody w transmisji równoległej mają nieco inne właściwości (nie celowo), więc niektóre bity mogą dotrzeć przed innymi, co może uszkodzić wiadomość. Bit parzystości może pomóc zredukować błędy. Jednak przewód elektryczny w równoległej transmisji danych jest mniej niezawodny na długich dystansach, ponieważ transmisja jest znacznie bardziej podatna na zakłócenia.

Rodzaje transferu danych:

Tryb, w którym transmisja odbywa się w obu kierunkach, ale z podziałem czasowym, nazywa się półdupleks. W danym momencie transmisja odbywa się tylko w jednym kierunku.

Podział czasu spowodowany jest tym, że węzeł nadawczy w określonym czasie całkowicie zajmuje kanał transmisyjny. Zjawisko, gdy kilka węzłów nadawczych próbuje jednocześnie nadawać, nazywa się kolizją i jest uważane za normalne, chociaż niepożądane, w metodzie kontroli dostępu CSMA/CD.

Ten tryb jest używany, gdy sieć wykorzystuje kabel koncentryczny lub koncentratory są używane jako sprzęt aktywny.

W zależności od sprzętu, równoczesny odbiór/transmisja w trybie half-duplex może być fizycznie niemożliwy (na przykład ze względu na użycie tego samego obwodu do odbioru i transmisji w krótkofalówkach) lub prowadzić do kolizji.

tryb dupleksu, to tryb, w którym, w przeciwieństwie do half-duplex, transmisja danych może odbywać się jednocześnie z odbiorem danych. Czasami jest również określany jako tryb „pełny dupleks”, aby wyraźniej pokazać różnicę w stosunku do trybu półdupleksowego.

Całkowita szybkość wymiany informacji w ten tryb może być dwa razy wyższy. Na przykład, jeśli technologia Fast Ethernet jest używana z szybkością 100 Mb/s, prędkość może być bliska 200 Mb/s (100 Mb/s - wysyłanie i 100 Mb/s - odbieranie).

Jako ilustracyjny przykład możemy przytoczyć rozmowę między dwojgiem ludzi na krótkofalówkę (tryb półdupleksowy) - kiedy w pewnym momencie osoba mówi lub słucha, oraz przez telefon (tryb dupleksowy) - kiedy dana osoba może zarówno mówić, jak i słuchać.

Komunikacja dupleksowa jest zwykle realizowana przy użyciu dwóch kanałów komunikacyjnych: pierwszy kanał to komunikacja wychodząca dla pierwszego urządzenia i przychodząca dla drugiego, drugi kanał to wychodząca dla drugiego urządzenia i przychodząca dla pierwszego.

W niektórych przypadkach możliwa jest komunikacja dupleksowa z wykorzystaniem jednego kanału komunikacyjnego. W tym przypadku, podczas odbierania danych, urządzenie odejmuje swój wysłany sygnał od sygnału, a wynikową różnicą jest sygnał nadawcy (komunikacja modemowa po przewodach telefonicznych, GigabitEthernet).

Sieć punkt-punkt- najprostsza forma śieć komputerowa, w której dwa komputery są ze sobą bezpośrednio połączone za pomocą sprzętu komunikacyjnego. Zaletą tego typu połączenia jest prostota i taniość, wadą jest to, że w ten sposób można podłączyć tylko 2 komputery i nic więcej.

Często używane, gdy trzeba szybko przenieść informacje z jednego komputera, takiego jak laptop, na inny.

Klasyfikacja sieci danych. Sieci transmisji danych (TD) pojawiły się na początku lat sześćdziesiątych. Wynika to z dwóch głównych powodów:

- nastąpił skok jakościowy w rozwoju technologii komputerowej, w wyniku którego ilościowy wzrost mocy i szybkości komputerów umożliwił obsługę wielu zdalnych użytkowników niemal w czasie rzeczywistym;

- szybkie przenikanie technologii komputerowych do technologii komunikacyjnych, co pozwoliło zautomatyzować przetwarzanie, transmisję, odbiór i dystrybucję wiadomości w sieciach komunikacyjnych.

Głównym zadaniem, które się wówczas pojawiło, był problem zorganizowania komunikacji między zdalnym terminalem użytkownika a potężnym komputerem, a także stworzenie rozproszonego systemy komputerowe.

W porównaniu z tradycyjnymi sieciami telegraficznymi, sieci PD podlegają bardziej rygorystycznym wymogom w zakresie wierności, szybkości transmisji i niezawodności.

Wtórna sieć PD to zestaw sprzętu i oprogramowania do PD między komputerami, a także między użytkownikami a komputerami.

Ponieważ sieć PD jest podstawą, rdzeniem do tworzenia sieci informacyjnych i obliczeniowych (ICN), bywa nazywana podstawową siecią PD.

Działające i rozwijające się sieci PD różnią się znacznie strukturą, zasadami działania, środkami technicznymi i szeregiem innych cech.

Klasyfikację sieci wnz przedstawiono na rys. 3.6.

Ryż. 3.6. Klasyfikacja sieci danych

Na początkowym etapie do transmisji danych wykorzystywano tradycyjne sieci.

Jest to przede wszystkim organizacja sieci PD z wykorzystaniem publicznej komutowanej sieci telefonicznej (PSTN). Główną zaletą tej sieci jest jej szerokie rozgałęzienie. Jednak PSTN nie spełnia w pełni wymagań punktu dostępowego z następujących głównych powodów:

– analogowy sposób transmisji wiadomości;

– niski transfer (< 2400 бит/с);

– znaczny czas nawiązania połączenia; częste awarie połączeń;

- zakłócenia specyficzne, głównie impulsowe, o niskim dopuszczalnym poziomie sygnału użytecznego.

Wykorzystanie sieci AT i Telex do PD wiąże się również z szeregiem wad:

– niska przepływność ≤ 200 bps;

- niska wierność - prawdopodobieństwo błędu na znak 10-3;

- ściśle ustalony kod pierwotny - MTK-2 i tryb pracy (start-stop).

Cyfrowe sieci transmisji danych z przełączaniem obwodów. Wspólną cechą wyróżniającą cyfrowe sieci PD jest stosowanie cyfrowych systemów transmisji (DTS) we wszystkich odcinkach sieci, od abonenckich po linie miejskie i stacje elektroniczne.

Sieci cyfrowe PD, w porównaniu z sieciami tradycyjnymi, charakteryzują się wysoką wiernością, dużymi prędkościami transmisji, krótkim czasem nawiązywania połączenia oraz wysoką niezawodnością. Prawdopodobieństwo błędu znaku w tych sieciach wynosi ≤ 10-6 ... 10-7, prędkość transmisji w szybkich kanałach PD wynosi dziesiątki, setki Kbps i dziesiątki Mbps. Dzięki cyfrowym systemom przełączania czas nawiązywania połączenia skraca się do kilku sekund lub mniej. Niezawodność w sieciach cyfrowych zapewniona jest dzięki wyższej niezawodności jej elementów: implementacji DSP na LSI, redundancji wyposażenia systemów komutacyjnych, a także dzięki elastycznemu systemowi zarządzania siecią opartemu na komputerze. System ten pozwala szybko zarządzać siecią PD, skutecznie monitorować jej stan, a w przypadku awarii poszczególnych odcinków sieci szybko znaleźć obejścia.

Zastosowanie systemów sterowania w sieciach cyfrowych PD umożliwia wprowadzenie szerokiego wachlarza nowych usług np. organizacji grupy zamknięte użytkowników, połączenie bezpośrednie i krótkie, zwane identyfikacją strony.

Sieci danych z komutacją łączy (PD-QC) można podzielić na dwie klasy: asynchroniczną i synchroniczną. W sieciach asynchronicznych nie ma pojedynczej synchronizacji, oddzielne systemy transmisyjne i rozdzielnie posiadają niezależne generatory zegarowe.

W sieciach synchronicznych o przebiegu wszystkich procesów (transmisji i przełączania) w czasie decyduje pojedynczy sygnał zegarowy z jednego źródła.

Asynchroniczne cyfrowe sieci danych . Sieci te pojawiły się historycznie jako pierwsze, co zostało zdeterminowane próbą połączenia heterogenicznej technologii cyfrowej. Przykładem takiej sieci jest połączona sieć telegraficzna i średniej prędkości transmisji danych. W sieciach asynchronicznych z reguły nie są skoordynowane prędkości i metody synchronizacji urządzeń końcowych danych (DTE), metody separacji kanałów i inne czynniki. Aby rozwiązać te sprzeczności, wszystkie elementy sieci są uzupełniane o urządzenia cyfrowe, które zapewniają transparentne wejście asynchroniczne (SAI), co nie nakłada żadnych wymagań na charakterystykę czasową przesyłanego sygnału. SAW jest transparentny w odniesieniu do długości odstępów taktowania transmitowanych sygnałów, co zapewnia możliwość pracy i transmisji w trybie synchronicznym i start-stop sygnały dyskretne przy dowolnej prędkości nieprzekraczającej prędkości dozwolonej.

Powszechne stosowanie asynchronicznych sieci SAW jest ograniczone przez następujące wady.

1. Obecność zniekształceń krawędzi przy użyciu odpowiednich metod koniugacji: nakładka (MN), indeks ślizgowy z potwierdzeniem (SIP) itp.

2. Stopień zniekształcenia krawędzi w SAW zależy od tego, jak bardzo prędkość urządzeń synchronicznych przekracza prędkość OOD. Najbardziej ekonomiczna metoda SAW wymaga co najmniej trzykrotnej szybkości transmisji danych.

3. Ograniczenia dotyczące ilości zniekształceń krawędzi sprawiają, że konieczne jest wybieranie jeszcze wyższych przepływności.

Inny sposób budowania sieci asynchronicznych z nieprzezroczystym wejściem asynchronicznym (NAI) obejmuje ograniczony zestaw szybkości transmisji i jedną metodę synchronicznego podziału kanałów w czasie. W takich sieciach pewne wymagania stawiane są parametrom czasowym sygnałów pochodzących z DTE, a różnica między szybkościami sygnału wejściowego danych a strumieniem cyfrowym jest znikoma. Sieć PD-QC z NAV w porównaniu do SAW charakteryzuje się znacząco najlepszy użytek przepustowość, możliwość szybkiego przesyłania danych oraz nieprzezroczystość w zakresie prędkości i metod przełączania. W sieci z NAV praktycznie nie występują zniekształcenia krawędzi. Dlatego sieci NAV PD-QC mają pewną przewagę nad asynchronicznymi sieciami SAW.

Synchroniczne cyfrowe sieci danych z przełączaniem obwodów . Cyfrowa sieć synchroniczna PD-QC nakłada surowe wymagania na systemy synchronizacji. Istnieją dwie możliwości zapewnienia synchronizacji wszystkich elementów sieci.

1. Sieć ma jedno źródło synchronizacji, którego częstotliwość i faza są dostrajane przez generatory zegarowe węzłów przełączających.

2. Ogólną synchronizację uzyskuje się poprzez wzajemne autostrojenie częstotliwości generatorów zegarowych znajdujących się w Wielkiej Brytanii. Synchronizacja w lokalnych odcinkach sieci odbywa się zgodnie z sygnałami synchronizacji przesyłanymi przez każdy CC do podłączonych multiplekserów i poszczególnych AP. W naszym kraju zalecana jest pierwsza opcja lub metoda wymuszonej synchronizacji. Źródło sygnału zegarowego, którego niestabilność wynosi około 10-10, znajduje się na jednym z UK. Generatory podrzędne w pozostałych AC korygują swoje częstotliwości, porównując liczbę odstępów zegara odbieranych z linii sygnału i generowanych przez lokalny generator zegara przez określony czas. Wyniki porównania służą jako sygnał korekcyjny do sterowania częstotliwością lokalnego generatora zegara.

Cyfrowe synchroniczne sieci PD-QC zapewniają następujące cechy:

– transmisja danych w szerokim zakresie prędkości (do 48 Kbit/s);

– prawdopodobieństwo wystąpienia błędu na bit pomiędzy dowolną parą AP bez użycia urządzeń zabezpieczających przed błędami (RCD), nie gorsze niż 10-5;

– czas nawiązania połączenia nie przekracza 1 s przy korzystaniu z kanałów naziemnych;

– przejrzystość transmisji w odniesieniu do bitów, kodów pierwotnych, algorytmów i formatów;

– synchronizacja sieci według elementów kodu i, jeśli to konieczne, kombinacji kodu (znaków).

Tak więc cyfrowe synchroniczne sieci PD-QC mają znaczną przewagę nad tradycyjnymi sieciami używanymi do transmisji danych: wysoką wierność, krótki czas nawiązywania połączenia i szeroki zakres usług.

Istnieją jednak pewne wady, na przykład złożoność tworzenia systemu synchronizacji i zapewnienia przetrwania sieci w przypadku awarii generatorów zegarowych. Wspólną wadą wszystkich sieci z QC jest niskie wykorzystanie przepustowości kanału komunikacyjnego w całej sieci. Te niedociągnięcia są częściowo eliminowane w sieciach z CS i CP.

Sieci danych z komutacją wiadomości . W sieciach danych z komutacją wiadomości (sieci PD-CS) wiadomość oprócz danych zawiera funkcje usługi, w tym adres odbiorcy, kategorię wiadomości itp.

W MSC część usługowa jest analizowana, a wiadomość przekazywana do kolejnego MSC zgodnie z wybranym kierunkiem. Wiadomość jest umieszczana w kolejce i przechowywana w pamięci MSC do czasu, aż wszystkie wiadomości w kolejce zostaną przesłane. Wiadomości pomiędzy MSC są transmitowane z większą prędkością niż po stronie abonenta, jednak opóźnienia w sieci z SC nie zależą od czasu transmisji w kanale komunikacyjnym, ale od czasu, w którym wiadomość znajduje się w kolejce MSC. Czas ten zależy od obciążenia sieci, wydajności MSC i szeregu innych czynników.

Zmienny i znaczący czas dostarczania wiadomości przez sieć CS jest jedną z głównych cech sieci PD-CS. Ze względu na tę okoliczność nie ma możliwości pracy w czasie rzeczywistym oraz niemożność trybu dialogowego. Inną cechą sieci PD-CS jest to, że za dostarczenie wiadomości bezpośrednio odpowiadają środki techniczne sieci, a nie użytkownicy, ponieważ nadawca nie ma bezpośredniego połączenia z odbiorcą.

W MSC sieci PD-CS do zarządzania wszystkimi procesami odbioru i nadawania, a także do wykonywania szeregu dodatkowe funkcje używane są komputery.

W przypadku łączenia dużej liczby punktów dostępowych w ramach sieci PD-CS, musi mieć: struktura hierarchiczna zawierające wiele poziomów. Na ryc. 3.7 przedstawia fragment odcinka sieci PD-CS, składającego się z czterech poziomów.

Ryż. 3.7. Fragment sieci PD-KS

Na Najwyższy poziom Międzymiastowe MCKS zlokalizowane są, na kolejnym poziomie - strefowy ZCKS, następnie - oddolne ośrodki NCKS i koncentratory CC, a na najniższym poziomie - AP. Komunikacja między MCKS odbywa się według schematu w pełni połączonego, szybkość transmisji wynosi 4800 bit/s i więcej. Do MCKS można bezpośrednio podłączyć duże centra obliczeniowe do kolektywnego wykorzystania OCSC. Aby zapewnić przeżywalność i zwiększyć niezawodność sieci jako całości, centra strefowe MCCS są połączone z co najmniej dwoma MCCS. Szybkość transmisji z DMSC do MCCS wynosi zwykle 2400 lub 4800 bps. W kierunkach promieniowych NCKS i CC są połączone z ZCS w celu bardziej efektywnego wykorzystania kanałów na niższych poziomach sieci. Szybkość transmisji to 1200 lub 2400 bps. Stacje abonenckie (AP) połączone są z reguły z NCKS i KC i przesyłają dane z prędkością 50–1200 bps. Przy większej prędkości transmisji UA może być bezpośrednio włączony do ZDSK.

W sieciach PD-CS konieczny staje się wybór ścieżki transmisji informacji, dla której średni czas opóźnienia komunikatu jest minimalny. W sieciach PD-QC rozwiązany jest również problem wyboru optymalnej ścieżki transmisji, jednak jest on rozwiązywany jednorazowo dla danego komunikatu. W sieciach PD-CS należy wybrać optymalną ścieżkę w każdym MSC, biorąc pod uwagę stan innych MSC znajdujących się na kierunku transmisji.

Komunikat przesyłany przez sieć PD-CS jest prezentowany w określonej formie, która reguluje jego maksymalną objętość, skład i lokalizację części usługowej i informacyjnej.

Format wiadomości to pewna sekwencja elementów wiadomości, które mają ściśle określony cel.

Czasami dodawane są inne znaki - na przykład początek nagłówka, koniec wiadomości, koniec transmisji itp.

Cechy (specjalne kombinacje kodowe), które oddzielają różne części komunikatu, nazywamy wyznacznikami.

Obecnie rozwijany duża liczba różne formaty. Na przykład format wiadomości sieci telegraficznej jest określony przez zalecenie ITU-T F-31 i ma następujące cechy:

– „początek przekazu” – ZDZT;

– „koniec wiadomości” – HNNH;

- "początek tekstu" - VK, VK, PS (VK - powrót karetki, PS - przesunięcie wiersza);

– „początek części referencyjnej” – „/”.

Część adresowa nagłówka zawiera następujące elementy:

– numer sekwencyjny wiadomości na tym CC, aby kontrolować przejście wiadomości przez CC;

– specyfikator formatu wiadomości, który określa rodzaj formatu;

– kwalifikator adresu określający sposób adresowania (cykliczny, multicast, adres skrócony itp.);

- adres odbiorcy.

Część referencyjna nagłówka zawiera:

- adres nadawcy;

– numer wiadomości wychodzącej, który odróżnia tę wiadomość od wszystkich innych;

– data i godzina wprowadzenia wiadomości do sieci.

Część referencyjna umożliwia zażądanie powtórki wiadomości, wyszukanie wiadomości w archiwum, określenie czasu dostarczenia wiadomości, czasu przebywania wiadomości w sieci itp.

Rodzaj formatu, w zależności od zadań rozwiązywanych przez sieć, ustalany jest zwykle na etapie projektowania po wybraniu struktury sieci i zestawu środków technicznych.

Czas opóźnienia komunikatu w sieciach PD-QC jest określany przez czas nawiązania połączenia oraz czas przesyłania danych, aw przypadku braku powtarzających się połączeń jest to wartość stała i stosunkowo niewielka. W sieciach PD-CS, zwłaszcza z dużą liczbą przeskoków, czas opóźnienia jest znacznie dłuższy i może różnić się w szerokim zakresie.

Transmisja dużych wiadomości wymaga znacznych ilości pamięci MSC, zwłaszcza w sieciach PD-CS o dużej skali. Istnieje szereg innych poważnych niedociągnięć sieci PD-SS, na przykład, gdy wystąpi błąd, wymagana jest retransmisja całego komunikatu, duże zbiory danych są bardziej podatne na zakłócenia niż krótkie itp.

Główną zaletą metody CS jest wysoka efektywność wykorzystania przepustowości kanału. Korzystanie z CS ogranicza się głównie do sieci telegraficznych. W sieciach PD zasada ta służy do organizowania dodatkowych rodzajów usług.

Sieci danych przełączanie pakietów . Sieci transmisji danych z komutacją pakietów (sieci PD-KP) pojawiły się pod koniec lat 60-tych. Przełączanie pakietów dzieli wiadomości na pakiety, które przemieszczają się w sieci z dużą szybkością, niskim współczynnikiem błędów i małym opóźnieniem.

Jednocześnie efektywniej wykorzystywane są zdalne zasoby obliczeniowe, przepustowość kanałów komunikacyjnych oraz wydajność systemów przełączających.

Pierwsze sieci PD-KP były wydziałowe, na przykład ARPANET (USA), NPL (Wielka Brytania) itp. Zapewnienie komunikacji między komputerami jest główną cechą funkcjonalną sieci PD-KP, w przeciwieństwie do PD-QC i PD-CS sieci zaprojektowane do wymiany informacji między ludźmi.

Przy tworzeniu publicznych sieci PD-KP zastosowano zasady sieci resortowych: tryb dialogu między komputerami, transmisję krótkich macierzy danych z dużymi prędkościami oraz szerokie zastosowanie zasad TRC. Tworzenie takich sieci rozpoczęło się w latach 70-tych.

Pakiet to ciąg znaków binarnych składający się z danych (części informacyjnej), sygnałów sterujących połączeniem oraz pól sterujących błędami, które znajdują się w określonym formacie. Pakiety mają zwykle długość rzędu 1000 bitów i są tworzone przez podzielenie dłuższej wiadomości na części.

Metoda pośredniej akumulacji informacji w centralach, stosowana w sieciach PD-CS i PD-CP, określa szereg wspólnych właściwości dla obu typów sieci. Główna różnica między sieciami PD-KP polega na tym, że stosunkowo krótkie pakiety są zapisywane w Baran z czasem próbkowania nieprzekraczającym kilku milisekund. Dlatego przepisywanie i oczekiwanie w kolejce nie prowadzą do znacznego opóźnienia pakietów.

Główną cechą sieci PD-KP jest wysoki stopień wykorzystania zasobów komunikacyjnych ze względu na czasowy podział kanału i urządzeń przełączających pomiędzy wieloma użytkownikami oraz szybką transmisję małych pakietów.

Struktura publicznej sieci transmisji danych z przełączaniem pakietów . Na ryc. W 3.8 przedstawiono fragment sieci PD-KP, która obejmuje cztery poziomy. Na najwyższym poziomie znajdują się centra komutacji pakietów dalekosiężnych MCKP, na poziomie trzecim centra strefowe ZCKP, na poziomie drugim koncentratory CC, a na poziomie pierwszym znajdują się urządzenia użytkownika, które mogą obejmują AP start-stop, synchroniczne i pakietowe, komputery PC i centra komputerowe wyposażone w procesory teleprzetwarzania (PT).

Ryż. 3.8. Fragment sieci PD-KP

Sieć PD-KP obejmuje bramy - specjalne urządzenia, za pośrednictwem których inne sieci współdziałają z siecią PD-KP (PD-KP, PD-KK, PSTN, PSTN itp.).

Głównym protokołem współpracy sieci PD-CP jest ITU-T Rekomendacja X.25 (CCITT). Protokół ten określa procedury dla połączenia między pakietowym urządzeniem DTE (urządzeniem zakańczającym dane) a DCE (urządzeniem zakańczającym łącze danych).

W sieciach PD-KP efektywne wykorzystanie zasobów komunikacyjnych i obliczeniowych jest zapewnione w oparciu o multipleksację kanałów, kontrolę przepływu i routing. W porównaniu z sieciami PD-QC i PD-CS wydajność, niezawodność i wierność transmisji są znacznie zwiększone, a czas dostarczania wiadomości znacznie skrócony.

Na przykład w istniejących sieciach PD-CA średni czas dostarczania wynosi od ułamków sekundy do sekund, a wraz ze wzrostem szybkości transmisji między MSC czas dostarczania wiadomości może wzrosnąć do kilku milisekund. Wskaźniki ekonomiczne sieci PD-KP przewyższają wskaźniki sieci z QC i CS.

Każdy sieć znajomości to zestaw węzłów komunikacyjnych, punktów końcowych i linii komunikacyjnych (kanałów). Główną funkcją sieci jest dostarczanie komunikatów zgodnie z zadanym adresem, przy czym niezbędne wskaźniki jakości muszą być zapewnione w zakresie szybkości transmisji lub czasu dostarczenia, wierności, niezawodności i kosztu.

Wyróżnić podstawowy oraz wtórny sieci. Sieć podstawowa to sieć typowych kanałów i ścieżek transmisyjnych. Sieć podstawowa może wykorzystywać różne linie transmisyjne - kablowe, światłowodowe, radiowe, satelitarne. Sieci wtórne zapewniają transport i przełączanie sygnałów niektórych usług telekomunikacyjnych. Usługa telekomunikacja zwany zestawem środków technicznych specjalnie stworzonych w celu zapewnienia świadczenia określonych usług na rzecz użytkowników.

Sieci dyskretnych wiadomości są sieciami drugorzędnymi i zapewniają usługi telekomunikacji dokumentacyjnej (DES).

Usługi DES obejmują:

Usługa telegraficzna (TLG).

Usługa transferu danych (PD).

Usługi telematyczne (TM).

sieci telegraficzne.

Komunikacja telegraficzna jest przeznaczona do automatycznego odbierania i przesyłania krótkich, udokumentowanych wiadomości tekstowych za pośrednictwem elektrycznych kanałów komunikacyjnych. Usługa telegraficzna oparta jest na wyposażeniu sieci telegraficznych. Sieć telegraficzna Federacji Rosyjskiej składa się z następujących sieci:

Sieć publiczna PSTN. Zapewnia transmisję i dostarczanie do odbiorców telegramów odbieranych w urzędach pocztowych miejskich (COS), wiejskich urzędach pocztowych (OS), regionalnych centrach komunikacyjnych (RUS). Odbiorcą może być dowolna osoba lub podmiot na terytorium Federacji Rosyjskiej.

AT sieć telegraficzna abonencka, za pomocą których transmitowane są telegramy lub organizowane są rozmowy telegraficzne pomiędzy abonentami sieci. Zapewnia komunikację tylko na terenie byłego ZSRR.

Sieć międzynarodowej telegrafii abonenckiej Telex. Obecnie trwają prace nad połączeniem sieci telegrafii abonenckiej w jedną sieć AT/Telex.

Sieć telegraficzna ma strukturę hierarchiczną z trzema poziomami. Na najwyższym poziomie znajdują się główne węzły GU (stolice republik, ośrodki regionalne), połączone na zasadzie „każdy z każdym”. Na poziomie środkowym znajdują się regionalne węzły systemu operacyjnego, które są połączone promieniście z węzłami głównymi. Na niższym poziomie znajdują się regionalne węzły RU (ośrodki powiatowe). Główne węzły i część węzłów regionalnych są terminalami - węzły tranzytowe, druga część OS i węzły regionalne są terminalami, to znaczy nie obsługują obciążenia tranzytowego.

Wszystkie sieci telegraficzne używają do transmisji międzynarodowego alfabetu nr 2 (MTK-2), który przedstawia znaki łacińskie, cyrylicy, cyfry oraz znaki interpunkcyjne i serwisowe w 5-elementowym kodzie. Do synchronizacji terminali wykorzystuje się metodę transmisji start-stop, w której każda kombinacja kodów, oprócz 5 bitów informacyjnych, zawiera na początku element startu i element stopu o czasie trwania co najmniej 1,5t 0 na końcu . Sieci telegraficzne wykorzystują niskie prędkości transmisji - 50, 100, 200 bodów.

Sieć publiczna PSTN.

Sieć TGTN jest obecnie siecią łączoną, to znaczy wykorzystuje kilka metod przełączania. główna rola odtwarza metodę przełączania wiadomości CS, która jest używana we wszystkich głównych i większości regionalnych węzłach.

Pod przełączanie obwodów zrozumieć zestaw operacji wykonywanych w celu uzyskania kanału od końca do końca łączącego dwa punkty sieci (dwa punkty końcowe lub punkt końcowy i zdalny węzeł przełączający). Jednocześnie dla pary punktów współdziałania na czas trwania sesji komunikacyjnej zajęte są niektóre zasoby sieciowe - środki transmisji i przełączania. Tak więc, podczas przełączania obwodów, najpierw organizowany jest kanał transmisji wiadomości od końca do końca, a następnie przeprowadzana jest transmisja. Dedykowane zasoby sieciowe są wyłączną własnością punktów interakcji podczas sesji komunikacyjnej, niezależnie od tego, czy są używane w ten moment albo nie. Węzły z komutacją łączy obsługują połączenia przychodzące w systemie przełączania awaryjnego. Wskaźnikiem jakości usług jest odsetek awarii.

Przełączanie wiadomości KS odnosi się do przełączania pamięci. Przełączanie pamięci to zestaw operacji odbierania przez węzeł komutacyjny całej wiadomości lub jej części i późniejszej transmisji zgodnie z zawartym w niej adresem. W ten sposób wiadomość jest przesyłana etapami przez szereg węzłów do miejsca docelowego. Jeżeli kanały wychodzące w żądanym kierunku są zajęte, wiadomość jest przechowywana w pamięci węzła do czasu zwolnienia kanału.

Przełączanie skumulowane obejmuje również metoda przełączania pakietów KP. Różni się od CS tym, że długie wiadomości nie są przesyłane w całości, ale są dzielone na stosunkowo krótkie części - pakiety. Istnieją dwa tryby transmisji pakietów: tryb połączenia wirtualnego i tryb datagramu. Zakłada się, że w przyszłości telegramy będą przetwarzane przez węzły z komutacją pakietów. Obecnie CP jest używany w sieciach danych.

Sieć AT/Teleks.

Sieć telegrafii abonenckiej opierała się na zasadzie zbliżenia usług telegraficznych do użytkownika. Jednostką abonencką jest dalekopis lub Komputer osobisty ze specjalnym modemem - adapterem telegraficznym. Obecnie abonentem sieci może być zarówno osoba prawna, jak i osoba fizyczna. Abonent sieci ma do dyspozycji następujące opcje:

Uzyskanie natychmiastowego połączenia z innym abonentem tej sieci i prowadzenie z nim negocjacji telegraficznych w trybie komunikacji półdupleksowej.

Wysyłanie wiadomości do innych abonentów sieci, niezależnie od obecności operatora przy urządzeniu odbiorczym.

Połączenie z urządzeniem stacyjnym jego węzła komutacyjnego w celu przesyłania wiadomości przez sieć PSTN.

W sieci telegrafii abonenckiej zasada przełączania kanałów jest ściśle przestrzegana we wszystkich sekcjach.

Kierunki rozwoju łączności telegraficznej.

W związku z szybkim rozwojem nowoczesnych rodzajów telekomunikacji dokumentalnej, takich jak transmisja danych, E-mail i łączności faksymilowej Ministerstwo Łączności Federacji Rosyjskiej określiło główne kierunki rozwoju technicznego telekomunikacji dokumentalnej, w tym łączności telegraficznej:

Utrzymanie funkcjonowania istniejących sieci telegraficznych na poziomie niezbędnym do zaspokojenia zapotrzebowania na usługi telegraficzne.

Rozwój nowych ogólnorosyjskich usług telekomunikacji dokumentalnej i dystrybucja tych usług w całym kraju jest podobna do istniejących usług telegraficznych.

Integracja dokumentacyjnych usług telekomunikacyjnych, w szczególności wykorzystanie sieci danych jako medium transportowego dla usług telegraficznych.

Sieci danych.

Sieć danych to zestaw węzłów i kanałów telekomunikacyjnych, stworzony specjalnie do organizacji PD pomiędzy źródłem a odbiorcą danych. Taka sieć nazywana jest siecią wyspecjalizowaną. Terminalowe urządzenia do transmisji danych, które są instalowane w stacji abonenckiej, składają się z terminalowych urządzeń transmisji danych (DTE) oraz terminali transmisji danych (DCE). Urządzenia terminala danych są często określane jako terminal.

Sprzęt do zakańczania kanału danych (DCE) to sprzęt i oprogramowanie, które jest częścią sieci PD lub uzupełnia niewyspecjalizowaną sieć telekomunikacyjną i zapewnia koordynację sygnałów DTE z charakterystykami kanałów używanej sieci.

Jak specjalistyczne Sieci PD, sieci mogą być używane:

Protokół X.25 z przełączaniem pakietów

Protokół z przełączaniem pakietówIP

Z przekaźnikiem ramkowymprzekaźnik ramkowy

Sieci wykorzystujące technologię ATM (tryb transferu asynchronicznego).

W celu niewyspecjalizowani publiczne sieci PD obejmują sieci:

Publiczna sieć telefoniczna

Sieć cyfrowa z integracją usług ISDN (ISDN).

Dostęp DTE do usługi danych może być realizowane przez kanał dzierżawiony lub linię fizyczną ( dostęp bezpośredni) lub przez pośrednią sieć komutowaną ( dostęp do sieci), który organizuje połączenie stałe lub telefoniczne.

Przyjrzyjmy się bliżej wyspecjalizowanym sieciom danych.

Klasyfikacja sieci danych.

Istnieje wiele kryteriów klasyfikacji sieci PD: według typu abonenta ( sieci korporacyjne i publiczne), według szybkości transmisji, wielkości sieci, metod przełączania, struktury sieci ( hierarchiczne i niehierarchiczne). Przyjrzymy się dwóm ogólnie przyjętym czynnikom rozróżniania sieci: technologia transmisja oraz skala.

technologia transmisji.

Istnieją dwa główne typy technologii transmisji w sieciach PD:

Transmisja (transmisja jeden-do-wielu)

Kropka jest kropką.

Sieci nadawcze posiadają jeden kanał transmisji, z którego korzystają wszyscy użytkownicy sieci. W zdecydowanej większości sieci PD terminale wymieniają stosunkowo krótkie wiadomości o specjalnej strukturze i nazywane są „pakietami”. Adres odbiorcy jest określony w określonym polu pakietu. Pakiet wysłany przez dowolny komputer jest odbierany przez wszystkie inne komputery w sieci. Każda maszyna sprawdza pole adresu. Jeśli znajdzie swój adres w tym polu, rozpocznie przetwarzanie pakietu. W przeciwnym razie urządzenie zignoruje odebrany pakiet. Przez większość czasu każda maszyna znajduje się w stanie nasłuchiwania kanału. Maszyna ma prawo przesłać pakiet tylko wtedy, gdy kanał nie jest przez nikogo zajęty. Nazywana jest sytuacja, w której kilka maszyn jednocześnie rozpoczyna transmisję konflikt. Maszyny będące w konflikcie muszą przerwać transmisję i wznowić po losowym czasie.

Sieci typu rozgłoszeniowego są zwykle używane na geograficznie małych obszarach.

Sieci punkt-punkt połączyć parę maszyn z indywidualnym kanałem. W drodze ze źródła do miejsca docelowego pakiet przechodzi przez kilka maszyn pośrednich. Dlatego w takiej sieci konieczne jest przeprowadzenie routingu. Rozkład obciążenia i czas dostarczenia wiadomości w sieci zależą od wydajności routingu. Opierając się na tej zasadzie, duże łańcuchy obejmujących duże regiony.

Skala sieci.

W zależności od wielkości sieci PD można podzielić na dwie grupy.

Sieci lokalne(LAN, LAN). Sieć lokalna zazwyczaj obejmuje pomieszczenie, budynek lub kampus, zapewniając transfer z szybkością od 10 Mb/s do kilku gigabitów/s. Użyj technologii transmisji - nadawanie. Fizycznym medium transmisyjnym jest skrętka, kabel koncentryczny lub kabel światłowodowy Najczęściej spotykane topologie sieci LAN to: Magistrala (wszystkie maszyny podłączone są jednym wspólnym kablem), Star (istnieje specjalne urządzenie centralne - hub, z którego wiązki trafiają do każdej maszyny), pierścień (informacje są przesyłane między stacjami wzdłuż pierścienia z przekaźnikiem w każdej maszynie).

Sieci regionalne i globalne(BLADY).

Sieci regionalne znajdują się na terytorium miasta lub regionu, sieci globalne znajdują się na terytorium stanu lub grupy stanów. Globalne sieci przesyłania danych zapewniają dostęp do zdalnych maszyn użytkowników (stacji roboczych) potężnym komputerom, tak zwanym HOST lub serwerom, które udostępniają swoje zasoby serwerom lub zapewniają interakcję między zdalnymi sieciami LAN. Wykorzystywana jest technologia transmisji punkt-punkt. Sieć zawiera wyspecjalizowane maszyny, które wykonują zadania routingu i są nazywane routerami lub koncentratorami. przełączanie pakietów. Topologia połączenia routerów jest określona przez wymagania dotyczące niezawodności i kosztu sieci. Można stosować topologie takie jak gwiazda, pierścień, sieć drzewa, sieć kratowa, sieć nieregularna.

Zasady przełączania pakietów.

Tryb połączenia wirtualnego.

W sieci z połączeniami wirtualnymi lub kanałami wirtualnymi pakiet usług jest najpierw wysyłany do abonenta odbiorcy, tworząc połączenie wirtualne. W każdym centrali - routerze pakiet usług pozostawia kolejność postaci: pakiety k-tego połączenia wirtualnego docierające i-tym kanałem fizycznym powinny być wysyłane do j-tego kanału z l-tym połączeniem wirtualnym numer. Tak więc połączenie wirtualne, czyli warunkowe, istnieje tylko w pamięci maszyny. Po dotarciu do maszyny odbierającej pakiet usług prosi ją o zgodę na transmisję i mówi, ile pamięci będzie potrzebować do odbioru. W przeciwnym kierunku pakiet usług z pozytywnym lub negatywnym potwierdzeniem jest wysyłany tą samą trasą. Po otrzymaniu pozytywnego potwierdzenia maszyna - nadawca przystępuje do przesyłania wiadomości w pakietach zawierających w części adresowej numer kanału wirtualnego. Pakiety przechodzą jeden po drugim przez połączenie wirtualne i docierają do maszyny odbierającej w tej samej kolejności, w jakiej zostały wysłane.

Połączenie wirtualne istnieje do momentu wysłania przez jedną z maszyn pakietu usługi rozłączenia, co spowoduje usunięcie instrukcji tego połączenia z pamięci węzłów.

tryb datagramu.

Termin „datagram” jest używany w odniesieniu do pojedynczego pakietu, który podróżuje przez sieć niezależnie od innych pakietów w tej samej wiadomości. Każdy datagram musi mieć pełny adres dostawy. Po odebraniu datagramu węzeł przełączający - router kieruje go w stronę węzła sąsiedniego, jak najbliżej adresata i czeka na potwierdzenie odbioru. Jeśli potwierdzenie nie zostanie odebrane, datagram zostanie wysłany do drugiego sąsiedniego węzła i tak dalej, aż do odebrania pakietu. Istnieją różne algorytmy routingu, ale wszystkie mają na celu zminimalizowanie średniego czasu dostarczania pakietów.

Usługi telematyczne (TM)- usługi telekomunikacyjne (z wyjątkiem usług telefonicznych, telegraficznych i transmisji danych), które są organizowane w celu wymiany informacji za pośrednictwem sieci telekomunikacyjnych. Więcej szczegółów znajdziesz w następnym pytaniu.

Obecny czas przeżywa dynamiczny rozwój w dziedzinie sieci transmisji danych. Istnieje wiele rodzajów sieci. Sama definicja sieci w ujęciu uogólnionym to system multipleksowania dostępu do kanałów i zasobów komunikacyjnych, które ze względu na ich własność dzieli się na:
- sieci lokalne (LAN, Local Area Network)
- miejskie (MAN, Metropolitan Area Network)
- regionalne (WAN, Wide Area Network)
- globalne (InterNet, FidoNet, FreeNet)
Główną różnicą między siecią globalną a resztą jest nieograniczona liczba abonentów. O wyjątkowości każdej sieci decyduje sposób dostępu do medium transmisji danych. Wraz z pojawieniem się światłowodu i skrętki, tworzenie sieci w coraz większym stopniu opiera się na wykorzystaniu kabla optycznego i skrętki - co podniosło wydajność sieci na nowy poziom: znacznie wzrosło bezpieczeństwo i jakość informacji, transfer danych wzrosła prędkość i przepustowość.

Poniżej jest zrobione krótka recenzja popularne technologie sieciowe. Ta recenzja nie pretenduje do teoretycznych dopracowań – zadanie autora jest inne: uwypuklenie podstawowych pojęć charakteryzujących istotę danej technologii.

Tabela 1

technologia	prędkość transmisji	topologia	podstawowe urządzenia	metoda dostępu do sieci
	Europa USA E1 - 2Mb/s T1 - 1,5Mb/s E2 - 8Mb/s T2 - 6Mb/s E3 — 34Mb/s T3 — 45Mb/s E4 — 140Mb/s T4 — 274Mb/s	punkt do punktu	ekwipunek E1, E2, E3, E4 lub T1, T2, T3, T4	czasowa metoda plezjochronicznego multipleksowania
	STM-1 155 Mb/s STM-4 622 Mb/s STM-16 2,5 Gb/s STM-64 10 Gb/s	podwójny pierścień, punkt do punktu	Przełącznik SDH
	STS-1, OC-1 52 Mb/s STS-3, OC-3 155 Mb/s STS-12, OC-12 622 Mb/s STS-48, OC-48 2,5 Gb/s	podwójny pierścień, punkt do punktu	Sprzęt SONET/SDH	technika multipleksowania synchronicznego w czasie
	10 Ethernet — 10 Mb/s Fast Ethernet — 100 Mb/s Gigabit Ethernet — 1 Gb/s 10G Ethernet — 10 Gb/s 40G Ethernet — 40 Gb/s 100G Ethernet — 100 Gb/s	opona, gwiazda	przełącznik routingu	metoda udostępniania
		podwójny pierścień	koncentrator	metoda znacznika
		podwójny pierścień	sieciowy adapter FDDI	metoda znacznika
	155 Mb/s 622 Mb/s 2,5 Gb/s	punkt do punktu	Przełącznik bankomatu	asynchroniczna metoda multipleksowania
	155 Mb/s 622 Mb/s 2,5 Gb/s	podwójny pierścień	routery Cisco 7200 Cisco 7500 Cisco 12000	dynamiczna transmisja pakietów IP
rodzina xDSL	ADSL - 3,5 Mb/s HDSL — 2 Mb/s SDSL — 2 Mb/s VDSL - 26 Mb/s SHDSL — 2,32 Mb/s UADSL — 384 kb/s IDSL — 144 Kb/s	kropka-kropka, gwiazda		metoda cyfrowego przetwarzania sygnału
	APON - 155 Mb/s BPON — 622 Mb/s EPON (GEPON) - 1Gbps 10 GEPON - 10Gbps GPON-1Gbps i 2,5Gbps	dzwonić, punkt w punkt, drzewo	rozdzielacz optyczny	Metoda multipleksowania WDM i metoda wielokrotnego dostępu z podziałem czasu

Skomentuj powyższe w Tabeli 1.

Technologia PDH jest jedną z pierwszych technologii zapewniających cyfrową transmisję danych w sieci pierwotnej z wykorzystaniem modulacji kodu impulsowego (PCM), tj. za pomocą specjalnego sprzętu przełączającego analogowy sygnał telefoniczny jest przekształcany w cyfrowy strumień informacji
- Technologia SDH jest dalszym rozwinięciem technologii PDH i w przeciwieństwie do tej ostatniej zapewnia niezawodną kontrolę i autodiagnostykę sieci pierwotnej z wysoce stabilną synchronizacją danych
- Technologia SONET to amerykańska wersja technologii SDH
- Technologia Ethernet jest z powodzeniem wykorzystywana w budowaniu lokalnych sieci komputerowych. Jest to pierwsza technologia wykorzystująca kabel optyczny i skrętkę jako medium transmisji danych - co doprowadziło do niesamowitego wzrostu szybkości sieci Ethernet. Szybkość przesyłania danych osiągnęła 10 Gb/s. Protokoły 40 Gigabit Ethernet i 100 Gigabit Ethernet z prędkościami 40 Gb/s i 100 Gb/s są już w drodze!
- Technologia ATM to stosunkowo młody rozwój sieci, który opiera się na koncepcji transportu zarówno danych, jak i ruchu głosowego i wideo z dużymi prędkościami
- Technologia FDDI to zaawansowany rozwój Token Ring. Zasadniczo te projekty są identyczne, różnica w szybkości przesyłania danych i algorytmie kodowania informacji
- Technologia DPT to najnowszy rozwój sieci, który twierdzi, że jest międzynarodowym standardem. Podstawową koncepcją sieci DPT jest wydajna transmisja i odbiór ruchu IP
- technologia xDSL z wykorzystaniem istniejących linie telefoniczne, zajęła swoje miejsce w dziedzinie interaktywnego dostępu do abonentów, gdzie z powodzeniem współistnieją telefon i internet, faks i poczta elektroniczna
- Technologia PON to dynamicznie rozwijająca się technologia, która pozwoliła w dość krótkim czasie rozwiązać problem połączenia indywidualnego użytkownika z usługodawcą.

Dowiedz się więcej o każdej technologii.

Technologia PDH (plezjochroniczna hierarchia cyfrowa) to technologia cyfrowych sieci pierwotnych (odniesienia), która wykorzystuje zasadę cyfrowego przetwarzania sygnału analogowego sygnał telefoniczny(PCM) i metoda multipleksowania w czasie (TDM). Istota tej metody multipleksowania z podziałem czasu jest następująca: za pomocą przełącznika wejściowe kanały abonenckie są sekwencyjnie łączone ze wspólnym kanałem komunikacyjnym przez pewien przedział czasu, tzw. szczelinę czasową, a po stronie odbiorczej wspólnego kanał, przełącznik demultipleksuje strumień na oddzielne próbki i rozdziela je na odpowiednie odbierające kanały abonenckie. Architektura PDH ma kilka hierarchii szybkości i odpowiednio kilka kanałów przepływu informacji cyfrowych. Pierwszy poziom, podstawowy dla sieci podstawowej, nosi nazwę E1 i wynosi 2,048 Mb/s według standardu europejskiego lub T1=1,544 Mb/s według standardu amerykańskiego. Poziom ten składa się z 30 stawek abonenckich (każda 64 Kbps) plus dwie stawki usługowe (32 x 64 Kbps) lub 24 abonentów według standardów amerykańskich plus 8 usług Kbps (24 x 64 Kbps + 8 kbps). Ponadto za pomocą podstawowych strumieni E1 i T1 organizowane są inne kanały o wyższym poziomie w hierarchii stawek - E2/T2, E3/T3, E4/T4. Należy zauważyć, że mechanizm synchronizacji tych strumieni cyfrowych działa na poziomie plezjochronicznym, tj. prawie synchroniczny. Prowadzi to do tego, że konwertowane strumienie cyfrowe różnią się od siebie prędkością o małe wartości. Aby sieci PDH działały z akceptowalną niezawodnością, potrzebna jest dodatkowa opcja korekcji szybkości poprzez dodanie specjalnych bitów korekcji. Jednak ta platforma cyfrowa, ze względu na swoją organizację, nie pozwala na znaczne zwiększenie prędkości transmisji oraz nie zapewnia wystarczającej kontroli i zarządzania danymi sieci pierwotnej. Pojawiła się bardziej zaawansowana technologia SDH, która wykorzystując cyfrowe strumienie informacji PDH może organizować szybką i wydajną transmisję danych.

Technologia SDH (synchroniczna hierarchia cyfrowa) to technologia cyfrowych sieci pierwotnych i transportowych. Jest to ulepszona wersja technologii PDH. Główną strukturą informacji w sieciach SDH jest synchroniczny moduł transportowy o odpowiednim poziomie hierarchii, zwany STM-n. Poziom STM-1 jest podstawowy i wynosi 155 Mb/s. Sieci SDH należą do klasy sieci z komutacją łączy wykorzystujących metodę synchronicznego multipleksowania z podziałem czasu (TDM). Koncepcja SDH umożliwia tworzenie niezawodnych sieci transportowych, które wykorzystują strumienie PDH jako dane wejściowe. Wszystkie informacje w systemie PDH/SDH są przenoszone przez kontenery C-n oraz wirtualne kontenery VC-n. Pojemnik typ C-n– struktura transportu wejściowego w sieci pierwotnej SDH: w ten sposób strumień E1 jest pakowany do kontenera C-12, strumień E3 jest pakowany do kontenera C-3, a moduł STM-1 jest pakowany do kontenera C-4 pojemnik. Ponadto, przed multipleksowaniem i przełączaniem pojemnik C-n informacja o ścieżce o trasie jest osadzona - teraz taki kontener nazywa się wirtualnym kontenerem VC-n. Jest również nazywany jednostką multipleksującą w technologii synchronicznej cyfrowej hierarchii. W sieciach SDH działa jeden wysoce stabilny mechanizm zegarowy - synchronizacja zegara sieciowego (TTC). Najkorzystniejszą topologię uważa się za podwójny pierścień - ruch informacyjny jest przesyłany wzdłuż pierwszego pierścienia, dane synchronizujące są przesyłane wzdłuż drugiego, a pierścień ten jest aktywowany do przejścia głównego strumienia tylko w przypadku awarii i sytuacji awaryjnych.

Technologia SONET jest technologią cyfrowych sieci pierwotnych, analogiem technologii SDH. Synchroniczne moduły transportowe w konstrukcji SONET określane są jako STS-n (sygnały elektryczne) i OC-n (laserowa podczerwień). Poziom pierwszy, podstawowy dla sieci podstawowej, STS-1 / OC-1 to 52 Mb/s. Trzecia warstwa STS-3/OC-3 odpowiada pierwszej warstwie STM-1 w architekturze SDH. Podobnie jak sieci SDH, SONET korzysta z technologii Time Synchronous Multiplexing (TDM). Mówiąc więc o sieciach o synchronicznej hierarchii cyfrowej, mają na myśli technologię o skrócie SONET/SDH.

Odnośnie Ethernetu. Ta technologia pozostaje najczęściej stosowana protokół sieciowy, który wykorzystuje Carrier Sense Multiple Access z wykrywaniem kolizji (CSMA/CD). mówić zwykły język, taka metoda wielokrotnego dostępu nie dopuszcza do kolizji, tj. sytuacja jednoczesnej transmisji danych wspólnym kanałem pomiędzy abonentami. Jednostką informacyjną jest ramka. Więcej informacji na temat technologii Ethernet można znaleźć w sekcji „ Pomocna informacja” naszej strony internetowej zatytułowanej „Model ISO/OSI i standard IEEE 802.3 w sieciach Ethernet”

Technologia ATM zapewnia asynchroniczny sposób przesyłania informacji przez komórki stały rozmiar 53 bajty składające się z 48 bajtów danych i 5 bajtów nagłówka. Za pośrednictwem przełącznika ATM komórki są multipleksowane po ich przybyciu. Ta kompresja danych nazywana jest multipleksowaniem asynchronicznym. Sieci ATM skupiają się na wirtualnym połączeniu dwóch typów interfejsu - kanału wirtualnego (VC) i ścieżki wirtualnej (VI). Kanał wirtualny nawiązuje połączenie między dwoma węzłami końcowymi (abonentami) na czas ich interakcji. Ścieżka wirtualna składa się z kilku obwodów wirtualnych i tworzy trasę między przełącznikami. Synchronizację sieci ATM zapewnia synchronizacja zegarów sieci (TTS).Stały standard komórki zapewnia gwarantowany stały czas przetwarzania danych - co jest niezaprzeczalną zaletą tej technologii. Koncepcja ATM jest z powodzeniem stosowana w sieciach, w których głównym kryterium jest wysokiej jakości, szybka transmisja heterogenicznego ruchu (dane cyfrowe, głosowe i multimedialne).

Technologie FDDI i Token Ring wykorzystują deterministyczny znacznikowy sposób przesyłania danych, który w uproszczeniu nazywa się wyścigiem przekaźnikowym, ponieważ prawo do przesyłania jest uruchamiane przez przekaźnik od abonenta do abonenta. Ta metoda koniecznie zakłada topologię pierścienia lokalizacji abonentów i budowane są dwa pierścienie: jeden pierścień jest zapasowy na wypadek awarii lub awarii. Istota metody jest następująca. Znacznik (token), specjalny pakiet kontrolny, w sposób ciągły obraca się wokół pierścienia. Stąd inna nazwa metody – token! Tak więc, jeśli token jest darmowy, daje subskrybentowi prawo do transferu. Abonent, który otrzymał darmowy token, sprawia, że ​​token jest zajęty, dołącza do niego swój pakiet informacyjny i taki pakiet rozsyła. Pozostali abonenci w ringu analizują ten pakiet dla adresata. Jeśli paczka nie jest zaadresowana do abonenta, rozsyła ją. Jeśli abonent znajdzie swój adres w przesyłce, akceptuje informację, oznacza znacznik jako zaakceptowany i ponownie wysyła przesyłkę po ringu. Abonent nadawczy po odebraniu przesyłki ze znakiem akceptacji kasuje swój pakiet informacyjny, oznacza żeton (znacznik) jako wolny i wysyła czysty token dalej wzdłuż pierścienia. Wszystko się powtarza.

Technologia DPT, opracowana przez Cisco Systems, jest przyjmowana jako Międzynarodowy standard zbudować nową generację sieci miejskich skoncentrowanych na dostawcach usług transmisji ruchu IP. DPT to technologia dynamicznej transmisji pakietów IP. Dynamika tego rozwoju polega na zapewnieniu przesyłanemu pakietowi danych najkrótszej drogi do abonenta (węzła). Ideologia najnowszych technologii polega na umiejętnym wykorzystaniu podejść do budowy istniejących sieci, takich jak: SONET/SDH, Token Ring, FDDI. Odnosi się to do organizacji topologii podwójnego pierścienia. To bardzo skuteczne posunięcie Cisco! W topologii „podwójnego pierścienia” w technologiach SONET/SDH, Token Ring, FDDI drugi pień pierścienia jest wykorzystywany jako zapasowy w przypadku awarii, przerw itp. W DPT dwa pierścienie działają w trybie aktywnym, przy czym pakiety IP obracają się po okręgu w przeciwnych kierunkach: w jednym pierścieniu - zgodnie z ruchem wskazówek zegara, w drugim - przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Taka organizacja przepływów informacji umożliwia specjalnemu protokołowi SRP wybranie najbardziej odpowiedniej ścieżki do węzła odbiorczego. Technologia DPT jest również interesująca, ponieważ można ją dość mobilnie zintegrować z już zbudowanymi sieciami SONET/SDH i Gigabit Ethernet. Cóż, jeśli chodzi o przepustowość sieci – w DPT można włączyć znacznie więcej urządzeń niż np. ten sam SONET/SDH.

Rodzina technologii xDSL wykorzystuje istniejące linie abonenckie publicznej sieci telefonicznej. Aby taka sieć stała się samowystarczalna, ze wszystkimi atrybutami technologia sieci- a przede wszystkim: efektywny dostęp do Internetu, interaktywna komunikacja z abonentami, trzy kardynalne zadania zostały rozwiązane w koncepcji xDSL: znacznie zwiększona prędkość transmisji danych, znacznie rozszerzona wydajność linii, poziom jakości komunikacji został znacznie podniesiony! Pierwsze zadanie realizowane jest poprzez wykorzystanie modemów xDSL, drugie – poprzez zastosowanie unikalnego kodowania informacji, trzecie – poprzez wprowadzenie metody cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dzięki temu rodzina xDSL odpowiednio zajmuje swoją niszę wśród najbardziej poszukiwanych technologii sieciowych.

W technologii PON przy budowie sieci optycznej wykorzystywane są dwie metody multipleksacji: multipleksowanie/demultipleksowanie WDM oraz wielokrotny dostęp z podziałem czasu (TDMA). Multipleksowanie WDM to multipleksowanie widma fali wiązki laserowej fal podczerwonych w pojedynczym włóknie. Metoda dostępu wielokrotnego (zbiorowego) z podziałem czasowym wykorzystuje specjalny mechanizm arbitrażowy, który wyklucza przypadki kolizji przepływów informacji we wspólnym kanale transmisji danych. Domyślnie sieci PON działają w połączeniu z Formaty Ethernet, zapewniający sprawną dystrybucję usług abonenckich na ścieżce abonenckiej „ostatniej mili” zgodnie z zasadą „optyka do domu” (FTTH). Architektura PON jest dość banalna. Istnieje jeden aktywny węzeł centralny OLT (terminal linii optycznej) z modułem nadawczo-odbiorczym lasera (nadajnik-odbiornik) oraz wiele aktywnych zdalnych węzłów abonenckich ONT (terminal sieci optycznej, ITU-T) lub ONU (jednostka sieci optycznej, IEEE) z własnym transceiverem laserowym moduł (nadajnik-odbiornik) ). Pomiędzy tymi urządzeniami znajduje się całkowicie pasywny nośnik optyczny, który nie wymaga prądu i Utrzymanie i składający się z kabli optycznych i rozdzielaczy optycznych. źródło zewnętrzne Informacje dla OLT to dostawca usług internetowych i telewizja kablowa. Multipleksy WDM i urządzenia TDMA są zabudowane w węzłach centralnym i abonenckim. Strumienie downstream są przesyłane z rdzenia OLT, składającego się z upakowanych sygnałów WDM przy 1490 nm i 1550 nm ze specyficznym adresowaniem ONT. Strumienie te docierają do każdego urządzenia abonenckiego, gdzie informacje są filtrowane pod kątem adresu ONT z dostępem do konkretnego użytkownika. Strumień zwrotny (upstream) ze wszystkich urządzeń abonenckich jest transmitowany na długości fali 1310 nm. To właśnie w tym wątku stosowana jest metoda wielokrotnego dostępu z podziałem czasu, aby wykluczyć możliwość krzyżowania się sygnałów od różnych użytkowników. Wszystkie ONT są synchronizowane ze wspólnego źródła taktowania, a każdemu ONT jest przydzielona określona domena czasu. Węzeł ONT musi buforować dane odebrane od swojego użytkownika, aż nadejdzie jego domena czasu. Kiedy nadejdzie jego domena czasu, ONT przesyła wszystkie informacje zgromadzone w buforze do sieci w górę, która jest odbierana przez centralny węzeł OLT, gdzie strumień ten jest demultipleksowany w celu dalszego dostępu do dostawcy usług internetowych. Interaktywny strumień o falach 1490/1310nm jest podłączony do komputera, telefonu IP za pomocą konwertera mediów i modemu za pomocą skrętki. Strumień wychodzący na fali 1550nm zapewnia pracę telewizja kablowa. Odległość między węzłami OLT i ONT może wynosić do 20 km. Maksymalna liczba ONT, które można wbudować w sieć OLT, to 64 węzły.

W tym artykule poruszyliśmy typowe technologie budowy sieci danych. Mamy nadzieję, że nasz czytelnik zrozumie w kontekście, że z całego zestawu opracowań sieciowych wzięto pod uwagę najważniejsze i najbardziej poszukiwane koncepcje.
Dzięki za zrozumienie! Autor.

Z reguły kanałem transmisji danych do dalszego przetwarzania za pomocą technologii komputerowej. Przykładami takich kanałów są przewody miedziane, światłowody, bezprzewodowe łącza danych lub urządzenie pamięci masowej.

Transmisja równoległa w telekomunikacji to równoczesna transmisja elementów sygnałowych jednego znaku lub innego obiektu danych. W komunikacji cyfrowej transmisja równoległa odnosi się do jednoczesnej transmisji odpowiednich elementów sygnału przez dwie lub więcej ścieżek. Dzięki zastosowaniu wielu przewodów elektrycznych wiele bitów może być przesyłanych w tym samym czasie, co skutkuje wyższą szybkością transmisji niż transmisja szeregowa. Ta technika jest używana wewnętrznie w komputerze, na przykład w wewnętrznych magistralach danych, a czasami w urządzeniach zewnętrznych, takich jak drukarki. Głównym problemem jest „przekrzywienie”, ponieważ przewody w transmisji równoległej mają nieco inne właściwości (nie celowo), więc niektóre bity mogą dotrzeć przed innymi, co może uszkodzić wiadomość. Bit parzystości może pomóc zredukować błędy. Jednak przewód elektryczny w równoległej transmisji danych jest mniej niezawodny na długich dystansach, ponieważ transmisja jest znacznie bardziej podatna na zakłócenia.

Rodzaje kanałów komunikacji

Sieć danych

Sieć danych- zestaw trzech lub więcej terminali komunikacyjnych (terminali) połączonych kanałami transmisji danych i urządzeniami przełączającymi (węzłami sieci), które zapewniają wymianę komunikatów między wszystkimi terminalami.

Istnieją następujące rodzaje sieci danych:

• Sieci telefoniczne - sieci, w których urządzenia końcowe są prostymi konwerterami sygnałów pomiędzy elektrycznym a widzialnym/dźwiękowym.
• Sieci komputerowe - sieci, których urządzeniami końcowymi są komputery.

Zgodnie z zasadą przełączania sieci dzieli się na:

• Sieci z komutacją obwodów- do transmisji pomiędzy urządzeniami końcowymi przydzielany jest kanał fizyczny lub logiczny, poprzez który możliwa jest ciągła transmisja informacji. Sieć z komutacją łączy to na przykład sieć telefoniczna. W takich sieciach można stosować węzły bardzo prostej organizacji, aż po ręczne przełączanie, jednak wadą takiej organizacji jest nieefektywne wykorzystanie kanałów komunikacji, jeśli przepływ informacji jest niestabilny i nieprzewidywalny.
• Sieci z