Основы построения телекоммуникационных сетей. Способы коммутации, страница 2

Фаза разъединения (ФР). По окончании сеанса одним из абонентов передается сигнал отбоя, в соответствии с которым коммутационные станции обмениваются линейными сигналами “отбой абонента” (если отбой дает вызываемый абонент Аб2) или ”разъединение” (если отбой дает вызывающий абонент Аб1), после чего происходит  разъединение тракта.

Рис.1. Обмен сигналами и сообщениями в сети с коммутацией каналов

Достоинства метода КК являются:

-  возможность организации диалога в реальном масштабе времени;

-  сравнительная простота коммутационного оборудования, построенного по принципу пространственной коммутации.

Основным недостатком сети с КК является низкое использование пропускной способности канала, характерное для систем обслуживания с отказами (коэффициент использования пропускной способности канала Кэ составляет не более 0.5). 

Метод КК эффективен при передаче больших объемов информации, когда  Т_ФУС < Т_ФП, поэтому широко применяется в сетях телефонной связи, представляющих пользователям возможность диалоговой связи.

2. Коммутация сообщений

В сети с коммутацией сообщений (КС) отправитель (абонентский терминал) передает полное сообщение (целиком) в ближайший узел коммутации, где оно запоминается, ставится в очередь, а затем передается в следующий узел коммутации сети. Если сообщение нельзя передать немедленно, оно хранится в буферной памяти узла коммутации. По мере освобождения каналов сообщение поэтапно, от узла к узлу, передается на вызываемый терминал получателя.

Таким образом, способ коммутации сообщений состоит в последовательной передаче сообщения по участкам тракта с накоплением сообщения в узлах (центрах) коммутации сообщений (ЦКС).

Фрагмент сети с КС показан на рис.2а. На рис. 2б показан тракт сети с КС, содержащий три центра коммутации, а временная диаграмма передачи сообщения по сети изображена на рис.2в.

Рис.2. Передача сообщения в сети с коммутацией сообщений

На первом этапе абонент Аб1 со своего оконечного устройства (ОУ1) передает на ЦКС1, к которому он подключен, сообщение в виде кодограммы, содержащей заголовок (адрес и другие служебные признаки) и информационную часть.

Данное сообщение запоминается в ЗУ ЦКС1 (отсюда и применяемый термин ”коммутация с накоплением информации в узле”). Затем производится анализ его адресной и служебной частей, маршрутизация (поиск исходящего направления, например, на ЦКС3), в результате чего сообщение либо сразу направляется на ЦКС3, либо ставится в очередь на ожидание при отсутствии свободных каналов в этом направлении.

На следующем ЦКС все операции повторяются. Таким образом, сообщение поэтапно передается по сети до входящего ЦКК5. Из этого ЦКС5 сообщение передается в ОУ2 вызываемого абонента.

Как уже отмечалось, метод КС давно применяется в сетях телеграфной связи. На ранних стадиях развития сетей  использовался ручной переприем телеграмм, а появление в 40-х годах реперфораторов позволило осуществить полуавтоматический переприем. В настоящее время такие системы применяются на телеграфных сетях общего пользования. В конце 50-х и начале 60-х годов началось внедрение полностью автоматизированных систем КС и, начиная с середины 60-х годов, ЦКС реализуется на базе управляющих систем с программным управлением (специализированных управляющих вычислительных комплексов).

Достоинства метода КС:

1.  Повышение эффективности использования каналов на магистральных СЛ между ЦКС сети (при наличии очередей на ЦКС данный метод позволяет получить коэффициент использования пропускной способности каналов Кэ, близкий к единице (0.85 – 0.95), что в принципе недостижимо для КК).

2.  Предоставление услуг, реализация которых в сетях с КК весьма сложна (приоритетное обслуживание различных классов абонентов, многоадресная и циркулярная передача, задержанная доставка сообщений, преобразование скоростей, кодов и форматов взаимодействующих ОУ, регистрация проходящих сообщений).

3.  Использование в сетях с КС мощных способов повышения достоверности передачи.

4.  Устойчивость сетей с КС к перегрузкам.

Недостатки метода КС:

1.  Требуется иметь на каждом ЦКС запоминающее устройство, емкость которого очень велика.

2.  Это приводит к тому, что практически во всех случаях время доведения сообщения при КС больше, чем при КК!  Проигрыш перед КК тем заметнее, чем больше длина передаваемого сообщения, число транзитных ЦКС и их загрузка (рис 12.1 и 12.2 альбома).

3.  Время задержки в сетях с КС является величиной переменной и носит случайный характер (что определяется принципом переприема с накоплением). На величину задержки влияют следующие факторы: пропускная способность каналов, производительность ЦКС и интенсивность потока поступающей нагрузки.

4.  Невозможность организации диалога между пользователями в реальном масштабе времени.

Метод КС целесообразно использовать при асинхронной передаче с высокой скоростью сравнительно коротких сообщений при малой допустимой вероятности их искажений, небольшой загрузке сети и минимальном числе транзитных ЦКС в пути. По этой причине сети с КС ориентированы на передачу низкоскоростных данных и телеграфных сообщений.