Концепция организации сетей

Использование аналоговых и цифровых (56/64, Т1/Е1, ТЗ/ЕЗ, SONET/SDH) выделенных каналов. 

Выделенный канал это канал фиксированной пропускной способности, постоянно (реже в течение определенного времени суток) соединяющий двух абонентов. Абонентами могут быть как отдельные устройства (компьютеры или терминалы), так и целые локальные сети. Выделенные каналы обычно арендуются у компаний операторов территориальных сетей, хотя крупные корпорации могут прокладывать свои собственные выделенные каналы. Выделенные каналы делятся на аналоговые и цифровые в зависимости от того, какого типа коммутационная аппаратура применена для постоянной коммутации абонентов.

Аналоговые выделенные линии

Выделенные аналоговые каналы предоставляются пользователю с 4х проводным или с 2х проводным окончанием. Выделенные линии могут быть разделены на две группы. Первая это нагруженные линии (каналы тональной частоты), проходящие через оборудование частотного уплотнения, расположенное, например, на АТС. По своей физической природе эти линии аналогичны коммутируемым телефонным линиям, но обеспечивают лучшее качество прохождение сигналов.

Вторая группа выделенных линий ненагруженные физические проводные линии. Они могут кроссироваться на АТС, но не проходят через аппаратуру частотного уплотнения. Часто такие линии используются для связи внутри одного города. Разветвленные сети каналов, представляющих собой ненагруженные линии, используются, например, муниципальными службами (энергонадзора, водопровода и др.) для передачи технологической информации.

Аналоговые выделенные линии предоставляют для связи локальных сетей наиболее простой сервис сервис "голого" провода, на котором не определен даже протокол физического уровня, то есть способ представления битов информации в виде электрических сигналов. Поэтому на выделенной аналоговой линии можно использовать любые протоколы, начиная с физического уровня, которые устраивают пару взаимодействующих вычислительных устройств, называемых на языке глобальных сетей "Оконечным Оборудованием Данных" (ООД) или в англоязычной литературе Data Terminal Equipment (DTE). Эти устройства взаимодействуют через "Аппаратуру Передачи Данных" (АПД) или Data Circuit Terminating Equipment (DCE). Аппаратура передачи данных использует на выделенной линии свой протокол физического уровня, а оконечное оборудование данных, которое при связи двух локальных сетей представлено обычно мостом или маршрутизатором, выбирает какойлибо протокол канального уровня.

Для передачи данных по выделенным нагруженным аналоговым линиям используются модемы, использующие методы аналоговой модуляции сигнала. Протоколы физического уровня модемов определены в рекомендациях СС1ТТ серии V. На выделенных ненагруженных линиях предпочтительно использовать модемы "базовой полосы пропускания" ("baseband modems"), которые, на самом деле, не модулируют сигнал, так как работают на сравнительно коротких расстояниях и на линиях с более широкой полосой пропускания.

Цифровые выделенные линии

Цифровые выделенные линии образуются путем постоянной коммутации в сетях, построенных на базе коммутационной аппаратуры, поддерживающей передачу голоса или видеоизображений в цифровой форме.

Поскольку для качественной передачи голоса необходима передача оцифрованных замеров амлитуды звуковых колебаний с частотой 8000 Гц, а каждый замер представляется в виде числа, состоящего из 7 или 8 битов, то вся цифровая телефония работает на скоростях, кратных 56 Кб/с или 64 Кб/с. Скорость 56 Кб/с в настоящее время уже представляет собой устаревший стандарт, поэтому современные стандарты скоростей кратны величине 64 Кб/с.

Как и в аналоговой телефонии, первичные каналы конечных абонентов уплотняются в более скоростные каналы, существующие между АТС. Но если в аналоговых АТС используется частотное уплотнение, когда различные каналы используют различные несущие частоты, то в цифровой телефонии используется уплотнение с разделением времени, так называемое мультиплексирование с разделением времени (Time Division Multiplexing. TDM).

Пример уплотненного канала, несущего данные от 24 первичных каналов скорости 64 Кб/с, показан на рисунке 17.2. Кадр уплотненного канала несет очень мало служебной информации это 1 бит типа F, который разделяет уплотненные кадры.

Независимо от того, сколько каналов содержит уплотненный кадр, он должен быть передан за время 125 микросекунд, так, чтобы частота передачи замеров каждого первичного канала была равна 8000 Гц.

Существует две основных технологии уплотнения и коммутации цифровых каналов плезиохронная цифровая иерархия (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH) и более поздний стандарт синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH). В Америке технологии SDH соответствует стандарт SONET.

Технология PDH использует по сравнению с технологией SDH более узкий диапазон скоростей в уплотненных каналах от 64 Кб/с до 34 Мб/с (в Америке до 45 Мб/с). Кроме того, кадры PDH несут крайне мало служебной информации, поэтому оперативное наблюдение и управление потоками кадров в сетях PDH весьма затруднено.

Совмещение операций обработки данных и ввода/вывода Для формирования кванта информации в ПУ и передачи его в ОЗУ или обратно, независимо от типа ПУ, этот процесс можно представить в виде суммы двух интервалов: Тподготовки и Тпередачи, Тподготовки - длительность цикла подготовки и преобразования информации в ПО, Тпередачи - длительность цикла пересылки подготовленного кванта информации между ПУ и ОЗУ.    Особенность работы ПУ Для подготовки и преобразования информации используется электронно-механический принцип действия, а пересылка кванта информации осуществляется электронным путём, т.о. Тподготовки >> Тпередачи, и именно эта особенность лежит в процессе совмещения операций обработки и ввода/вывода.    Синхронные и асинхронные ПУ. Синхронные ПУ - такие ПУ, в которых цикл подготовки очередного кванта информации начинается непосредственно после окончания цикла подготовки предыдущего кванта информации, т.о. длительность интервала между выдачей последовательных квантов информации является постоянной величиной. Асинхронные ПУ - такие ПУ, в которых подготовка следующего кванта информации начинается по завершению цикла передачи предыдущего, а длительность интервала между выдачей последовательных квантов информации определяется длительностью подготовки кванта, длительностью ожидания обслуживания со стороны КВВ и длительностью передачи. При совмещении операций обработки и ввода/вывода ПУ осуществляет подготовку информации независимо от работы ЦП, в связь между ПУ и ОЗУ устанавливается только для передачи подготовленных квантов информации на время Тпередачи. При программной реализации КВВ процессор должен иметь возможность переключаться на выполнение функций КВВ по сигналу о готовности ПУ. При аппаратной реализации КВВ процессор должен иметь возможность получать информацию от канала о ходе выполнения операций ввода/вывода и о её завершении.

Глобальные сети