19.3. Способы коммутации в Ш-ЦСИО

Классификация способов коммутации, используемых в Ш-ЦСИО. Для перехода к Ш-ЦСИО необходимо определить число и состав пользователей; состав ШП служб; возможные скорости передачи; тип и структуру трафика.

Такая сеть должна быть гибкой, т.е. хорошо приспособленной к любым разумным изменениям требований пользователей. Выбор принципов коммутации в такой сети является одним из центральных вопросов.

На рис. 19.3 приведена классификация систем цифровой коммутации, где КК - коммутация каналов; КП - коммутация пакетов; ПРК, ЧРК, ВРК - пространственное, частотное и временное разделение каналов; СВРК, АВРК - синхронное и асинхронное временное разделение каналов; ATM - Asynchronous Transfer Mode (асинхронный метод передачи - АМН).

Для того чтобы показать сложность решения задачи выбора технологии коммутации в Ш-ЦСИО, рассмотрим возможности, достоинства и недостатки известных способов коммутации. Все известнью способы разделения цифровых каналов делят на две группы: синхронные и асинхронные. Напомним тот факт, что при синхронном временном разделении каналов каждый канал закреплен за физическим соединением безотносительно к тому, передается по нему информация или нет. Установленное в сети или в коммутационном поле ЦСК соединение однозначно определяется временными интервалами, которые оно занимает во всех звеньях соединительного тракта. Использование СВРК в Ш-ЦСИО для многих служб проблематично из-за высокой пачечности. Для повышения использования каналов паузы в передаче отдельных источников занимаются для передачи данных других источников. Такая идея используется при асинхронном временном разделении каналов (АВРК). Применение АВРК позволяет не закреплять жестко временной интервал за каналом и за источником.

Рис. 19.3. Классификация систем цифровой коммутации

Идентификация информации обеспечивается благодаря ее адресованию. При АВРК реализуется статистическое мультиплексирование, т.е. обнаружение окон (пауз) в кадре системы передачи и заполнение их информацией из буферов, где источники ожидают начала передачи. При статистическом мультиплексировании легко учесть приоритеты источников информации, что очень важно для Ш-ЦСИО, где интегрируется много служб с существенно отличающимися характеристиками. Концепция коммутации в Ш-ЦСИО основана на применении АВРК и установлении виртуальных соединений. В соответствии с этой концепцией для транспортировки информации всех служб применяется унифицированный пакет фиксированной длины.

К цифровым системам коммутации в Ш-ЦСИО предъявляются следующие требования:

1) независимость структуры и свойств от вида службы;

2) более вьюокая, чем в узкополосной ЦСИО, производительность;

3) адаптация к различным скоростям передачи в каналах сети;

4) более вьюокое, чем в У-ЦСИО, использование полосы частот для трафика пачечного типа;

5) вьюокая гибкость.

Вьюокая производительность необходима для поддержки видеослужб, а гибкость - из-за невозможности предсказать скорости передачи, которые могут потребоваться для разнообразных служб. Вьюокая гибкость означает предоставление прозрачного доступа для поль-

Статическое распределение ресурса

Динамическое распределение ресурса

а) AFk = const;

б) i-fx = tyc = const

а) f/= nxAFsas,

б) CKKKK

a) AFk = var;

6)fKKKK

(чааь речевых отрезков теряется при перегрузках)

а) AFk = var;

а) AFk = var;

б) l>t:t =var

MCKK БКК

БКП КП

Рис. 19.4. Распределение сетевого ресурса при различных способах коммутации

зователя через интерфейс пользова гель-сеть , т.е. отсутствие ограничений на структуру кадра или пакета и на способ синхронизации.

Гибкость ЦСК и сети в целом основывается на динамическом распределении сетевых ресурсов (режимов коммутации, скоростей передачи).

Пока остается проблемой обеспечение требований к качеству обслуживания всех составляющих трафика в Ш-ЦСИО, хотя бы на уровне качества, обеспечиваемого в У-ЦСИО. В случае передачи речи с использованием метода КП трудности состоят в том, чтобы обеспечить задержку кадров не более чем на 30 мс (рекомендация G.131 ITU-T) и вероятность блокировки не более 10 ®.

На рис. 19.4 представлены известные способы коммутации и их варианты, использование которых позволяет в разной степени приспосабливать сеть к изменению скорости передачи информации.

Здесь и в табл. 19.3 применяются следующие обозначения и аббревиатуры: AFk - полоса пропускания канала, АРбаз - базовая полоса пропускания канала; МСКК - многоскоростная коммутация каналов; БКК - бьютрая коммутация каналов; БКП - быстрая коммутация пакетов; f, t , ff , tf , f - время задержки передачи сообщений при КК, МСКК, БКК, БКП и КП соответственно; fyc - время установления соединения в режиме КК.

В табл. 19.4 перечислены достоинства и недостатки известных способов коммутации [5, 6].

Многоскоростная коммутация (МСКК) может использоваться в сетях, поддерживающих службы с разными скоростями ПД. Отличие многоскоростной КК от обычной КК состоит в возможности предоставления пользователям составного канала с полосой пропускания в N раз большей, чем базовая. Базовая скорость выбирается из соображений удовлетворения требований большинства пользователей сети (например, 64 Кбит/с). Способ БКК позволяет лучше использовать сетевой ресурс (полосу частот канала), благодаря возможности предоставления канала новому требованию в паузах речевого сигнала. В основе БКП лежат те же принципы, что и при КП. Отличия состоят в том, что существенно повышаются скорости передачи по каналу и коммутации в коммутационных полях станций, так как в Ш-ЦСИО должны коммутироваться кадры, поступающие по волоконно-оптическим линиям связи. Технические средства передачи с высокими скоростями (десятки гигабит в секунду) достигли прогресса существенно ранее, чем средства коммутации с такими же скоростями. Поэтому сдерживающим фактором в повышении скорости передачи информации между установками пользователей в коммутируемой сети до недавнего времени были низкоскоростные коммутационные поля станций и узлов. Интенсивность исследований в этой области видна по массе публикаций в конце 80-х и в 90-е годы XX в., посвященных