1.2.3 Коммутация каналов

При коммутации каналов (КК) на время передачи сообщения между пользователями создается последо­вательное соединение каналов или линий, называемое соединительным трактом. Все создаваемые соедине­ния - дуплексные. На каждом КУ для установления соединения выбирается один из свободных каналов нужного направления связи и осуществляется соединение его с предыдущим и последующим каналами или с абонентом.

На рисунке1.2.1 показан пример коммутации каналов для установления прямого и обходного соединения Жирной линией выделен соединительный тракт связи между вызывающим (А) и вызываемым (Б) око­нечными пунктами. Соединение от КУ-1 непосредственно к КУ-2 называется прямым направлением При отсутствии свободных каналов в прямом направлении может быть использовано обходное направление связи через промежуточный (транзитный) КУ-3. Коммутация каналов применяется в сетях, где информация передается в реальном масштабе времени (телефонные сети, сети абонентского телеграфа, некоторые сети передачи данных).

Процесс обслуживания при коммутации каналов можно разделить на три стадии: сигнализация для установле­ния соединения; обмен по­лезной информацией по уста­новленному соединению; сигнализация для разъедине­ния.

Недостатки коммутации каналов состоят в следующем:

- В процессе установления соединения на КУ может не оказаться свободных каналов в требуем направлении. В этом случае заявка получает отказ в, установлении соеди­нения (в системах с явными потерями), что приводит к возникновению повторного вызова.

- Время установления соединения может быть достаточно большим (особенно при занятости каналов на отдельных участках). Поэтому снижается надежность связи, тем больше, чем больше последовательно включенных точек коммутации в соединительном тракте

- При использовании КК на цифровых сетях скорость передачи информации от терминала до терминала через все узлы коммутации должна быть строго определенной (64 Кбит/с), при этом предъявляются высокие требования к синхронизации сети. Принципиально не допускается ощутимое расхождение тактовых частот на различных участках .тракта. Особенно это важно для передачи данных.

Однако, несмотря на указанные недостатки, достоинства этого вида коммутации позволили ему найти широкое применение. При КК абоненты на определенное время получают двухсторонний канал связи, по которому можно вести натуральный, живой обмен информацией. Информация, во время обмена между пользователями, доставляется практически без задержки, так как не требуется ее обработки в узлах

коммутации. Управляющие устройства узлов КК участвуют в обслуживании вызова только на стадии сигнализации, т.е. при установлении и разрушении соединения. Это обуславливает высокую пропускную способность систем управления узлов ,коммутации каналов.

Рисунок 1.2.1 Пример коммутации каналов

1.2.4. Коммутация сообщений

В службах связи, где передача сообщений ведется не в реальном масштабе времени вполне возможна некоторая их задержка (телеграфная связь, передача данных). В таких случаях может применяться коммутация сообщений состоящая в приеме, накоплении и последующей передаче сообщений »• соответствии с их адресом. При этом само сообщение составляется из двух частей: заголовка и собственно сообщения. Кроме адреса заголовок сообщения может содержать информацию о его важности (категорию приоритета). Сообщение полностью формируется в абонентском терминале. Узел коммутации сообщений принимает сообщение, записывает его в запоминающее устройство (ЗУ) системы управления, анализирует заголовок, проверяет достоверность принятой информации и передает это сообщение в другой транзитный КУ либо по АЛ в терминал получателя информации.

На рисунке 1.2.2 показан принцип коммутации сообщений. Передача сообщения проходит в несколько этапов:

а) Прием (может быть одновременный) сообщений, поступающих из ОП-1 и ОП-2. Контроль достоверности принятых сообщений. На рисунке сообщения пронумерованы в соответствии с моментами окончания их передачи. Адреса сообщений разные.

б) Запись в запоминающее устройство сообщений в порядке их поступления от ОП.

в) Коммутация сообщений: перезапись сообщений из ЗУ-1 в ЗУ-2 с формированием двух очередей сообщений в соответствии с их адресами и приоритетами (сообщения 5,1,4).

г) Передача сообщений по направлениям связи, соответствующим адресам, при свободности каналов этих направлений. .

В общем случае узел коммутации сообщений можно представить как систему массового обслуживания с ожиданием. В каждом КУ происходит задержка информации на время ее обработки, поэтому для сети с КС важным показателем является время доставки сообщения. По сети с КС нельзя вести телефонный обмен, однако КС имеет и существенные преимущества.

Особенности и преимущества коммутации сообщений

- Нет необходимости устанавливать сквозной соединительный тракт от абонента А до абонента Б, по этому не нужно согласовывать между собой его участки. На разных этапах и на разных участках передача сообщений может вестись с разной скоростью (на рис. 1.2.2а и б - с низкой скоростью, на рис.1.2.2 в и г - с высокой).

-Повышение использования каналов до п = 93-98% за счет предварительного формирования очереди и увеличения скорости передачи.

-Устойчивость системы к перегрузкам за счет хранения сообщений в ЗУ в случае невозможности их немедленной передачи.

- Возможность задержки сообщения, если приемный пункт не работает, организация связи по расписанию.

- Возможность регистрации всех проходящих через узел сообщений благодаря хранению их в ЗУ.

- Возможность повторной выдачи информации из ЗУ при обнаружении ошибки (по запросу из приемного пункта).

- Возможность приоритетного обслуживания наиболее важных сообщений.

- Возможность циркулярной передачи одного сообщения нескольким адресатам (многоадресная передача).

- Отсутствие жестких требований к синхронизации.

Рисунок 1.2.2 Принцип коммутации сообщений