Реклама на портале

Телекоммуникационная сеть и ее составные части. Компьютерныесети и телекоммуникации Структура телекоммуникационной сети

Интернет — крупнейшая компьютерная телекоммуникационная система мира, служащая средством доставки информации. Она воплотила важнейшие технологические и в области электроники и телекоммуникаций. Ее возникновение и развитие пришлось на вторую половину XX в., когда сложились необходимые технические предпосылки для создания системы:

  • организовано массовое производство персональных компьютеров и насыщение ими не только сфер деловой жизни, но и быта многих десятков миллионов людей;
  • созданы и проложены линии высокой пропускной способности, соединившие большинство стран и регионов мира;
  • внедрены унифицированные с компьютерами цифровые методы передачи информации по системам телекоммуникаций;
  • достигнута широкая телефонизация ведущих промышленных и , позволившая подключить национальные компьютерные информационные сети к Интернету.

В информационном пространстве, охватывающем весь мир, источники информации и ее потребители зачастую отделены друг от друга огромными расстояниями, разными , языковыми барьерами. Особенностью нематериального информационного продукта (товара) является возможность удовлетворения немедленного спроса на него с помощью современной техники и технологии телекоммуникационных систем. Этот продукт может быть передан по разным системам электросвязи в нужном для потребителя виде — текстовом, речевом, музыкальном, графическом, неподвижными или подвижными видеосюжетами в цветном или черно-белом исполнении.

Значение современных телекоммуникаций определяется:

  • глобализацией средств связи, т.е. охватом всеми видами телекоммуникаций всех территорий и акваторий планеты и всего околоземного пространства;
  • интернационализацией средств связи, т.е. стандартизацией технических, технологических, организационных ее параметров в каждом из более чем 200 ;
  • интеграцией всех видов электросвязи в единую мощную мировую систему телекоммуникаций;
  • растущей обеспеченностью потребителей информации разными видами электросвязи в самых удаленных районах мира.

Общее количество технических средств для получения массовой аудио- и видеоинформации (радиоприемники, телевизоры) и для активной индивидуальной связи (все виды стационарных и мобильных телефонов) уже превысило в мире 4 млрд единиц и ежегодно увеличивается на сотни миллионов. Их плотность достаточно велика: в среднем на одну семью на планете приходится не менее двух видов этой аппаратуры. Для ряда регионов ( , Западная , ) эти показатели значительно выше, а в отдельных государствах исключительно велики (в суммарно на одну семью приходится в среднем до 15-17 единиц радиоприемников, телевизоров, телефонов, подключенных к системам связи компьютеров). Это позволяет получать самую разнообразную информацию со всего мира.

Использование современных средств связи для устойчивого обмена потоками информации впервые широко было применено в Интернете. Начало создания всемирной компьютерной сети Интернет относится к 1969 г., когда в США агентство АРПА, выполнявшее заказ Пентагона, объединило линиями связи четыре мощных компьютера, организовав экспериментальную межрегиональную сеть, получившую название «Арпанет». Предназначалась она исключительно для военных целей и должна была надежно функционировать в случае атомной войны: при выходе части узлов (компьютеров) или каналов из строя продолжали бы работать оставшиеся, обеспечивая все условия связи. сети гарантировало получение необходимой информации из уцелевших после ядерных ударов банков данных для принятия решений в критических ситуациях.

Эксплуатация чрезвычайно дорогих компьютеров и связывающих их сетей, которые оставались слабо загруженными вне критических ситуаций, обходилась военному ведомству США очень дорого. Было принято решение подсоединить к Арпанету на коммерческой основе локальные специализированные компьютерные сети многих университетов, научных центров и лабораторий в разных штатах США. Эта задача облегчалась тем, что большинство из них выполняло исследовательские работы по заказам Пентагона. Тем самым сохранялись основные организационные и конструкционные технологические принципы функционирования Арпанета.

До начала 80-х гг. Арпанет оставалась преимущественно специализированной научно-исследовательской и учебной компьютерной сетью США. Обмен разнообразной информацией между научными и учебными центрами рос очень быстро и достиг впечатляющих объемов. Поэтому потребовалась коренная модернизация линий связи, объединявших компьютеры 1500 таких центров страны. После ее завершения скорости передачи информации по ним увеличились в 30 раз и составили 45 млн бит (1400 машинописных страниц) в секунду. Возникла проблема выделения научной компьютерной сети в самостоятельную узкоспециализированную и вывода ее из Арпанета. Такая сеть — CSNET — для ученых-компьютерщиков была создана.

В 1983 г. Арпанет, полностью конверсированная и превращенная в коммерческую сеть, получила название Интернет. Ее быстрому развитию способствовало:

  • создание в те же годы персональных компьютеров, затем последовавшее их массовое производство, возможность подключения компьютера к телефонной линии с целью получения местной, региональной, национальной и международной информации и обмена ею;
  • проявление интереса к услугам многих компаний, фирм и особенно частных лиц;
  • накопленный опыт населения в использовании национальных информационных сетей (классический пример — информационная система «Минитель» во ).

Широкие международные функции Интернет стал выполнять после того, как в Европейском центре ядерных исследований в Женеве была разработана система World Wide Web, или WWW — «Всемирная паутина». Новый протокол передачи (технология WWW) объединил информационные узлы (серверы) и каналы связи, позволил согласовать мировую схему адресов и кодов для поставщиков информации и пользователей услугами сети. Благодаря WWW, Интернет был подключен к целому ряду национальных специализированных и универсальных сетей. Стало быстро расти число пользователей Интернета не только в США, но и во всем мире.

Интернет не имеет организационной структуры. Пользователи его услугами подключаются к различным национальным или международным, коммерческим или государственным компаниям в системах телекоммуникаций. Сформировалась сложная многоступенчатая схема выхода пользователей в Интернет через многочисленных посредников («провайдеров»). Компаний и посредников, обеспечивающих выход в сеть Интернета, многие тысячи. Им принадлежат линии связи, но чаще они их арендуют, определяя разные тарифы на услуги. Поэтому между ними идет жесткая конкурентная борьба за прибыли. Они зачастую привлекают пользователей сети предоставлением тех или иных льгот. Нередко отдельные каналы электросвязи в рабочие часы испытывают сильную перегрузку и не справляются с чрезмерно концентрированными во времени потоками информации по сетям Интернета.

Услуги Интернета обеспечиваются информацией, заложенной в так называемых главных компьютерах, число которых по разным оценкам колеблется от 5 до 9,5 млн. Они находятся в различных странах и регионах мира, и количество их быстро растет по мере все большего стремления коммерческих организаций разместить свою платную или бесплатную информацию в системе Интернета. К началу 1996 г. примерно 170 тыс. коммерческих компаний дали свою информацию в сети. Источником самой разнообразной информации могут быть десятки миллионов владельцев персональных компьютеров, через которые в сети Интернета возможна передача любого сообщения (типа электронной почты и др.).

Объемы выполняемой Интернетом работы имеют пока сугубо оценочный характер и определяются по ряду косвенных показателей: числа подключенных к его сети компьютеров, количества пользователей ею, объема или оборота коммерческих компаний, участвующих в его деятельности. Стать абонентом Интернета так же легко, как и отказаться от его услуг. Поэтому численность пользователей услугами Интернета в 1998 г. по разным оценкам колебалась от 230 до 250 млн. Одним компьютером может пользоваться несколько человек, а поэтому общее количество прибегавших в 90-е гг. к услугам Интернета пользователей могло быть и больше. Коммерческий оборот в сети Интернета по оценкам составляет от 350 млн до 1,2 млрд долл.

Структура идущей по сетям информации Интернета чрезвычайно сложна и включает практически все сферы интересов современного общества: от самого разнообразного справочного материала, образовательных курсов до получения различной коммерческой, технической, научной и все чаще текущей газетной, развлекательной информации. Через эту всемирную компьютерную систему можно вести гораздо более дешевые телефонные переговоры, по ней проходят послания электронной почты. Она позволяет организовывать видеоконференции с большим числом участников. Однако разные виды информации (нередко огромных объемов) предъявляют свои далеко не одинаковые требования к пропускной способности магистральных, а особенно местных и индивидуальных (например телефонных) линий электросвязи.

В функционировании такой сложной системы, как Интернет, имеется ряд нерешенных проблем. Одна из них — техническая, которая предопределяет будущее развитие Интернета. При большой ее суточной или сезонной перегрузке снижается качество информации у потребителя. Это проявляется в сильном падении скорости передачи информации на линиях связи. В результате целый ряд видов информации (графической, видеосюжеты) вообще не может пройти по каналам. Передача же больших массивов текстовой информации растягивается на продолжительное время. Это обусловливает соответственно и более высокую плату потребителя за услуги Интернета.

Проблемы некачественного приема и передачи информации создают линии магистральной, местной связи, которые имеют разную . Местные телефонные линии, к которым подключают персональный компьютер, пропускают до 33 Кбит/с. Самые обычные скорости на Интернете 64-128 Кбит/с. Плохое техническое состояние местных линий, коммутаторов еще больше снижает их пропускную способность. Даже применение мощных модемов не всегда компенсирует недостатки линий. Современные электронные технологии позволяют пропускать через модемы и компьютеры информацию со скоростью в десятки Мбит/с. Только такие скорости могут обеспечить самый высококачественный прием информации любого вида. Ими могут стать линии кабельного телевидения, новые, более дешевые виды волоконно-оптического кабеля.

К телекоммуникационным сетям в настоящее время можно отнести:

  • * телефонные сети;
  • * радиосеть;
  • * телевизионные сети;
  • * компьютерные сети

Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация.

Телефонные сети

Телефонные сети оказывают интерактивные услуги, так как два абонента, участвующие в разговоре (или несколько абонентов, если это конференция), попеременно проявляют активность.

Изобретение в 1876 году телефона положило начало развитию телефонных сетей, которые не перестают совершенствоваться и по настоящее время.

Сейчас по каналам телефонной сети общего пользования передается не только речевая информация (при разговоре двух абонентов), но и факсимильные сообщения и цифровые данные.

Вообще говоря, телефонные сети предназначены для передачи по ним аналоговых сигналов. Аналоговый сигнал является непрерывным и может принимать значения из некоторого диапазона. Например, аналоговым сигналом является человеческая речь; в телефоне, телевизоре, радиоприемнике информация также существует в аналоговой форме. Недостатком такой формы представления информации является ее подверженность помехам.

Радиосети и телевизионные сети

Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги, при этом информация распространяется только в одну сторону - из сети к абонентам, по схеме "один ко многим".

Утрата радиосетями положения главного национального средства рекламы и наступление местного радио началось в 1948 г., с началом эпохи телевидения.

В течение 1950-х гг. "мыльные оперы" "перебежали" с радио на телевидение, что означало окончательный "закат" эпохи радиосетей. В следующее десятилетие сетевые программы ограничивались главным образом новостями и кратким освещением различного рода мероприятий.

Радиосети во многом отличаются от телевизионных сетей; различны также и отношения между радиосетями и их филиалами. В сущности, радиосети являются поставщиками программ, но в отличие от телевидения одна радиостанция может быть членом нескольких радиосетей одновременно. Например, местная радиостанция может транслировать спортивные репортажи одной национальной сети, специальные программы, репортажи, и новости -- другой, развлекательные передачи -- третьей. Если местные телевизионные станции продают рекламное время на основе достоинств сетевых программ, то в радиовещании, для того чтобы получить национальную рекламную поддержку, сети должны исходить из местных рейтингов.

Независимо от отличий в использовании сетевых программ радиостанциями и множества различий с телевидением, радиосети предлагают определенные преимущества, некоторые из которых аналогичны преимуществам телесетей. Например, рекламодатель готовит один заказ на график рекламы для многих станций, оплачивает один счет и ему гарантируется единое качество производства рекламы, входящей в графики всех станций. Сети также обеспечивают экономичный охват и, как само радио, позволяют установить контакты с теми целевыми сегментами аудитории, которые часто являются пассивными пользователями других медиа.

Возрождение радиосетей в значительной степени стало результатом использования технологий спутниковой связи. Доступность такой связи разработчикам национальных радиопрограмм предлагает ряд преимуществ для являющихся филиалами сетей станций.

Компьютерные сети

Компьютерные сети стали логическим результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, они являются частным случаем распределенных компьютерных систем, а с другой стороны, могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Классифицируя сети по территориальному признаку, различают глобальные (WAN), локальные (LAN) и городские (MAN) сети.

Хронологически первыми появились сети WAN. Они объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Первые глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от телефонных сетей. В них часто использовались уже существующие и не очень качественные линии связи, что приводило к низким скоростям передачи данных и ограничивало набор предоставляемых услуг передачей файлов в фоновом режиме и электронной почтой.

Сети LAN ограничены расстояниями в несколько километров; они строятся с использованием высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя более простые методы передачи данных, чем в глобальных сетях, достигать высоких скоростей обмена данными до нескольких гигабитов в секунду. Услуги предоставляются в режиме подключения и отличаются разнообразием.

Сети MAN предназначены для обслуживания территории крупного города. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они обладают качественными линиями связи и поддерживают высокие скорости обмена. Сети MAN обеспечивают экономичное соединение локальных сетей между собой, а также доступ к глобальным сетям.

Важнейший этап в развитии сетей -- появление стандартных сетевых технологий: Ethernet, FDDI, Token Ring, позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры различных типов.

Тенденция сближения различных типов сетей характерна не только для локальных и глобальных компьютерных сетей, но и для телекоммуникационных сетей других типов: телефонных сетей, радиосетей, телевизионных сетей. В настоящее время ведутся активные работы по созданию универсальных мультисервисных сетей, способных одинаково эффективно передавать информацию любого типа: данные, голос и видео.

Базовая телекоммуникационная сеть

Сеть абонентского (местного) доступа

Т ранспортная с еть

Международная Сеть

Эта лекция описывает основные операции телекоммуникационной сети

с помощью обычного телефона. Операции обычного телефона, которые являются легкими для понимания, используются для того, чтобы разъяснить, как телефонные связи создают сети. Посмотрите на абонента, сигнализирующего по абонентской линии телефонной сети. Тот же самый вид сигнализации требуется в современных телекоммуникационных сетях, типа ISDN и сотовой сети. Мы начинаем рассмотрение с этой простой услуги для того, чтобы заложить основы для понимания более сложных типов услуг.

Базовая Телекоммуникационная Сеть

Основная цель работы телекоммуникационной сети состоит в том, чтобы передать информацию в любой форме от одного к другому пользователю сети. Эти пользователи общественной сети, например, телефонной сети, называются абонентами . Абонентская информация может принять много форм, типа речи, изображения или данных, и абоненты могут использовать различные технологии сети доступа для того, чтобы получить доступ к сети, например, от стационарных или мобильных телефонов. Можно видеть, что телекоммуникационная сеть состоит из многих различных сетей, обеспечивающих различные услуги, типа передачи данных, обслуживания стационарных или мобильных телефонов. Далее мы рассмотрим основные функции, которые необходимы для всех сетей независимо от того, какие службы они обеспечивают.

Три технологии необходимы для коммуникации через сеть: (1) передача, (2) коммутация и (3) сигнализация. Каждая из этих технологий требует специалистов для их разработки, эксплуатации и обслуживания.

Передача . Передача - процесс транспортировки информации между конечными пунктами системы или сети. Системы передачи используют четыре основных среды для передачи информации от одного пункта до другого:

1. Медные кабели, типа используемых в ЛВС и телефонных абонентских линиях;

2. Оптоволоконные кабели, типа используемых для высокоскоростной передачи данных в телекоммуникационных сетях;

3. Радиодиапазон свободного пространства, типа используемого для мобильных телефонов и спутниковой связи;

4. Оптический диапазон свободного пространства, типа диапазона, используемого для контроля инфракрасных отдаленных излучений.

В телекоммуникационной сети, системы передачи взаимодействуют с АТС и, вместе взятые, называются сетью передачи или транспортной сетью. Заметим, что число речевых каналов (которое является одной из мер емкости линии передачи), необходимое для взаимодействия АТС, намного меньше числа абонентов, потому что только маленькая часть их, связываются между собой в одно и то же самое время.

Коммутация. В принципе, все телефоны можно соединить друг с другом кабелями, как это было в очень раннем периоде развития телефонии. Однако, по мере того как

число телефонов росло, операторами было замечено, что для экономии проводов лучше переключать в коммутаторе абонентские линии между собой. Тогда всего несколько пар проводов становятся необходимыми между коммутаторами, потому что число одновременно продолжающихся соединений абонентов всегда намного меньше числа телефонов, см. рис. 9.1.

Рис. 9.1. Базовая телекоммуникационная сеть

Первые телефонные станции не были автоматическими, переключения производились вручную, используя распределительный щит - коммутатор.

Строунджер разработал первый автоматический коммутатор (АТС) в 1887 году. В

те времена, телефонный пользователь управлял переключением с помощью электрических импульсов, производимых наборным диском. В течение многих десятилетий АТС были комплексом электромеханических реле, но в течение последних нескольких десятилетий они были развиты в управляемые программным обеспечением цифровые АТС. Современные АТС обычно имеют весьма большую емкость - десятки тысяч абонентов и тысячи из них могут участвовать в соединениях, продолжающиеся в одно и то же время.

С игнализация. Сигнализация - механизм, который позволяет коммутировать объекты сети (клиенты и АТС сети), чтобы установить, поддержать и закончить соединение их между собой в сети. Сигнализация выполняется с помощью определенных сигналов или сообщений, которые указывают клиенту на другом конце, что требуется от него для установления или прерывания этого соединения.

Некоторые примеры сигнализации на абонентских линиях следующие:

У словие поднимания трубки : контроллер АТС замечает, что абонент поднял телефонную трубку (создается цепь прохождения постоянного тока) и посылает длинный гудок абоненту.

Набор номера : абонент набирает цифры наборного диска, и они передаются на АТС.

Условие опускания трубки : контроллер АТС замечает, что абонент закончил

разговор (цепь прохождения постоянного тока разрывается), снимает соединение

и останавливает отслеживание.

Сигнализация, естественно, необходима также и между АТС, потому что большинство соединений проходит через более чем одну АТС. Много различных систем сигнализации используется для взаимосвязи между АТС. Сигнализация является чрезвычайно сложным процессом в телекоммуникационной сети. Вообразите, например, иностранного абонента GSM, включающего свой телефон в Гонконге. Приблизительно через 10 секунд он уже в состоянии получать вызовы, направленные к нему. Информацию, для выполнения этой функции, перенесут сотни сигнализирующих сообщений между АТС в международной и национальной сети. В следующей секции, мы поделим глобальную телекоммуникационную сеть на три упрощенных уровня, чтобы разъяснять их структуру и технологии, которые используются, чтобы осуществить требуемые функции.

Сеть абонентского (местного) доступа

Сеть местного доступа обеспечивает связь между пользователем телефона и местной АТС. Абоненты обычного телефона и ISDN используют два провода или обычную абонентскую линию, но для деловых клиентов может потребоваться оптическое волокно или микроволновая радиолиния, имеющие более высокую емкость. Много различных технологий используется в сети местного доступа, чтобы присоединить абонентов к общественной телекоммуникационной сети. Рисунок 9.2.иллюстрирует структуру сети местного доступа и показывает самые важные технологии в использовании. В большинстве соединений абонента с АТС используются пары из двух медных проводов. Абонентские кабели содержат много таких пар, которые защищены снаружи общим экраном из алюминиевой фольги и пластмассовой оболочкой. В городских условиях кабели укладываются в грунт и могут быть очень большими по емкости, включая в себя сотни пар. Распределительные щиты, которые устанавливаются снаружи или внутри зданий, необходимы для разделения больших кабелей на меньшие по емкости и распределения абонентских пар в зданиях, как показано на рис. 9.2. В пригородах или сельской местности, подвешенные на опорах кабели - часто более экономичное решение, чем подземные кабели.

Рис. 9.2. Пример сети местного доступа.

Оптическая связь используется тогда, когда требуется высокая (более 2 Mбит/c) скорость передачи, или очень хорошее качество передачи. Микроволновая радиолиния - часто более экономичное решение, чем оптическое волокно, особенно тогда, когда появляется потребность заменить существующий кабель другим кабелем, с большей емкостью.

Установка оптических или медных кабелей занимает больше времени потому, что требует разрешения от городских властей. Прокладка кабелей обходится очень дорого, особенно в тех случаях, когда они должны быть погружены в грунт.

Одна из технологий осуществления абонентских линий известна как беспроводной радиодоступ (WLL). Эта технология использует радиоволны и не требует установки абонентского кабеля; это - быстрый и дешевый способ подключения нового абонента к общественной телефонной сети. С помощью этой технологии новые операторы могут обеспечить услуги в местности, где прежний оператор имеет кабели. Беспроводной радиодоступ можно использовать и для замены старых, подвешенных на опорах абонентских линий в сельских районах.

Когда емкость кабелей сети (из-за подключения новых абонентов) должна быть увеличена, может оказаться экономичнее установить концентраторы для отдаленных абонентов, или абонентские мультиплексоры , чтобы использовать существующие кабели более эффективно. Мы используем каждый из этих терминов, чтобы описать только одну из возможностей подключения отдаленных единиц коммутации.

Концентратор может переключать местные звонки среди нескольких абонентов, подключенных к нему. Концентратор по своей сути - часть телефонной станции, которая перемещена поближе к далеко расположенным абонентам. Цифровая передача между телефонной станцией и концентратором существенно улучшает использование соединительных кабелей, так что порой всего двухпроводный кабель в виде пары служит десяткам абонентов.

А бонентские мультиплексоры могут присоединить каждого абонента к индивидуальному коридору (каналу) во времени в системе ИКМ. Детальные функциональные возможности системы зависят от изготовителя, но можно сказать, что только те абоненты, которые часто поднимают телефонную трубку, экономно используют (сберегают) канал к местной телефонной станции.

Мы объяснили альтернативы абонентского доступа, показанные на рис. 9.2 , главным образом с точки зрения службы неподвижных телефонов, но они могут также использоваться и для того, чтобы обеспечить доступ к Интернету.

Местная телефонная станция . Абонентские линии соединяют абонентов с местными телефонными станциями, которые занимают самый низкий уровень в иерархии коммутационных узлов. Основные задачи цифровой местной телефонной станции:

Обнаруживать факт поднятия абонентом трубки, анализировать набранный номер и определять является ли маршрут доступным.

Подключать абонента к соединительной линии, ведущей от АТС к МТС, для междугородних телефонных разговоров.

Подключать абонента к другому абоненту той же самой местной телефонной станции.

Определять, свободен ли абонент по набранному номеру и посылать сигнал вызова к нему.

Обеспечивать измерение трафика и собирать статистические данные о своих абонентах.

Обеспечивать переход от двухпроводной абонентской линии к четырёхпроводной линии в междугородней сети.

Преобразовывать аналоговый речевой сигнал в цифровой сигнал (в системе передачи с ИКМ).

Размер местной телефонной станции изменяется от сотен абонентов до

десятков тысяч абонентов или даже более. Маленькая местная телефонная станция, иногда называемая как отдаленная единица коммутации (RSU), выполняет коммутацию и функции концентрации так же, как и все местные АТС. Местная телефонная станция уменьшает необходимую для внешних связей емкость линий передачи (число речевых каналов) обычно с фактором сжатия 10 или более; то есть, число местных абонентов примерно в 10 раз выше, чем число соединительных линий (каналов) от местной телефонной станции к внешним станциям. Рисунок 9.2 показывает только некоторые различные подключения абонента местной телефонной станции и пути для их физического установления.

Главный щит переключений (ГЩП ) – конструкция, которое содержит силовое и испытательное оборудование для разделки концов входящих кабелей и проведения проволочного монтажа, соединяющего внешние и внутренние цепи станции.

Все абонентские линии подключаются к главному щиту – кроссу , который расположен близко к местной телефонной станции, как показано на рис 9.3. Это - большая конструкция с огромным числом проволочных соединений. А бонент ские пары подключаются к коммутационному полю с одной стороны, а пары от местной телефонной станции с другой. Внутри коммутационного поля остается достаточно места для перекрестных соединений. Кабели и соединители обычно размещают логическим путем так, чтобы видеть структуру сети абонентских пар и сети соединений. Это фиксированное соединение кабелей остается тем же самым длительные периоды времени, но соединения между сторонами коммутационного поля изменяются ежедневно, например, потому, что абонент переехал в другой дом в радиусе действия той же самой АТС.

Перекрестные соединения в ГЩП обычно делают витыми парами, которые допускают скорости передачи данных до 2 Mбит/с. Обычные абонентские пары используются только для соединений аналоговых телефонов, аналоговых и цифровых учрежденческих АТС, терминалов ЦСИО и ADSL. Телефон, снабженный ADSL , и обычный аналоговый телефон используют для подключения к главному щиту переключений обычную двухпроводную абонентскую линию. Данные и речевой сигнал могут в ней использоваться одновременно, они разделяются в телефонной станции, где речевой сигнал поступает к обычному аналоговому обменному интерфейсу, а данные поступают к Интернету, как показано на рис. 9.3.

Цифровая телефонная станция может включать в себя и аналоговый и цифровой абонентские интерфейсы. Для цифровой учрежденческой АТС (автоматической системы коммутации, которая обслуживает учреждение) доступны цифровые интерфейсы с пропускной способностью до 2 Мбит/с.

Если местный коммутатор имеет способность работать с ЦСИО, то и ему доступны интерфейсы для первичной и основной скоростей передачи данных.

Обычные абонентские пары используются для подключения ЦСИО с основной скоростью передачи (160-кбит/c в двух направлениях) к сетевому терминалу (СТ), размещенному в помещении клиента.

Интерфейс ЦСИО для первичной скорости данных (2 Мбит/с) используется

для подключения цифровой учрежденческой (частной) АТС. Он требует двух пар проводов, по одной на каждое направление передачи и поддерживает много одновременных внешних вызовов.

В дополнение к главному щиту переключений операторы сети могут использовать и другие щиты переключений для управления сетями передачи и их обслуживания. Оптический щит переключений (ОЩП) содержит два поля оптоволоконных соединителей. Оптические кабели сети связаны с одним полем соединителей, с другим полем связаны с оптические линии оконечных устройств. Перекрестные соединения между двумя полями соединителей создаются оптическими волокнами. Это позволяет обслуживающему персоналу, например, заменять дефектное оптическое кабельное соединение запасным.

Цифровой щит переключений (ЦЩП) - система перекрестных соединений, к которой подключаются цифровые интерфейсы от системы линий и телефонной станции (или другого оборудования сети). С помощью ЦЩП для первичной скорости передачи данных (2 Мбит/с), оператор может легко изменить соединения между входными и выходными участками оборудования.

Рис. 9.3. Сеть абонентского доступа и входы местной цифровой телефонной станции.

Цифровой щит переключений может быть выполнен в виде цифрового оборудования поперечных соединений (ЦОПС), к которому подключаются много высокоскоростных систем передачи данных. ЦОПС управляется дистанционно через интерфейс управления сети и оператор может изменить конфигурацию перекрестных соединений с помощью системы управления сети. Используя систему управления сети он может, например, определить к какому из интерфейсов на 2-Мбит/с подключен определенный 64-кбит/с временной канал другого интерфейса на 2-Мбит/с.

Т ранспортная с еть

Как мы видели ранее в лекции 8, национальная иерархия коммутаций включает много уровней коммутаций выше уровня опорных станций. Рис. 9.4 показывает упрощенную структуру сети, где более высокие уровни коммутаций, чем опорные станции, показаны как единственный уровень транзитных станций. Транзитные станции связаны с опорными станциями, чтобы обеспечить сеть соединений от любого клиента к любому другому абоненту в стране.

Высокоскоростные линии передачи, которые обычно используют оптические линии, с производительностью до 10 Гбит/с, связывают станции этого уровня. Отметим, что транспортная сеть имеет альтернативные маршруты. Если одна из этих систем передачи терпит неудачу, то коммутаторы в состоянии направить новые вызовы через другие системы передачи и транзитные станции чтобы обойти поврежденную систему (рис. 7.10). Соединения между местными и транзитными станциями обычно не защищаются от ошибок, потому что их ошибки затронут малое число абонентов.

Рис. 9.4. Сеть двух уровней коммутации и связи между транзитными и опорными станциями.

С истемы передачи, которые связывают транзитные станции, составляют сеть

передачи или транспортную сеть. Её основная цель состоит в том, чтобы просто обеспечить необходимое число каналов (или скорость передачи данных) от одного одной опорной станции к другой. Каналы транспортной сети используются для маршрутизации звонков от одной опорной станции до другой по требованию абонентов, для обеспечения гибкости маршрутизации транзитные станции обычно располагаются в главных городах. Они являются цифровыми и используют международный общий канал сигнализации стандарта ОКС-7 для маршрутизации звонков и передачи другой сигнальной информации между станциями. Линии передачи между станциями традиционно используют временное разделение каналов, как объяснено в Лекции 7. В настоящее время увеличивается использование IP- сетей для соединений между станциями, и это требует установки медиапосредника (согласующего устройства) между станциями и IP- сетью, чтобы позаботиться о сигнализации и передаче звонков в реальном времени через IP- сеть.

Международная Сеть

Каждая страна имеет по крайней мере один международный центр коммутации, к которому подсоединены транзитные станции, как показано на рис. 9.5. Через этот самый высокий уровень иерархии коммутации международные звонки передаются от одной страны к другой и любой абонент в состоянии получить доступ к любому из других абонентов, составляющих более 2 миллиардов во всем мире. Высокоскоростные оптические системы передачи связывают международные станции или центры коммутации национальных сетей. Подводные кабели (коаксиальные кабели или системы оптических кабелей), микроволновые системы радиосвязи и спутники соединяют континентальной сети, чтобы составить международную телекоммуникационную сеть.

Первый подводный кабель телефонной системы поперек Атлантического

океана был установлен в 1956 году. Его емкость составляла речевых 36 каналов.Современные оптические подводные системы имеют емкость в несколько сотен тысяч речевых каналов, и новые системы подводных кабелей высокой емкости появляются каждый год. В дополнение к речевым сообщениям, подводные системы несут межконтинентальный Интернет-трафик, который, как оценивают, составит большую часть емкости устанавливаемых новых систем. Подводные системы - главные пути движения межконтинентальных телефонных звонков и Интернет-информации. Спутниковые системы иногда используются как дублирующие системы в случае перегрузки.

Мы описали здесь общую структуру глобальных телекоммуникационных сетей, не выделяя различные сетевые технологии. Однако всегда есть потребность в различных сетевых технологиях, чтобы обеспечить различные типы услуг, и телекоммуникационная сеть - фактически ряд сетей, каждый из которых имеет особенности, подходящие для обеспечиваемых услуг.

Рис. 9.5. Интернациональные сети

Контрольные вопросы

1. Укажите элементы основной телекоммуникационной сети

2. По какому принципу организована сеть абонентского (местного) доступа?

3. Укажите основное назначение транспортной сети.

4. Каковы функции международной коммутационной станции?

5.Какие системы передачи используют в международной сети?

Предназначенных для маршрутизации , коммутации , передачи и / или приема знаков , сигналов , письменного текста, изображений и звуков или сообщений любого рода по радио, проводным, оптическим или другим электромагнитным системам между оконечным оборудованием

Ведомственная сеть связи - сеть связи , эксплуатируемая юридическим или физическим лицом для удовлетворения собственных потребностей.

Примеры телекоммуникационных сетей:


1. Компоненты

Все телекоммуникационные сети состоят из пяти основных компонентов, которые присутствуют в каждой сетевой среде, независимо от типа или использования. Эти основные компоненты включают в себя терминалы, телекоммуникационные процессоров, каналов связи, компьютеров, телекоммуникаций и программного обеспечения управления.

  • Терминалы являются исходными и остановочных пунктов в любых условиях телекоммуникационной сети. Любой вход или выход устройства,

используются для передачи или приема данных может быть классифицирована как терминал компонента.

  • Телекоммуникации процессоры поддерживают передачу данных и прием между терминалами и компьютерами, предоставляя различные управления и

вспомогательных функций. (Т. е. преобразование данных из цифрового в аналоговый и обратно).

  • Телекоммуникации каналов путь, по которому данные передаются и принимаются. Телекоммуникационные каналы создаются с помощью различных

средств массовой информации, из которых наиболее популярными включают медные провода и коаксиальный кабель (СКС). Волоконно-оптические кабели чаще используется для принести более быструю и надежную связь для бизнеса и дома.

  • В телекоммуникационной среде компьютеры подключены через средства массовой информации для выполнения своих задач связи.
  • Программное обеспечение Телекоммуникации контроль присутствует на всех компьютерах сети и отвечает за контроль сетевой активности и функциональности.

Рано сетей были построены без компьютеров, но в конце 20-го века их коммутационных центров были компьютеризированы или сетей заменено компьютерных сетей.


1.1. Структура сети

В общем, каждый телекоммуникационной сети концептуально состоит из трех частей, или самолеты (так называемый, потому что они могут рассматриваться как существа, и часто, отдельно наложенных сетей):

  • Плоскость управления осуществляет управление информацией (также известный как сигнализация).
  • Данные плоскости или плоскости пользователя или на предъявителя самолет несет трафик пользователей сети.
  • Управление трафиком здийснюется в плоскости операций.

1.2. Пример: TCP / IP сеть передачи данных

Сеть передачи данных широко используется во всем мире для подключения частных лиц и организаций. Данные сети могут быть подключены, чтобы позволить пользователям бесшовный доступ к ресурсам, размещенным за пределами конкретного поставщика они подключены. Интернет является лучшим примером того, многие сети передачи данных от различных организаций всех действующих в рамках одного адресного пространства. Терминалы прилагается к протоколу TCP / IP сетей решаются с помощью IP-адреса. Существуют различные типы IP-адреса, но наиболее распространенной является версия IP 4. Каждый уникальный адрес состоит из 4 целых чисел от 0 до 255, как правило, разделенных точками, когда записано, например, 82.131.34.56. TCP / IP является основными протоколами, которые обеспечивают управление и маршрутизацию сообщений через сети передачи данных. Есть много различных структур TCP / IP можно использовать в эффективно направлять сообщения, например:

  • глобальных сетей (WAN)
  • городские сети (MAN)
  • локальных сетей (LAN)
  • кампус сетей (CAN)
  • виртуальные частные сети (VPN)

Есть три особенности, которые отличают MANs из локальной сети или глобальные сети:

1. Площадь размер сети составляет от LAN и WAN. MAN будет физическое пространство между 5 и 50 км в диаметре. 2. MAN, как правило, не принадлежат к одной организации. Оборудование, которое соединяет сеть, связь, и человек сам часто принадлежат ассоциации или сети провайдера, который предоставляет или сдает в аренду служение другим. 3. MAN является средством для совместного использования ресурсов на высокой скорости внутри сети. Он часто обеспечивает связь с WAN, сети для доступа к ресурсам вне сферы MAN

Компьютерная сеть (КС) – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных2, с. 205.

В общем случае под телекоммуникационной сетью (ТС) понимают систему, состоящую из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления продукта, называемых пунктами (узлами) сети, и линий передачи (связи, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами1, с. 421.

В зависимости от вида продукта – информация, энергия, масса – различают соответственно информационные, энергетические и вещественные сети.

Информационная сеть (ИС) – коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования информации является информация. Традиционно для передачи звуковой информации используются телефонные сети, изображений – телевидение, текста – телеграф (телетайп). В настоящее время все большее распространение получают информационныесети интегрального обслуживания, позволяющие передавать в едином канале связи звук, изображение и данные.

Вычислительная сеть (ВС) – информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Компонентами вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети.

ВС классифицируют по ряду признаков.

    В зависимости от расстояния между узлами сети ВС можно разделить на три класса:

    локальные (ЛВС,LAN–LocalAreaNetwork) – охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1…2 км);

    корпоративные (масштаба предприятия) – совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или несколько близко расположенных зданиях;

    территориальные – охватывающие значительное географическое пространство; среди территориальных сетей можно выделить сети региональные (MAN–MetropolitanAreaNetwork) и глобальные (WAN–WideAreaNetwork), имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы.

Особо выделяют глобальную сеть Интернет.

    Важным признаком классификации вычислительных сетей является их топология, определяющая геометрическое расположение основных ресурсов вычислительных сети и связей между ними.

В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры.

Среди ЛВС наиболее распространены 1, с. 423:

    шинная (bus ) – локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных;

    кольцевая (ring ) – узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии). Данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети;

    звездная (star ) – имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов.

Топологическая структура сети оказывает значительное влияние на ее пропускную способность, устойчивость сети к отказам ее оборудования, на логические возможности и стоимость сети.

    В зависимости от способа управления различают сети:

    «клиент-сервер» - в них выделяется один или несколько узлов (их название – серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети «клиент-сервер» различаются по характеру распределения функций между серверами, т. е. по типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям имеемсеть распределенных вычислений. Такие сети отличают также от централизованных систем, построенных на мэйнфреймах;

    одноранговые – в них все узлы равны. Поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером – объект, предоставляющий эти услуги, то каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.

    В зависимости от того, одинаковые или неодинаковые ЭВМ применяют в сети, различают сети однотипных ЭВМ, называемые однородными, и разнотипных ЭВМ –неоднородные (гетерогенные). В крупных автоматизированных системах, как правило, сети оказываются неоднородными.

    В зависимости от прав собственности на сети они могут быть сетями общего пользования (public ) или частными (privat ).

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик, сообщение, средства передачи, приемник.

Передатчик – устройство, являющееся источником данных.

Приемник – устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.

Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Каналом связи называют физическую среду и аппаратурные средства, осуществляющие передачу информации между узлами коммутации1, с. 424.

Потребности формирования единого мирового пространства привели к созданию глобальной сети Интернет. В настоящее время Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и сервисами (услугами), которыми пользуется около миллиарда человек во всех странах мира. К сетевым услугам относятся электронные доски объявлений (BulletinBoardSystem–BBS), электронная почта (e-mail), телеконференции или группы новостей (NewsGroup), обмен файлами между компьютерами (FTR), параллельные беседы в Интернете (InternetRelayChat–IRC), поисковые системы «Всемирной паутины».

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Интернет предоставляет человеку неисчерпаемые возможности поиска нужной информации различного характера.

Практически все программы содержат, помимо справочной системы, электронную и печатную документацию. Эта документация является источником полезной информации о программе, и пренебрегать ею не следует.

Знакомство с программой начинается с информационных экранов, сопровождающих ее установку. Пока идет установка, следует узнать как можно больше о назначении программы и о ее возможностях. Это помогает понять, что следует разыскивать в программе после ее установки.

Печатная документация прилагается к программам, купленным в магазинах. Обычно это достаточно обширные руководства объемом до нескольких сот страниц. Именно объем такого руководства часто подавляет желание внимательно его прочитать. Действительно, нет смысла исследовать руководство, если ответ на вопрос можно получить более простыми средствами. Однако в случае затруднений, руководство по программе – это один из наиболее удобных источников необходимой информации.

Во многих случаях дополнительная справочная информация по программе представляется в виде текстовых файлов, входящих в состав дистрибутивного комплекта. Исторически сложилось так, что эти файлы обычно имеют имя README, происходящее от английской фразы: «Readme(Прочти меня)».

Обычно файл READMEсодержит информацию об установке программы, дополнения и уточнения к печатному руководству, а также любую другую информацию. Для условно-бесплатных программ и небольших служебных программ, распространяемых через Интернет, этот файл может содержать полную электронную версию руководства.

Программы, распространяемые через Интернет, могут включать и другие текстовые информационные файлы.

В тех случаях, когда никакие «обычные» источники не позволяют получить нужные сведения о программе, можно обратиться к бездонной сокровищнице информации, которую представляет собой Интернет. Поиск информации в Интернете сопряжен с некоторыми сложностями, но зато в сети есть ответы на любые вопросы.

Все основные компании и авторы, производящие программы для компьютеров, представлены в Интернете. С помощью поисковой системы нетрудно найти Web-страницу, посвященную нужной программе или серии программ. Такая страница может содержать обзор или краткое описание, сведения о последней версии программы, «заплатки», связанные с доработкой программы или исправлением ошибок, а также ссылки на другиеWeb-документы, посвященные этим же вопросам. Здесь же нередко можно найти бесплатные, условно-бесплатные, демонстрационные и пробные версии программ.

Сеть Интернет растет очень быстрыми темпами, и найти нужную информацию среди миллиардов Web-страниц и файлов становится все сложнее. Для поиска информации используются специальные поисковые серверы, которые содержат более или менее полную и постоянно обновляемую информацию оWeb-страницах, файлах и других документах, хранящихся на десятках миллионов серверов Интернета.

Различные поисковые сервера могут использовать различные механизмы поиска, хранение и предоставление пользователю информации. Поисковые серверы Интернета можно разделить на 2 группы:

    поисковые системы общего назначения;

    специализированные поисковые системы.

Современные поисковые системы часто являются информационными порталами, которые предоставляют пользователям не только возможности поиска документов в Интернете, но и доступ к другим информационным ресурсам (новостям, информации о погоде, о валютном курсе, интерактивным географическим картам и так далее).

Поисковые системы общего назначения являются базами данных, содержащими тематически сгруппированную информацию об информационных ресурсах Всемирной паутины.

Такие поисковые системы позволяют находить Web-сайты илиWeb-страницы по ключевым словам в базе данных или путем поиска в иерархической системе каталогов.

Интерфейс таких поисковых систем общего назначения содержит список разделов каталога и поле поиска. В поле поиска пользователь может ввести ключевые слова для поиска документа, а в каталоге выбрать определенный раздел, что сужает поле поиска и таким образом ускоряет поиск.

Заполнение баз данных осуществляется с помощью специальных программ-роботов, которые периодически «обходят» Web-серверы Интернета.

Программы-роботы читают все встречающиеся документы, выделяют в них ключевые слова и заносят в базу данных, содержащую URL– адреса документов.

Так как информация в Интернете постоянно меняется (создаются новые Web-сайты и страницы, удаляются старые, меняются ихURL-адреса и так далее), поисковые работы не всегда успевают отследить все эти изменения. Информация, хранящаяся в базе данных поисковой системы, может отличатся от реального состояния Интернета, и тогда пользователь в результате поиска может получить адрес уже не существующего или перемещенного документа.

В целях обеспечения большего соответствия между содержанием базы данных поисковой системы и реальным состоянием Интернета большинство поисковых систем разрешают автору нового или перемещенного Web-сайта самому внести информацию в базу данных, заполнив регистрационную анкету. В процессе заполнения анкеты разработчик сайта вноситURL-адрес сайта, его название, краткое описание содержания сайта, а также ключевые слова, по которым легче всего будет найти сайт.

Сайты в базе данных регистрируются по количеству их посещений в день, неделю или месяц. Посещаемость сайтов определяется с помощью специальных счетчиков, которые могут быть установлены на сайте. Счетчики фиксируют каждое посещение сайта и передают информацию о количестве посещений на сервер поисковой системы.

Поиск документа в базе данных поисковой системы осуществляется с помощью введения запросов в поле поиска. Простой запрос содержит одно или несколько ключевых слов, которые являются главными для этого документа. Можно также использовать сложные запросы, использующие логические операции, шаблоны и так далее.

Специализированные поисковые системы позволяют искать информацию в других информационных «слоях» Интернета: серверах файловых архивов, почтовых серверах и др.