Тема 7. Принципы построения коммутационных систем
Лекция 1. Технические требования к цифровым телефонным сетям
1. Услуги информационной сети, службы и платформы предоставления услуг
2. Технические требования к цифровым телефонным сетям
3. Классификация методов коммутации
Контрольные вопросы:
1. Каким путём осуществляется обслуживание пользователей информационной сетью?
2. Чем характеризуется эффективность обслуживания пользователей? Как подразделяются пользователи в соответствии со спецификой требований пользователей?
3. Что называется службой сети? Чем обусловлен переход к понятию телематической службы?
4. Перечислите виды телематических служб и их назначение.
5. Что называется платформой предоставления услуг? Какие ресурсы сетей формируют платформу предоставления услуг?
6. Как классифицируются услуги интегральной сети (ЦСИС/ISDN) c точки зрения пользователя?
7. В какой форме могут быть предлагаться пользователям сети услуги? Что обеспечивает расширение функций предоставляемых услуг?
8. Как подразделяют службы ISDN в зависимости от выполняемых стандартизованных функций? Что они обеспечивают?
9. Какие виды служб образуют телеслужбы и службы переноса ISDN? Что понимается под распределительными службами?
10. Какие виды служб относятся к интерактивным службам ISDN? Что они обеспечивают?
11. Перечислите виды подсистем реализуемые в цифровых системах коммутации?
12. Для чего предназначены подсистемы ЦСК: узкополосной, широкополосной коммутации, узкополосного и широкополосного абонентского доступа?
13. Для чего предназначены подсистемы ЦСК: линейного доступа, сигнализации, управления, широкополосного абонентского доступа?
14. Перечислите виды абонентских стыков. Каково функциональное предназначение стыка Z1?
15. Перечислите виды абонентских стыков. Каково функциональное предназначение стыка U?
16. Перечислите виды абонентских стыков. Каково функциональное предназначение стыков V2,V3,V4?
17. Перечислите виды абонентских стыков. Каково функциональное предназначение стыка V5?
18. Перечислите виды линейных стыков. Каково их функциональное предназначение?
19. Какие характеристики определяют нормирование стыков?
20. Какие характеристики нормируют соединения между стыками?
21. Перечислите виды типовых потребительских технических характеристик ЦСК?
22. Какие требования определяют типовую характеристику – номенклатура ёмкостей?
23. Какие требования определяют типовую характеристику – типы АЛ абонентских терминалов и параметры нагрузки?
24. Какие требования определяют типовую характеристику – возможности сетеобразования?
25. Какие требования определяют типовую характеристику – возможности техэксплуатации?
26. Перечислите основные функции центра технической эксплуатации?
27. Какие требования определяют типовые характеристики – удельное энергопотребление, надёжность, климатические условия?
28. Что называется коммутацией? Как классифицируется коммутация по форме представления, по разделительному признаку и по принципу коммутации?
29. Что называется коммутацией? Как классифицируется коммутация по способу коммутации каналов и по виду коммутации?
Услуги информационной сети, службы и платформы предоставления услуг
Обслуживание пользователей информационной сетью осуществляется путем предоставления услуг и приложений.
Услуга (service) предлагается сетью пользователю для удовлетворения его коммуникационных потребностей и характеризуется однократным потреблением. Ее стоимость зависит от вида и качества. Примеры услуг: отправка/получение сообщения по электронной почте, телефонное соединение и пр.
Приложение (application) в отличие от услуги предоставляется пользователю в виде многократно используемого конечного продукта. Это может быть, например, компакт-диск с обучающим курсом, специальный пакет программ для реализации мультимедийных услуг и пр.
Услуги традиционно предоставлялись индустрией электросвязи, в то время как индустрия информационных технологий изначально стала предоставлять приложения.
Эффективность обслуживания пользователей сетью характеризуется номенклатурой и качеством предоставляемых услуг и приложений, а также степенью легкости и скоростью доступа к информации. В соответствии со спецификой требований пользователей можно разделить на три категории: люди на работе, люди дома и люди в дороге. В учреждении наиболее потребляемыми являются услуги телефонии, дополненные секретарскими услугами (накопление информации о поступивших вызовах, извещение о номере вызывающего абонента и т.п.), услуги электронной почты для передачи текстов, данных, факсимильных сообщений, услуги аудио- и видеоконференцсвязи, а также голосовой почты. Потребности в услугах связи в домашнем быту меньшие, но имеются четкие тенденции расширения их номенклатуры, вызванные ростом количества частных деловых операций (взаимодействие с банком, страховой компанией, приобретение товаров), растут требования безопасности и т. д. К наиболее потребляемым в быту относятся услуги телефонии, электронной почты, а также такие услуги и приложения, как видео по запросу, развлечения (игры и пр.), телеобразование, предоставление информации по запросу, дистанционное управление и контроль коммунальных систем и домашней аппаратуры и пр. Подвижные абоненты потребляют в основном услуги телефонии, однако важное значение имеет и получение информации по запросу (локализация местоположения, состояние дорожного движения, возможные места парковки и т.п.).
Для предоставления услуг организуются специальные сетевые службы. Службой сети называется комплекс аппаратных, программных и организационных средств, реализующий услугу или набор услуг. До последнего времени для предоставления пользователям услуг конкретного вида строились отдельные специализированные сети: ТфОП, телеграфная сеть общего пользования, общегосударственная сеть передачи данных (ПД), сеть передачи программ телевизионного вещания и др. При этом понятие службы по существу идентифицировалось с сетью. С появлением, так называемых телематических служб понятие службы приобрело более конкретный и самостоятельный смысл.
Телематические службы - пример расширения спектра услуг на базе существующих сетей. К ним относят:
телефакс (использование ТфОП для факсимильной передачи сообщений);
датафакс (использование каналов сети ПД для факсимильной передачи);
телекс (передача текстовых сообщений по каналам сетей электросвязи);
видеотекс (информационно-справочная служба, обслуживающая запросы пользователей на информацию из банков данных);
телетекст (дополнение телевизионных программ информацией, передаваемой во время обратного хода луча кадровой развертки).
Организация телематической службы связана с выбором некоторой платформы предоставления услуг, использующей ресурсы, как правило, уже существующих сетей.
Платформой предоставления услуг называется совокупность объединенных ресурсов сети или нескольких сетей, участвующих в производстве и предоставлении услуг. При формировании такой платформы могут быть задействованы ресурсы сетей общего пользования и частных сетей. Юридическое лицо (государственная структура или частная компания), являющееся собственником сети и обеспечивающее ее эксплуатацию, называется оператором сети. При организации платформы услуг могут быть использованы ресурсы сетей нескольких операторов, заключивших между собой коммерческие соглашения. Сетевые ресурсы, принадлежащие одному оператору, могут быть задействованы в различных платформах предоставления услуг. Конкретные услуги могут предоставляться и компанией, не являющейся собственником сети, а формирующей платформу предоставления услуг путем аренды сетевых ресурсов (например, выделенных каналов связи) у операторов сети. Такая компания называется поставщиком услуг (serviceprovider), или провайдером и также является юридическим лицом, с которым пользователь устанавливает коммерческое соглашение на предоставление услуг и приложений. Примером являются провайдеры Интернета. Поставщики услуг, в отличие от операторов сети, более гибко реагируют на конъюнктуру рынка услуг связи.
В процессе цифровизации сетей электросвязи появилась возможность предоставления различных услуг на базе единой интегрированной сети как общей телекоммуникационной среды для передачи любых информационных сообщений, представленных в цифровом виде. Это повлекло за собой интеграцию и самих служб и, как итог, появление цифровых сетей с интеграцией служб (IntegratedServicesDigitalNetwork, ISDN). С точки зрения пользователя услуги интегральной сети можно классифицировать следующим образом:
· телекоммуникационные услуги (телефония, передача данных, телефакс, телетекс, аудио- и видеоконференцсвязь);
· информационные услуги (видеотекс, видео по запросу, телетекст);
· услуги развлечений (предоставление продукции индустрии развлечений);
· услуги, базирующиеся на информации (приобретение товаров на дому, когда по запросу пользователя организуется доставка товара на дом и т.п.).
Услуги могут предлагаться пользователям сети в обычной форме (со стандартным набором функций) либо с расширенным набором функций, обеспечивающим повышение их качества и удобства связи, например, сокращенным набором часто набираемых номеров, извещением о поступлении нового вызова в процессе сеанса связи, переадресацией вызовов, оплаты услуги вызываемым абонентом, отслеживания злонамеренных вызовов и т. п. Расширение функций предоставляемых услуг обеспечивается организацией дополнительных услуг. Они используются только по заявке пользователя и могут быть разными для разных абонентов. Разделение услуг на основные и дополнительные позволило организовать новый принцип предоставления услуг, при котором основная услуга может дополняться одной или несколькими дополнительными в зависимости от запроса пользователя. Реализация в сети дополни дополнительных услуг в виде выделенной надстройки получила название интеллектуализации сети, так как при этом предусматривается широкое использование элементов искусственного интеллекта (экспертных систем, синтезаторов и распознавателей речи и т.п.). Концепция интеллектуальной сети (IntelligentNetwork, IN), определенная в Рекомендациях ITU-T серии Q.1200, предусматривает постоянное развитие спектра предоставляемых услуг и, как следствие, выделение отдельных стандартных компонентов услуг и приложений - независимых от услуг и друг от друга функциональных блоков (ServiceIndependentBlock, SIB), позволяющих компоновать из них практически любые услуги. Следует отметить, что технология IN может реализовываться на базе любой сети, но наибольший эффект дает на основе ISDN.
Службы ISDN, в соответствии с Рекомендациями ITU-T серии 1.200, разделяют в зависимости от выполняемых стандартизованных функций:
· службы переноса (передачи)
· телеслужбы.
Службы переноса (bearerservices) обеспечивают транспортировку информации с соблюдением установленных правил только между эталонными точками интегральной сети (стыками пользователь-сеть) и не обеспечивают совместимость функций оконечных устройств пользователей.
Телеслужбы (teleservices) предназначены для организации связи пользовательпользователь с поддержанием функций оконечных устройств и обеспечением их совместимости.
Телефония, телетекс, телефакс, видеотекс являются примерами телеслужб. Кроме этого, вне зависимости от вида связи и функций оконечных устройств службы разделяют на интерактивные и распределительные (дистрибутивные, или вещательные). И те, и другие могут предлагаться как телеслужбы и как службы переноса.
Интерактивные службы предполагают двусторонний информационный обмен. К ним относятся: диалоговые службы, службы с накоплением и службы по запросу.
Диалоговые службы обеспечивают двусторонний обмен информацией в реальном масштабе времени (без промежуточного накопления) между пользователями или между Пользователем и ЭВМ. В диалоговом режиме могут предоставляться услуги телефонии, телекса, телефакса, передачи данных и др.
Службы с накоплением предназначаются для непрямой связи пользователей с помощью промежуточного хранения информационных сообщений. Это хранение производится в центральных устройствах сети, например, в электронных почтовых ящиках, из которых сообщения могут извлекаться адресатами либо автоматически переправляться сетью абоненту в соответствии с его условиями, в частности во время действия льготных тарифов. Службы с накоплением могут использоваться при передаче в режиме электронной почты аудио-, видеосообщений, текста, данных. В связи с этим появились названия «голосовая почта», «видеопочта» и т.п.
Службы по запросу дают возможность пользователю получать информацию из банков данных. Примером является предоставление услуг видеотекса и его разновидностей.
Распределительные службы без индивидуального управления со стороны пользователя распределяют сообщения от центрального источника информации к неограниченному числу абонентов, имеющих право приема. Пользователь может принимать или не принимать поток сообщений, но не может влиять на время его передачи и на содержание. Классические примеры таких служб - звуковое и телевизионное вещание, телетекст, однако возможны применения этих служб и для других видов сообщений. Распределительные службы с индивидуальным управлением со стороны пользователя организуются как канал видеографики и обеспечивают получение именно нужной информации в удобное время.
Понятия «службы переноса» и «телеслужбы» введены для ISDN, но распространяются в принципе на любые информационные и телекоммуникационные сети. При рассмотрении услуг, предоставляемых этими службами, используются также понятия «услуги переноса» и «телеуслуги» [1].
Дальнейшее развитие технологии ISDN с переходом на оптоволоконную среду с применением асинхронной высокоскоростной пакетной передачи цифровых потоков обеспечило интеграцию более широкого спектра видов связи, включая кабельное телевидение. Поэтому Рекомендацией ITU-T 1.362 введены четыре класса служб А, В, С, D с учетом наличия или отсутствия временной зависимости между источником и получателем, постоянной или переменной скорости передачи и режима установления связи с соединением или без него.