2.1.5.3. Глобальные сети на основе коммутации каналов

Если имеется N сетей, то для их соединения на основе полносвязной топологии потребовалось бы N (N – 1)/2 выделенных линий. При низкой интенсивности трафика в этом случае целесообразнее использовать коммутируемые каналы.

В цифровых первичных сетях информация на абонентских окончаниях представлена в цифровом виде, причем в сетевом оборудовании используются цифровые методы мультиплексирования и коммутации. В аналоговых первичных сетях информация на абонентских окончаниях представлена в аналоговом виде, а в сетевом оборудовании используются как аналоговые, так и цифровые методы мультиплексирования и коммутации.

Аналоговые сети с коммутацией каналов. Чаще всего используются обычные аналоговые телефонные сети. Они обеспечивают максимальную пропускную способность 56 Кбит/с при средней пропускной способности 9600 бит/с.

2-проводные абонентские окончания используются для удаленного доступа с параметрами:

1. Полоса пропускания 300–3400 Гц;

2. Набор номера импульсный или тоновый;

3. Возможен отказ в соединении, поскольку коммутаторы не обеспечивают промежуточное хранение информации;

4. Модемы (V.21, V.22, V.34 и другие стандарты) поддерживают, как правило, сжатие данных и устанавливают соединение на скорость, соответствующую качеству канала связи.

На рис. 103 приведена классификация коммутаторов аналоговых телефонных сетей. Недостатки аналоговых коммутаторов:

Электромеханические коммутаторы создают большие помехи.

Электронные программно-управляемые коммутаторы основаны на операциях мультиплексирования–демультиплексирования, выполняемых последовательно, что создает помехи (свисты), связанные с суперпозицией несущих частот.

Цифровая коммутация основана на технологии TDM. Однако замена аналоговых линий цифровыми в широких масштабах стоит дорого. Поэтому переход полностью на цифровую обработку доступен только корпоративным пользователям.

Служба Switched 56 – это пример цифровой коммутации в телефонии, основанный на 4-проводных окончаниях каналов T1. Абонент устанавливает устройства DSU/CSU со встроенным блоком автовызова. 8-й бит используется для передачи номера вызываемого абонента, поэтому для пользовательских данных остается полоса 56 Кбит/с. Абонентами являются компьютеры или ЛВС, подключаемые посредством моста или маршрутизатора. Эта служба вытесняется технологией ISDN.

Рис. 103. Классификация коммутаторов аналоговых телефонных сетей.

Сети ISDN. Идея интеграции сетевых услуг появилась давно. В 1980 г. появился стандарт G.705, выпущенный CCITT на сети с интеграцией услуг. В 1984 г. появились спецификации на сети ISDN, которые были пересмотрены в 1992-93 гг. Когда создавались сети ISDN, уже существовали цифровые каналы Т1 для передачи данных между АТС в цифровой форме.

Сеть ISDN (Integrated Services Digital Network) – это сеть, которая обеспечивает следующий перечень интегральных услуг:

– некоммутируемые средства (выделенные цифровые каналы);

– коммутируемая телефонная сеть общего пользования;

– сеть передачи данных с коммутацией каналов;

– сеть передачи данных с коммутацией пакетов;

– сеть передачи данных с трансляцией кадров (frame relay);

– средства контроля и управления сетью.

Два варианта пользовательского интерфейса основаны на каналах трех типов, представленных в табл. 13.

Таблица 13

Варианты пользовательского интерфейса

Тип канала	Скорость передачи	Применение	Стек протоколов
B	64 Кбит/с	Для голоса и данных	–
D	16 или 64 Кбит/с	Для адресной информации, а также для низкоскоростных сетей с коммутацией пакетов	Коммутация пакетов (прообраз – сеть X.25)
H	384 Кбит/с (H 0), 1536 бит/с (H11), 1920 Кбит/с (H12)	Для высокоскоростной передачи данных, включая факс, видео, HiFi-аудио	Коммутация каналов по командам, передаваемым по каналу D

Начальный интерфейс BRI (Basic Rate Interface) работает по схеме 2B+D, т.е. включает 2 канала типа B для передачи данных и канал типа D для управления. Данные передаются кадрами по 48 бит по одному 2-проводному кабелю по технологии TDM.

Основной интерфейс PRI (Primary Rate Interface) работает по схеме 30B+D (Европа), либо 23B+D (Северная Америка, Япония). Этот интерфейс обеспечивает повышенные требования к пропускной способности сети. Основной интерфейс может быть основан также на каналах типа H.

Для адресации в ISDN используется номер ISDN и адрес ISDN:

Номер ISDN = код страны + код города + номер абонента

(15 дес. цифр) (1...3 дес. цифры)

Адрес ISDN = номер ISDN + подадрес

(15 дес. цифр) (до 40 дес. цифры)

Подадрес имеет поле префикса AFI (Authority and Format Identifier), в котором указывается тип дополнительной адресации. Это позволяет адресовать, например, абонентов X.25.

Существуют два стека протоколов сети ISDN, в соответствии с которыми:

– каналы типа D образуют сеть с коммутацией пакетов, аналогичную X.25;

– каналы типа B образуют сеть с коммутацией цифровых каналов по командам, передаваемым по каналу D.

ISDN в корпоративных сетях. Сети ISDN используются в основном так же, как и аналоговые сети с коммутацией каналов. Достоинство сетей ISDN в том, что качество каналов выше и они более скоростные.

Интерфейс BRI обеспечивает дуплексный режим обмена со скоростью 128 Кбит/с (объединение двух каналов типа B) и используется обычно для подключения отдельных компьютеров или небольших АТС. Интерфейс PRI обеспечивает дуплексный режим обмена со скоростью 2,048 Мбит/с и используется в маршрутизаторах сетей средних размеров.

Для подключения оборудования корпоративной сети к сети ISDN применяются специальные схемы (рис. 104). На рис. 104 использованы обозначения: PAD – Packet Assembler-Disassembler (сборщик–разборщик пакетов), TA – терминальный адаптер.

Рис. 104. Схема подключения оборудования корпоративной сети к сети ISDN.

Сети ISDN не используются для построения магистрали корпоративной сети, поскольку не обеспечивают скоростной передачи данных коммутации каналов. Там, где они существуют, сети ISDN находят широкое применение для подключения домашних пользователей, небольших филиалов и резервных связей. Для этого выпускаются терминальные адаптеры, удаленные мосты и маршрутизаторы.