6.Глобальные сети с коммутацией каналов: аналоговые телефонные сети, цифровые сети с интегральными услугами isdn.

Для построения глобальных сетей с коммутацией каналов наиболее дешевыми оказываются услуги телефонных сетей.

Телефонные сети делятся на аналоговые и цифровые в зависимости от способа мультиплексирования абонентских и магистральных каналов. Цифровыми называются сети, в которых на абонентских окончаниях информация представлена в цифровом виде и в которых используются цифровые методы мультиплексирования и коммутации. Аналоговыми называются сети, которые принимают данные от абонентов в аналоговой форме, а мультиплексирование и коммутацию осуществляют как аналоговыми методами, так и цифровыми. Подавляющая часть телефонных сетей используют цифровые коммутаторы, работающие на основе технологии TDM.

К телефонным сетям с цифровыми абонентскими окончаниями относятся цифровые сети с интегральными услугами ISDN (Intergrated Services Digital Network). Сети ISDN рассчитаны не только на передачу голоса, но и компьютерных данных, в том числе и с помощью коммутации пакетов. Поэтому они получили название сетей с интегральными услугами.

Географическая распространенность аналоговых сетей значительно превосходит распространенность цифровых.

Аналоговые телефонные сети

Организация аналоговых телефонных сетей

Аналоговые телефонные сети малопригодны для построения магистралей корпоративных сетей (средняя скорость – 9600 бит/с). Максимальная на сегодня пропускная способность в 56 Кбит/с достигается только в том случае, если все коммутаторы в сети на пути следования данных являются цифровыми.

Чаще всего такие линии используются для индивидуального удаленного доступа к сети или же как резервные линии связи небольших офисов. Доступ по телефонной сети – «dial-up access».

Основные характеристики аналоговых телефонных сетей – При вызове пользователи получают прямое соединение через коммутаторы в сети. Прямое соединение эквивалентно паре проводов с полосой пропускания от 300 до 3400 Гц. Абонентское окончание 2-проводное. – Вызов абонента может осуществляться двумя способами: с помощью импульсного набора с частотой 10 Гц или тонового набора с частотой 10 Гц. – Коммутаторы сети не позволяют обеспечить промежуточное хранение данных. Следовательно, возможен отказ в соединении при занятости абонента или при исчерпании коммутатором своих возможностей по соединению входных и выходных каналов. – Для передачи дискретных данных по аналоговым коммутируемым сетям используются модемы, поддерживающие процедуру вызова абонента. – Пропускная способность коммутируемого аналогового канала заранее неизвестна, так как модемы устанавливают соединение на скорости, подходящей для реального качества канала. Так как качество может меняться в течение сеанса связи, то модемы изменяют скорость передачи данных динамически.

В телефонных коммутаторах аналоговых телефонных сетей могут использоваться два принципа коммутации - аналоговый, основанный на частотном разделении канала (FDM), и цифровой, основанный на разделении канала во времени (TDM).

Системы, работающие по методу частотного уплотнения, подразделяются на электромеханические и программно-управляемые электронные. В электромеханических системах логика маршрутизации встроена в аппаратуру. В программно-управляемых коммутаторах логика коммутации реализуется программным обеспечением, а сама коммутация выполняется электронным способом.

Электромеханические коммутаторы создают значительные помехи в коммутируемых каналах. Дополнительные помехи создает сам способ коммутации уплотненных каналов на основе FDM. Операция демультиплексирования высокочастотной несущей, а затем повторное наложение сигналов на высокочастотные несущие создает значительные помехи (треск и свист в телефонной трубке). Переход на цифровые методы коммутации существенно повышает качество коммутируемых каналов.

Модемы для работы на коммутируемых аналоговых линиях

Для передачи данных по аналоговым коммутируемым телефонным каналам используются модемы, которые: – поддерживают процедуру автовызова абонента; – работают по 2-проводному окончанию, так как в телефонных сетях для коммутируемых каналов предусмотрено именно это окончание.

Для передачи данных по коммутируемым каналам разработан ряд стандартов, определяющих скорость и метод кодирования сигналов. Например, V.34+ - дуплексная передача на скорости до 33,6 Кбит/с.

Для реализации функций автовызова современные модемы поддерживают несколько способов.

Новый модемный стандарт V.90 обеспечивает асимметричный обмен данными: со скоростью 56 Кбит/с из сети и со скоростью 30-40 Кбит/с в сеть.

Асимметричность модемов заключается в различии максимальных скоростей передачи данных от пользователя в сеть и в обратном направлении. Часто единственным аналоговым звеном в соединении является телефонная пара, связывающая модем с коммутатором. На этом участке выполняется аналого-цифровое преобразование, которое вносит погрешность квантования. Эта погрешность добавляется к другим помехам линии и ограничивает скорость передачи 33,6 Кбит/с. Обратное цифро-аналоговое преобразование не вносит дополнительного шума, что делает возможным увеличение скорости передачи от телефонной станции к модему пользователя до 56 Кбит/с.

Достоинство этой технологии – отсутствие необходимости вносить изменения в оборудование телефонной станции.

Технологии асимметричных модемов рассчитаны на то, что сервер удаленного доступа подключен к какой-либо АТС телефонной сети по цифровому интерфейсу (например ISDN) или по выделенному каналу Т1/Е1. При подключении сервера и пользователя через модемы V.90, они работают по стандарту V.34+. Тоже происходит, если в телефонной сети на пути трафика встретится аналоговый коммутатор.