1.Задачи развития и совершенствования средств связи. Современное состояние и перспективы в области телекоммуникаций.

На протяжении всей своей истории человечество испытывало острую необходимость в средствах связи для передачи информации на большие расстояния.

Первое поколение автоматических телефонных станций начинается с 1947-1960 гг. Развивалось оно в электромеханическом направлении. Характеризовалось телефонами с дисковыми номеронабирателями, системой управления, в основе которой релейно-логические схемы, коммутационные устройства - декадно-шаговые искатели и многократные координатные соединители.

Второе поколение (1960-1970). Автоматические телефонные станции начинают использовать вычислительную технику. Управление осуществляется с помощью компьютера. Коммутация осуществляется на коммутационных полях, в основе которых - герконовые реле.

Третье поколение (1970-наше время) – бурное развитие цифровой телефонии. Для данного поколения характерны цифровые станции и цифровые системы передачи, огромные потоки информации и услуг, что позволило перейти от термина «телефонная связь» к термину «телекоммуникации».

В настоящее время общая тенденция развития средств связи определяется двумя стратегическими направлениями:

- глобализация – возможность пользоваться услугами связи в любой точке земного шара;

- персонализация – возможность каждого жителя Земли обладать индивидуальными средствами связи.

Связь еще называют «нервами Земли», подчеркивая таким образом степень её важности для человечества. Отсюда следует, что специалисты в этой области всегда будут востребованы, всегда будут находиться на передовых рубежах науки и технологий.

Основные направления эволюции телекоммуникационных технологий

В дальнейшем основными направлениями эволюции телекоммуникационных технологий, по-видимому, станут:

— увеличение скорости передачи информации, обусловленное возрастающими возможностями широкополосных линий и всеобщим использованием оптических каналов;

— интеллектуализация сетей передачи информации;

— резкий рост числа и мобильности пользователей в связи с удешевлением и миниатюризацией оконечных средств и применением техники беспроводной связи.

В числе технологий, которые в ближайшее время будут оказывать решающее воздействие на развитие телекоомуникаций, следует назвать:

— оптические технологии (SDH/SONET), обеспечивающие увеличение скорости, удешевление доступа к сети и, следовательно, увеличение числа пользователей;

— широкополосные каналы (В-ISDN), позволяющие передавать разнородную информацию по одному и тому же каналу и, как следствие, повышающие быстродействие и интеллектуальность сети;

— единую технологию мультиплексирования и коммутации (АТМ), повышающую интеллектуальности сети;

— методы кодирования и сжатия информации, которым предстоит сыграть ключевую роль в эволюции широкополосных сетей, резко (на несколько порядков) увеличив передаваемые информационные потоки и тем самым обеспечив возможность передачи с высоким качеством мультимедийной, телевизионной и другой информации (наиболее значимые стандарты сжатия: рекомендации МККТТ серии Н, стандарты JPEG и группа стандартов MPEG-1, 2, 3, 4);

— коммутируемые ЛВС (Fast Ethernet, FDDl FDDI II, АТМ), увеличивающие производительность и интеллектуальность сети;

— цифровую беспроводную связь, способствующую росту числа и мобильности пользователей;

— интероперабельность сетей (Java);

— универсальный доступ к услугам Internet (WWW).

2. Термины и определения. Разговорный тракт, коммутаторы, коммутация физических линий, каналов, сообщений, пакетов. Телефонные сети.

Лицо, пользующееся абонентским устройством для передачи/приема информации, называется абонентом.

Абонентские устройства соединяются с коммутационными узлами абонентскими линиями (АЛ), являющиеся индивидуальными для каждого абонента.

Коммутационные узлы соединяются между собой пучком соединительных линий (СЛ), которые занимаются различными абонентами при установлении соединения по сети связи. Соединительные линии реализуются в виде физических линий или каналов связи. Физические линии связи используются при небольших расстояниях между коммутационными узлами и выполняются в виде кабельных систем или воздушных линий связи (ВЛС). В качестве материала для изготовления используется металлический проводник или оптическое волокно. Для передачи/приема информации между удаленными коммутационными узлами используют каналы связи, которые образуются при помощи многоканальных систем передачи.

Коммутационный узел(КУ) или просто станция осуществляет коммутацию АЛ и СЛ между собой в любом сочетании.

Под коммутацией понимается процесс замыкания, размыкания и переключения подходящих к станции линий. Станция, обслуживающая АЛ и СЛ, называется оконечной станцией (ОС), обслуживающая только СЛ - узловой (УС).

На КУ соединение может устанавливаться на время одного сеанса связи (соединения между абонентами) и на более длительное время, значительно превышающее время сеанса связи. Коммутация первого вида называется оперативной, а второго - кроссовой.

Коммутационные узлы, осуществляющие автоматическую коммутацию речевых разговорных сигналов, называются автоматическими телефонными станциями (АТС), в которых в качестве абонентских устройств используются телефонные аппараты .

На телефонных сетях общего пользования наиболее распространенным способом коммутации является коммутация каналов (линий). Он характеризуется тем, что канал между передатчиком и приемником предоставляется на все время передачи информации в реальном масштабе времени.

Недостатком этого способа коммутации является то, что канал, установленный через одну или несколько коммутационных станций между двумя оконечными устройствами сети, в большинстве случаев используется не полностью, так как речевое сообщение прерывается длительными паузами. В таких системах коммутации качество обслуживания вызовов для систем с потерями оценивается вероятностью отказов в установлении соединений из-за занятости линий, а для систем с ожиданием временем ожидания обслуживания вызова.

Способ коммутации сообщений характеризуется тем, что канал в нужном направлении предоставляется только для передачи сообщения по адресу, который указывается в начале информационного сообщения, а в паузах этот канал может использоваться для передачи других сообщений. Пришедшее на коммутационную станцию (узел) сообщение (или его часть -сегмент) поступает в запоминающее устройство. После приема и анализа адреса сообщение ставится в очередь для передачи его в нужном направлении. Системы коммутации сообщений являются системами, работающими по принципу системы с ожиданием, поскольку сообщения, поступающие на станцию (узел), могут ожидать, пока наступит время для дальнейшей передачи. Качество обслуживания вызовов в такой системе оценивается по среднему времени задержки.

Способ коммутации сообщений используется для телеграфной связи и передачи данных, когда не требуется работа в реальном масштабе времени. По сравнению с коммутацией каналов коммутация сообщений позволяет значительно повысить степень использования каналов.

При коммутации пакетов сообщение разбивается на части одинакового объема, называемые пакетом. Каждому пакету присваивается номер пакета и адрес получателя. Передача пакетов одного сообщения происходит аналогично передаче в системе с коммутацией сообщений и может осуществляться по одному пути или разным путям. В последнем узле или оконечном пункте (приемнике) пакеты собираются и выдаются адресату. Пакетная передача также может использоваться для передачи речи.