Общие сведения о сетях и системах передачи информации

В результате освоения главы 1 студент должен: знать

• • основные понятия, термины и определения предметной области сетей связи;
• • стандартизирующие организации в области сетей связи, ограничения сфер ихВ деятельности;

уметь

• • грамотно пользоваться языком предметной области сетей связи;
• • применять методы коммутации информации в сетях связи;В владеть
• • основополагающими знаниями в области современных сетей и систем передачиВ информации.

Данная глава посвящена введению в предметную область сетей связи. В ней рассматриваются основные понятия, связанные с сетевыми технологиями. Основу главы составили материалы авторов из источников [1—3].

Основные термины и определения

Сеть связи можно рассматривать как систему, состоящую из линий связи, соединяющих некоторое множество узлов, и предназначеннуюВ для передачи данных от одного узла к другому с определенными параметрами качества обслуживания.

Основу сетей связи составляют многоканальные системы передачи (МСП), для передачи информации используются электромагнитные сигналы. Структурная схема МСП приведена на рис. 1.1.

Сообщения абонентов при помощи С/С, — преобразуются в первичные электрические сигналы. Множество сформированных сигналов коммутируются на передающей стороне коммутаторами КП и на приемной сторонеВ коммутаторами КПр, чтобы установить соединение источника сообщенияВ ИС, — с соответствующим получателем ПС_;.

Первичные электрические сигналы при помощи преобразователя П преобразуются во вторичные или линейные сигналы, характеристики которых хорошо согласуются с параметрами линии связи. На приемной стороне ПрВ принимает и преобразует линейные сигналы в первичные.

Наиболее дорогостоящим элементом многоканальной системы передачи является линия связи, поскольку ее протяженность может составлять сотни и даже тысячи километров.

Рис. 1.1. Структурная схема МСП:

ИС^ — источники передаваемых сообщений; С/С, — преобразователи сообщения в первичный сигнал на передающей стороне и полученного первичного сигнала в сообщение на приемной стороне; КП — коммутатор передающей стороны;

КПр — коммутатор приемной стороны; П — преобразователь первичного сигнала в линейный сигнал (передатчик); Пр — преобразователь линейного сигналаВ в первичный (приемник); ПС, — получатели сообщений Под линией связи (каналом связи) обычно понимают некую физическую среду распространения сигналов, связывающую некоторое множество технических устройств, обеспечивая при этом передачу с сигналов на заданное расстояние определенными показателями: полосой частот, скоростью передачиВ и т. п. Например, линию связи может образовывать кабельная система на базеВ оптоволокна или меди, или радиоканат (беспроводная среда передачи).

Линии связи (каналы связи) необходимы для того, чтобы множество одновременно передаваемых сигналов не мешати друг другу в общей линииВ многоканальной системы. На рис. 1.1 каналы образуются оборудованиемВ коммутаторов и формируются в среде общей линии связи.

Каналы связи разделяют на непрерывные (аналоговые) и дискретные {цифровые). Кроме того, каналы связи могут иметь один из трех типовВ направленности передачи информации [1]:

• — симплексный (Simplex Transmission) — передача данных в одном направлении;
• — полудуплексный (Half-Duplex Transmission) — передача данных в двухВ направлениях, но только в одном направлении в каждый момент времени;
• — дуплексный (Duplex Transmission) — передача данных одновременноВ в двух направлениях.

Сеть передачи информации образуется путем соединения между собой множества источников и приемников сообщений (абонентов). СоединениеВ обеспечивается аппаратными средствами многоканальных систем и средойВ передачи сигналов (линиями связи).

Аппаратуру абонентов принято называть узлами, или конечными устройствами (У) сетей, которым соответствует широко распространенное англоязычное наименование Host (хост). Соединение многочисленныхВ узлов (абонентов), находящихся на большом расстоянии друг от друга, В обычно обеспечивается через транзитные (промежуточные) сетевые элементы (СЭ) (рис. 1.2).

Таким образом, сеть передачи информации представляет собой совокупность узлов (У) и сетевых элементов (СЭ), соединенных линиями (каналами) связи. При этом сетевые элементы производят перемещение (коммутацию) поступившего сообщения с одного интерфейса (входного порта) на другой (выходной порт). Например, в сети (см. рис. 1.2) при передачеВ сообщения от узла У2 узлу У6 сетевой элемент СЭ1 производит коммутацию сообщения с входного интерфейса В на выходной интерфейс С, сетевойВ элемент СЭЗ — с входного интерфейса В на выходной Е. Таким образом, В формируется маршрут, по которому осуществляется передача сообщений.

Рис. 1.2. Сеть передачи информации [3].

В некоторых сетях все возможные маршруты заранее созданы, и необходимо только выбрать оптимальный. Процесс выбора оптимального маршрута получил название маршрутизация, а устройство, ее реализующее, — маршрутизатор. Таким образом, промежуточные сетевые элементы могутВ выполнять функции коммутаторов, которые формируют маршрут, и (или)В маршрутизаторов, которые производят выбор оптимального маршрута.

Для выбора (создания) маршрута необходимо задать адреса источника и получателя сообщения. Выбор оптимального маршрута сетевые элементы (маршрутизаторы) производят на основе таблиц коммутации (илиВ маршрутизации) с использованием определенного критерия — метрики.

При анализе систем передачи информации рассматривается процесс передачи сигналов между сетевыми элементами и формирование каналовВ для передачи многих информационных потоков, а при анализе сетей передачи информации — процессы коммутации и маршрутизации, т. е. передачиВ информационных потоков (трафика сообщений) по каналам (трактам)В линий сети связи.

Информационный поток — это совокупность передаваемых сообщений, или последовательность информационных единиц, объединенных общимиВ признаками.