Слаботочка Книги группообразованием. Оба процесса представляют собой счетчики по модуля С, где С - число каналов в цикле тракта с ВРК. Оба процесса синхронизируются (по циклу) путем использования части пропускной способности системы для передачи сигналов цикловой синхронизации. Как только приемник вошел в синхронизм, счетчик приемника начинает работать строго синхронно со счетчиком передатчика, так что обеспечивается полная идентификация отдельных каналов тракта с ВРК. На рис. 7.26 в показана диаграмма переходов состояний несколько более усложненного, но тем не менее легко понимаемого процесса. Рисунок отражает процесс управления установлением соединения для обычного телефонного вызова. Диаграмма переходов состояний первого процесса отражает процесс установления соединения, воспринимаемый со стороны абонента (прохождение сигнала занятия). Вторая диаграмма переходов состояний характеризует последовательность состояний управляющего устройства системы коммутации местной связи при установлении соединения. Как уже было показано, процесс начинается с того, что вызывающий абонент снимает с рычага микротелефонную трубку и ожидает сигнал ответ станции . Если система коммутации опознала сигнал занятия, поступивший от абонента (в виде появления тока в линии), то она подключает к линии вызывающего абонента приемник набора номера, из которого абонент получает сигнал ответа станции. Абонент приступает к набору номера вызываемого абонента, после чего переходит в следующее состояние - ожидания. После приема последней цифры управляющее устройство системы коммутации приступает к обработке требования. Если требуется установить местное соединение, то вызьшающему абоненту посылается сигнал занято , либо сигнал контроля посылки вызова. Сигнал занято побуждает абонента повесить трубку (перейти в состояние отбоя), в то время как сигнал контроля посылки вызова заставляет абонента находиться в состоянии ожидания до тех пор, пока не ответит вызываемый абонент, или же до тех пор, пока вызывающий абонент не выйдет из игры и повесит трубку. Если вызываемый абонент ответил, то оба процесса войдут в состояние соединения и между обоими участниками переговоров установится связь. Затем абоненты перейдут на другой уровень синхронизации . Абоненты телефонной связи при разговоре начнут с обмена приветствиями и взаимных представлений с тем, чтобы установить контакт между их мыслительными процессами, которые . оказываются связанными между собой общим предметом разговора. Процесс обмена сообщениями также требует такой синхронизации, чтобы в каждый момент времени говорил только один абонент - участник переговоров. Следовательно, необходимо располагать различными формами сигналов управления для того, чтобы произвольно распоряжаться линией. Хотя эти сигналы как будто и являются по своей природе несколько трудноуловимыми, тем не менее они представляют собой в известной степени накладные расходы передачи в том смысле, что и сигналы управления на сети связи. Говорящий абонент может указать конец передачи своего сообщения либо обращением к другому абоненту с вопросом, либо интонацией, либо самой сутью сообщения, либо, наконец, в наиболее общей форме - паузой в разговоре. Чтобы установить соединения и организовать обмен информацией, аппаратура передачи данных выполняет такие же основные процедуры. Однако в этом случае процедуры определяются более формально и, следовательно, с большими ограничениями. Формальные правила связи между аппаратурой передачи данных обычно назьшают протоколом. Протоколы при передаче данных включают в себя, как правило, определение некоторых управляющих кодов, интерпретацию кодов, форматы сообщений, процедуры переключения при использовании полудуплексньгх каналов, защиту от ошибок, организацию последовательности сообщений, контроля неисправностей и выполнения процедур восстановления. Автоматизированные процедуры контроля повреждений и восстановления для сетей передачи данных могут стать совсем запутанными и трудными для надежной реализации. Если нарушение связи обнаруживается на уровне отдельных речевьпс каналов (например, при разговоре обнаруживается повьш1енный мешающий шум или произошло разъединение), то процедура восстановления связи выполняется абонентами. Они просто повторяют вызов и продолжают вести дальнейшие переговоры, продолжая с того места, где они остановились. Однако при проектировании систем коммутации, а также при организации пучков соединительных линий большой емкости должно предусматриваться обеспечение надежности на -более высоком уровне и более высокий уровень качества технического обслуживания. Критерий надежности гарантирует, что повреждение или неправильная работа оборудования будут происходить редко, либо они будут преодолеваться автоматически путем защитных переключений. Высокий уровень качества технического обслуживания гарантирует, что повреждения будут быстро устранены. В системах коммутации большая часть программного обеспечения занята программами контроля правильности работы .системы, процедурами восстановления, а также диагностическими тестами. 7.5. УПРАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТОЙ СЕТИ Помимо управления процессом установления отдельных соединений и оборудованием, сеть связи должна обеспечивать руководство своими объектами на более высоком уровне. Основная задача - обеспечить эффективную работу сети в период перегрузок и выхода ИЗ строя оборудования. Основные аспекты рассмотрения этого вопроса следующие: 1) управление маршрутизацией; 2) управление потоками . ь в отечественной литературе часто используется развернутый термин: управление Потоками сообщений в сети.- Прим. перев. 7.5.1. Управление маршрутизацией Под управлением маршрутизацией понимают процедуры определения того, какие соединительные пути сети связи следует отвести под определенные соединения. По возможности, соединения нужно устанавливать по путям первого выбора на самых, нижних уровнях иерархии сети. Такой выбор, очевидно, предпочтителен в виду того, что при установлении соединений по прямым путям используется меньшее количество оборудования и обеспечивается более высокое качество передачи. Однако экономические факторы часто ограничивают емкость пучков соединительных линий, образующих пути прямого выбора, поэтому возникает необходимость во введении обходных путей, которые позволяют достичь соответствующей малой вероятности потерь при организации связи между оконечными станциями. Если емкость пучка соединительных линий, связывающих две коммутационные станции, достаточна для того, чтобы обеспечить приемлемую (малую) вероятность потерь, то значительное число линий в пучке будет свободно в периоды, когда нагрузка на пучок не будет превьшгать среднего значения. Экономически более выгодным является такой вариант межстанционных связей, когда прямое направление организуется на базе ограниченного числа соединительных линий с высоким использованием каждой, а избыточная нагрузка прямого направления пропускается соединительными линиями обходных направлений. Таким образом, абонентам предоставляется возможность использования большей, чем прежде (без обходных путей), части сети связи. В гл. 9 приведен ряд примеров того, как можно спроектировать сеть, чтобы минимизировать объем оборудования передачи при заданном качестве обслуживания (вероятности потерь). 7.5.2. Управление потоками В предыдущем разделе введение обходных путей рассматривалось как один из аспектов управления распределением нагрузки в сети связи. Алгоритмы обслуживания по обходным путям касаются в основном только повышения использования соединительных линий, организуемых внутри сети. Другое требование к управлению сетью состоит в обеспечении регулирования нагрузки на сеть. Регулирование уровня поступающей нагрузки на сеть обычно называют управлением потоками. Сеть, работающая без использования эффективных процедур управления потоками, также становится весьма неэффективной или вообще перестает функционировать при возникновении слишком больших нагрузок. Обобщенная характеристика неуправляемой сети большой емкости в виде зависимости обслуженной нагрузки от поступающей показана на рис. 7.27. Как видно из графика, при малых нагрузках все поступающие требования обслуживаются сетью. Однако по мере возрастания поступающей нагрузки часть ее не обслуживается, ,/ Начало перегрузки Поступающая нагрузка Рис. 7.27. Зависимость обслуженной нагрузки от поступающей на сеть при отсутствии управления потоками поскольку отсутствуют соответствующие каналы, необходимые для установления требуемых соединений, т. е. возникают блокировки. По мере дальнейшего роста поступающей нагрузки сеть без соответствующего управления потоками в конце концов начнет пропускать нагрузку, меньшую той, которую она пропускала бы при меньших значениях поступающей нагрузки. Если поступающая нагрузка продолжает возрастать, то сеть может вообще прекратить обслуживание любой нагрузки. Причина, по которой объем обслуженной нагрузки падает, если поступающая нагрузка превышает критическую, состоит в том, что частично обслуженные требования связывают ресурсы сети, когда пытаются занять другие ресурсы сети, уже связанные с другими, также частично обслуженными требованиями. Таким образом, создается безвыходное положение. В качестве конкретного примера рассмотрим телефонную сеть общего пользования при возникновении исключительно тяжелых по нагрузке условий на участке между двумя удаленными городами. Поскольку по каждому вызову должно быть установлено полное соединение от одного оконечного устройства до другого, то для установления каждого соединительного тракта необходимо использовать последовательность промежуточных устройств передачи и коммутации. При нормальных условиях оба источника нагрузки обслуживаются путем последовательного занятия соединительных линий к промежуточным узлам коммутации до тех пор, пока не будет достигнут пункт назначения. Если поступающая на сеть нагрузка достаточно велика, то при поступлении вызовов с обоих концов сети, где-то в середине возникает перегрузка. В это время и возникает ситуация, когда частично установленные соединения занимают усройства, которые необходимы для обслуживания других вызовов. В пределе, если поступающая на сеть нагрузка достигает весьма больших значений, все ресурсы сети оказьшаются занятыми частично обслуженными требованиями, и ни одно из соединений не может быть окончательно установлено. Другим примером необходимости управления потоками может служить автомобильное движение на перекрестках. Приходилось ли вам когда-нибудь видеть перекресток, на котором ваш путь следования оказывался заблокированным перекрестным потоком, заставляющим вас давать задний ход? По существу, водитель, заблокировавший ваше направление движения, захватил общий ресурс (середину перекрестка), хотя возможно в дальнейшем он не сможет получить следующий требуемый ему ресурс (другую сторону перекрестка). Такой автомобильный поток, когда машины идут в одном направлении бампер к бамперу, может значительно 13 .Зак. 14.48 снизить пропускную способность сети в других направлениях. При наличии условий больших нагрузок на всех направлениях общая пропускная способность сети может быть доведена практически до нуля - остановится все движение, и это будет продолжаться до тех пор, пока скопление автомобилей не начнет рассасываться за счет уменьшения потока на периферии. Основной принцип, показанный на этих примерах, состоит е том, что для обеспечения эффективного использования общи> ресурсов сильно загруженной сети необходимо в той или иной форм осуществлять управление потоками. В примере с aвтoмoбильны движением бесперебойная работа перекрестка зависит от каждого водителя, смотрящего вперед и не выезжающего на перекресто! до тех пор, пока он не сможет получить возможность двигатьо дальше после пересечения перекрестка. На сети связи следует при менять те же принципы (даже с еще большей строгостью) Управляющие устройства на периферии сети должны быть осведом лены о внутреннем состоянии сети и должны обеспечивать управ ление потоками нагрузки, поступающей от обслуживаемых им1 . источников. Иногда в пределах сети организуется несколько уровней уп равления потоками. На линиях передачи данных для предупрежде ния перегрузки терминала на одном конце обычно вводится некото рый вид управления потоками сообщений, формируемых термина лом источника. Принимающий сообщения терминал использует об ратный канал (иногда с более низкой скоростью), по которому ин формирует терминал источника, когда надо прекратить передач и когда можно ее возобновить. Этот уровень управления потокам в сети коммутации каналов включает сами терминалы, но он не ох ватывает всю сеть, поскольку нагрузка пропускается в пределах уж установленного соединения. К сети коммутации каналов в больше степени относится вопрос о том, как управлять потоками требовани на соединение внутри сети. При установлении междугородного cot динения нет смысла занимать каналы на несколько первых участка соединительного тракта, если нет уверенности, что можно установит полное соединение. Частично установленные соединения снижак возможности сети, увеличивая скопление вызовов и не удовлетворя вместе с тем требования на обслуживание. Далее описаны некот( рые основные способы, используемые в телефонной сети для ynpai ления потоками требований на установление соединений. Задержка сигнала ответ станции . Естественным следствие занятости сети на уровне местных соединений- является больше спрос на общее оборудование такого типа, как приемники набор номера. Результатом высокого использования этого оборудован является возникновение очередей на обслуживание и задержек в ni сылке сигналов ответ станции . Хотя задержки в посылке сигн; лов ответ станции и не предназначены для этой цели, они явл; ются эффективным средством замедления поступления потока треб ваний на сеть. Поскольку в случае установления местных соедин НИИ управление потоками не является необходимым, то задерж! в посылке сигнала ответ станции в общем случае нежелательны, так как они могут рассматриваться как преднамеренное средство задержки требований на обслуживание на периферии сети. Более предпочтительным средством управления потоками является такая стратегия: сначала принять весь набранный абонентом номер, а уже затем отказать в обслуживании, если в том возникнет необходимость, причем отказ в обслуживании будет реализован посылкой абоненту сигнала освобождения (зуммера занято ) или же пересылкой вызывающему абоненту записанного сообщения. Абонент может сам занять место в очереди на обслуживание, если он начнет непрерывно повторять свой вызов. Этот подход имеет один недостаток: абоненты, вызовы которых получают обслуживание, вынуждены выслушивать длительные сигналы ответа станции и испытывать задержки в обработке информации из-за дополнительной нагрузки, создаваемой необслуженными вызовами. Управление ориентацией соединительных линий. Соединительные линии можно классифицировать по способу их занятия при обслуживании вызова. Двусторонние линии могут заниматься с любого конца. С другой стороны, односторонние линии могут заниматься -ТОЛЬКО с одного (определенного) конца (заметим, что определение односторон1юсти и двусторонности линий не относится к направлению передачи сообщений по установленному соединению, которая ;всегда ведется в обоих направлениях). Если соединения организу-.ются на основе односторонних линий, то пучок соединительных линий разделяется на две группы: группу линий, которые могут быть заняты с одного конца, и группу линий, которые могут быть заняты с другого конца. Пучки двусторонних соединительных линий, как вполне очевидно, в большей степени приспособлены к обслуживанию вызовов в условиях значительных колебаний нагрузки; однако вместе с тем, они более сложны в управлении, посколысу в этом случае существует возможность одновременного занятия линии с двух торон (двойное занятие). I Двусторонние линии в принципе обладают возможностью пере-ориентации по направлению действия и превращения их в односто-нние путем маркирования их, как занятых с одного конца. Исполь-уя этот прием, можно обеспечить работу перегруженного коммута-Ёцюнного узла, освобождая его от обслуживания дополнительной входящей на узел нагрузки за счет переориентации пучка двусторонних соединительных линий только на исходя1цую связь. Таким об-разом, сдерживая поступление новых вызовов, перегруженный узел юстепенно снимет перегрузку, и скопление вызовов рассосется. ? Если на сети в целом создаются условия высокой нагрузки, о переориентация соединительных линий по направлению действия ожет быть использована как средство уменьшения потока требова-мй на соединения к центру сети в том случае, когда организуется Йучок односторонних соединительных линий от центра сети к ее риферии. Таким образом, требования на соединения, которые нап-рщвлены к центру сети, имеют больше шансов получить все необхо-ЧВИмые средства для установления соединения. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [64] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |
|