Слаботочка Книги большей степени используются для связи на малые расстояния. Эти системы, так же как и другие системы передачи в цифровой иерархии, используются для распределения цифровых услуг Dataphone. Стоимость и характеристики. К настоящему времени расценки для службы DDS были установлены Федеральной комиссией по связи; они сопоставимы со стоимостью аналогичных услуг, получаемых путем передачи данных по аналоговым каналам. Таким образом, пока нет определенного преимущества в стоимостном выражении для использования цифровых услуг Dataphone. Это кажется парадоксальным, так как в эквиваленте одного канала для цифровой передачи речи со скоростью 64 кбит/с размещается до 20 каналов со скоростью передачи 2,4 кбит/с. Несмотря на отсутствие преимущества в стоимости, каналы службы DDS пользуются большим спросом у пользователей передачи данных. Причина заключается в том, что цифровые каналы имеют более низкий коэффициент ошибок, чем типовые каналы ТЧ, используемые для передачи данных. Таким образом, пропускная способность канала службы DDS оказывается выше, поскольку повторная передача блоков данных случается редко. Норма при проектировании каналов службы DDS такова, что при скорости передачи 56 кбит/с обеспечивается 99,5 % секунды безошибочной передачи и еще более высокое качество при более низких скоростях передачи данных [19]. Доступ к сети. Как показано на рис. 8. 7, локальный район обслуживания DDS построен по иерархической древовидной схеме с узловой станцией в центре района обслуживания. Каждый канал службы DDS должен заканчиваться на узловой станции, где он: 1) кроссируется с другим входящим каналом при обслуживании местных некоммутируемых соединений либо 2) кроссируется с межузловым каналом при обслуживании .междугородных некоммутируемых соединений. Если абонентское устройство расположено достаточно близко к станции, то оно соединяется с узловой станцией четырехпроводной цепью, рассчитанной на передачу биполярных цифровых кодированных сигналов с заданной скоростью. Четырехпроводные цепи обязательно не должны иметь ни пупиновских катушек, ни добавочных конденсаторов, допускаются лишь отпайки ограниченной длины. Если объем требований на обслуживание достаточно велик, то каналы службы DDS могут быть продлены до станций спутниковой связи с помощью линий передачи Т1. Станции спутниковой связи объединяют сигналы, поступающие по индивидуальным абонентским шлейфам, в формат сигнала DS-1 для передачи на узловую станцию. Максимально допустимое затухание сигнала при цифровом доступе к службе DDS составляет 31 дБ. Как показано на рис. 4. 11, спектральная характеристика биполярного сигнала имеет максимум на частоте, равной по величине половине скорости передачи данных. Поэтому максимальная длина абонентского шлейфа определяется затуханием имеющихся в наличии кабельных пар, определенным на частоте, равной по величине половине требуемой скорости передачи данных. В табл. 8. 1 приведены максимальные значения длин абонентских шлейфов, организованных по различным кабельным парам, в зависимости от скорости передачи данных. Таблица 8.1. Затухание кабеля и соответствующие максимальные значения длин абонентских шлейфов, используемых для каналов доступа к службе DDS
Информация, приведенная в таблице, азята из работы (21, с. 169]. Значение затухания приаедеио для частоты, равной по величине половине скорости передачи данных. Основной недостаток цифровой службы DDS состоит в ее ограниченной доступности. Услуги предоставляются только в пределах районов крупных городов, где широко используются линии передачи Т1. Даже в пределах крупного города, чтобы получить прямой цифровой доступ к станции службы DDS, пользователь должен находиться в пределах расстояний, указанных в табл. 8. 1. Как показано на рис. 8. 7, вместо непосредственного цифрового доступа можно использовать аналоговый комплекс в виде соединительной линии и модемов, включенных с каждого конца. Соединительная линия реализуется на стандартных линиях связи, позволяющих организовать каналы Т2, по которым осуществляется передача со скоростью не более 9600 бит/с . Кро.ме потерь в стоимости и скорости передачи данных, возникающих при использовании аналоговых добавочных линий, .может заметно пострадать качество передачи от одного оконечного устройства до другого, поскольку общий коэффициент ошибок высокоскоростного канала с большей вероятностью определяется оборудованием аналоговых линий, а не каналами службы DDS. Другой недостаток службы DDS - это отсутствие телефонной связи как альтернативы (если пользователь не имеет собственных кодеков) . Аналоговые каналы передачи данных всегда могут быть использованы в качестве речевых каналов путе.м обхода схем модуляции и демодуляции в устройствах передачи данных. Режим передачи речи особенно полезен при установлении соединения с про.мышленными вычислительными машинами вручную или для координации работы обслуживающего персонала. Более высокая скорость передачи данных, например, 56 кбит/с, может быть получена в аналоговых каналах ТЧ только с помощью многоканальной аппаратуры. 8. 4. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ Первые спутники связи были использованы ддя обеспечения связи с удаленными районами мира, так как никакой другой разумной альтернативы не существовало. Однако техно;10гия быстро развивалась так, что системы спутниковой связи начали конкурировать с наземными системами связи - сначала для обслуживания трансконтинентального трафика, а затем и для национальной связи. Разработка систем стгутниковой связи в Соединенных Штагах не продвигалась столь быстро, как могли бы позволить технология и экономика. В интересах активизации конкуренции федеральная комиссия по связи специально запретила фирме AT&T предлагать услуги национальной спутниковой связи. Вместо этого другим компаниям было предложено разрабатывать системы вне конкуренции с фирмой Bell System. Первой компанией, которая в 1974 г. откликнулась на то, что получило название политики открытого неба , была фирма Western Union со своими спутниками Westar. С тех пор ряд других компаний разработал системы спутниковой связи преимущественно для передачи данных и распределения телевизионных програ.мм. Первое поколение этих систем применяло аналоговую передачу с использованием каналообразования на основе частотного разделения. Однако системы, разрабатываемые в настоящее время, используют цифровую передачу с каналообразованием на основе временного разделения. Одна такая система была разработана фирмой Sattellite Business Systems (SBS), основанной как консорциум фирм International Business Machines, Aema Life Insurance и Comsat General. Другая система, предназначенная для спутниковой связи, была предложена фирмой Xerox и известна под названием Xerox Telecommunications Network (XTEN), и хотя проект сети XTEN был аннулирован в 1981 г., его стоит описать, поскольку он ввел новые идеи организации местного обслуживания на базе цифровой передачи. 1800 бит/с [22]. Более высокоскоростные данные, передаваемые в полосе частот речевого сигнала, должны быть демодулированы и подведены к цифровому каналу для передачи по сети фирмы SBS. , Последние три из вышеупомянутых видов обслуживания оказываются возможными лишь потому, что имеются в наличии высокоскоростные каналы передачи данных. Дистанционное совещание участников переговоров обеспечивается при различных скоростях передачи данных. На нижней границе этого диапазона система фирмы SBS обеспечивает телевизионное изображение графиков с фиксированным кадром и высокой разрешающей способностью. Полное движущееся телевизионное изображение возможно при более высоких скоростях передачи данных. Факсимильная связь обеспечивает передачу изображений и их воспроизведение со скоростями, приближающимися к одой странице за секунду (ср. со страницей за 6 мин при факсимильной связи в полосе речевого сигнала). В настоящее время (1981 г.) межпроцессорная связь не имеет определенного рынка, так как применение линий высокоскоростной передачи данных для поддержания таких видов связи только теперь становится экономически оправданным. (Первый спутник фирмы SBS был запущен 15 ноября 1980 г.) Идею коммерческой системы спутниковой связи SBS иллюстрирует рис. 8. 8. Каждый пункт пользователя имеет свою собственную земную станцию для доступа к спутнику. Земные станции устанавливаются и эксплуатируются фирмой SBS. Передача на спутник и со спутника ведется по методу многостанционного доступа с временным разделением (МВДР), который требует, чтобы каждая земная станция передавала пачки данных на частоте общей несущей в предписанные интервалы времени так, чтобы пачки данных, поступающие с отдельных земных станций, никогда не перекрывали друг друга. Функционально спутник работает как приемопередатчик - транспондер: просто пересылает входящие пачки данных на различных частотах несущей 8.4.1. Коммерческие системы спутниковой связи Система фирмы SBS разработана для обеспечения широкополосными цифровыми каналами крупных корпораций или правительственных организаций, находящихся в географически разнесенных районах для следующих приложений: 1) обычная связь для передачи речи (данных); 2) дистанционное совещание участников переговоров; 3) высокоскоростная факсимильная связь; 4) межпроцессорная связь. Система фирмы SBS осуществляет передачу речи, используя дельта-модуляцию, со скоростью 32 кбит/с. Поскольку предполагалось, что большая часть данных будет передаваться непосредственно по цифровым каналам, то кодеры речи не проектируются для обеспечения высокоскоростной передачи данных в полосе частот речевого сигнала. Если модулированный сигнал данных передается по сети в канале ТЧ, то дельта-модулятор эффективно ограничивает скорость передачи до Пачка данных со скоростью ЖГ Многостанционный доступ передачи 48 Мбит/с I \ временным разделением Рис. 8.8. Система спутниковой связи общего пользования канала космос - Земля. Земные станции следят за потоком данных в канале космос - Земля и извлекают все данные, предназначенные для соответствующих им пунктов. Поскольку тактовая частота каждой земной станции синхронизируется независимо, то для того, чтобы установить синхронизацию тактовых генераторов в приемниках, каж- дая пачка с ВРК содержит преамбулу. После того, как синхронизация тактовых генераторов достигнута, пачка синхронно демодулируется и детектируется. Приемный тактовый генератор затем вновь синхронизируется по преамбуле следующейпачки ВРК с тем, чтобы обнаруживать данные в этом временном интервале. 8.4.2. Сеть электросвязи XTEN Хотя сеть XTEN была предназначена во многом для тех же областей применения, что и система фирмы SBS, в ее основу был положен другой метод доступа к спутнику. В первоначальном варианте системы фирмы SBS каждый пользователь должен был арендовать свою собственную станцию. Таким образом, только пользователи, создающие большую нагрузку, могли бы оправдать затраты, связанные с использованием этой системы. Однако, как показано на рис. 8. 9, сеть XTEN обеспечивала бы доступ к земным станциям через наземные радиорелейные линии. Следовательно, более мелкие организации могли бы экономически эффективно использовать устройства сети XTEN путем эффективного совместного использования земной станции. Совсем недавно фирма SBS объявила, что она также будет разрабатывать средства для многостанционного доступа к земной станции. Ниже приводятся основные виды услуг, которые XTEN намеревалась реализовать: 1) распределение факсимильных документов; 2) передача данных; 3) дистанционное совещание участников переговоров; 4) коммутация сообщений с промежуточным накоплением. Междугородные соединения, устанавливаемые с помощью спутников связи Местные соединения, устанавливаемые с помощью стационарных установок УКВ радиосвязи Рис. 8.9. Сеть связи фирмы Xerox (XTEN) Главное внимание в системе было уделено распределению документов (электронной почте). Фирма Xerox предполагала, что стоимость распределения, возможно, будет сопоставима с ожидаемыми расценками почтовой корреспонденции первого класса в 1980 г. При наличии сети XTEN доставка была бы автоматизирована и происходила бы за несколько секунд. Использование факсимильной связи непрерывно растет со скоростью 35% в год [10]. Если появится сеть XTEN или какая-то аналогичная сеть, то рост факсимильной связи еще больше ускорится. Не случайно фирма Xerox является ведущим поставщиком факсимильного оборудования. Как и связь для передачи данных, факсимильная связь обременена множеством типов оборудования с различными протоколами связи и форматами сканирования. Сеть XTEN помогла бы решению проблемы несовместимости путем установления стандартного кода факсимильной связи XTEN. Все факсимильные машины, соединенные с сетью, имели бы свои индивидуальные форматы, преобразуемые в стандарт сети, и обратно. Таким образом, так же, как сеть коммутации пакетов обеспечивает преобразование протоколов и кодов при передаче данных, сеть XTEN обеспечивала бы преобразование форматов факсимильной связи. Кроме того, можно было бы разрешить проблему различий в сканировании и разрешающей способности оборудования. Следовательно, оборудование с разрешающей способностью 38,5 линий на 1 см (96 линий на дюйм) могло бы осуществлять связь с оборудованием с разрешающей способностью 80 линий на 1 см (200 линий на дюйм). Аналогичные возможности планируются также для сети Compak/Faxpak, которая разрабатывается фирмой International Telephone and Telegraph [23]. 8. 5. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ И ДАННЫХ В предыдущих разделах этой главы было описано несколько различных примеров цифровых сетей. Исключая системы спутниковой связи общего пользования, которые предоставляют услуги по передаче речи, все сети проектируются специально для трафика Данных . Из тенденции применения цифровой техники как на частных телефонных сетях, так и на телефонных сетях общего пользования следует, что разработка аппаратуры цифровой передачи и коммутации для обеспечения обоих типов услуг приведет к определенным экономическим преимуществам. Хотя пройдет некоторое время прежде, чем существующие аналоговые сети станут цифровыми до такой степени, что абоненты получат непосредственный доступ к цифровым речевым каналам, новые частные сети могут разрабатываться с использованием исключительно цифровых средств. В этом разделе обсуждаются соображения относительно построения новых сетей, которые будут эффективно приспосабливаться для предоставления всех видов услуг. Здесь и в остальной части главы трафик данных не ограничивается только связью с ЭВМ, но включает в себя любой трафик цифрового характера такой, как сообщения и цифровые факсимильные данные. 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 |
|