|
| |
|
Слаботочка Книги соединению, устанавливаемому в режиме коммутации каналов, выделяется некоторое фиксированное число бит в каждом цикле (упаковке), т. е. фиксированная пропускная способность в формате синхронной передачи с временным разделением. Данные в режиме коммутации пакетов передаются во второй половине каждого цикла. С целью обеспечения динамического распределения пропускной способности тракта передачи всякий раз, как происходит установление соединения или его разъединение, производится распределение цикла между синхронными данными с ВРК и-данными в режиме коммутации пакетов. Если на каком-то узле создается большая очередь пакетов, то узел может задержать установление новых соединений до тех пор, пока очередь не рассосется. Однако одно лишь увеличение пропускной способности при передаче от перегруженного узла не может ускорить передачу пакетов в такой же степени. Если очереди пакетов на соседних узлах велики (вероятная причина перегрузки, стоящая на первом месте), то пакетам некуда двигаться несмотря на повышенную пропускную способность каналов. Таким образом, вопросы управления потоками на подсети коммутации каналов и на подсети коммутации пакетов оказываются еще более сложными и взаимосвязанными. Был предложен ряд проектов аналогичных гибридных сетей, структура которых представляет собой модификацию базовой структуры сети SENET [31, 32]. Обычно в этих модификациях используется статистическое уплотнение речевого сигнала в цифровой форме (DSI) в пределах части цикла, которая отводится для коммутации каналов, и допускается использование для передачи пакетов свободной пропускной способности, предусмотренной для режима коммутации каналов. В сущности, активной речевой информации дается приоритет, и пакеты данных используют пропускную способность, которая остается свободной при коммутации каналов. Таким образом, распределение цикла между данными, передаваемыми в режимах коммутации каналов и коммутации пакетов подстраивается от цикла к циклу. Этот подход обеспечивает более высокое использование линий связи при усложнении процесса функционирования сети. Если число соединений, организуемых путем коммутации каналов в системе, подобной TASI, ограничено соответствующей пропускной способностью линий передачи, то речевая информация никогда не будет потеряна, как это было бы в обычной системе TASI. В этом случае средняя пропускная способность, используемая для передачи пакетов, будет составлять несколько больше половины скорости цифрового потока (битовой скорости) линии передачи. Если трафик данных недостаточен, чтобы заполнять циклы полностью, то речевые каналы могут быть переориентированы на новых абонентов, чтобы повысить среднее использование, как это делается в обычных системах TASI, перев. 430 В отечественной литературе его чаще называют адаптивной коммутацией.- Прим. Подход, примененный в сети SENET для совмещения коммутации каналов и коммутации пакетов, определяет режим работы по единственной линии связи и предполагает, что сети организуются с помощью взаимосвязанных узлов с аналогично работающими линиями связи. В следующем разделе описывается иной подход, который предполагает первоначальное описание гибридной сети на общесетевом уровне и определяет операции более низкого уровня в соответствии с иерархией. Эта точка зрения особенно полезна, поскольку она обеспечивает некоторую основу, в рамках которой достигается большая гибкость для определения и управления подсетями. Работа одной подсети в этом случае не зависит от другой подсети. Подход оказьшается достаточно гибким для того, чтобы любую конкретную структуру сети (например, с коммутацией каналов в чистом виде, коммутацией пакетов или с гибридной коммутацией в сети SENET) можно было получить как частный случай. 8.5.3. Динамическое виртуальное сетеобразование Как альтернатива вышеупомянутым подходам к интеграции передачи речи и данных, в этом разделе описывается гибридная сеть с иерархическим принципом построения, обеспечивающая как коммутацию каналов, так и коммутацию пакетов. Первый уровень, или первичная сеть, реализуется как полностью цифровая сеть коммутации каналов. Коммутация пакетов (или любой другой вид сети, такой как сеть коммутации сообщений) реализуется на втором уровне с использованием средств первичной сети, но при функциональной независимости от сети коммутации каналов. Этот принцип построения сетей с интеграцией услуг был описан в [33] под названием адаптивное формирование пучков каналов . На рис. 8.12 приведена концептуальная структура и пояснены функции иерархической сети. Первичная сеть образована цифровыми оконечными станциями (ОС) и цифровыми транзитными узлами (ТУ), соединенными цифровыми линиями передачи с ВРК. Терминалы сети соединяются с другими терминалами обычно способом коммутации каналов. На основе первичной строится вторичная сеть, которая реализует специальные виды обслуживания. Узлы вторичной сети маркируются как УСО - узлы специального обслуживания. Эти узлы соединяются между собой либо арендованными некоммутируемыми, либо автоматически коммутируемыми линиями связи, либо комбинацией тех и других. В качестве конкретного примера вторичной сети рассмотрим сеть УСО как сеть узлов коммутации пакетов. Терминалы данных соединяются с узлами коммутации пакетов либо с помощью местных автоматически коммутируемых, либо с помощью арендуемых некоммутируемых линий. Арендуемые некоммутируемые линии могут использоваться совместно либо как цифровые многопунктовые линии, либо как кольцевые линии. Сообщение, поступающее на УСО с терминала данных, разрезается на пакеты и пересылается по Q о о  Кольцевые соединения с разделением времени Рис. 8.12. Сеть с коммутацией каналов и динамической виртуальной подсетью: --соединение по арендованным линиям:-----соединение при автоматической связи; УСО - узел специального обслуживания; ОС - оконечная станция; Т> - транзитный узел Наиболее важным аспектом виртуального сетеобразования при интеграции различных видов услуг связи является то, что внутренние операции в виртуальных сетях независимы от первичной сети и друг от друга. Следовательно, процедуры маршрутизации или способы управления потоками на одной сети могут быть модифицированы без влияния на алгоритмы маршрутизации и управления потоками на другой сети. Так как условия нагрузки и область применения изменяются, то работа и конфигурация вторичной сети могут быть перестроены таким образом, чтобы улучшить ее показатели, в то время как первичная сеть продолжает работать в соответствии с хорошо отработанными процедурами управления сетями коммутации каналов. В функциональном отношении имеются в действительности две или более сети, однако в физическом смысле эти сети совместно несут расходы по эксплуатации и поддержанию резервной пропускной способности местной распределительной сети. Раздельные логические конфигурации. Требования абонентов к сети передачи данных обычно совершенно отличны от требований к сети телефонной. Так, характер трафика и оптимальная конфигурация для каждой сети оказываются, как правило, различными. Если для обслуживания отдельных классов трафика не используются отдельные модули (как аппаратного, так и программного обеспечения), то каждый узел сети обслуживает оба типа трафика. В противоположность этому, заметим, что не ко всем узлам коммутации каналов на рис. 8.12 подключены УСО. Если потребности закрепленным каналам передачи на промежуточные УСО по способу передачи с промежуточным накоплением и далее до узла назначения УСО, где сообщение реконструируется и доставляется на требуемый терминал или на главную вычислительную машину. Заметим, что пакеты во вторичной сети проходят через узлы коммутации каналов по заранее установленным соединениям. Таким образом, сеть коммутации каналов оказывается прозрачной по отношению к сети коммутации пакетов. Кроме того, работа вторичной сети протекает вообще независимо от работы сети коммутации каналов. Единственный раз, когда эти две сети взаимодействуют друг с другом,- это в случае, если вторичная сеть требует либо установить соединение между узлами УСО, либо разрушить его. Таким образом, вторичная сеть может изменять свою пропускную способность в соответствии с изменением условий нагрузки (длины очередей пакетов). Поскольку автоматически коммутируемые соединения между УСО в функциональном отношении являются прямыми соединениями, то процесс добавления или изъятия каналов между УСО называется адаптивным формированием пучков каналов , В широком плане добавление или изъятие каналов между УСО сводится к динамической реконфигурации вторичной сети. Поэтому такой способ работы сети называют также динамическим виртуальным сетеобразова-нием .  Рис. 8.13. Адаптивный способ образования прямых пучков соединительных линий в специальном обслуживании невелики, то узел не следует обеспечивать возможностями, в которых нет необходимости. Если же возникает необходимость в специальных видах обслуживания, то можно легко добавить УСО, так как по отношению к узлу коммутации каналов УСО является просто другим терминалом, обслуживаемым в режиме коммутации каналов. Другое важное свойство виртуального формирования конфигурации состоит в том, что сеть коммутации пакетов, например, можно проектировать, так, чтобы она подстраивалась под характер трафика независимо от физической структуры первичной сети. Если между любыми двумя удаленными узлами имеется значительный объем трафика данных, передаваемых в диалоговом режиме, то можно установить канал, соединяющий эти два УСО для передачи пакетов непосредственно между ними. Таким образом, как показано на рис. 8.13, трафик между верхним и нижним УСО проходит по прямому тракту передачи пакетов с высоким использованием без задержки и ненужной перегрузки на транзитных узлах коммутации с промежуточным накоплением. Тракты специального обслуживания с высоким использованием не следует удерживать постоянно в рабочем состоянии; их можно устанавливать и разрушать по мере необходимости в соответствии с характером трафика. Адаптивное формирование пучков каналов является новым средством управления сетью связи. Множественные виртуальные сети. Понятие виртуальной сети не связано с ограничением числа вторичных сетей, которые можно организовать. Могут существовать отдельные сети для каждой области применения или для отдельных групп пользователей с идентичными областями применения. В любом случае все вторичные сети оказываются функционально независимыми друг от друга. Сеть коммутации сообщений и сеть коммутации низкоскоростных каналов являются еще двумя примерами полезных вторичных сетей. Основная идея построения вторичной сети коммутации низкоскоростных каналов иллюстрирует рис. 8.14. По существу, каждый канал основной первичной сети с ВРК, используемый низкоскоростной вторичной сетью, подразделяется на подканалы. Первичная сеть не осуществляет функций разделения каналов. Как указывалось, доступ к низкоскоростной сети, которая могла бы быть использована для непрерывного сбора данных, может быть обеспечен при помощи арендованных многопунктовых линий или местных автоматически коммутируемых линий. Статистическое уплотнение речевых сигналов в цифровой форме. Вследствие значительного времени занятия и умеренных показателей активности телефонной трафик лучше всего обслуживать первичной сетью коммуации каналов. Однако для любого конкретного маршрута с целью повышения использования каналов передача речи по магистральным линиям связи может быть организована методом DSI. Таким образом, усложнение за счет применения метода DSI вводится лишь там, где это оправдано экономическими соображениями (так же, как на существующих сетях). Приемник данных 1  / I I mill I L I пни I I 66666 66666 Источники низкоскоростной дискретной информации Рис. 8.14. Подсеть коммутации каналов при низкоскоростной передаче данных Если число активных источников превышает число каналов в системе DSI, то обычный способ работы состоит в блокировке перегрузки, что приводит к клиппированию некоторых слогов речи. Однако недавно научно-техническим центром связи в Брумсфилде, шт. Колорадо, разработана система TASI [34], в которой заблокированные слоги задерживаются в течение короткого периода времени в ожидании освобождения канала. Реконструированная речь при выполнении этой процедуры отличается более высоким качеством, чем речь, получаемая при обычном клиппировании слогов. Таким образом, введение задержки в системы DSI или системы TASI обеспечивает более высокие уровни использования. Сеть коммутации пакетов, по существу, задерживает заблокированные пакеты речи, а не отбрасывает их. Как указывалось ранее, среднее время задержки, которую можно допустить на любом узле, уменьшается с ростом емкости сети. Таким образом, степень увеличения использования линий, достигаемая при введении задержки, непосредственно зависит от числа транзитных узлов на сети коммутации пакетов или числа транзитных линий связи в канале передачи. 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 |