Размещено на http://www.allbest.ru/

Временная коммутация

Временная коммутация - коммутация, основанная на изменении порядка следования канальных интервалов (КИ) или перемещения информации из одного интервала в другой.

Временные Т-коммутаторы (от слова time -- время) поддерживают виртуальное соединение, существующее только в течение определенных временных интервалов. Концептуально временная коммутация может рассматриваться как система памяти, которая назначает для разных временных интервалов разные ячейки памяти, в связи с чем такая система называется памятью межинтервального обмена. Концепция программного назначения временных интервалов разрешает использовать одни и те же пространственные точки коммутации в разные интервалы для разных соединений.

Временной коммутатор построен на основе буферной памяти, запись производится в ее ячейки последовательным опросом входов, а коммутация осуществляется благодаря считыванию данных на выходы из нужных ячеек памяти. При этом происходит задержка на время одного цикла "запись-чтение". В настоящее время преимущественно используются временная или смешанная коммутация.

Имеется групповой канал с кодово-импульсной модуляцией. Нужно поменять структуру входного кадра. Используем счетчик каналов (счетчик окон). Преобразователь кода для преобразования последовательного кода в параллельный. Нужно данные из канала x передать в канал y. Эту операцию программно реализует транслятор адреса, имеющий таблицу коммутации.

Счетчик каналов определяет номер канала X. Данные записываются в ячейку памяти B(y).

Преобразователь кода входного группового канала преобразует параллельный код в последовательный. Когда в выходном кадре окно с номер Y, в него считываются данные из ячейки B(y).

Для эффективной реализации коммутации данных используют дуплексную связь.

Основной недостаток такого способа временной коммутации в том, что не все окна текущего выходного кадра оказываются заполненными окнами входного кадра.

коммутатор вычислительный цифровой интегрированный

Схема временной коммутации данных

коммутатор вычислительный цифровой интегрированный

Одному каналу выделяется одна ячейка. Происходит считывание из нее. После этого производится запись в ячейку.

Уплотняемые каналы могут иметь разную скорость обмена информацией.

Используют интегрированные способы коммутации: применяется пространственная коммутация, а для эффективной организации обслуживания промежуточных линий используется временное уплотнение.

Коммутатор является важным элементом вычислительных сетей. Используются:

1)в целях сегментации участков сети, построение виртуальных сетей;

2)повышение пропускной способности локальной сети. Коммутация осуществляется между определенными адресами портов. Пропускная способность сети при этом равна пропускной способности коммутаторов;

3)коммутаторы ячеек в сетях с развитой ячеистой структурой (ячейка - вид кадра)

Временное разделение может реализоваться, например, с помощью импульсно-кодовой модуляции. В ТФОП России, как и в сетях Европы, используются тридцатиканальные ЦСП с ИКМ. В групповом тракте одного направления передачи (например, в двухпроводной кабельной физической линии) такой ЦСП организуется 30 разделённых во времени каналов (ВК) для передачи речевой информации или данных и двух специальных канала. Такое разделение 30 каналов, предоставляемых пользователям, показано на рис. 6.3, а. Коммутационные поля цифровых станций и узлов строятся с использованием пространственно-временной коммутации. Пусть для каждого ВК существует ячейка памяти, где код данных хранится в течение цикла. На рис. 6.3, б ячейки, закреплённые за одной линией ИКМ, показаны вертикальными линиями. Также имеются промежуточные линии (горизонтальные), по которым содержимое любой ячейки может быть прочитано в любом нужном временном положении. Процесс такого считывания и называется временной коммутацией.

Рис. 6.3. а) Формат цикла ЦСП с ИКМ и схематичное изображение временного разделения каналов, б) Схема пространственного эквивалента временной коммутации

Пример КП с пространственно-временной коммутацией показан на рис. 6.4. В ней на первой ступени и третьей ступенях используется временная, а на второй - пространственная коммутация. Тип коммутации, приведённой на схеме, называют время - пространство - время (В-П-В). Как и на рис.6.2, здесь число входящих и исходящих каналов равно N. Эти каналы представлены в N/n входящих и исходящих линиях ИКМ. Работа такой коммутационной схемы аналогична работе трёхзвенной пространственной коммутационной (см. рисунок 6.2). В пространственных коммутаторах второй ступени устанавливаются соединения временных каналов исходящих и входящих линий ИКМ.

Рис. 6.4. Схема трёхзвенного КП типа В-П-В

Это значит, что КЭ, разделённые в пространстве и установленные на пересечении вертикали с горизонталью, должны открываться в выбранном свободном временном положении коммутации, которое выбирается управляющим устройством. Оно же обеспечивает считывание кода данных из требуемой ячейки (например, второй) информационной памяти входящей линии ИКМ (например, первой) в ячейку (например, n) информационной памяти некоторой исходящей линии ИКМ (например, N/n-й).

При коммутации с временным разделением каналов конфигурация коммутационной схемы с пространственным разделением временами воспроизводится в течение каждого временного интервала методом непрерывного повторяющегося конфигурации соединений, имеющихся в течение этих интервалов. Цифровые сигналы, сформированные методом объединения на базе временного разделения, требуют как коммутации временных интервалов, так и коммутации физических линий. Метод коммутации с разделением времени использования точек на интервалы представляет собой 2-ое измерение коммутации и именуется временной коммутацией. В процессе коммутации информация, поступающая по одному временному каналу, поначалу записывается в ЭП, потом задерживается в течение определенного количества интервалов и передается во временном канале, с которым осуществляется соединение. Так как каждому временному каналу отведен определенный временной интервал, то нередко молвят о перемещении инфы из интервала в интервал. Для коммутационных систем маленький емкости можно получит экономные коммутационные схемы, реализующие лишь временную коммутацию.

Но есть настоящие ограничения на временные свойства ЭП, которые определяют допустимую емкость блока временной коммутации. В качестве примера приведено соединение 3-го временного канала (ВК) первой полосы с 7-м ВК крайней полосы. Обозначенное соединение предполагает, что информация, поступающая в 3-м временном интервале первой полосы, пересылается в 7-й временной интервал крайней полосы.

Так как процесс преобразования речевого сигнала в цифровую форму принципно значит четырехпроводный режим работы, то реализуется оборотное соединение методом пересылки инфы из 7-го временного интервала крайней входящей полосы в 3-й временной интервал первой исходящей полосы.

Таковым образом, каждое соединение просит выполнения 2-ух пересылок инфы; при всем этом любая пересылка осуществляется как во времени, так и в пространстве.

Технология FTTx

Ежегодно растет интерес к развертыванию сетей доступа с возможностью предоставлением абоненту широкополосного канала связи. Причиной данного интереса служит быстрый рост требований к полосе пропускания сетей связи, обусловленный появлением новых широкополосных услуг. К таким услугам можно отнести услуги для бизнеса (видеоконференц-связь, удаленное обучение, телемедицина) и развлекательные услуги (видео по запросу, цифровое вещание, HDTV, on-line игры и т.д.). Используемые в настоящее время технологии не могут предоставить экономически выгодного решения для удовлетворения растущих потребностей, поэтому в ход идут не совсем привычные технологии.

Одна из них - FTTx (Fiber To The ... -- «волокно до ...») - технология организации сетей доступа с доведением оптического волокна до определенной точки. Несмотря на то, что FTTx - технология не новая, однако широкое распространение она получает именно сейчас.

Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить:

· FTTH - Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);

· FTTB - Fiber To The Building (доведение волокна до здания),

Варианты, по сути, дублирующие FTTH и FTTB с небольшими изменениями:

· FTTO - Fiber To The Office (доведение волокна до офиса);

· FTTC - Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа);

· FTTCab - Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);

· FTTR - Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора);

· FTTOpt - Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта);

· FTTP - Fiber To The Premises (доведение волокна до точки присутствия клиента);

Отдельно нужно отметить концепцию

· FITB (Fiber In The Building) -- организация распределительной сети внутри здания.

Рассмотрим более подробно два первых варианта FTTx.

Рис. FTTB

При использовании варианта FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически эффективно) и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре». Этот подход целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах среднего класса. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH.

FTTH

Рис. FTTH

Как мы уже говорили, FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. Существует два типа организации FTTH сетей: на базе Ethernet и на базе PON.

Решение на базе Ethernet

В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами. Коммутаторы объединяются либо в «кольцо» Ethernet (GE или 10GE), либо по топологии «звезда» и располагаются на цокольном или чердачном этаже (в зависимости от способа заведения магистрального волокна в дом). К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей. Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой. К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования.

На территории абонента (в квартире или коттедже) используются устройства CPE (Customer Premise Equipment).

Решение на базе PON

При использовании решения на базе PON - пассивной оптической сети - для развертывания сети FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей (сплиттеров) с коэффициентом деления от 1:2 до 1:128.

В стандартной оптической сети PON на стороне провайдера связи используются OLT (Optical Line Terminal), а в качестве абонентских устройств применяются ONT (Optical Network Terminal).

ONT представляет из себя более сложное устройство, чем CPE, используемого в Ethernet решении. Кроме функций предоставления широкополосного доступа и поддержки сервисов, ONT должен дополнительно поддерживать:

· протокол управления доступом к PON;

· лазеры пакетного режима (burst-mode lasers), обеспечивающие передачу данных ONT только в определенные терминалом OLT отрезки времени;

· повышенная мощность сигнала (требуется учитывать потери на делителях и пр.);

· шифрование;

· высокая производительность;

Эти дополнительные функции обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON, чем устройства Ethernet FTTH CPE.

Заключение

Таким образом, временная коммутация - коммутация, основанная на изменении порядка следования канальных интервалов (КИ) или перемещения информации из одного интервала в другой.

Схемы временной коммутации строятся на базе дешевых цифровых частей памяти (ЭП). Как следует, реализация функций цифровой коммутации оказывается наиболее дешевенькой, чем реализация схем с пространственным разделением. Работа схемы временной коммутации сводится преимущественно к записи информации и ее считыванию из ЗУ.

Используемые в настоящее время технологии не могут предоставить экономически выгодного решения для удовлетворения растущих потребностей, поэтому в ход идут не совсем привычные технологии, такие как FTTx.

FTTx (Fiber To The ... -- «волокно до ...») - это технология организации сетей доступа с доведением оптического волокна до определенной точки. Несмотря на то, что FTTx - технология не новая, однако широкое распространение она получает именно сейчас.

Несколько вариантов реализации FTTx:

· FTTH - Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);

· FTTB - Fiber To The Building (доведение волокна до здания).

Список использованной литературы

1. Гольдштейн Б.С.: Системы коммутации - Санкт-Петербург, 2003.

Размещено на Allbest.ru