Сети передачи индивидуальных сообщений

Для обеспечения обмена сообщениями между большим числом абонентов требуется создание систем передачи сообщений с большим количеством каналов связи. Такие системы называют сетями электросвязи или сетями передачи сообщений.

Всю совокупность сетей электросвязи можно разделить на две группы: сети передачи индивидуальных сообщений и сети передачи массовых сообщений. В свою очередь сети передачи индивидуальных сообщений классифицируются на телефонные общего пользования, телеграфные, факсимильные, передачи данных, сети связи с подвижными объектами.

К сетям передачи индивидуальных сообщений предъявляются определенные требования, важнейшее из них заключается в том, что сеть должна обеспечить каждому абоненту возможность в удобное для него время связаться с любым другим абонентом и передать сообщение. Для выполнения этого требования сеть должна быть построена по определенному принципу, одним из которых является «каждый с каждым».

Сеть, построенная по принципу «каждый с каждым» (рис.30,), надежна, отличается оперативностью и высоким качеством передачи сообщений. Другой принцип построения сети для передачи индивидуальных сообщений, называемый радиальным, иллюстрируется рис.31. Сеть, построенная таким образом, называется также звездообразной. Такие сети имеют два вида пунктов: оконечные абонентские (А) и узловой (С), на котором устанавливается станция коммутации. Радиальный принцип построения сети, как и «каждый с каждым» используются при ограниченном числе оконечных пунктов, расположенных на небольшой территории. Телефонные сети крупных городов имеют несколько групп автоматических телефонных станций (АТС). Каждая группа станций обслуживает определенный узловой район города. В пределах узлового района все станции между собой связаны по принципу «каждый с каждым». Связь между абонентами разных узловых районов осуществляется через специальные узлы. Из рис.32видно, что связь между узловыми районами проходит через узлы исходящих (УИС) и входящих (УВС) сообщений. Принцип построения сетей электросвязи с узловыми пунктами нескольких уровней называется радиально-узловым. В этом случае абоненты разных районов устанавливают связь между собой через несколько промежуточных станций. В цифровых телефонных сетях часто используется кольцевой принцип построения, при котором мультиплексоры ввода-вывода подключаются к оптоволоконному кольцу через интерфейсы (рис.33). При этом цифровые АТС подключаются к мультиплексорам непосредственно, а аналоговые АТС – через устройства сопряжения, преобразующие аналоговый сигнал в цифровой и обратно.

Рис. 32. Функциональная схема телефонной сети с двумя узловыми районами

1 – оптоволоконное кольцо; 2,3,4,5 – мультиплексоры ввода-вывода; 6,7 – устройства сопряжения; 8,11 – цифровые АТС; 9,10 – АТС аналогового типа
Рис. 33. Функциональная схема телефонной сети кольцевого типа, использующей оптоволокно

Телеграфные сети строятся по радиально-узловому принципу с учетом административно-территориального деления страны. Оконечными пунктами (А) телеграфной сети являются либо отделения связи, либо телеграфные абоненты, располагающие телеграфной аппаратурой. Функции узловых пунктов выполняют телеграфные станции коммутации. Сеть имеет узловые пункты трех уровней. Узловые пункты первого уровня (УП¹) организуются в каждом административном районе и поэтому называются районными. Все оконечные пункты А, расположенные на территории района, подключены с помощью абонентских линий к УП¹. Узлы второго уровня (УП²) организуются в областных центрах и называются областными узлами. Все УП¹ области имеют телеграфные каналы связи с УП². Функции узловых пунктов третьего уровня выполняют главные узлы сети (УП³), организуемые в регионах, охватывающих несколько областей. Все УП², находящиеся на территории региона, имеют каналы связи со своим УП³. Главные узлы телеграфной сети соединены между собой каналами связи по принципу «каждый с каждым».

Принципы построения телеграфных сетей иллюстрируются рисунками 34, 35, на которых представлены функциональные схемы телеграфных сетей нескольких регионов и одного региона.

При таком принципе построения сети телеграфные сообщения проходят от одного до шести промежуточных узловых пунктов.

Сеть передачи данных имеет в целом такую же структуру построения, как и телеграфная. Более высокие требования, предъявляемые к скорости и верности передачи данных, вынуждают применять специальные методы передачи и более сложную аппаратуру на оконечных и узловых пунктах.

ГУ – главный узел; ТК – телеграфный канал
Рис. 34. Функциональная схема телеграфной сети, охватывающей несколько регионов

Для передачи данных могут использоваться как телефонная сеть общего пользования с добавлением модемов, так и специализированные сети. Многообразие специализированных компьютерных сетей можно классифицировать по следующей группе признаков: территориальной распространенности; ведомственной принадлежности; скорости передачи информации; типу среды передачи.

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, региональными и глобальными. Локальные сети – это сети, перекрывающие территорию не более десяти квадратных километров. Региональные – это сети, расположенные на территории города или области. Глобальные – это сети, расположенные на территории государства или групп государств, например, всемирная сеть Internet.

По ведомственной принадлежности различают ведомственные и государственные сети.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на: низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с) и высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).

По типу среды передачи сети разделяются на коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне и т.п.

РУ – районный узел; ОУ – областной узел; АЛ – абонентская линия; Т – телеграфная станция

Рис. 35. Функциональная схема телеграфной сети одного региона

Компьютеры, включаемые в компьютерные сети, выполняют функции либо серверов, либо рабочих станций. Серверы – это достаточно мощные ЭВМ, предоставляющие свои ресурсы менее мощным машинам, выполняющим роль рабочих станций. В качестве рабочих станций используются персональные компьютеры (ПК).

Структуры перечисленных сетей могут быть разнообразными. В локальных сетях чаще используются регулярные структуры: шина, кольцо, звезда. Возможны комбинации указанных структур. Для региональных и глобальных сетей более характерны иерархические структуры.

Сети подвижной радиосвязи имеют либо сотовую структуру с повторным использованием частот, либо представляют собой спутниковую сеть, содержащую достаточно большое количество низколетящих спутников связи и наземное беспроводное оборудование.

Факсимильные сети строятся на базе телефонной сети общего пользования.

Таким образом, сети, предназначенные для передачи индивидуальных сообщений, строятся в основном по радиально-узловому принципу. Этот принцип обеспечивает наименьшую стоимость создания сети и высокую эффективность использования сложных и дорогостоящих средств электросвязи.