Методы коммутации и разделения каналов

Коммутация каналов

Коммутация каналов (circuit (line) switching) - это способ организа­ции прямой связи между двумя или несколькими абонентами для обмена информацией в режиме реального времени. Установление соединения при коммутации каналов осуществляется путем набора номера вызывающим абонентом.

Коммутация пакетов

Коммутация пакетов (packet switching) - это способ организации связи между двумя оконечными пунктами с помощью логических (виртуальных) каналов без установления прямой связи, передача данных осуществляется при помощи пакетов. Виртуальные каналы могут быть двух видов: некоммутируемые и коммутируемые. Неком­мутируемые виртуальные каналы организуются вручную (кроссиров-кой) на заданный период времени. Коммутируемые виртуальные ка­налы организуются на каждый вызов. В виртуальном канале на каж­дый вызов устанавливается определенный маршрут, и все пакеты данного вызова проходят по нему через сеть.

Коммутация сообщений

Коммутация сообщений (message switching) построена по принципу полного приема и перенаправления сообщений в узле коммутации с обязательным соблюдением форматов сообщений. Процесс марш­рутизации сообщения, поиска и соединения цепей, собственно, и является коммутацией сообщений. Особенность коммутации сооб­щений в том, что ни отправитель, ни получатель сообщения непо­средственного участия в процессе передачи не принимают. Переда­ча сообщений происходит поэтапно. Они передаются с оконечного узла отправителя в смежный переприемный узел, где обрабатыва­ются и передаются далее на другой такой же узел связи, Этот цикл повторяется до тех пор, пока передаваемое сообщение не достигнет конечного пункта.

Коммутация виртуальных каналов

Коммутация виртуальных каналов (virtual switching) представляет со­бой вид коммутации, сочетающий достоинства коммутации пакетов и коммутации каналов. Соединения в основном осуществляются на транспортном уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI), а пользователь освобождается от необходимости контролиро­вать последовательность прохождения информации по сети.

Временная коммутация

Метод временной коммутации (time-division switching) - это ком­мутация каналов с временным мультиплексированием, основанная на распределении коммутируемых данных различных каналов по временным интервалам внутри кадра. Временной коммутатор по­строен на основе буферной памяти, запись производится в ее ячейки последовательным опросом входов, а коммутация осуще­ствляется благодаря считыванию данных на выходе из нужных ячеек памяти.

Временное разделение каналов (ВРК)

В основу ВРК положен принцип поочередной передачи в групповом тракте кодированных дискретных отсчетов каждого канала с помо­щью коммутатора, который называется мультиплексором. Сначала передается кодовая последовательность первого канала, затем сле­дующего канала и так до последнего канала, после чего процесс пе­риодически повторяется.

Короткий промежуток времени, отведенный для передачи кодовой последовательности индивидуального канала, называется времен­ным слотом (Time Slot - TS), так что мультиплексный сигнал пред­ставляется в виде последовательности чередующихся TS. ВРК тре­бует синхронизации передающего и приемного оборудования.

Частотное разделение каналов (ЧРК)

При ЧРК весь спектр частотного диапазона, используемого систе­мой передачи, разбивается на некоторое число частотных полос, в которых осуществляется передача исходных информационных сиг­налов. Отдельные полосы частот называются каналами; аппарату­ра, обеспечивающая разбиение на полосы частот отдельных кана­лов, - аппаратурой каналообразования (уплотнения), или мульти­плексором. Перенос спектров сигналов в область частот, отведен­ную для передачи группового сигнала, осуществляется при помо­щи модуляции гармонической несущей. При этом может использо­ваться любой вид модуляции аналоговых сигналов. На приемной стороне групповой сигнал разделяется с помощью частотных поло­совых фильтров на отдельные спектры, соответствующие индиви­дуальным каналам, и демодулируется. Канальные демодуляторы преобразуют спектры сигналов в спектры сообщений, предназна­ченные для получателей.

Спектральное разделение каналов (СРК)

СРК (WDW - Wavelength Division Multiplexing) как разновидность ЧРК используется для передачи множества независимых информацион­ных потоков по одному волоконно-оптическому тракту. Допускаются передачи аналоговых и цифровых сигналов независимо от протоко­лов и скоростей передачи. Каждый поток передается на своей длине волны в пределах окна прозрачности волоконного световода. Обыч­но это окно в 1550 нм. Передача обеспечивается путем мультиплек­сирования отдельных несущих частот с информационными сигнала­ми и последующим демультиплексированием переданного сигнала на отдельные потоки. Принцип СРК применяется в аппаратуре воло­конно-оптических систем передач.

Частотно-временное разделение каналов (ЧВРК)

ЧВРК состоит в том, что сначала полоса частот, предназначенная для передачи аналоговых сигналов (например, полоса канала ТЧ), разбивается на несколько подполос, а затем в каждой из них производится разделение каналов по временному принципу (ВРК). В ин­дивидуальных цифровых каналах, сформированных таким образом, может использоваться любой вид модуляции дискретных сигналов (ИКМ, ДИКМ), а для модуляции групповых сигналов в каждой из подполос - любой вид модуляции аналоговых сигналов (AM, ЧМ, ФМ и др.). Принцип ЧВРК применяется в телеграфной каналообра-зующей аппаратуре.

Кодовое разделение каналов (КРК)

При КРК каждому индивидуальному каналу назначается свой харак­терный ключевой признак (код). Таким признаком может быть номер приемника получателя информации. Затем индивидуальные каналы объединяются в передатчике в групповой сигнал, который передает­ся по каналу связи. Каждому индивидуальному каналу выделяется одна и та же широкая полоса частот, так что во время передачи ка­налы накладываются друг на друга, но поскольку их коды отличают­ся, они могут быть легко выделены на приемной стороне. Принцип КРК реализован в системах сотовой радиосвязи, использующих тех­нологию многостанционного доступа CDMA.