Алгоритм передачі індивідуальних повідомлень

Класифікація мереж

В наші дні кожна людина користується тими або іншими послугами електрозв'язку: слухає радіо, дивиться телепередачі, розмовляє по телефону, відправляє і отримує телеграми і т.д. У будь-якому випадку послуга електрозв'язку полягає в передачі повідомлення на відстань. Відправниками (джерелом і одержувачами (споживачами) повідомлень є люди або пристрої), наприклад ЕОМ. Для передачі кожного повідомлення потрібна система електрозв'язку у вигляді сукупності певних технічних пристроїв (засобів). Систем електрозв'язку, а отже, і технічних засобів потрібно дуже багато, оскільки йдеться про можливість надання послуг електрозв'язку усім. Наприклад, кожен радіослухач користується своєю системою електрозв'язку, що складається з багатьох різних пристроїв. Кількість, подібних систем дорівнює числу індивідуальних радіоприймачів. У даному прикладі звукове повідомлення, яке передається, призначене одночасно великому числу слухачів, тому передавальна частина таких систем є загальною для цих слухачів. Аналогічна ситуація має місце в телебаченні, де кількість "індивідуальних" систем електрозв'язку для передачі і прийому телевізійних програм визначається числом телевізійних приймачів. Для кожної телефонної розмови також потрібна система електрозв'язку, що забезпечує передачу і прийом мовних повідомлень. Скільки ж треба таких систем, щоб задовольнити усіх бажаючих поговорити по телефону? Мабуть дуже багато!

Створення системи для будь-кого виду електрозв'язку припускає організацію каналу електрозв'язку між пунктами передачі і прийому повідомлення і підключення до нього кінцевих абонентських пристроїв. Для виконання цих операцій використовується спеціальна апаратура комутації, що дозволяє утворити тракт для передачі електричних сигналів.

Сукупність технічних засобів, що забезпечують передачу і розподіл повідомлень, утворює мережу електрозв'язку. Залежно від виду електрозв'язку мережі привласнюється назва телефонної, телеграфної, передачі даних, передачі газет, звукового мовлення, телевізійного мовлення.

Частина мереж призначена для передачі повідомлень, що мають приватний, індивідуальний характер, тобто повідомлень, що представляють інтерес тільки для ділових людей. До таких мереж відноситься телефонна, телеграфна, факсимільна і передачі даних. Мережі звукового і телевізійного мовлення, а також передачі газет забезпечують передачу повідомлень, що мають масовий характер, тобто представляють інтерес одночасно для великого числа людей. Мережі електрозв'язку у більшості випадків є мережами загального користування в тому сенсі, що кожна людина може використати їх для передачі і прийому або тільки прийому різних повідомлень.

Мережі передачі індивідуальних повідомлень об'єднують величезне число різних технічних пристроїв, розташованих на великій території. Телефонна мережа, наприклад, об'єднує багато мільйонів телефонних апаратів, десятки тисяч кілометрів ліній зв'язку, велику кількість каналоутворюючої і комутаційної апаратури і багато іншого спеціального обладнання, розташованого на території усієї країни. Сотні тисяч телеграфних апаратів і безліч різного обладнання об'єднує телеграфна мережа, що також охоплює усю територію країни. Значно менше за своїми масштабами мережі передачі даних і факсимільного зв’язку. До мереж передачі індивідуальних повідомлень пред'являються певні вимоги. Найважливішою з них є вимога, що пред'являється тими, хто користується послугами цих мереж,— абонентами. Вона полягає в тому, що мережа повинна забезпечити кожному абоненту можливість у зручний для нього час зв'язатися з будь-яким іншим абонентом і передати певне повідомлення. Для виконання цієї вимоги мережа повинна бути побудована за певним принципом. Один з принципів побудови, так званий «кожен з кожним», показаний на рис.1. В цьому випадку мережа складається з пунктів А і з'єднувальних ліній ЗЛ, що зв'язують усі пункти між собою. У пунктах мережі розміщуються кінцеві абонентські пристрої систем електрозв'язку, тому ці пункти називаються кінцевими, або абонентськими. Сполучні лінії виконують роль каналів електрозв'язку між кінцевими пристроями. Кожен абонент мережі має постійний та прямий зв'язок з усіма іншими абонентами. Мережа, що побудована за принципом «кожен з кожним», надійна, відрізняється оперативністю і високою якістю передачі повідомлень. Однак на практиці вона застосовується тільки при невеликому числі абонентів. Пояснюється це тим, що із зростанням числа абонентських пунктів швидко зростає число і сумарна довжина з'єднувальних ліній мережі. У результаті мережа стає громіздкою, а її вартість непомірно високою.

Інший принцип побудови мережі для передачі індивідуальних повідомлень, що називається радіальним, показаний на рис.1,б. Мережа, побудована таким чином, називається зіркоподібною. Така мережа має багато абонентських пунктів А і один вузловий пункт С. На крайових пунктах встановлені абонентські пристрої, а на вузловому – станція комутації, до якої за допомогою абонентської лінії підключається апаратура кожного кінцевого пункту.

Рисунок 1 – Принципи побудови мереж передачі індивідуальних повідомлень

а - "кожен з кожним";б - радіальний; в - радіально-вузловий; г - радіально-вузловий з вузловими районами

Станція комутації є сукупністю пристроїв, що виконують електричне з'єднання абонентських ліній. Кожне з'єднання дозволяє створити систему електрозв'язку для передачі повідомлень між відповідними абонентами. Радіальний принцип побудови мережі використовується також при обмеженому числі кінцевих пунктів, розташованих на невеликій території. Якщо число абонентів велике або вони розосереджені на великій території, різко зростає вартість лінійних споруд через збільшення середньої довжини абонентських ліній. На рис.1,в приведена схема побудови мережі, що має три станції комутації С1, С2, С3, до кожної з яких за допомогою абонентських ліній підключені абонентські апарати близько розташованих абонентів. Апарат кожного абонента є кінцевим пунктом мережі. Кожен апарат підключений тільки до однієї станції. Усі станцій між собою пов'язані сполучними лініями за принципом "кожен з кожним". Структура дозволяє встановлювати з'єднання між будь-якими абонентами через одну або дві станції. Подібну структуру мають, наприклад, телефонні мережі багатьох міст, якщо число абонентів в них (місткість мережі) не перевищує 80...90 тис. При цьому число станцій не перевищує десяти.

Телефонні мережі великих міст зазвичай мають декілька груп телефонних станцій, подібних до розглянутої. Кожна група станцій обслуговує певний район міста, що називається вузловим. При цьому зв'язок між абонентами різних вузлових районів здійснюється через спеціальні вузли. На рис.1,г приведена одна з можливих схем побудови мережі з двома вузловими районами. З метою спрощення рисунка не показані абонентські пункти мережі, пов'язані із станціями за радіальним принципом. Телефонні станції усередині кожного вузлового району пов'язані за принципом "кожен з кожним". Зв'язок між вузловими районами проходить через спеціальні станції вузли вихідних УИС і вхідних УВС повідомлень. Такий принцип побудови мереж електрозв'язку із станціями декількох рівнів, взаємодіючих один з одним певним чином, дістав назву радіально-вузлового. Абоненти різних районів встановлюють зв'язок між собою через декілька проміжних станцій.

Факсимільні мережі будуються на базі телефонної мережі. Таким чином, мережі, що призначені для передачі індивідуальних повідомлень, будуються в основному за радіально-вузловим принципом, що забезпечує найменшу вартість створення мережі і високу ефективність використання складних і дорогих засобів електрозв'язку.

Алгоритм передачі індивідуальних повідомлень

В процесі передачі телефонних повідомлень безпосередню участь приймають люди (абоненти), які ведуть розмови. Це можливо лише у випадку, коли телефонні апарати цих абонентів, що розташовані на різних кінцевих пунктах мережі, зв’язані каналом зв’язку або загальним електричним ланцюгом, незалежно від того, через скільки вузлових пунктів проходить зв'язок. Для абонентів одного міста число проміжних вузлів (АТС) може сягати від 1 до 3, для абонентів різних міст їх може бути і більше, так як в цьому випадку додаються міжміські телефонні станції різних міст. Електричний ланцюг (канал), що складається з декількох ділянок і забезпечує передачу сигналів між двома абонентами, називається з’єднувальним трактом.

Основна функція вузлових пунктів мережі заключається в з’єднанні електричних ланцюгів для створення трактів передачі телефонних повідомлень. Процес пошуку і з’єднання ланцюгів називається комутацією каналів, або просто комутацією. Комутація виконується спеціальним обладнанням, яке називається станцією комутації, або телефонною станцією.

Процес передачі телефонних повідомлень (розмова) складається з двох етапів. На першому етапі передача починається з встановлення з’єднання між абонентами, тобто створення тракту передачі. Цей етап на сучасних станціях виконується автоматично під керуванням сигналів від номеронабирача телефонного апарату. Другий етап – безпосередня передача повідомлень (телефонна розмова). Після закінчення розмови тракт руйнується.