межсетевого взаимодействия.

Глобальная сеть связи подразделяется на две составные части: сети радиодоступа и магистральные базовые сети. Сети радиодоступа включают в себя пять типов взаимно совместимых стандартов систем радиосвязи, основанных на частотном, временном или кодовом разделении каналов. Семейство магистральных базовых сетей включает в себя три типа сетевых протоколов. Объединение радиосетей с магистральными базовыми сетями осуществляется с помощью соединительных линий, состав и структура которых определяются типом радио- и магистральных сетей, имеющихся в данном географическом регионе. Принятая модульная структура позволяет относительно независимо изменять и модернизировать отдельные компоненты общей инфраструктуры.

1.2. Общее представление сети связи

Независимо от своего назначения или реализации, любая сеть связи может быть описана с помощью ключевых понятий - узел, соединение, канал связи [2].

Узел связи является функциональным элементом сети, обеспечивающим прием и передачу сообщения, коммутацию (переключение) направления передачи информации, соединение со сторонними функциональными элементами: периферийным оборудованием, базами данных и устройствами управления. Физической реализацией узла связи является совокупность аппаратных и программных средств.

Соединения являются функциональным элементом, обеспечивающим передачу сообщений от одного узла сети

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

к другому. Физической реализацией соединений являются телефонные, оптоволоконные или радиолинии. Узлы связи могут объединяться между собой одним или несколькими соединениями.

Каналом связи называется совокупность узлов и соединений, обеспечивающих передачу информации от

скаждой абонентской

радиостанцией и по два соединения с базой данных и устройством сопряжения с АТС. Другими словами, с абонентскими радиостанциями может быть установлен только один канал связи, с базой данных и АТС - два канала одновременно. На рисунке показан установленный канал связи между мобильной радиостанцией P 2 и устройством сопряжения с АТС.

Основой описания работы сети связи является многоуровневый подход, заключающийся в разделении всего множества узлов (физических устройств) и множества соединений (линий связи) на иерархические уровни.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Все физические устройства, входящие в узел связи, группируются в уровни. Каждый уровень выполняет строго определенную группу задач, которые называются процедурами. Иерархичность уровней означает, что для выполнения задач (процедур), присущих каждому отдельному уровню, физические устройства этого уровня обращаются к физическим устройствам только тех уровней, которые непосредственно примыкают в иерархической структуре к данному уровню.

Все возможные связи между физическими устройствами в узле и между узлами в сети группируются, соответственно, в интерфейсы и протоколы. Иерархичность интерфейсов означает, что каждый интерфейс описывает взаимодействие только двух соседних уровней в узле связи. В интерфейсе перечислены требования, которые могут быть предъявлены устройствами данного уровня к соседнему нижележащему уровню, и перечислены услуги, которые могут быть предоставлены данным уровнем для соседнего вышележащего уровня. Иерархичность протоколов означает, что при взаимодействии между двумя узлами сети связи обмен информацией возможен только между однотипными уровнями. В протоколе перечислены форматы представления информации и сигналов управления при взаимодействии однотипных уровней различных узлов.

1.2.1. Модель OSI-7 для открытых сетей связи

Для описания радиосетей, как и проводных сетей связи, принято использовать семиуровневую модель взаимодействия открытых сетей связи OSI-7 (Open System Interconnection). Под термином "открытая" понимается сеть связи, которая способна взаимодействовать с другими

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

сетями или устройствами передачи, преобразования или обработки информации по установленным правилам (спецификациям).

Модель OSI описывает прохождение информации от одного абонента к другому через физический медиум, называемый сетью связи. Модель построена для общего описания сетей связи вне зависимости от физической реализации узлов и соединений в сети связи, вида и назначения передаваемой информации. Модель включает в себя 7 уровней, каждый из которых выполняет определенную группу функций и способен взаимодействовать с соседними уровнями. В модели OSI строго различаются функции (процедуры), выполняемые каждым уровнем, и связи (интерфейсы), обеспечивающие взаимодействие между уровнями. Процедуры и интерфейсы достаточно независимы друг от друга, что позволяет изменять каждое из них в отдельности с минимальным влиянием на прочие. Графическое представление модели OSI-7 показано на рис.1.8.

передачи данных

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Четыре верхних уровня OSI модели описывают прохождение сообщений (информационных потоков) по сети связи и взаимодействие с другими сетями связи, хранение информации в базе данных, статистику работы сети связи и представление полученной информации для пользователя. Все процедуры, выполняемые этими уровнями, реализуются в программном виде. Взаимодействие верхних уровней описывается протоколами высокого уровня, в значительной степени не зависящих от конкретной структуры или физической реализации сети связи. Так, например, протоколы связи TCP/IP или X.25 с равным успехом используются в проводных и радиосетях.

Нижние уровни модели (с 1-го по 3-й) описывают передачу данных между двумя выделенными узлами сети и существенно зависят от реализации сети связи. Процедуры, выполняемые на этих уровнях, реализуются как в программном виде (например, протокол обмена данными), так и в аппаратном виде (например, формирование физического сигнала для передачи по линии связи). В описании стандарта радиосвязи протоколы физического и канального уровней обычно объединяются общим названием "радиоинтерфейс" (Air Interface), который и является основной, определяющей частью стандарта радиосвязи.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Обмен информацией между двумя пользователями сети связи иллюстрируется на рис.1.9. Предполагается, что пользователь А находится в одном узле связи, пользователь В - в другом узле. Информация, поступающая от пользователя А, проходит сверху вниз (от прикладного уровня к физическому). Прохождение информации от одного уровня к другому определяется интерфейсами взаимодействия уровней. Протоколы верхнего уровня обеспечивают взаимодействие периферийного пользовательского устройства с сетью связи, поиск абонента в сети связи, проверку легальности абонентов, установление глобального соединения в сети (при большом удалении абонентов), сопровождение мобильного абонента

Рис.1.9. Прохождение информации в модели OSI-7

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

с целью поддержания непрерывности связи и т.п. На канальном уровне происходит помехоустойчивое кодирование информации, определение доступности канала связи между двумя выделенными узлами сети, контроль достоверности передачи информации. На физическом уровне происходит преобразование информационного потока в реальный цифровой сигнал, который и передается по соединению. Затем данные пользователя А проходят по каналу связи (соединению сети) и поступают на физический уровень другого узла связи. Эта информация проходит обратный путь (от физического уровня к представительскому) и поступает в распоряжение пользователя В.

Показанные на рис.1.9 узлы сети связи позволяют описать в самом общем случае установление, поддержание и завершение соединения между двумя соседними узлами сети, непосредственно связанными между собой. Ясно, что в зависимости от функционального назначения узлов далеко не все уровни (функции) могут или должны быть использованы. Если узлы являются реальными источниками и потребителями информации, то взаимодействие действительно происходит по описанному выше сценарию. Если же узлы связи являются просто транзитными (промежуточными) узлами сети, то, очевидно, в приеме и передаче информации принимают участие только нижние уровни.

Модель OSI-7 описывает не только последовательность обработки данных, но и место, где происходит эта обработка. Если, например, кодирование информации происходит на канальном уровне пользователя А, то и обратный процесс декодирования происходит на канальном уровне пользователя В. Взаимодействие между собой аналогичных уровней в узлах А и В определяется

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

протоколом связи. Например, взаимодействие физических устройств в двух узлах связи на канальном уровне происходит в соответствии с канальным протоколом взаимодействия. В результате каждый уровень в модели OSI взаимодействует только с тремя другими уровнями: собственными соседними (верхним и нижним) уровнями и аналогичным уровнем в другом узле сети связи.

Передаваемая информация в модели OSI описывается как сообщение, которое обязательно включает в себя заголовок и данные. Заголовок относится к сигнальной информации, собственно передаваемая пользовательская информация находится в разделе данных. Реальная структура сообщения может быть гораздо сложнее, но перечисленные компоненты присутствуют всегда. При формировании общего сообщения каждый уровень формирует частное сообщение, в котором присутствуют заголовок и данные. При этом вся информация, полученная от верхнего уровня, воспринимается на нижнем уровне как данные и передается как данные. Процесс формирования полного сообщения показан на рис.1.10.

Рис.1.10. Передача данных в модели OSI-7

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Для приведенного примера сообщение формируется на сетевом уровне. Это сообщение содержит в себе данные для передачи и заголовок 2. Формат и содержание заголовка определяются протоколом сетевого уровня. При прохождении канального уровня формируется новое сообщение с заголовком 1, который определяется протоколом работы канального уровня. При этом вся информация, полученная от вышестоящего сетевого уровня (заголовок 2 и данные), включается на канальном уровне в раздел данных. На физическом уровне, который не обрабатывает информацию, а лишь представляет ее в виде, удобном для передачи по физической линии, не формируется нового заголовка. Все, что представлено вышестоящими уровнями, без различия смыслового содержания, представляется как данные. В частности, при реализации соединения в сети связи в виде радиоканала на физическом уровне происходит модуляция несущей частоты информационным сигналом. Очевидно, что для цифрового модулирующего сигнала нет различия между заголовком, данными или признаком окончания сообщения.

На приемном конце сообщение принимается на физическом уровне и передается на канальный уровень. На канальном уровне происходит чтение заголовка 1 и выполнение логических функций по обработке данных, которые содержатся в сообщении и предназначены для обработки на этом уровне в соответствии с канальным протоколом. Затем заголовок 1 из сообщения удаляется, и данные передаются в вышестоящий сетевой уровень. На этом уровне происходит чтение заголовка 2 и выполнение операций по обработке данных, которые определяются сетевым протоколом.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com