Загальні властивості мереж з комутацією каналів

Мережі з комутацією каналів володіють декількома важливими загальними властивостями незалежно від того, який тип мультиплексування в них використається.

Мережі з динамічною комутацією вимагають попередньої процедури встановлення з'єднання між абонентами. Для цього в мережу передається адреса викликуваного абонента, що проходить через комутатори й набудовує їх на наступну передачу даних. Запит на встановлення з'єднання маршрутизується від одного комутатора до іншому й зрештою досягає викликуваного абонента. Мережа може відмовити у встановленні з'єднання, якщо ємність необхідного вихідного каналу вже вичерпана. Для FDM-комутатора ємність вихідного каналу дорівнює кількості частотних смуг цього каналу, а для TDM-комутатора — кількості тайм-слотів, на які ділиться цикл роботи каналу. Мережа відмовляє в з'єднанні також у тому випадку, якщо запитуваний абонент уже встановив з'єднання з ким-небудь іншим. У першому випадку говорять, що зайнято комутатор, а в другому — абонент. Можливість відмови в з'єднанні є недоліком методу комутації каналів.

Якщо з'єднання може бути встановлено, то йому виділяється фіксована смуга частот в FDM-мережах або ж фіксована пропускна здатність в TDM-мережах. Ці величини залишаються незмінними протягом усього періоду з'єднання. Гарантована пропускна здатність мережі після встановлення з'єднання є важливою властивістю, необхідним для таких додатків, як передача голосу, зображення або керування об'єктами в реальному масштабі часу. Однак динамічно змінювати пропускну здатність каналу на вимогу абонента мережі з комутацією каналів не можуть, що робить їх неефективними в умовах пульсуючого трафіка.

Недоліком мереж з комутацією каналів є неможливість застосування користувальницьких апаратур, що працюють з різною швидкістю. Окремі частини складеного каналу працюють із однаковою швидкістю, тому що мережі з комутацією каналів не буферизують дані користувачів.

Мережі з комутацією каналів добре пристосовані для комутації потоків даних постійної швидкості, коли одиницею комутації є не окремий байт або пакет даних, а довгостроковий синхронний потік даних між двома абонентами. Для таких потоків мережі з комутацією каналів додають мінімум службової інформації для маршрутизації даних через мережу, використовуючи тимчасову позицію кожного біта потоку в якості його адреси призначення в комутаторах мережі.

Забезпечення дуплексного режиму роботи на основі технологій fdm, tdm і wdm

Залежно від напрямку можливої передачі дані способи передачі даних по лінії зв'язку діляться на наступні типи:

• симплексний — передача здійснюється по лінії зв'язку тільки в одному напрямку;

• напівдуплексний — передача ведеться в обох напрямках, але поперемінно в часі. Прикладом такої передачі служить технологія Ethernet;

• дуплексний — передача ведеться одночасно у двох напрямках.

Дуплексний режим — найбільш універсальний і продуктивний спосіб роботи каналу. Найпростішим варіантом організації дуплексного режиму є використання двох незалежних фізичних каналів (двох пар провідників або двох світловодів) у кабелі, кожний з яких працює в симплексному режимі, тобто передає дані в одному напрямку. Саме така ідея лежить в основі реалізації дуплексного режиму роботи в багатьох мережних технологіях, наприклад Fast Ethernet або АТМ.

Іноді таке просте рішення виявляється недоступним або неефективним. Найчастіше це відбувається в тих випадках, коли для дуплексного обміну даними є всього один фізичний канал, а організація другого пов'язана з великими витратами. Наприклад, при обміні даними за допомогою модемів через телефонну мережу в користувача є тільки один фізичний канал зв'язку з АТС — двохпровідна лінія, і здобувати другий навряд чи доцільно. У таких випадках дуплексний режим роботи організується на основі поділу каналу на два логічних підканали за допомогою техніки FDM або TDM.

Модеми для організації дуплексного режиму роботи на двохпровідній лінії застосовують техніку FDM. Модеми, що використовують частотну модуляцію, працюють на чотирьох частотах: дві частоти — для кодування одиниць і нулів в одному напрямку, а інші дві частоти — для передачі даних у зворотному напрямку.

При цифровому кодуванні дуплексний режим на двохпровідній лінії організується за допомогою техніки TDM. Частина тайм-слотів використовується для передачі даних в одному напрямку, а частина — для передачі в іншому напрямку. Звичайно тайм-слоти протилежних напрямків чергуються, через що такий спосіб іноді називають "пінг-понговою" передачею. TDM-поділ лінії використовують, наприклад, для цифрових мереж з інтеграцією послуг (ІSDN) на абонентських двохпровідних закінченнях.

У волоконно-оптических кабелях при використанні одного оптичного волокна для організації дуплексного режиму роботи застосовується передача даних в одному напрямку за допомогою світлового пучка однієї довжини хвилі, а у зворотному — іншої довжини хвилі. Така техніка відноситься до методу FDM, однак для оптичних кабелів вона одержала назву поділу по довжині хвилі (Wave Dіvіsіon Multіplexіng, WDM). WDM застосовується й для підвищення швидкості передачі даних в одному напрямку, звичайно використовуючи від 2 до 16 каналів.