Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Кафедра «Автоматизированные информационные и управляющие системы»
Щепакин К. М.
профессор, д.т.н.
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Направление подготовки: 080800 «Прикладная информатика в экономике»
Форма обучения очная
Тула 2010 г.
Рассмотрено на заседании кафедры
Протокол № от " " 2010 г.
Зав. Кафедрой _______________ В.А.Фатуев
ЛЕКЦИЯ 1
Введение
Классификация сетей.
Интеграция информационного сервиса пользователя.
Первоначально каналы связи, представляющие часть инфраструктуры, были построены для передачи срочной информации между людьми. Так появились телеграфные сети, предназначенные для передачи коротких сообщений. Затем возникли телефонные сети. Затем, в последние десятилетия стали функционировать телексные, а затем и факсимильные сети связи.
На современном развитии цивилизации уровень информатизации в любых отраслях деятельности и в быту определяет прогресс государства. Мы являемся свидетелями становления новой инфраструктуры современного общества, основанной на интеграции достижений в средствах электроники, связи и вычислительной техники.
Для передачи информации между ЭВМ и терминалами вначале использовались телеграфные и телефонные сети. Затем, по мере роста объемов передаваемой информации, стали строится специальные сети коммутации пакетов.
Дальнейшее развитие этих сетей стало нецелесообразно. Поэтому всем им на смену для решения проблемы в средствах доставки разнообразной информации (речи, оперативных данных, файлов ЭВМ, видеосигналов и т.д.) МККТТ предложил концепцию цифровых систем интегрального обслуживания (МККТТ сейчас назван МСЭ - Т Международный союз электросвязи, сектор по стандартизации телекоммуникационных сетей - ITU - T - International Telecommunication Union - Telecommunications Standardtization Sector).
Цифровая сеть интегрального обслуживания - ЦСИО (ISDN - Integrated Services Digital Network) представляет перспективную международную полностью цифровую сеть связи для передачи речевой, видео- и факсимильной информации, для связи ЭВМ, которая должна обеспечивать информационные услуги, основанные на стандартных средствах и интерфейсах более низкого уровня. Предполагается, что эта сеть сможет передавать весь трафик почтового ведомства, телевизионных и телекоммуникационных кампаний.
В настоящее время во всем мире идет интенсивное перевооружение сетей электросвязи на основе достижений вычислительной техники, микроэлектроники, оптоволоконных материалов. Наряду с традиционными видами электросвязи (телефонной, телеграфной, передачи радиовещательных и телевизионных программ) появились такие новые виды связи как передача данных, факсимильная связь, видеотекст, телетекст, конференцсвязь и т.п.
ЦСИО во многом являются преемниками сетей цифровой телефонии и передачи данных.
В перспективе предусматривается реализация в ЦСИО таких видов связи как высокоскоростная передача визуальной динамической информации в реальном времени (телепередачи, фильмы и т.п.), требующих наличия систем передачи и коммутации широкополосных сигналов. Это будут ЦСИО второго поколения или "широкополосные ЦСИО".
Основными задачами дисциплины "Цифровые сети интегрального обслуживания" являются дать базовые знания по следующим вопросам:
интеграция информационного сервиса пользователей;
методы преобразования аналоговых сигналов в цифровые;
системы цифровой передачи сигналов;
концепции ЦСИО;
основные этапы построения ЦСИО;
2202 - иерархия моделей процессов в ЦСИО;
2202 - анализ и синтез топологической структуры ЦСИО;
2202 - административное и оперативное управление ЦСИО;
управление режимами коммутации;
управление обменом информации в ЦСИО;
адаптивная маршрутизация;
архитектура узлов управления и коммутации ЦСИО;
пакеты в ЦСИО;
оценка эффективности ЦСИО;
перспективы развития ЦСИО;
широкополосные ЦСИО.
На практических занятиях (2202) предполагается приобрести навыки в проектировании систем телекоммуникаций и информационно-вычислительных систем.
Классификация сетей Традиционная классификация.
Традиционно сети классифицируют по следующим признакам:
- функциональному назначению;
- по территориальной рассосредоточенности;
- по топологии;
- по размещению информации;
- по типу ЭВМ;
- по видам коммутации.
По функциональному назначению различают сети:
информационные, предоставляющие пользователю в основном информационное обслуживание;
вычислительные, выполняющие главным образом решение задач с обменом данными и программами между ЭВМ сети;
информационно-вычислительные, относящиеся к смешанным.
По территориальной рассосредоточенности:
глобальные ВС;
региональные ВС (область, город, и т.д.);
локальные ВС (не более нескольких километров).
По размещению информации различают:
сети с централизованной базой данных, формируемом в одном из узлов сети;
распределенные базы данных, состоящих из отдельных локальных баз в узлах сети.
По типу ЭВМ имеем:
однородные сети, содержащие программно-совместимые машины;
не однородные.
По видам коммутации различают сети с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений, с коммутацией пакетов и со смешанной коммутацией.
По возможностям в предоставляемых услугах различают :
телефонные,
телеграфные;
телексные (телетайпные);
факсимильные;
сети коммутации пакетов.
Классификация по видам коммутации и видам связи
Каждый из видов связи использует определенный вид коммутации и форму электрического сигнала.
--------------------------------------------------------------------
Тип сети Вид коммутации Форма сигнала
Телефонная Коммутация каналов Непрерывная
Телеграфная Коммутация сообщений Дискретная
Телексная Коммутация каналов То же
Факсимильная То же ""
Сеть коммутации Коммутация пакетов ""
пакетов
---------------------------------------------------------------------
ЦСИО использует на нижнем уровне все виды коммутаций и их комбинацию.
Интеграция информационного сервиса пользователей Совмещение разных видов обслуживания в одной сети.
Неэлектрические средства связи (перевозка писем и др.) не выдержали конкуренции с сетями электросвязи, главным образом из-за неизбежных временных задержек и возрастающей стоимости доставки информации.
Сети электросвязи все более приспосабливаются к интеграции обслуживания пользователей и совместное использование коммуникационных и вычислительных ресурсов.
Примером новой информационной интеграции телефона и компьютера может служить "компьютерная телефония" - система интерфейса между человеком у телефона и компьютером где-то в организации (телефонный сервер). Диалог между человеком и компьютером в телефонно-компьютерных системах чаще всего устроен так:
- компьютер обращается к человеку, используя обычную речь через голосовой синтезатор текстового файла.
- человек отвечает компьютеру, набирая определенные цифры или комбинации цифр на своем телефонном аппарате из сообщенного голосом меню. Естественно, при этом диалоге номеронабиратель не должен быть отключен, что имеет место в обычной телефонии.
Области применения компьютерной телефонии:
- голосовая почта (набор голосовых почтовых ящиков);
- система офисной коммуникации;
- представление информации по требованию как обычной информации, так и конфиденциальной по набранному паролю (состояние своего счета в банк) и многое другое.
Этапы эволюции обслуживания можно представить следующей схемой (см. ниже).
Появившиеся первыми (этап 0) в области доставки информации аналоговые телефонные сети претерпели изменения только в элементной базе (от ручного набора и релейных схем до современных электронных АТС). Только совсем недавно в телефонии стали использовать средства вычислительной техники (микропроцессоры и на их основе специализированные ЭВМ). Но аналоговая природа канальной аппаратуры и цифровая природа средств вычислительной техники для управления ими вошли в противоречие.
Выходом из сложившегося положения является переход к цифровой телефонии (этап 1). В ней полностью используются, включая канальную аппаратуру (АПД), цифровые элементы на базе микроэлектроники. На этом этапе осуществлен переход к цифровым методам передачи и коммутации. Строится так называемая интегральная цифровая сеть IDN (Integrated Digital Network). Однако сохраняются аналоговые абонентские линии и аналоговые телефоны. В передаче данных сохраняются обособленные СПД (Relcom, Fidonet, Internet и др.) с коммутацией каналов и коммутацией пакетов.
На этапе 2 создается собственно ЦСИО, которая объединяет телефонную сеть и СПД с использованием цифровых телефонных каналов. Речь по абонентским соединительны линиям уже передается в цифровой форме.
На этапе 3 осуществляется переход ко второму поколению ЦСИО - широкополосным сетям интегрального обслуживания BSN (Broadband Servces Network). В этих сетях появляется возможность передачи телевизионных программ, видеопакетов с динамическими изображениями для отображения их у абонента в реальном виде, организация видеоконференций и т.п.
