3.8. СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Для передачи данных используют следующие сети: некоммутируемых (арендованных) каналов связи — каналы ТЧ, широкополосные, телеграфной связи, цифровые;

неспециализированные для передачи данных — телефонной сети (ТФ), телеграфной сети (АТ);

специализированные для передачи данных «сети данных общего пользования».

При передаче данных по арендованным каналам Администрация связи предоставляет в распоряжение абонентов только каналы, к которым абоненты могут подключать собственную аппаратуру передачи данных (АПД). Предоставляемые каналы могут быть двух- или четырехпроводными и работать в режимах: односторонней передачи сообщений; поочередной двусторонней передачи сообщений.

В случае предоставления четырехпроводных каналов возможна также двухсторонняя одновременная передача сообщений.

При передаче данных по ТФ сети сначала устанавливается соединение между абонентами, а затем производятся переключение на АПД и передача данных Соединение абонентов и последующее переключение на АПД могут осуществляться вручную (рис. 3.25, а) или автоматически (рис. 3.25, б).

Рис. 3.25 Структурная схема ПД по телефонной сети: а - ручное переключение, б — автоматическое переключение

Ручное соединение обеспечивается с помощью номеронабирателя телефонного аппарата. После установления соединения телефонными аппаратами абоненты вручную осуществляют переключение канала телефонной сети на АПД (УПС). При автоматическом соединении все операции, производимые обслуживающим персоналом в случае ручного соединения (снятие микротелефонной трубки, ожидание ответного сигнала станции, набор номера, получение ответа вызываемого абонента, переключение на АПД), выполняются оборудованием обработки данных ООД с помощью устройства автоматического вызова (УАВ).

Процедура автоматического установления соединения регламентируется рекомендацией МККТТ V.25, а стык УАВ с ООД осуществляется по сигнальным цепям (серии 200). Стык УПС с ООД осуществляется по информационным цепям (серии 100) согласно рекомендациям МККТТ серии V.

Поскольку телефонная сеть не предназначалась для передачи данных, ее некоторые характеристики (неравномерность амплитудно-частотной характеристики АЧХ и нелинейность фазочастотной характеристики ФЧХ, кратковременные перерывы, импульсные помехи и др.), не оказывающие заметного влияния на качество передачи речи, значительно снижают верность передачи данных. Верность передачи определяется в основном помехами, возникающими в электромеханическом оборудовании городских АТС, поэтому ее величина зависит от типа АТС: в координатных коэффициент ошибок составляет 2-10-5; в декадно-шаговых до

Загруженность АТС также влияет на верность передачи. Междугородные соединения обычно имеют гораздо лучшие показатели по верности (на один-два порядка). Внедрение координатных и квазиэлектронных, а затем и электронных АТС и МТС будет способствовать значительному повышению качества передачи данных по ТФ сети.

Для повышения верности передачи по телефонной сети до требуемой величины применяются устройства защиты от ошибок.

До последнего времени скорость передачи данных по ТФ сети не превышала 1200 бит/с. Согласно Рекомендации V.21 МККТТ (ГОСТ 20852—75) двусторонняя одновременная передачи данных по каналам сети ТФ осуществляется со скоростями по 200 ... 300 бит/с, а согласно Рекомендации V.23 (ГОСТ 20865—75) двусторонняя поочередная передача данных — со скоростями 600 и 1200 бит/с. Успехи в развитии модемов и адаптивных корректоров позволили в последнее время перейти на более высокие скорости — 2400 и 4800 бит/с (в соответствии с Рекомендациями V.26 бис и V.27 МККТТ). Современная АПД позволяет обеспечить верность передачи данных по ТФ сети не ниже

Число абонентов сетей ПД во много раз меньше числа телефонных абонентов (порядка 0,5 ... 2%). Для подавляющей части абонентов ПД характерны малые объемы данных, что позволяет даже при скорости передачи 1200 бит/с обеспечить длительность одного сеанса ПД не более единиц минут (сотые доли эрланга). Столь относительно малое число абонентов ПД и короткие сеансы передачи свидетельствуют о невозможности отрицательного влияния передачи данных на работу телефонной сети.

При необходимости передачи по сети ТФ малых объемов данных могут использоваться многочастотные тастатурные ТА. Передача данных осуществляется манипуляцией на тастатуре после установления соединения, а прием данных происходит на вычислительном центре с помощью модема, который преобразует многочастотные сигналы от тастатурных аппаратов в дискретные сообщения.

При передаче в интерактивном режиме паузы приводят к увеличению общей длительности сеанса ПД, вследствие чего в некоторых случаях возможно негативное влияние ПД на сеть ТФ. Поэтому интерактивный режим передачи требует в основном построения специализированных сетей ПД. Телефонная сеть не может быть использована для передачи данных в случаях, когда: нагрузка, создаваемая абонентом ПД, превышает присущее для телефонных абонентов значение; абоненты ПД нуждаются в специфических услугах, не обеспечиваемых сетью ТФ (например, в многоадресной связи); сеть не обеспечивает в нужных направлениях необходимые режимы (например, автоматическое установление междугородного соединения); время установления соединения или надежность сети не удовлетворяют требованиям абонента.

Сеть АТ и сети телеграфного типа (ПД-200, ПД-2400) являются асинхронными сетями ПДС. В таких сетях для связи ООД с УК используются абонентские линии (физические цепи) и каналы многоканальных систем передачи. Узлы коммутации соединены между собой пучками каналов. Перед УК эти нучки расщепляются на отдельные каналы. Такое расщепление позволяет применять системы передачи как с ЧРК, так и с ВРК, а в УК устанавливать как аппаратуру с пространственной, так и временной системой коммутации. Такая свобода в выборе аппаратуры систем передачи и систем коммутации позволяет по мере технических и экономических возможностей постепенно добавлять и заменять аппаратуру на более совершенную и экономичную.

Сеть АТ, имеющая значительно меньшую емкость по сравнению с телефонной и обеспечивающая работу только кодом МТК-2 со скоростью 50 бит/с, обладает еще более ограниченными возможностями в отношении ПД:

низкая пропускная способность (5 ... 6 зн./с);

большое время установления соединения (несколько десятков секунд);

недостаточные верность (коэффициент ошибок ) и надежность.

Достоинством сети АТ для ПД является то, что она построена на основе дискретных каналов, к которым может быть непосредственно подключено ООД. Сеть АТ быстро развивается в количественном отношении и оснащается новым коммутационным оборудованием, построенным на основе ЭВМ, что расширяет возможности ее использования и для ПД.

Сеть ПД-200 предназначена для передачи дискретных сигналов со скоростями до 200 бит/с без ограничений по коду и способу синхронизации. При ее построении используется общая с телеграфными сетями АТ и общего пользования коммутационная и каналообразующая аппаратура. Время установления соединения составляет примерно 40 с и будет уменьшено до 30 с. Коэффициент ошибок по знакам (без УЗО) - порядка . Сеть обеспечивает получение абонентами ряда сигналов о причинах неустановленного соединения. Удельная нагрузка в ЧНН не должна превышать 30 % при числе соединений в час не более пяти. Установление соединения в сети ПД-200 осуществляется на скорости 50 бит при стартстопном методе коррекции с 7,5 элементами на знак.

Повышение верности передачи данных по сети ПД-200 до обеспечивается с помощью УЗО, реализованных в ООД ЕС ЭВМ (абонентский пункт ТАП-2, мультиплексоры передачи данных МПД-3 и МПД-10) и абонентском пункте типа АП-КК.

Таким образом, сеть ПД-200 может обеспечивать передачу данных значительному числу абонентов с большими скоростями и верностью, чем сеть АТ-50.

Сеть ПД-200 — первый этап развития сети ПД с коммутацией каналов (сети ПД-КК). Второй этап базируется на внедрении электронных УК, построенных на асинхронном принципе и обеспечивающих предоставление абонентам дополнительных услуг, а для ограниченного числа абонентов — передачу со скоростями до 2400 бит/с (ПД-2400).

Сети ПД общего пользования создаются для удовлетворения потребностей в передаче данных тех абонентов, которых не устраивают характеристики неспециализированных сетей.

В соответствии с рекомендациями МККТТ серии X на специализированных сетях используют системы с КК и КП.

Цифровая синхронная сеть данных (ЦССД) использует УК с коммутацией каналов. Структура ЦССД представлена на рис. 3.26. Как видно из рисунка, она двухуровневая: первый уровень соответствует транзитным узлам размещаемым в местах достаточно больших потоков нагрузки и соединенным по принципу «каждый с каждым»; второй уровень — это оконечные узлы коммутации располагаемые в областных (республиканских, краевых) центрах и городах с достаточно большой нагрузкой.

Сигналы от ООД поступают в аппаратуру канала данных (АКД), которая выполняет функции согласования ООД с сетью. Сигнал поступает на вход АКД по цепям стыка в соответствии с Рекомендацией МККТТ Х.21 в виде 8-разрядных байтов. В АКД сигналы приобретают конвертную структуру и передаются уже в виде конвертов, состоящих из десяти битов: первый бит — статусный, второй бит служит для синхронизации, а остальные восемь являются информационными, соответствующими одному знаку сообщения. Использование в составе конверта статусного бита, указывающего на состояние канала (ведется передача данных или сигналов управления), соответствует образованию отдельного временного служебного подканала и обеспечивает прозрачность сети по последовательности битов.

Следует отметить, что наличие в конверте статусного и синхронизирующего битов приводит к необходимости повышения скоростей передачи на выходе АКД до 0,75; 3,0; 6,0; 12 кбит/с при скоростях на входе АКД соответственно 0,6; 2,4; 4,8 и 9,6 кбит/с.

Рис. 3.26. Структурная схема ССД

Сигналы от АКД по абонентским линиям поступают в мультиплексор передачи данных, который целесообразно располагать в линейно-аппаратных цехах городских АТС. Далее сигналы данных в групповом потоке ЦСП со скоростью 64 кбит/с поступают в а оттуда по междугородным СЛ в виде такого же цифрового потока передаются в

Передача сигналов между может осуществляться не только по ЦСП, но и по аналоговым системам передачи путем использования модемов на скорости 64...128 кбит/с. Согласно Рекомендации МККТТ Х.51 в основном потоке может быть организовано пять каналов по 12 кбит/с, каждый из которых содержит два канала по 6 кбит/с или четыре канала по 3 кбит/с или 16 каналов по 750 бит/с. Низкоскоростные сигналы (50 ... 200 бит/с) ООД, работающих в стартстопном режиме, могут вводиться в каналы со скоростью 750 бит/с методом асинхронного сопряжения. Высокоскоростные сигналы (48 кбит/с) преобразуются в конвертную форму и со скоростью 64 кбит/с передаются так же, как выходные сигналы МПД.

Принципы коммутации в ЦССД во многом совпадают с принципами коммутации в цифровых телефонных сетях (временная коммутация и цифровое коммутационное оборудование; управляющие устройства на основе средств вычислительной техники; жесткая синхронизация между коммутационным оборудованием и каналами, подключенными к управляющим устройствам; интеграция систем коммутации и передачи; регенерация сигналов в коммутационном оборудовании). В то же время наличие некоторой специфики и большого разнообразия услуг абонентам ПД приводит к появлению других требований к УК данных по сравнению с цифровыми АТС. Эти отличия таковы: 1) необходимость коммутации каналов с различными скоростями передачи; 2) значительно меньшая скорость передачи данных по сравнению с телефонной передачей по цифровой сети;

3) коммутируемая часть сообщения имеет формат 10-битного конверта (в АТС сообщения коммутируются отрезками либо в 1 бит, либо в 1 байт); 4) необходимость коммутации сигналов абонентов, работающих стартстопным способом.

Наибольшее влияние на структуру коммутационного поля синхронного коммутатора данных в УК. оказывают первые две особенности.

Наиболее предпочтительной структурой коммутационного поля для коммутации данных является однозвенный временной коммутатор; при одной и той же емкости пространственно-временной коммутатор сложнее временного, в котором, кроме того, могут полностью отсутствовать внутренние блокировки, что очень важно при коммутации разноскоростных сообщений.

Большое достоинство временного коммутатора — его способность с одинаковым качеством обслуживать нагрузку, поступающую по каналам с различными скоростями. В то же время в многоступенных коммутационных полях вероятность блокировки для более высокоскоростных каналов может оказаться больше, чем для низкоскоростных, так как возможны случаи, когда какая-либо промежуточная линия, пригодная для обслуживания таких каналов, не будет использована ввиду ее частичного занятия каналом с более низкой скоростью.

Принципы синхронизации на магистральном участке ЦССД аналогичны принятым в цифровых телефонных сетях. Некоторые упрощения в ЦССД связаны с малым числом уровней коммутации (не более двух) и относительно небольшой скоростью межстанционных потоков (64 кбит/с вместо 2048 кбит/с в ТФ сетях).

Рекомендуется принцип синхронизации магистральных УК, а также всего оборудования сети от генератора одного (главного) узла коммутации. Для повышения живучести сети в случае выхода из строя главной станции ведущую роль может принять на себя одна из заранее выбранных ведомых станций.

На местном участке ЦССД также рекомендуется применять принцип принудительной синхронизации, причем скорости работы мультиплексоров и АКД данного участка полностью определяются задающим генератором местного УК. Тактовая частота, вырабатываемая в местном УК, передается по цифровому тракту 64 кбит/с в связанный с ней МПД и обеспечивает принудительную синхронизацию его генератора. Далее на участке МПД — АКД предполагается непрерывная передача по абонентской линии сигналов синхронизации. В качестве синхросигнала при этом используется последовательность битов синхронизации, предусмотренных в формате 10-битного конверта.

Система сигнализации ЦССД служит для обмена служебными сообщениями, необходимыми для установления соединения и разъединения между абонентами и УК, а также между УК.

Сигнализация на абонентском участке сети осуществляется согласно Рекомендации МККТТ Х.21, регламентирующей набор сигналов, а также способы, форматы и последовательности их передачи при взаимодействии абонента с сетью. В сети этот протокол реализуется местным УК, к которому подключена линия абонента.

Наличие в формате фазирующего бита позволяет довести по АКД хронирующие сигналы сети, на основе которых АКД синхронизирует ООД как по битам, так и по 8-разрядным байтам.

Сигнализация на межстанционном участке осуществляется по общему каналу сигнализации (ОКС), что обеспечивает время соединения на сети менее 1 с, хорошую помехозащищенность (коэффициент ошибок с учетом использования УЗО 10-10) и широкий набор служебных сигналов. Эти сигналы создают большие удобства абонентам, информируя их о причинах невозможности установления соединения, в результате чего уменьшается поток повторных вызовов. Перечень используемых в соответствии с Рекомендациями МККТТ Х.96 и Х.60 сигналов прохождения вызова содержит более 20 сигналов, в числе которых «Ошибка в процедуре набора», «Номер изменен», «Вызов перенаправлен», «Перегрузка сети», «Перегрузка линий», «Перегрузка оборудования станции» и др.

Важнейшая характеристика ЦССД — полная прозрачность в отношении последовательности битов, достигаемая благодаря полному отделению информационного канала от служебного подканала, функцией которого является информирование станции или ООД о том, используется ли основной информационный канал в данный момент для передачи сигналов управления или собственно данных

Применение в ЦССД цифровой коммутации с управлением от ЭВМ и совершенных систем синхронизации позволяет сравнительно несложно реализовать принципы быстрой КК, что значительно расширяет возможности ЦССД и повышает ее экономичность.

Узлы коммутации, построенные на базе быстродействующих ЭВМ, в сочетании с высокоскоростными ОКС позволяют обеспечить очень малое время установления соединений (меньше 1 с). Высокая помехоустойчивость цифровых систем передачи и коммутации обеспечивает высокую верность передачи сообщений (коэффициент ошибок в канале не хуже на знак).

Важным показателем ЦССД является широкий перечень услуг, предоставляемых абонентам в соответствии с Рекомендацией МККТТ Х.2:

1. Прямой вызов. Позволяет абоненту получить соединение с другим заранее выбранным абонентом без набора номера путем нажатия соответствующей кнопки в ООД. Эта услуга позволяет резко уменьшить время установления соединения на сети.

2. Замкнутая группа абонентов. Эта услуга позволяет определенному кругу абонентов связываться друг с другом, но препятствует связи других абонентов сети с абонентами данной группы. (Абонент может принадлежать одновременно к нескольким замкнутым группам.) Например, на правах замкнутой группы абонентов могут быть введены ведомственные службы, подобные службе Телекс или сети общего пользования с факсимильным методом передачи.

3. Вызов по сокращенному адресу. Используется, когда абонент взаимодействует с ограниченным числом абонентов (не более 100). При вызове абонент передает в сеть не полный номер, а только порядковый номер вызываемого абонента в списке закрепленной за ним группы.

4. Многоадресная связь. При этой услуге предусматривается установление многоадресной связи от одного пункта передачи к нескольким пунктам приема. Адреса нужных абонентов вызывающий абонент указывает путем последовательного набора соответствующих номеров.

5. Перенаправление вызова. Эта услуга позволяет вызываемому абоненту посылать в сеть заявку о передаче входящих к нему вызовов на другой назначенный адрес.

6. Идентификация вызванного абонента. Эта услуга дает возможность уведомить вызывающего абонента об адресе, куда был фактически направлен вызов.

7. Идентификация вызывающего абонента. Услуга, позволяющая уведомить вызванного абонента об адресе вызывающего абонента. Эти услуги, традиционно предусматриваемые в современных телеграфных сетях, чрезвычайно полезны и в сетях ПД. Использование этих услуг позволяет обеспечить практически сколь угодно низкую вероятность засылки сообщения по ошибочному адресу (менее ), а также исключает возможность ввода несанкционированных сообщений.

8. Приоритетный вызов. Пользователи ЦССД по своей значимости могут быть неэквивалентны друг другу, поэтому целесообразно разделение их на две группы по приоритетам. Очень небольшая группа пользователей может быть отнесена к группе приоритетных абонентов, тогда все остальные пользователи относятся к обычным неприоритетным абонентам. Вызывающему приоритетному абоненту при вызове им занятого абонента обеспечивается возможность ожидания освобождения в течение короткого промежутка времени, после чего, если занятый абонент не освобождается, производится его принудительное разъединение и последующее соединение с вызывающим приоритетным абонентом.

9. Соединение при освобождении.

10. Ожидание разрешено.

Эти две услуги всегда действуют одновременно и позволяют обеспечить соединение вызывающего абонента (он должен пользоваться услугой «Ожидание разрешено») с вызываемым занятым абонентом сразу после его освобождения (вызываемый абонент должен пользоваться услугой «Соединение при освобождении»).

При этом не требуется повторного набора номера, что удобно для пользователей (снижение вероятности отказа) и уменьшает нагрузку на управляющий вычислительный комплекс станций коммутации данных.

11. Серийное включение линий. Такое включение равносильно замене отдельных соединительных линий пучком, что повышает их загрузку и позволяет уменьшить их число.

12. Мультиплексный стык, т. е. соединение коммутационных станций с высокоскоростными пользователями цифровым каналом со скоростью передачи 48 кбит/с, что представляет большие удобства при взаимодействии ЭВМ с ЦССД.

13. Некоммутируемые каналы, т. е. возможность организации в рамках ЦССД некоммутируемых каналов на все скорости передачи — от 50 до 48 000 бит/с.