Классификация сетей электросвязи (стр. 10 )

Связь без установления соединения (дейтаграммный способ) предполагает, что контроль ошибок и управление потоком сообще­ний (пакетов) осуществляются на транспортном уровне. Адрес пунк­та назначения необходимо указывать в каждом пакете, соблюдение очередности пакетов не гарантируется. Основная идея такой связи состоит в том, что пакеты передаются по разным, заранее не ком­мутированным маршрутам сети связи. В результате этого в узлах коммутации могут образовываться очереди на передачу пакетов. Важнейшим показателем таких сетей является скорость передачи. Потребители должны полагаться на собственные программы конт­роля ошибок и управления потоком сообщений (пакетов), а не на встроенные стандартные средства ЭМВОС. При разработке ЭМВОС возможности связи с соединением и связи без соединения описаны в обоих уровнях - сетевом и транспортном. Конечный потребитель может выбрать соответствующие стандартные значения для управ­ляющих полей этих уровней и использовать тот метод, который, на его взгляд, лучше. Недостаток здесь состоит в излишней избыточ­ности, предусмотренной в обоих уровнях, что означает дополнитель­ное количество служебной информации. При передаче информации в таком формате по линиям дальней связи это приводит к дополни­тельным накладным расходам, поскольку процесс передачи занимает больше времени.

3.2.6 Канальный уровень - уровень взаимосвязи открытых систем, осу­ществляющий управление передачей информации по каналу. С по­мощью канального уровня рассматриваются (описываются) процес­сы передачи стартового сигнала и организации начала передачи информации, самой передачи информации по каналу, проверки по­лучаемой информации и исправления ошибок, отключения канала при его неисправности и восстановления передачи после ремонта техники, генерации сигнала окончания передачи и перевода канала в пассивное состояние.

На канальном уровне происходит обработка пакетов и передача их в соответствии с заданным на сетевом уровне маршрутом передачи. Для этого пакеты преобразуются в кадры соответствующего размера (рис. 3.9). Кадр - блок данных, передаваемый на канальном уровне.

Рис. 3.9. Схема передачи пакетов по объектам, описываемым нижними уровнями  ЭМВОС: К - кадр, Ф - флаг

Реализация соответствующих услуг канального уровня осуществ­ляется с помощью набора служебных сообщений (в литературе они имеют названия «примитивы», «транзакции» или «интерфейсные бло­ки данных»; мы в дальнейшем будем называть их примитивами), ко­торые в ЭМВОС делятся натри группы: запроса, индикации, ответа (подтверждения). Эти примитивы удобно рассматривать как управ­ляющую информацию, присущую определенным фазам работы ка­нала: организация канала, передача по нему сообщений, заверше­ние работы канала.

3.2.6.1 Фаза организации канала. За время этой фазы возможно ис­пользование пяти типов примитивов:

1. Запрос соединения, используемый сетевым уровнем в каче­стве требования на организацию логического канала (табл. 3.3). При выполнении этого запроса канальный уровень отвечает примитивом подтверждения соединения. При поступлении запроса на соеди­нение от удаленного абонента он передается канальным уровнем к сетевому уровню в виде примитива «индикация запроса на со­единение».

Табл. 3.3. Примитивы, используемые на фазе организации канала связи

2. Запрос активизации, используемый при управлении канальным уровнем с целью перевода в активное состояние компонентов этого уровня. В ответ на этот запрос передается примитив «подтвержде­ние активизации».

3. Запрос выбора конкретного физического соединения из груп­пы возможных соединений. В ответ выдается примитив «подтверж­дение выбора».

4. Запрос индикации оконечных точек соединения, с помощью которых осуществляется обмен сообщениями с другим сетевым ком­понентом.

5. Запрос согласования параметров, определяющих качество пре­доставляемых услуг.

3.2.6.2 Фаза передачи сообщений по каналу. Возможно использова­ние шести типов примитивов:

1. Запрос передачи блока данных к удаленному сетевому компо­ненту. Подтверждение сообщается канальным уровнем примитивом «подтверждение передачи данных». Блок данных, поступивший от удаленной станции, передается сетевому уровню с помощью при­митива индикации поступления данных, а ответом на этот примитив служит примитив ответа на поступление данных.

2. Запрос срочной передачи блока данных используется для ускоренной (срочной) передачи блока данных.

3. Запрос управления потоком, передаваемый от сетевого уров­ня к канальному. Для сообщения о поступлении аналогичного запро­са от удаленного абонента канальный уровень использует примитив индикации запроса управления потоком.

4. Запрос перехода к начальным условиям, при котором осуще­ствляется сброс имеющихся в канальном уровне блоков данных и установка начальной нумерации.

5. Запрос текущего состояния канального уровня.

6. Запрос прерывания процесса передачи блока данных.

3.2.6.3 Фаза завершения соединения в канале. На этой фазе приме­няются два примитива:

1.        Запрос разъединения логического канала, передаваемый от сетевого уровня канальному.

2.        Запрос о выключении компонента канального уровня. Необходимость обнаружения и исправления ошибок во время

передачи сообщений по каналам связи вызвана сравнительно низ­ким их качеством, а также наличием различного рода помех (случай­ных или специально организованных - преднамеренных).

Для выполнения функции по обнаружению ошибок на канальном уровне применяется метод автоматического запроса повторной пе­редачи, который предусматривает, что если выявлена ошибка, то принимающая открытая система передает код «неподтверждения приема», а передающая система повторяет передачу.

Рассмотренные фазы работы канала связи повторяются по мере возникновения необходимости в передаче сообщений.

В качестве стандарта для протоколов канального уровня организа­цией ISO рекомендуется протокол HDLC (High Level Data Link Control - протокол управления каналом передачи данных).

3.2.7 Физический уровень - уровень, определяющий механические, оптические, электрические, процедурные средства передачи сигна­лов через физические средства соединения.

Физический уровень предназначен для переноса сообщения (пос­ледовательности бит) в виде, пригодном для передачи по конкрет­ной используемой физической среде. В качестве такой физической среды передачи могут использоваться, как правило, сеть связи или совокупность отдельных выделенных каналов передачи, соедини­тельная проводная линия, радиоканал и т. д.

Физический уровень выполняет три функции: установление и разъединение физических соединений между коммутационными устройствами; преобразование сигналов к виду, пригодному для пе­редачи по физической среде; реализация интерфейса (стыка).

3.2.7.1 Установление и разъединение соединения. При использовании коммутируемых каналов на физическом уровне необходимо осу­ществлять предварительное соединение взаимодействующих абонентских устройств и их последующее разъединение. При исполь­зовании выделенных (арендуемых) каналов такая процедура упро­щается, так как каналы постоянно закреплены за соответствующими направлениями связи. Обмен сообщениями между абонентскими ус­тройствами, не имеющими прямых связей, организуется с помощью коммутации потоков, сообщений, пакетов или каналов связи через промежуточные узлы коммутации. Однако функции такой коммута­ции выполняются уже на более высоком уровне и к физическому уров­ню отношения не имеют. Кроме физического подключения на физи­ческом уровне согласуются режимы работы средств связи, способы модуляции, скорости передачи, режимы исправления ошибок и т. д. После установления соединения управление передается более вы­сокому канальному уровню.

3.2.7.2 Преобразование сигналов. Для согласования передаваемого с абонентского устройства низкочастотного сигнала с параметрами канала связи осуществляется его преобразование (одного или нескольких его параметров) в высокочастотный сигнал с помощью несущего колебания. Такое преобразование аналогового сигнала называется модуляцией, а устройство - модулятором. Обратное пре­образование - демодуляцией, а устройство - демодулятором. Уст­ройство, в котором реализованы обе функции, называется модемом.

3.2.7.3 Реализация стыка (интерфейса). На физическом уровне разли­чают стыки, взаимодействующие со средой распространения, и сты­ки, не взаимодействующие с ней. Стык, взаимодействующий со сре­дой распространения сигналов, обеспечивает функционирование модема по физическим (аналоговым или цифровым) каналам связи. Он соответствует одному из стандартизированных канальных стыков С1 (рис. 3.10).

Примерами таких стыков С1 являются:

- С1 - ТФ - для каналов те­лефонной сети связи общего пользования;

- С1 - ТЧ - для выделенных каналов тональной частоты;

       С1 - ТГ - для телеграфных каналов связи; С1-ШП - для первичных широкополосных каналов; С1 - ФЛ - для физических линий свя­зи и др.

Стыки, не взаимодействующие со средой распространения сиг­налов, обеспечивают взаимодействие оконечного устройства пользователя (терминала) и модема. Они определяются стандартами как преобразовательные стыки С2. Стандарты и рекомендации (V.24, RS-232, RS-449,V/35и др.) по С2 определяют общие характеристики (скорость и последовательность передачи), функциональные и струк­турные характеристики (номенклатура, категория цепей интерфейса, правила их взаимодействия); электрические (величины напряжений, токов и сопротивлений) и механические характеристики (габариты, распределение контактов по цепям и др.).

3.2.7.4 На физическом уровне происходит диагностика определенного класса неисправностей, например, таких как обрыв провода, пропа­дание питания, потеря механического контакта и т. д.