Классификация сетей электросвязи (стр. 3 )

2.1 Принципы построения сетей электросвязи

Сети связи охватывают огромное число различных технических устройств, расположенных на большой территории. Телефонная сеть, например, объединяет миллионы телефонных аппаратов, десятки тысяч километров линий связи, большое количество каналообразующей и коммутационной аппаратуры и много другого специального оборудования, расположенного на территории всей страны. Сотни тысяч телеграфных аппаратов и множество различного оборудова­ния объединяет телеграфная сеть, также охватывающая всю терри­торию страны. Значительно меньше масштабы сети передачи дан­ных и факсимильной связи.

К сетям связи предъявляются определенные требования. Важней­шим из них является требование, предъявляемое пользователями (абонентами): сеть должна обеспечить каждому абоненту возмож­ность в удобное для него время связаться с любым другим абонен­том и передать определенное сообщение. Для выполнения этого требования сеть должна быть построена по определенным принци­пам; принцип-основное, руководящее правило.

2.2 Классификация сетей связи по топологическим признакам.

Сеть связи обеспечивает обмен информацией не ме­нее чем между двумя точками. Этими точками сети яв­ляются: оконечная аппаратура в качестве источников или приемников информационных потоков, коммутацион­ные станции в качестве узлов сети, станционные вынос­ные устройства.

При построении сети связи могут быть использованы следующие принципы: «каждый с каждым», узловой, радиальный, радиально-узловой.

2.2.1 Принцип построения «каждый с каждым», проиллюстрирован на рис. 2.1. 

 

  Рис. 2.1

Сеть строится таким образом, чтобы каждый пункт связи (А) был связан соединительными линиями непосредственно с любым другим пунктом. В пунктах связи сети размещаются оконечные або­нентские устройства систем электросвязи, поэтому эти пункты на­зываются оконечными или абонентскими. Соединительные линии играют роль каналов электросвязи между оконечными устройства­ми. Каждый абонент такой сети имеет постоянную и прямую связь со всеми другими абонентами. Сеть, построенная по принципу «каждый с каждым», надежная, отличается оперативностью и высоким качеством передачи сообщений. Однако на практике она применяется только при небольшом числе абонентов. Объясняется это тем, что с ростом числа абонентских пунктов быстро растут число и суммар­ная длина соединительных линий связи. В результате сеть становит­ся громоздкой, а ее стоимость непомерно большой. Для п точек сети требуется  пучков соединительных линий.

2.2.2 Сеть разветвленной структуры. Характерным для сети разветвленной структуры яв­ляется то, что каждый узел соединен с ограниченным числом соседних узлов. Благодаря этому можно полу­чить высокую концентрацию потоков информации на отдельных направлениях, что дает экономию пучков соединительных линий. Однако это преимущество ком­пенсируется сильным воздействием помех на всю сеть. В большинстве случаев в разветвленной се­ти узлы расположены иерархически на нескольких уров­нях (например, сети лучевой и звездообразной струк­туры) .

6.2.2.1        Сеть линейной структуры. В сети линейной или последовательной структуры узлы или оконечные станции расположены вдоль одной линии (рис. 6.1). Для связи п точек сети (включая обе оконечные точки) требуется (п— 1) пучков линий. Пре­имуществом такой структуры является сравнительно ма­лое число пучков линий. Недостаток в данном случае заключается в том, что при выходе из строя одного уз­ла или одного пучка линий исчезает возможность связи между всеми пунктами сети.

Рис.  2.2.  Линейная или последовательная  структура сети

Линейная структура находит применение в сетях пе­редачи данных, а также небольших сетях учрежденче­ских станций или при наличии аппаратуры коллектив­ного пользования.

2.2.2.2        Сеть звездообразной структуры. Отличительным признаком сети звездообразной структуры является наличие центрального узла, обес­печивающего коммутацию, к которому звезднообразно подключены остальные узлы и оконечные устройства (рис. 2.3). Для п узлов необходимо иметь (п—1) пуч­ков линий (называемой также радиальной).

  Рис. 2.3.  Звездообразная  Рис. 2.4. Лучевая структура сети

Преимущество звездообразной структуры заключает­ся в незначительном числе необходимых пучков соедини­тельных линий. Кроме этого, расчет сетей такой струк­туры сравнительно прост. Недостаток этой структуры заключается в том, что все соединения между двумя любыми узлами обязательно должны проходить через центральный узел. При выходе из строя одного пучка соединительных линий прерывается связь только с этим периферийным узлом. Однако если выходит из строя центральный узел, то это приводит к выходу из строя всей сети. Звездообразная структура используется в абонентских сетях без станционных выносов.

2.2.2.3 Сеть лучевой структуры. Лучевая структура сети аналогична звездообразной, но имеет несколько иерархических уровней. Централь­ные узлы отдельных сетей звездообразной структуры соединяются с центральными узлами более высокого уровня, снова образуя сеть звездообразной структуры, и т. д. (рис. 2.4). Для п точек сети требуется (п— 1) пучков соединительных линий. Преимущества и недо­статки лучевой структуры сети те же, что и для звездо­образной. Лучевая структура находит применение в абонентской сети при наличии станционных выносов (концентраторов) и в иерархической сети. Примером этого является местная телефонная сеть, имеющая выход на междугородную сеть, построенная пo лучевой структуре вплоть до центральной автоматической стан­ции.

2.2.2.4 Сеть петлевой структуры. В петлевой структуре обеспечивается связь по прин­ципу «каждый с каждым» всех узлов сети (рис. 2.5). Такая сеть с п узлами требует при односторонних (вхо­дящих и исходящих) линиях п(п—1) пучков соедини­тельных линий, а при использовании двусторонних ли­ний п(n—1)/2 таких пучков. Если выйдет из строя узел, то это повлияет лишь на связь, для которой данный узел является источником или приемником информации. При выходе из строя пучка соединительных линий связь может осуществляться через другие узлы и пучки соеди­нительных линий, т. е. по предусмотренным обходным направлениям.

  Рис. 2.5.  Петлевая структура  Рис. 2.6. Кольцевая структура сети

Недостаток сети этой структуры заключается в боль­шом числе пучков (для обширной сети), причем неко­торые из этих пучков часто бывают незначительно за­гружены. Кроме того, большие сети бывают очень слож­ными. Если возникает необходимость подключения еще одного узла, то необходимо вновь прокладывать для него пучки ко всем остальным уже функционирующим узлам.

Петлевая структура используется во всех сетях с вы­сокой нагрузкой каждого узла. Так, в междугородной сети  все  центральные  автоматические 

междугородные станции соединены между собой по петлевой структуре.

2.2.2.5  Сеть кольцевой структуры. В сети кольцевой структуры узлы и оконечные стан­ции связаны между собой по замкнутому кольцу (рис. 2.6).

При наличии нескольких колец любой узел может быть также и точкой сопряжения для двух или более таких колец. Для сети простейшей кольцевой структуры с п узлами требуется п пучков соединитель­ных линий.

Капитальные вложения для создания сети кольцевой структуры относительно невелики, но если выходит из строя пучок соединительных линий или узел сети, то остальная сеть при кольцевой структуре функциониро­вать не может. В большой сети время распространения сигналов довольно велико. Кроме того, стоимость ор­ганизации транзитной связи, выходящей за пределы кольца (для большой сети), высока.

Кольцевая структура применяется в некоторых сетях передачи данных, а также в местных сетях при исполь­зовании децентрализованной цифровой коммутации. Связь местных сетей с другими сетями более высокого уровня осуществляется обычно через один выбранный для этого узел кольца.

2.2.2.6  Сеть решетчатой структуры. В сети решетчатой структуры из каждого узла выхо­дят звездообразно несколько (например, 12) пучков

  Рис. 2.7. Решетчатая структура сети

линий (рис. 2.7). Ее преимущества заклю­чаются в наличии нескольких возможностей для связи каждого узла с любым другим и в достигаемой благода­ря этому большой помехоустойчивости. Недостатком яв­ляется, прежде всего, низкая экономичность сети из-за наличия большого числа пучков малой емкости.

Решетчатая структура может использоваться только в большой сети с высокой нагрузкой между ее узлами, причем расчет пучков линий в соответствии с распреде­лением нагрузки по направлениям значительно затруд­нен. Из-за большого числа промежуточных узлов в трактах большой протяженности возникают проблемы, связанные с большим временем распространения инфор­мации. Случаи применения сетей решетчатой структуры неизвестны.

2.2.2.7 Сеть сотовой структуры. В сети сотовой структуры любой узел, за исключе­нием крайних узлов, принадлежит одновременно трем различным кольцевым участкам сети.

Таким образом, из любого узла звездообразно выходят три (для крайне­го —два) пучка соединительных линий (рис.2.8). Эта сеть обладает хорошей

  Рис.  2.8.  Сотовая  структура         Рис.  2.9. Симметричная структура сети

помехоустойчивостью, так как имеется несколько различных путей для соединений каждого узла сети с другими. При соединении двух уда­ленных