Увеличение скорости асинхронного обмена

Проект увеличения скорости асинхронного обмена в  сетях передачи информации, построенных с использованием оборудования работающего по стыку RS-232, в цифровых системах передачи.

В настоящее время, многие сети передачи данных для обмена информацией используют асинхронный аппарат стыка RS-232. Такие системы легки в построении и отладке, обладают помехоустойчивой дуплексной передачей, могут быть реализованы на несложных персональных электронно-вычислительных машинах (ПЭВМ), и защищены криптографическими приборами работающими по этому стыку. Вместе с тем, у стыка RS-232 есть и существенные недостатки -  небольшое расстояние передачи и низкая скорость обмена. Для увеличения расстояния передачи информации участки асинхронной сети разносят различными аналоговыми или цифровыми каналообразующими системами, с использованием дополнительных устройств сопряжения с каналами передачи. В работе на аналоговых каналах используются модемы, протоколы взаимодействия которых не позволяют поддерживать высокую скорость передачи. В работе на цифровых каналах, могут использоваться преобразователи стыка, позволяющие максимально использовать синхронную скорость цифровых каналов, преобразуя ее в асинхронную. В случае использования первичной цифровой системы импульсно-кодовой модуляции ИКМ-30, синхронная скорость  одного канального интервала которой составляет 64 Кбит/с, для передачи по ней асинхронной информации, можно добиться скорости 57,6 Кбит/с. Однако, спецификация стыка RS-232 позволяет достигать скорости обмена в 115,2 Кбит/с в асинхронной сети, вследствие чего возникает задача по передаче информации с такой скоростью в используемых цифровых системах ИКМ-30.

Обзор цифровых устройств, представленных на рынке устройств связи, показал, что большинство отечественных и импортных многофункциональных мультиплексоров позволяют передавать в плезиохронных системах цифровую информацию, поступающую на вход по асинхронному стыку RS-232, со скоростью до 115,2 Кбит/с включительно. Для преобразования асинхронного сигнала используются соответствующие интерфейсные блоки, а для передачи в потоках Е1, по стыку G.703, используются 2 канальных интервала имеющих суммарную синхронную скорость 128 Кбит/с. Реализация такой схемы подразумевает установку подобных мультиплексоров в непосредственной близости от асинхронного участка сети, что часто не осуществимо, в связи его удаленностью от каналообразующего оборудования. Приобретение дополнительных многофункциональных мультиплексоров, для преобразования асинхронного сигнала и передачи до каналообразующих аппаратов по потоку E1, часто не выгодно, из-за их высокой стоимости. Однако, рассматривая различные реализации мультиплексоров, обнаружил, что российские предприятия предлагают относительно не дорогие узкофункциональные устройства доступа к потоку Е1.

Предлагаю рассмотреть устройство, разработанное открытым акционерным обществом Научно-производственное предприятие «Полигон» - ПолиКом®-741М. Прибор предназначен для передачи до двух асинхронных потоков данных со стыков RS-232/485 в структуре фреймованного потока Е1. ПолиКом®-741М имеет два интерфейса Е1, по одному на входе и на выходе аппарата, выполненных на разъемах RJ-45 и до двух интерфейсов RS-232 на входе, выполненных на разъемах DB9-M, а так же стык управления и сигнализации на разъеме RJ-45.         

 Аппарат позволяет преобразовывать асинхронную информацию, поступающую на вход интерфейсов RS-232, со скоростью до 115,2 Кбит/с включительно, производить ее ввод в заданные канальные интервалы, поступающего на входной интерфейс Е1.1 первичного потока, и выводить на выходной интерфейс Е1.2 первичный поток  с входного интерфейса, с введенной информацией асинхронных стыков. Для передачи информации  одного интерфейса RS-232 со скоростью 115,2 Кбит/с используются 2 канальных интервала потока Е1. При отсутствии потока на входном интерфейсе аппарата, на выходе может самостоятельно формироваться поток Е1 с параметрами соответствующими рекомендации G.704 и скоростью 2048 Кбит/с. Конфигурация интерфейсов и выбор используемых для ввода информации канальных интервалов выходного потока Е1, производится с ПЭВМ по стыку Ethernet 10/100-T с использованием SMNP менеджера Telnet. Инструкцию  по  эксплуатации  аппарата  есть на сайте производителя http://www.polygon-group.ru.  Каскадное соединение аппаратов по потокам Е1 позволит объединить имеющиеся направления связи в различных канальных интервалах одного потока Е1 для передачи на мультиплексоры каналообразования узла связи, где путем электронных переключений,  канальные интервалы этого потока будут перенаправлены по соответствующим направлениям корреспондентов. Возможная схема связи может выглядеть, как показано на рисунках. Предлагаю два варианта схем, для аппаратов модификаций с одним или двумя интерфейсами RS-232.

Из рисунков видно, что использование  аппаратов с двумя интерфейсами  RS-232 позволяет снизить их необходимое количество в 2 раза. ПолиКом®-741М настраивается таким образом, что подключенному к нему направлению связи, ставятся в  соответствие  конкретные  канальные интервалы выходного потока (например, первое направление передается в первом и втором канальных интервалах потока). Соединив аппараты каскадом, по выходному потоку Е1, на выходе последнего аппарата будет поток содержащий информацию обо всех направлениях связи, при этом номера канальных интервалов должны быть четко закреплены за направлениями связи, тогда электронная коммутация тайм слотов каналообразующих мультиплексоров будет постоянна. В случае, когда работает лишь одно направление  связи, достаточно включить выходной поток в непосредственно закрепленный за направлением ПолиКом®-741М, и выходной поток будет содержать информацию лишь двух необходимых канальных интервалов, которые будут коммутированы в на нужное направление. Таким образом, можно быстро включить необходимое количество аппаратов, собрав схему связи, используемую в данный момент. Оперативность соединения каскада аппаратов и подключения резервной аппаратуры, достигается выполнением соединительных проводов с удобными разъемами RJ-45, и расположением входного и выходного интерфейсов потоков ПолиКом®-741М на лицевой части аппарата.

Использование предложенной схемы связи позволит максимально увеличить скорость асинхронного обмена в сетях передачи данных построенных по стыку  RS-232 до 115,2 Кбит/с. Такая схема связи не требует установки дополнительных интерфейсных блоков в мультиплексорах каналообразования, а предполагает использование лишь одного его интерфейса первичного потока. Для передачи информации от асинхронного оборудования до мультиплексора каналообразования требуется лишь одна четырехпроводная витая пара. Применение аппаратов ПолиКом®-741М  с двумя интерфейсами RS-232, позволит при не больших затратах, снизить их необходимое количество в 2 раза. Однако увеличение скорости асинхронного обмена, требует дополнительного канального интервала потока Е1 на каждом направлении связи. Считаю, что разработанный мною проект имеет возможности реального применения на существующих системах передачи данных для их усовершенствования и оптимизации.

                Гончаров Дмитрий Александрович

                29.06.10