Методы коммутации в телекоммуникационных сетях

Основное назначение системы коммутации - это   распределение информационных потоков.
Известны два основных принципа коммутации:
• Непосредственное соединение (коммутация без запоминания передаваемой информации);
• Соединение с накоплением информации (коммутация с запоминанием).

Составные части входящие в терминологию:
• Коммутация – это процесс замыкания, размыкания и переключения электрических цепей.
• Коммутационный узел (КУ) - составная часть сети электросвязи, на которой осуществляется коммутация. КУ между собой соединяется соединительными линиями СЛ (местными или междугородными).
• Коммутационная станция (станция) - КУ, в который включаются абонентские линии.
• Абонент – лицо, пользующееся абонентским устройством для передачи и приема информации.
• Канал  (линия) – совокупность технических средств (линейных и станционных, обеспечивающих соединение и передачу информации между двумя смежными КУ, а также между абонентским устройством (ТА,  компьютер и т.д.) и АТС.


Непосредственное соединение (коммутация каналов)

При коммутации каналов осуществляется физическое соединение входящих линий с исходящими линиями по соответствующему адресу .
Достоинства метода коммутации каналов:
- возможность организации “диалога”, т.к. время задержки в передаче сообщения невелико;
- абоненты имеют возможность вести передачу сообщений после установления соединения независимо от нагрузки, поступающей от других абонентов.

Недостаток. В случае отсутствия свободных каналов в требуемом направлении вызывающий пользователь получает отказ в установлении связи, поэтому системы КК называются системами с отказами (потерями вызовов).

Потерянными вызовами называют вызовы, не закончившиеся передачей сообщения по вине коммутационной системы.
Потери оцениваются по отношению числа потерянных вызовов к общему числу поступивших, и является качественным показателем обслуживания.
Р=Спот / Спост
Где:
Спот– число потерянных вызовов;
Спост – общее число поступивших вызовов.

Установление соединения путем коммутации каналов проходит следующие фазы:
1)  направление заявки на соединение, для чего вызывающий абонент с помощью вызывного устройства посылает по абонентской линии в коммутационную систему заявку на соединение, содержащую условный адрес вызываемого абонента;
2)  организация сквозного физического канала– оборудование коммутационной системы по полученной заявке осуществляет соединение соответствующих абонентских линий, если абоненты принадлежат одной коммутационной системе, или магистральных линий между коммутационными системами, к которым принадлежат участвующие в сеансе связи абоненты. После организации сквозного канала вызывающий абонент получает из коммутационной системы сигнал установления соединения, а вызываемый абонент - сигнал вызова;
3) передача сообщений между абонентами;
4) разрушение соединения - после завершения сеанса передачи и получения от абонента сигнала отбоя аппаратура коммутационной системы разрушает установленное соединение.

Коммутация с запоминанием

В системах с накоплением информации пользователь не получает отказа в случае отсутствия свободных каналов. Его сообщение временно записывается в память управляющие устройства - УУ коммутационной станции и выдается дальше после освобождения канала, поэтому системы с накоплением называется системами с ожиданием.
Известны две разновидности коммутации с накоплением:

1) Коммутация сообщений - в системах с накоплением информации пользователь не получает отказа в случае отсутствия свободных каналов. Его сообщение временно записывается в память УУ коммутационной станции и выдается дальше после освобождения канала, поэтому системы с накоплением называются системами с ожиданием .
2) Коммутация пакетов – исходящее сообщение делится на «пакеты», каждый из которых содержит часть полезной информации и заголовок .
Заголовок первого пакета содержит характеристику сообщения:
адреса исходящего, входящего пунктов, количество пакетов в сообщении и другое.
В остальных пакетах в заголовок может включатся идентификатор, определяющий принадлежность пакета к сообщению, порядковый номер пакета.
Существуют два способа доставки сообщений:
•        дейтаграммный (датаграммный), при котором пакеты движутся по сети независимо друг от друга любыми свободными маршрутами;
•          виртуальное соединение, при котором передача сообщений идет в виде последовательности связанных в цепочки пакетов через память управляющих устройств центров коммутации пакетов (ЦКП), функции которых могут выполнять современные цифровые системы коммутации (ЦСК). Данный способ позволяет соединить достоинство метода коммутации каналов (передачу сообщений в естественной последовательности) и достоинство метода коммутации пакетов (высокую скорость передачи сообщений).

Для коммутации сообщений характерны следующие фазы установления соединения:
1)       направление заявки на соединение – вызывающий абонент передает в ЦКС сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента;
2)       запоминание сообщения – в ЦКС сообщение запоминается, а и по адресу определяется канал передачи;
3)       передача сообщения.

Если канал к соседнему ЦКС свободен, то сообщение немедленно туда передается,
где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКС занят, то сообщение хранится в памяти до освобождения канала.
Сообщения устанавливаются в очередь по направлениям передачи с учетом категории срочности.

Для коммутации пакетов присущи следующие фазы установления соединения:
1) Направление заявки на соединение – вызывающий абонент передает в ЦКП сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента.
2)  Представление сообщения в виде пакетов. Если разбиение на пакеты происходит в ЦКП, то дальнейшая передача пакетов осуществляется по мере их формирования, не дожидаясь окончания приема в ЦКП всего сообщения.
3)  Передача пакетов. Если канал к соседнему ЦКП свободен, то пакет немедленно передается на соседний ЦКП, где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКП занят, то пакет определенное  время может храниться в памяти УК до освобождения канала.