Мультиплексирование

Описанная сеть с коммутацией каналов, в которой каждая физическая линия все­гда передает данные с одной и той же скоростью, работает неэффективно.

Во-первых, пользователи в такой сети в общем случае получают не то, что они хотят. Действительно, их заставляют стать неким универсальным стандартным пользователем, который всегда передает в сеть информацию с постоянной един­ственно разрешенной скоростью. Сегодня трудно представить такого пользова­теля, учитывая оснащенность его различными терминальными устройствами — мобильными телефонами, компьютерами и офисными АТС (корпоративный пользователь). Поэтому скорость пользовательского трафика в общем случае не совпадает с фиксированной пропускной способностью физических каналов. По­следняя может быть как намного выше, так и намного ниже потребности пользо­вателя. В первом случае пользователь недоиспользует канал, а во втором должен либо ограничить свои потребности, либо задействовать несколько физических линий связи.

Во-вторых, и сама сеть в таком случае неэффективно использует собственные ресурсы. Очевидно, что в сети, изображенной на рис. 3.1, линий связи между коммутаторами недостаточно. Такая структура сети была выбрана только для того, чтобы более наглядно пояснить причину отказов в удовлетворении запро­сов пользователей. Для того чтобы вероятность отказа была достаточно низкой и приемлемой для пользователя, между коммутаторами нужно проложить боль­шое количество параллельных физических линий, а это очень затратный ва­риант.

Чтобы повысить эффективность в сетях с коммутацией каналов, стали использо­вать мультиплексирование; это позволило одновременно передавать через каждый физический канал трафик нескольких логических соединений. Мультиплекси­рование в сетях с коммутацией каналов имеет свои особенности. Так, пропуск­ная способность каждой линии связи делится на равные части, образуя одинако­вое число так называемых подканалов (для простоты их часто называют просто каналами). Обычно линия, подключающая пользователя к сети, поддерживает меньшее число подканалов, чем линии, соединяющие коммутаторы, — в этом случае вероятность отказа уменьшается. Например, пользовательская линия мо­жет состоять из 2, 24 или 30 подканалов, а линия между коммутаторами — из 480, 1920. Наиболее распространенной скоростью цифрового подканала являет­ся сегодня скорость 64 Кбит/с, которая обеспечивает качественную цифровую передачу голоса.

После того как сеть с коммутацией каналов была дополнена механизмом муль­типлексирования, схема ее работы претерпела некоторые изменения. Запрос на установление логического соединения, переданный абонентом перед началом пе­редачи, резервирует не целиком линии связи, а только их подканалы. Таким об­разом, соединение устанавливается не на уровне линий связи, а на уровне подка­налов. Несколько подканалов используется в том случае, если пропускной способности одного канала оказывается недостаточно. Это дает возможность пользователю резервировать подканал (или подканалы), скорость передачи дан­ных которого является максимально близкой к реально необходимой. Кроме того, мультиплексирование позволяет более экономно строить связи между ком­мутаторами. Действительно, для снижения вероятности отказов вместо нескольких линий связи теперь достаточно использовать одну физическую линию с боль­шим количеством логических подканалов.

ВНИМАНИЕ --------------------------------------------------------------------------------------------------------

В случае мультиплексирования в сети с коммутацией каналов установленный при соеди­нении составной канал по-прежнему состоит из линий связи с одинаковой пропускной способностью, только роль линий связи играют подканалы.

Очевидно, что при мультиплексировании усложняется процедура обработки трафика коммутаторами — вместо простой и понятной процедуры коммутации соответствующих интерфейсов теперь необходимо передать данные в нужный подканал. При временном мультиплексировании это требует высокой степени синхронизации двух информационных потоков, а при частотном — преобразова­ния частот.

На рис. 3.3 показана сеть с коммутацией каналов и мультиплексированием. В сети установлены два соединения А-В и C-D, одно из них использует по одно­му подканалу в каждой линии связи, а второе — по два. Таким образом, несмотря на то что данная сеть имеет ту же физическую структуру, что и сеть, представ­ленная на рис. 3.1, блокирования второго вызова (C-D) здесь не происходит, так как коммутаторы поддерживают мультиплексирование.