Тема 9. Транспортный канал. Канальный уровень управления передачей.

Вопрос 1.. Структура транспортного канала.

Взаимосвязь двух вычислительных машин в вычислительной сети, соединенных физическим каналом, выполняется логической системой, именуемой транспортным каналом. Эта система определяется протоколами управления информационным каналом и управления физическим каналом.

Физическая структура вычислительной сети состоит из 3-х основных элементов; абонентские машины (хостмашины и терминальные машины), коммуникационные машины и соединяющие их физические каналы.

Физический канал, показанный на рис. 9.2, иногда именуемый соединением “точка-точка”, является важным элементом вычислительной сети. На его основе в сети создается (см. рис. 9.3) информационный канал, являющийся логической системой, состоящей из двух соединенных физическим каналом логических модулей, каждый из которых включает программы управления физическим каналом.

На основе информационного канала создается транспортный канал.

Транспортный канал является фундаментом транспортной сети, осуществляющей передачу информации от процесса, находящегося в одной абонентской машине, к процессу, расположенному в другой абонентской машине. Он является логической системой, состоящей из двух соединенных информационным каналом логических модулей, каждый из которых включает программы управления информационным каналом.

Задачей любого транспортного канала является передача пакетов от точки входа-выхода этого канала, расположенной в одной вычислительной машине, до такой же точки, находящейся в другой машине. Передача информации осуществляется с помощью кадров, являющихся транспортным средством, передающим пакеты.

 

Алгоритм, реализуемый в транспортном канале двумя нижними уровнями программной структуры вычислительной сети, описывается протоколами управления информационным каналом и управления физическим каналом.

Уровень управления информационным каналом иначе называется канальным уровнем.

 

Тема 11. ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ.

Вопрос 1. Общие сведения.

 

Целью физического уровня является установление физических (электрических, электромагнитных, оптических, акустических), функциональных и процедурных характеристик включения, поддержания и отключения физических соединений, именуемых также физическими каналами и или цепями данных. Последние соединяют друг с другом канальные объекты, называемые также станциями (см. рис.10.1).

Физический уровень обеспечивает сервис передачи потоков бит через физические соединение. Последнее может быть постоянным либо коммутируемым, а передача информации по ним - дуплексной, полудуплексной и симплексной.

При использовании коммутируемых соединений функции физического уровня состоят в формировании и приеме вызова и обеспечении выполнения процедур включения и отключения этих соединений.

Рассматриваемые физические соединения включаются (см. рис.10.1) по схеме “точка-точка” либо “точка-многоточка”. Они могут обеспечивать как последовательную (побитовую), так и параллельную (побайтовую) передачу данных. В первом случае физический сервисный блок данных содержит только один бит, а во втором - K бит (знак, байт).

Передача физических сервисных блоков (ФСБД) осуществляется синхронным либо асинхронным способом. В обоих случаях биты принимаются в конце физического соединения в том же порядке, в каком они были переданы в начале соединения. Параметры качества соединения выбираются канальными объектами при включении физического соединения. Перечень параметров примерно тот же, что и в транспортном уровне.

На физическом уровне реализуется протокол управления физическим каналом, который характеризует первый (нижний) уровень иерархии программной структуры вычислительной сети. Этот протокол определяет тип и характеристики физического канала, создаваемого на основе следующих видов каналов связи:

 физическая пара;

 аналоговый телефонный;

 телеграфный;

 дискретный коаксиальный;

 радиоканал;

 спутниковый канал связи и т.д.

В зависимости от характера передачи информации физические каналы подразделяются на последовательные и параллельные. Во-первых, передача информации осуществляется потоками бит, следующими один за другим. Во-вторых, информация передается одновременно параллельно по q цепям физического канала, по q бит сразу. Причем чаще всего q = 8.

В соответствии с рекомендацией X.25 МККТТ протокол первого уровня описывает “физические, электрические и процедурные характеристики установления, поддержания и разъединения физического канала в точке между оконечным оборудованием данных (вычислительной машиной) и аппаратурой передачи данных”.

Поскольку на первом этапе развития в вычислительных сетях использовались только аналоговые телефонные каналы, то МККТТ ранее разрабатывал и утверждал стандарты относящиеся к этим сетям. Так, в таблице 10.1 показаны стандарты, определяющие характеристики модемов - аппаратуры передачи данных, обеспечивающей взаимодействие машины с аналоговым телефонным каналом связи.

Таблица 10.1

Шифр рекомендации	Наименование рекомендации МККТТ
V.21	200-битовый модем, предназначенный для использования в коммутируемой телефонной сети
V.23	600/1200-битовый модем для использования в коммутируемой телефонной сети
V.24	Характеристики цепей обмена между оконечным оборудованием данных (DTE) и аппаратурой передачи данных (DCE)
V.26	2400-битовый модем, предназначенный для использования с четырехпроводным арендуемым телефонным каналом
V.26 бис	2400/1200 -битовый модем, предназначенный для использования в коммутируемой телефонной сети
V.27	4800-битовый модем, предназначенный для использования с арендуемым телефонным каналом
V.27 бис	4800-битовый модем с автоматической стабилизацией, предназначенный для использования с арендуемым телефонным каналом
V.27 тер	4800/2400-битовый модем, предназначенный для использования в коммутируемой телефонной сети
V.29	9600-битовый модем, предназначенный для использования с арендуемым телефонным каналом
V.35	Передача данных со скоростью 48 Кбит/с, использующая группу каналов 60-108кГц
V.36	Модемы для синхронной передачи данных, использующей группу каналов 60-108кГц

 

Эти модемы обеспечивают передачу информации со скоростью дот 200 до 48000 бит в секунду. Особое значение здесь имеет рекомендация МККТТ V.24, определяющая характеристики и процедуры доступа машины в аналоговый телефонный канал связи. Она содержит информационные, временные, а также управляющие процедуры, которые используются для передачи данных.

Более подробно модемы и соответствующие им методы модуляции и особенности построения модемов для передачи по радио и дискретным каналам связи будут рассмотрены далее.

В последнее время начался интенсивный переход к дискретным каналам связи, которые в первую очередь применяются в магистральных каналах коммуникационной сети. В этой связи МККТТ утвердил первые стандарты, касающиеся определения характеристик дискретных каналов связи. В соответствии с этими стандартами (см. табл.10.2) создаются пять ступеней дискретных каналов связи, передающих информацию со скоростью от 1,5 до 400 млн. бит/с.

Таблица 10.2

Уровень иерархии	Скорость передачи, Мбит/с
	Европейская	Североамериканская	Японская
Первый	2.048	1.544	1.544
Второй	8.448	6.312	6.312
Третий	34.368	44.736	32.064
Четвертый	139.264	274.176	97.728
Пятый	----	----	307.200

Первый уровень иерархии стандартов североамериканской зоны дискретных каналов связи определяет передачу информации по симметричным кабелям на расстояние до 80 км. Второй уровень используется для междугородних каналов связи протяжением до 800 км. Третий уровень предусмотрен для передачи сигналов с частотным делением и телевизионных с уменьшенной избыточностью. Четвертый уровень характеризует самую быструю передачу информации по коаксиальному кабелю или по радиорелейной системе. Пятый уровень иерархии представлен только Японией и относится к спутниковым каналам связи.

В настоящее время большинство физических каналов создается на базе последовательностей аналоговых или дискретных каналов связи.

Рассмотрим основные протоколы физического уровня:

 X.21;

 X.21бис;

 ИРПР.