2.1.1.2. КОНЦЕНТРАТОРЫ С КОММУТАЦИЕЙ КАНАЛОВ

Среди различных устройств коммутации каналов концентраторы в силу своего назначения — объединять (концентрировать) в нескольких линиях нагрузку от большого числа других линий — образуют особую группу и поэтому требуют отдельного описания. К применению концентраторов прибегают в тех случаях, когда к коммутационному узлу или центральной оконечной установке передачи данных необходимо подключить ряд периферийных оконечных установок с низкой интенсивностью нагрузки (см. рис. 2.1) и когда обмен между ними невелик или отсутствует. Концентрация, вообще, возможна только при низкой интенсивности нагрузки, так как число соединений не может превышать числа соединительных линий. Концентрацию нагрузки не следует смешивать с многоканальной связью, при которой индивидуальные каналы, например абонентские линии, объединяются таким образом, что все они могут быть занятыми одновременно. Концентраторы обычно используют тогда, когда к центральной оконечной установке нужно подключить несколько удаленных периферийных установок, располагающихся близко друг от друга, или когда сам принцип действия и устройство этой установки таковы, что желательно вместо большого числа абонентских линий подвести к ней несколько соединительных линий.

Концентраторы с коммутацией каналов в сетях общего пользования. На рис. 2.1 показаны два возможных способа включения концентраторов; в сетях передачи данных общего пользования концентраторы всегда работают во взаимодействии с вышестоящими узлами коммутации (см. рис. 2.1 а).

Особенности выполняемых концентраторами задач таковы, что некоторые коммутационные функции, например выбор направления при установлении соединения со стороны одной из оконечных установок, отпадают с самого начала. Кроме того, часть коммутационных функций может возлагаться на вышестоящий узел коммутации, если за счет этого удается упростить концентратор. К числу подобных функций относятся, например, начисление абонентской платы или организации специальных услуг, в частности сокращенного вызова (см. разд. 3.2.3). Такое перераспределение функций связано, например, с расширением сигнализации, поскольку вышестоящий узел коммутации должен получить адрес вызывающей оконечной установки (т. е. установки, от которой поступило требование соединения).

В силу специфики своих задач концентраторы отличаются от других видов коммутационного оборудования еще и тем, что обычно количество подключаемых линий у них существенно меньше. У некоторых концентраторов максимальное количество линий, подводимых от оконечных установок, составляет лишь несколько десятков. При столь малом числе абонентских линий дублирование центральных блоков в концентраторах, в отличие от других видов коммутационного оборудования, обычно не предусматривается.

В общем несмотря на некоторую разницу в выполняемых задачах и характеристиках по своему принципу построения концентраторы лишь незначительно отличаются от других коммутационных устройств. Ниже будут рассмотрены только такие примеры использования концентраторов, в которых специфика их задач проявляется наиболее отчетливо.

Одно из простейших технических решений — включение перед вышестоящим узлом коммутации дополнительного концентратора зеркально по отношению к первому (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Схема «зеркального» включения двух концентраторов: К — концентратор; КЦС - концентраторная ступень; КУ - коммутационный узел

Обмен адресами вызывающей и вызываемой оконечных установок в данном случае происходит только между концентраторами; для вышестоящего узла коммутации подключенные таким способом установки не отличаются от подключенных непосредственно, напрямую. При этом концентраторы и вышестоящие узлы действуют независимо друг от друга; тем не менее из-за высоких затрат для описываемых ниже концентраторов такая схема включения не используется.

В качестве второго примера рассмотрим концентратор, который связан с вышестоящим узлом коммутации не только соединительной линией, но и линией управления (рис. 2.8, [2.12]). Если со стороны одной из оконечных установок начат процесс соединения, то на абонентский комплект поступает сигнал вызова, после чего информация об этом и адрес вызывающей установки по линии

управления передаются в вышестоящий узел коммутации. После коммутации в концентраторе (на рис. 2.8 в качестве примера показана пространственная коммутация) оконечная установка и коммутационный узел могут непосредственно обмениваться сигналами управления, необходимыми для установления соединения. Контроль за соединениями нужно осуществлять только в вышестоящем узле коммутации; информация о приеме сигнала отбоя для того или иного соединения поступает на концентратор по линии управления.

Рис. 2.8. Пример телеуправляемого концентратора (с пространственной коммутацией каналов): абонентская линия; АК - абонентский комплект; КС - коммутационная схема; центральное управляющее устройство; соединительная линия; линия управления; КУ - вышестоящий коммутационный узел

Производительность такого телеуправляемого концентратора при установлении и разъединении соединений в основном определяется производительностью управляющего узла коммутации и пропускной способностью линии управления. Последняя, вообще говоря, должна иметь значительно более высокую пропускную способность, чем каждая из абонентских линий.

И наконец, концентратор может быть реализован как обособленная часть вышестоящего узла коммутации, относящаяся к некоторой группе оконечных установок. Подобный концентратор описан в [2.13]. По соединительным линиям между концентратором и узлом коммутации передается такая же информация, как и по цепям внутреннего стыка между кодовым преобразователем ввода—вывода и устройством управления процессом передачи в узле коммутации (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Пример концентратора, являющегося обособленной частью коммутационного узла (с временной коммутацией каналов): АЛ - абонентская линия;

К — концентратор; соединительная линия; ГПС - группа подключения системы; КПВВ - кодовый, преобразователь ввода — вывода; приемное и передающее устройство (с буфером); БУП - блок управления процессом передачи; КУ - вышестоящий коммутационный узел

Так, например, для коммутации с временным разделением каналов необходима информация об изменениях полярности сигналов и адресах линий, по которым они принимаются или передаются. Поскольку пропускная способность соединительных линий намного ниже, чем цепей внутреннего стыка, то для передаваемой через коммутационный узел информации должно быть предусмотрено буферное устройство.

Описанный способ реализации концентратора применим как при коммутации значащих моментов, так и при коммутации групп битов. Концентратор обрабатывает их независимо от того, относятся ли они к сигналам управления или к передаваемым данным, поэтому установление соединения является задачей исключительно вышестоящего узла коммутации. Производительность концентраторов

торов при коммутации каналов зависит в первую очередь от пропускной способности соединительных линий, которая должна быть значительно выше, чем у абонентских линий.

Концентраторы с коммутацией каналов в частных сетях. Способы применения концентраторов в частных сетях передачи данных, в принципе, могут быть такими же, как и в сетях общего пользования. Рассмотрим, однако, лишь способ, характерный исключительно для частных сетей, при котором концентраторы включены по схеме рис. 2.16 между периферийными оконечными установками и центральной установкой, которая обычно содержит аппаратуру обработки данных (ЭВМ).

В большинстве случаев в таких сетях для передачи служебных сигналов между центральной и периферийными оконечными установками применяется та же процедура, что и для передачи данных. Следовательно, эта процедура может использоваться и для. обмена информацией с концентратором, так что между процессом установления и разъединения соединения, управляемым в рамках сигнализации, и процессом организации обмена основной информацией в рамках процедуры передачи данных нет строгого разделения. Примером может служить выбор определенной оконечной установки при установлении соединения со стороны центральной оконечной установки: вместо знаков набора номера, относящихся к сигнализации, на концентратор можно передать адрес оконечной установки в рамках процедуры передачи данных. Другой пример — разъединение соединения после получения специального знака управления вместо сигнала отбоя.

С помощью концентраторов, включенных так, как показано на рис. 2.16, можно осуществлять коммутацию с пространственным или временным разделением каналов. Максимальное число подключаемых линий составляет при этом несколько десятков. Если соединения устанавливаются только со стороны периферийных абонентов, техническая реализация управляющих устройств концентратора сказывается особенно простой, поскольку в этом случае концентратор не должен обрабатывать никакой адресной информации.

Рассмотрим один из концентраторов с пространственной коммутацией каналов Он предназначен для частных сетей передачи данных со скоростями до 4800 бит/с и рассчитан на использование определенных процедур передачи, данных между периферийными и центральной оконечными установками. К этому концентратору (рис. 2.10) может подключаться до 60 абонентских и 4 соединительных линий. Поскольку число точек коммутации невелико, выбрана однозвенная коммутационная схема на электронных элементах. Линейные комплекты обеспечивают прием вызовов от оконечных установок. Центральный задатчик передает поступившие вызовы далее, однако главное его назначение заключается в управлении последовательностью обработки вызовов и временной координации всех процессов управления. В остальном работа концентратора определяется сигналами управляющих устройств, установленных по одному на каждую соединительную линию (см. рис. 2.10). Если соединения устанавливаются и со

стороны центральной оконечной установки, то эти устройства принимают и обрабатывают адреса оконечных установок. Кроме того, в их задачи входит управление коммутационным блоком, передача сигналов управления, и, наконец, контроль соединения; после получения знака окончания процедуры передачи данных соединение разъединяется.

Вместо абонентских линий к концентратору могут подключаться соединительные линии от других таких же концентраторов, т. е. концентрация может быть двухступенчатой. В этом случае вышестоящий концентратор должен иметь в своем составе дополнительное, не показанное на рис. 2.10, централизованное управляющее устройство, обеспечивающее обслуживание вызовов от всех око нечных установок независимо от того, подключены ли они к нижестоящему или вышестоящему концентратору.