Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Если же абоненты подключены к разным оконечным станциям, то должна использоваться другая процедура. У каждой оконечной станции имеется несколько линий к одному или нескольким коммутационным центрам, называемым пригородно-междугородными станциями(или, если они расположены в одной области, транзитными станциями). Соединяющие их линии называются междугородными. Число различных видов центров коммутации и их топология различна в разных странах в зависимости от телефонной плотности страны.

Если оба абонента подключены к одной и той же междугородной станции (что вполне вероятно, если они находятся недалеко друг от друга), то связь может быть установлена этой междугородной станцией. На рис. 2.25, в показана телефонная сеть, состоящая только из телефонных аппаратов (маленькие точки), оконечных коммутаторов (большие точки) и междугородных станций (квадраты).

Если у абонентов нет общей междугородной станции, то связь между ними будет установлена на более высоком иерархическом уровне. Междугородные станции связываются друг с другом высокоскоростными межстанционными линиями. Вплоть до 1984 года, когда распалась корпорация AT&T, телефонная система представляла собой многоуровневую иерархическую маршрутизацию, для поиска пути заходящую на более высокие уровни иерархии до тех пор, пока не обнаружится общий коммутатор. Эта схема была заменена более гибкой, неиерархической маршрутизацией. Рисунок 2.26 показывает, как могло бы быть направлено дальнее соединение.

Рис. 2.26. Типичный маршрут связи при большой дистанции между абонентами

В телекоммуникациях применяется широкий спектр сред передачи данных. В отличие от современных офисных зданий, где проводка обычно категории 5, местные линии связи в дома по большей части состоят из витых пар категории 3, а волокно только начинает там появляться. Для связи между коммутаторами широко используются коаксиальные кабели, микроволновая связь и особенно оптоволоконные кабели.

В прошлом телефонная система была аналоговой, в виде электрического напряжения передавался сам голосовой сигнал. С появлением оптического волокна, цифровой электроники и компьютеров стала возможной цифровая передача сигнала на всех уровнях иерархии, кроме местных линий связи — последнего аналогового звена цепи. Цифровая связь предпочтительней потому, что нет необходимости в точности воспроизводить форму аналогового сигнала после того, как он проходит через множество коммутаторов и усилителей. Достаточно распознать лишь одно из двух состояний линии: 0 или 1. Это свойство делает цифровую передачу более надежной, чем аналоговая. К тому же она дешевле и проще в обслуживании.

В целом, телефонная система состоит из следующих трех главных компонентов.

1. Местные линии связи (аналоговые витые пары, подводящиеся в дома и офисы).

2. Магистральные каналы (цифровая связь на базе оптоволокна между коммутационными станциями).

3. Коммутационные станции (в них вызовы переадресуются с одних магистралей на другие).

После того как мы коснемся темы политики телефонии, мы вернемся к более подробному рассмотрению каждого из этих трех компонентов. Местные линии связи — это то, что соединяет каждого конкретного абонента со всей остальной системой, поэтому этот пункт чрезвычайно важен. К сожалению, это и самое слабое место в системе. Междугородным магистралям присуща фундаментальная проблема соединения множества вызовов в один и отправка его по единому кабелю. Это называется уплотнением, или мультиплексированием канала, и мы применим для этого частотное и временное уплотнение. Мы изучим три стратегии мультиплексирования. Наконец, есть два принципиально разных способа коммутации, которые мы также рассмотрим ниже.

2.6.2. Политика телефонии

На протяжении десятков лет, вплоть до 1984 года, корпорация Bell System предоставляла услуги в области как локальной, так и междугородной связи на большей части Соединенных Штатов. В 1970-х годах правительство США пришло к мнению, что такая монополия является незаконной, и подала судебный иск на компанию AT&T. Правительство выиграло судебный процесс, и 1 января 1984 года компания AT&T была разделена на AT&T Long Lines, 23 местных телефонных компании BOC(Bell Operating Company) и еще несколько компаний. 23 компании BOC были объединены в 7 региональных RBOC для повышения их экономической жизнеспособности. По решению суда (это не было актом Конгресса США) за одну ночь вся структура телекоммуникаций в США была изменена.

Детали этой процедуры были описаны в документе под названием MFJ. (Modified Final Judgment — измененное окончательное судебное решение. Своего рода оксюморон: если решение могло быть изменено, значит, оно никак не окончательное.) Это событие привело к повышению конкуренции, снижению цен на дальнюю связь, как для частных, так и для корпоративных абонентов. Однако одновременно с этим возросли цены на местную связь, поскольку был нарушен экономический баланс: раньше местные тарифы удерживались низкими именно за счет высоких междугородных тарифов. Во многих других странах сейчас рассматривается вопрос о конкуренции между аналогичными линиями.

Прямое отношение к нашему разговору имеет то, что новая конкурентоспособная структура вызвала ключевую техническую особенность, которая будет добавлена к архитектуре телефонной сети. Чтобы стало понятно, кто чем теперь должен заниматься, Соединенные Штаты были разделены на 164 области, называемые LATA( Local Access and Transport Area— область локального доступа и транспорта). Области LATA приблизительно совпадали с областями, имеющими один и тот же телефонный код. В пределах LATA имелся один локальный оператор связи LEC( Local Exchange Carrier— местная телекоммуникационная компания), обладавший монополией на традиционные телефонные услуги в пределах области LATA. Наиболее важными операторами связи LEC являются компании BOC, хотя в некоторых областях LATA в роли LEC выступает одна из независимых телефонных компаний, общее число которых превышает 1500.

Новым было и то, что связь между областями LATA поддерживалась другой компанией: оператором линии дальней связи IXC( IntereXchange Carrier). Изначально компания AT&T Long Lines была единственным крупным оператором линий дальней связи, однако сегодня корпорации WorldCom и Sprint составляют ей серьезную конкуренцию. Одной из главных проблем при разделении корпорации AT&T было гарантировать, что все владельцы линий дальней связи обеспечат одинаковое качество связи, тарифы и количество цифр в номерах телефонов. Общий вид структуры изображен на рис. 2.27. На нем приведено три примера областей LATA с несколькими оконечными телефонными станциями в каждой из них. Области LATA 2 и 3 включают в себя также небольшую иерархическую структуру с транзитными станциями (внутренними для LATA междугородными станциями).