WSPÓŁCZESNE KIERUNKI ROZWOJU INFORMATYKI
Organizowana przez POLSKIE TOWARZYSTWO INFORMATYCZNE
Do użytku wewnętrznego
Mrągowo, 6 — 10 listopada 1989 r.
i
SZÓSTA JESIENNA SZKOŁA PTI
WSPÓŁCZESNE KIERUNKI ROZWOJU INFORMATYK!
Organizowana przez POLSKIE TOWARZYSTWO INFORMATYCZNE
Do użytku wewnętrznego
Mrągowo, 6 — 10 listopada 1989 r.
Str.
1. Doc. M a r i a n DĄ BR O W S K I ( P o l i t e c h n i k a Wa rs za ws ka ) PR O B L E M Y I N F O R M A T Y C Z N E W S I E C I A C H
T E L E K O M U N I K A C Y J N Y C H
2. Dr Jacek IRLIK (Ins ty tu t S y s t e m ó w S t e r ow an ia ) JA KO ŚĆ O P R O G R A M O W A N I A
3. Praf. Jan M A L U S Z Y Ń S K I ( L i n k B p i n g Un iv er si ty ) P R O G R A M O W A N I E W LOGICE
4. Mgr Ma r e k RYĆKO (Polska A k a d e m i a Nauk) SY ST EM T e X W RĘ KU AUTORA, WY DA WC Y I D R UK AR ZA
5. Doc. Ma ci ej SY SLO ( U n i w e r s y t e t Wr oc ł a w s k i ) JAKIE K O R Z YŚ CI Z K O M B I N A T O R Y K I MOŻE MIEĆ P R O G R A M I S T A
6. Or An dr ze j SZ AŁ AS ( U n i w e r s y t e t Wars za ws ki ) LO GI KA I I N F O R M A T Y K A
71
89
99
123
Mrągowo, lis to p a d 1969
P R O B L E M Y I N F O R M A T Y C Z N E W S I E C I A C H T E L E K O M U N I K A C Y J N Y CUL
M arian Dąbrow ski I n s t y t u t T e lek o m u n ik a cji P o li t e ch n i k i War sza wsk i e j
00-665 Warszawa Nowowiejska 15/19, t . 252160
1. WSTĘP
Fundamentalną fu n k cją K lasyczn ej telek om u n ik acji je s t tr a n s fe r in fo rm a c ji tzn. m ożliw ie s z y b k ie i w iern e p rzek azan ie in fo rm a cji na d ro d ze e le k t r y c z n e j. We współczesnych systemach in fo rm acyjn ych , w zrasta r o la ró w n ież p rz etw a rza n ia i n f o r macji. R óżn orodn ość usług n iefon iczn y ch , w yn ikająca z zap otrzebow an ia na szybką komunikację czło w iek - maszyna i maszyna - maszyna, wymaga ś c is łe g o w sp ółd ziałan ia na poziom ie p ro ced u r m iędzy źród łam i g e n e r a c ji in fo rm a c ji, punktami o d b io ru in f o r macji i systemami tr a n s p o r tu in fo rm a c ji. Powoduje t o zw ięk szen ie zakresu w spółczes
n ej telek om u n ik acji i j e j ś c iś le js z e g o powiązania z systemami kom puterowymi - głównymi elementami ź r ó d e ł i u jś ć in fo rm a c ji. Dynamikę rozw oju w ybran ych usług we współczesnych siecia ch telekom u n ik acyjn ych prow adzi do n a stęp u jących wniosków:
- na ś w ię c ie zainstalow ano p ra w ie 700mln zakoriczeri te le fo n ic zn y c h i p rz ew id u je s ię dalszy w zros t o ok. 4% roczn ie,
- mimo w ie lo le tn ie g o , s z y b k ie g o rozw oju usług telem atycznych, łączna lic z b a term in a li je s t o k ilk a rzędów w ie lk o ś c i n iższa od zakończeń te le fo n ic zn y c h ale tempo wzrostu wynosi ok. 20% roczn ie.
Ten stan w yw ołu je sym biozę in fo rm a ty k i i telek om u n ik acji, k tó r a odbywa się w trze c h płaszczyznach:
1. K om puteryzacja i c y fr y z e c ja s ie c i telekom u nikacyjnych ja k o nowoczesnej in fr a s t r u k t u r y tr a n s p o r tu i p rzetw a rza n ia in fo rm a c ji.
2. O ferow anie nowych usług in fo rm atyczn ych m ożliwe p r z y w sp ółp ra cy obu d z ie dzin.
3. Wspólne podstaw y te o r e ty c z n e w z a k r e s ie t e o r i i in fo rm a c ji, te c h n ik i c y fr o w e j, t e o r i i systemów i oprogram owania a ta k ż e , wspólna baza tech n ologiczn a.
unowocześnianie s ię we własnym z a k re sie staw a ły s ię sob ie p otrzeb n e wzajemnie [1][2].
Telekom unikacja zm ierza do je d n o lit e j s ie c i c y fr o w e j z in te g r a c ją usług ISDN4\
in fo rm a ty k a ro z w ija m etody rozproszon ego przetw arzania, o b ie d zied zin y zm ierzają do oprogram owania o p a rte g o o ję z y k i p ostprocedu raln e i system y ekspertow e. W os
ta tn ic h la ta ch [3], są rozw ażane k on cepcje telekom unikacyjnych s ie c i in te lig e n tn y c h d r u g ie j g e n e r a c ji IN/2ł ł ) budowane z wykorzystaniem m ożliwości tech n iczn ych s ie c i ISDN. Zainteresow ane środ ow isk a są skłonne uważać, że ewolucja systemów inform a
c y jn y c h doprow adzi do systemów C&C*ł4 ^
T a b l i c a 1. Tempo r o z w o ju b a z y t e c h n o l o g i c z n e j T e c h n o l o g i a P o d s ta w o w y p a r a m e t r Tempo r o z w o ju T e c h n ik a
o p t y c z n a
T e c h n o l o g i a krzem ow a T e c h n o l o g i a GaAs
S z y b k o ś ć p r z e t w a r z a n i a
i n fo r m a c j i
S z y b k o ś ć t r a n s m i s j i x o d c in e k r e g e n e r a t o r o w y M b it / s x km
G ę s t o ś ć e le m e n tó w na s t r u k t u r z e ( p a m i ę c i ) G ę s t o ś ć e le m e n tó w na s t r u k t u r z e ( p a m i ę c i ) M IPS ( m i l i o n y
i n s t r u k c j i na seku n d ę
1000 r a z y na 10 l a t (2 r a z y r o c z n i e )
100 r a z y na 10 l a t ( 1 .6 r a z y r o c z n i e ) 1000 r a z y na 10 l a t (2 r a z y r o c z n i e ) 100 r a z y na 10 l a t ( 1 .6 r a z y r o c z n i e )
Rozw ój współczesnych systemów telekom unikacyjnych je s t stymulowany p rz ez stan d o stę p n ej te c h n o lo g ii o ra z p rz e z w y n ik i w spółpracy z in fo rm atyk ą. W t a b lic y 1 zilu strow an o tempo rozw oju bazy tec h n o lo g iczn ej [4], Utrzym anie ta k ie g o tempa oznacza, że w lata ch 9 0 -tyeh będą dostępne łącza o przep ływ n o ści k ilk u G bit/s dla odcinków między reg en era tora m i 100km (lub łącza 10 Gbit/s o d łu go ści 10km). Dla uzu
p ełn ien ia ty c h m ożliw ości tran sm isyjn ych , tech n ologia półprzew odników powinna um ożliw ić s zy b k o ś c i o k o ło 200Mbit/s dla CMOS, lG bit/s dla ECL i 3 do 5 G bit/s dla GaAs. P ostęp w te c h n o lo g ii je s t m otywacją dla nowego p o d ejścia systemowego. P ie rw sze c y fr o w e system y tran sm isyjn e PCM w te c h n o lo g ii lampowej i tr a n z y s to ro w e j n ie w p ły n ęły stym ulująco na system y kom utacyjne; d o p ie ro rozw ó j systemów PCM w no
wych tech n ologiach p ółprzew odnikow ych rozp oczą ł eta p in t e g r a c ji te c h n ik i i ro zw ó j
O In te g ra ted S e rv ice s D ig it a l Network IN - I n t e l l i g e n t Network
♦ ♦ ♦ ) C&C - Computer and Communications, Compunications
c y fro w y c h pól kom utacyjnych. Wynalazek tr a n z y s to ra i e le k tr o n ik a dysk retn ych układów tra n z y s to ro w y c h n ie spowodowała szoku w telek om u tacji. T ra n zy sto r i dioda n ie s t a ły s ię zamiennikami p rz ek a ź n ik a na zasadzie "jeden za jed en ". D opiero u sta b i
lizowana tech n o lo g ia układów scalon ych d u ż e j in t e g r a c ji, n is k ie j mocy i rosnącej niezawodności je s t stym ulatorem now ej g e n e ra c ji c e n tra l e lek tro n iczn y ch . Podobny b y ł stosunek do rozw oju komputerów i in fo rm a ty k i. Powolne, zawodne kom putery o prym itywnym oprogram owaniu z lo t 40, 50, i 6 0 -tyc h n ie zo s ta ły zaakceptowane w t e lek om u tacji. Nowoczesne m etody in fo rm a ty k i: s z y b k ie kom putery wielozadaniowe i w ielop rocesorow e o r o zp ro s zo n e j s tr u k tu r z e , nowoczesne system y o p e ra cyjn e i ję z y k i oprogram owania pozw alające na im plem entacje n ie z a le ż n e j kom p ilacji i w spółbieżności procesów z o s ta ły adaptowane i r o z w in ię te w systemach kom utacyjnych.
2. Tendencje rozw oju s tr u k t u r y s ie c i
Zastosowanie c y fr o w e j t e c h n ik i tra n s m is y jn ej i kom u tacyjn ej powoduje zasad
n icze zmiany w s tr u k tu r z e h ie r a r c h ic z n e j s ie c i i w metodach j e j e k sp lo a ta c ji. Cen
tr a le o elektrom ech an iczn ych polach kom utacyjnych p rzestrzen n ych i sterowaniu w te c h n o lo g ii p rz e k a ź n ik o w e j na o g ó ł n ie p r z e k r a c z a ły pojem ności 10...20 tys. NN co zmuszało do budowy s ie c i te le fo n ic z n y c h o 4 lub 5 stopn iach h ie r a r c h ii. Współczesne c e n tr a le e le k tro n ic z n e o c y fr o w y c h polach kom utacyjnych mogą mieć pojemności p o w y że j 100000 NN zarówno ja k o c e n tr a le końcowe ja k i tra n z y to w e co pozwala na zm niejszenie h ie r a r c h ic z n o ś c i s ie c i do 3 sto p n i o ra z zm niejszenie lic z b y c en tra l p rz y u stalo n ej pojem ności s ie c i.
Rozw ój w ie lo k ro tn y c h , c y fr o w y c h systemów tele tra n sm isy jn y ch polega na zw iększeniu k r o tn o ś c i systemów p ra cu ją cych na jednym t o r z e co powoduje względne zm niejszenie kosztów s ie c i tr a n s m is y jn ej w p rz elic ze n iu na jed en kanał. Szacuje się, że c z t e r o k r o t n e zw iększenie k r o t n o ś c i systemu o b n iża t r z y k r o t n i e cenę tra n s m is ji je d n e g o b itu . Uzasadnione je s t zatem zastosow anie wiązek m iędzycentralow ych o d u że j k r o tn o ś c i. Większa pojem ność c e n tr a l i w ięk szy wymiar wiązek m iędzycentralowych polepszają param etry, ruchowe s ie c i. S terow an ie kom puterowe węzłów ułatw ia elas
tyczn e k ie ro w a n ie ruchem w siecia ch .
Rozw ój s ie c i c y fr o w y c h b y ł, do czasu zastosowania i wintłowodów, ograniczony ze względów tech n iczn ych , tzn. t r a k t y c y fr o w e b y ły ogran iczon e do obszaru odpowiada
jącemu w k r a jo w e j s ie c i te le fo n ic z n e j o k rę g o w i telefonicznem u lub s t r e f i e numera
c y jn e j. P r z y zastosowaniu św iatłow odów jednomodowych, ju ż obecn ie odcin ki reg en e- r a to ro w e mogą w ynosić AOkm dla p rze p ły w n o śc i sygnałów cy fro w y ch w granicach od 2Mb/s do 565Mb/s (a więc - w z a k r e s ie stosowanych obecn ie zw ielo k ro tn ie ń systemów
PCM), a zasięg systemu tran sm isyjn ego w ydaje s ię p ra k ty c z n ie nieogran iczon y.
W ślad za rozwojem tra n s m is y jn ej s ie c i c y fr o w e j, następu je ro zw ó j e le k tr o n ic z nych węzłów kom utacyjnych. W wyniku zastosowania:
• c y fr o w e j m a g istra ln ej s ie c i tra n sm isyjn ej,
■ węzłów kom utacyjnych z cyfrow y m i polami kom utacyjnymi, sterowanym i p ro g ramowo,
■ zmian s tru k tu ra ln y ch w s ie c i te lek om u n ik acy jn ej ew olu cji podlega logiczna s tr u k tu r a s ie c i.
W nowoczesnej s ie c i c y fr o w e j można w y r ó ż n ić n astępu jące w arstw y log iczn e s ie c i (r y s .l):
1. M iędzycentralow a s ie ć tran sm isyjn a odpow iedzialna za tw o rzen ie d ró g dla tra n s p o rtu in fo rm a cji.
2. Węzły kom utacji kanałów c y fro w y c h tw orzących s ie ć komutacyjną.
3. Autonomiczna s ie ć syg n a liza cyjn a . Dla s ie c i c y fro w y c h p rzew id zian y je s t scen tralizow an y system s y g n a liz a c ji. Logiczn ie, wymiana s y g n a liza c ji pomiędzy węzłami je s t wymianą in fo rm a c ji pom iędzy procesoram i s teru ją cym i węzłów.
P ro c es o ry s y g n a liza cy jn e w węzłach połączone między sobą tw orzą s ie ć s y g n a liza c yjn ą o cechach kom puterow ej s ie c i z kom utacją p akietów .
4. Autonomiczna s ie ć sy n ch ro n iza cji węzłów. S ie ć z węzłami o c y fro w y c h polach kom utacyjnych wymaga je d n o lit e j s y n c h ro n iz a c ji pól kom utacyjnych. Wymaga s ię d u ż e j dok ład n ości zegarów w węzłach i utrzym ywania d łu goterm in ow ej ich s ta b iln o ś c i; dla r e a liz a c ji ty c h wymagari ze g a ry węzłów s ie c i są wzajemnie powiązane w s ie ć syn ch ron izacyjn ą.
5. S ieć utrzym ania i zarządzania. Rozproszona s tr u k tu r a c e n tra l koiicowych (z zastosowaniem w ydzielonych g e o g r a fic z n ie k on cen tra torów i modułów w yn ie
sion ych ) o ra z wprowadzenie metod a lte rn a tyw n e go sterow an ia ruchem w s ie c i m a g istra ln ej uzasadnia c e n tr a liz a c ję zarządzania i utrzym ania s ie c i; tw orzone są c e n tra e k s p lo a ta c ji te c h n icz n e j (CET) obejm ujące con ajm n iej k ilk a cen tra l.
Centra CET są ze sobą powiązane w s ie ć zarządzania i utrzym ania. Komunikacja pom iędzy CET je s t tw orzona ja k o lo g ic z n ie w ydzielona s ie ć .
Sieć synchronizacyjna Sieć sygnalizacyjna
Sieć k om utacyjna
Sieć u trzym ania 1 zarząd zen ia
| s ie cio w o b o z o don ych |
cen tru m In fo rm a cj
irzetworzonla TTamtfry lo g ic z n o
c y fr o n y c h n ie c i te le k o m u n ik a c y jn y c h
CENTRUM UTRZYMANIA 1 ZARZĄDZANIA SIECIĄ
[cen tru m s tr e fo w e
[cen tru m s tr e fo w e
S ieć s y n c h ro n iza c y jn a Zegar odniesienie
■ " O Chorzeć)
Q Z e g a i ^ ^ re ze rw a lary s lect w ezío w S ¿ P ~ 1
§y^£b*ortTzocja wzajemno
•^ftecKatrefowej / L i r - — Sieci
'S y n c h ro n iza c ja "m aster-A slove*
dcN w ezłów /lokaln y c h / \
_______________ Sieć sygnalizacyjna STP Węzły transferu sygnalizacf
s t p ____ I
C e n tr ó le w ę z ło w e
m e W erćw on le
C e n tra le tr a n z y to w e
¿ acza rygnalizacyjne
C e n tr a le k o l c o w e
S P Punkty sygnalizacji
Rys.l Struktura logiczna cyfrowych
sieci telekom unikacyjnych
'R o z w ó j zin tegrow a n ych usługowo s ie c i telekom unikacyjnych dokonuje się poprzez techn iczną in t e g r a c ję systemów telekom u nikacyjnych z w ykorzystaniem te c h n ik i c y fr o w e j dla tra n s m is ji i dla kom utacji. Konkurują ze sobą dwio ten den cje.
Jedna, pochodząca od p ro je k ta n tó w s ie c i kom puterowych w lata ch 7 0 -tych , a więc ze środow iska in form atyczn ego, o p tu je za wprowadzeniem usług fon iczn ych ja k o d od at
kowych usług w s iecia ch p ak ietow ych . Tendencja druga, pochodząca ze śro d ow isk telekom unikacyjnych, uznaje t e le fo n ię ja k o podstawową usługę w s ie c i telekom unika
c y jn e j realizow aną p op rzez kom utację kanałów a inne r o d z a je tra n sm isji - ja k o usługi dodatkowe rea lizow a n e p r z y pomocy ró żn yc h metod kom utacji. Za sieciam i z komutacją p ak ietów przem aw iają d z ia ła ją c e im plem entacje s ie c i kom puterowych z w ykorzystaniem te c h n ik i c y fr o w e j i kom puterow ej wprowadzone w o k r e s ie la t 70- tych k ie d y w telek om u n ik a cji powszechnie w ykorzystyw an o p r z e s ta rz a łe , elek tro m e
chaniczne system y kom utacyjne i analogowe system y te letra n s m isy jn e. Z k o le i, w pro
wadzane od połow y l a t 7 0 -tych ele k tro n ic zn e system y kom utacyjne w t e le fo n ii, w yk orzystu jące t ę samą bazę tech n ologiczn ą co system y komputerowe, w yd ają s ię b y ć kon ku ren cyjne dla in t e g r a c ji usług w porównaniu z komputerowymi sieciam i p a k ie to wymi.
Wybór s t r a t e g ii rozw oju s ie c i cyfrow y c h z in t e g r a c ją usług ISDN sprowadza się do wyboru w łaściw ych metod kom utacji i związanych z nimi metod tra n s m is ji i sygna
liz a c ji. Każda s t r a t e g ia in t e g r a c ji musi w pierwszym rz ę d z ie uw zględhiać obecny stan s ie ci telek om u n ik acyjn ej, a w szczególności in t e r e s y w ła ś c ic ie li (ek sp lo a ta to ró w ) s ie ci. Z te g o punktu w idzenia je s t oczyw iste, że dochodzenie do ISDN b ę d z ie s ię odbywać na d ro d ze ew olu cji, d o s ta tec zn ie d łu g o tr w a łe j b y zam ortyzow ały s ię o lb r z y mie nakłady zainwestowane w is tn ie ją c e s ie c i. P rzech od zen ie do ISDN p o p rzez "rew o lu cję", choć tech n iczn ie m ożliwe n ie j e s t rozważane w k ra ja c h zachodnich ze względów ekonomicznych i k om ercyjn ych . Ocenia s ię [5], ż e w roku 1994 lic zb a abonentów s ie c i telek om u n ik acyjn ej k o r z y s ta ją c a z usług n iefon iczn y ch b ędzie w ynosić ok. 5% i w zrośn ie do 40% w roku 2000.
W lata ch 60-ty c h i 7 0 -tych in t e g r a c ja usług fon iczn ych i n iefo n iczn y ch nastę
powała według dwóch reg u ł:
a) Tw orzenie usług te le in fo rm a ty cz n y c h jako-dodatkow ych dla p od k ład ow ej k la syczn ej s ie c i te le fo n ic z n e j z kom utacją kanałów. Klasyczna, e.tara s ie ć t e le f o niczna z kom utacją kanałów w ykorzystyw ana dla tran sm isji danych ma następu
ją c e wady:
- kon ieczn ość u ż y c ia kosztow nych modemów i o d p o w ied n iej a d ju s ta c ji łączy, - stosunkowo mała s zy b k o ść tran sm isji,
7 często dużo, nieakceptowalna stopa błędów, - n isk i w skaźnik w ykorzysta n ia kanałów.
b) Tw orzen ie w ydzielonych sieci komputerowych z kom utacją pak ietów dla usług telein fo rm a ty czn y ch a następnie - ze względów ekonomicznych - dokonywanie p ró b dodania do ty c h s ie c i usług fonicznych. Największą s ie c ią doświadczalną tes tu ją c ą r ó żn e kon cep cje kom utacji pakietów je s t s ie ć ARPANET (USA). Inne duże s ie c i z komutacją p akietów to DATAPAC (Kanada), TRANSPAC (F rancja), TELENET, TYMENET (USA).
Klasyczna s ie ć te le fo n ic zn a je s t niedopasowana do ruchu tra n s m is ji danych ze względu na odmienne s t a t y s t y k i ruchu. Typowy term inal fon iczn y g en e ru je ruch p o n iż e j 0.1E w g o d zin ie n ajw iększego ruchu (GNR) w p ostaci k ilk u rozmów kilkuminu
towych. Term inal in t e r a k c y jn y tran sm isji danych z k o le i gen eru je znacznie w ię c e j zgłoszeri o krótszym czasie trw an ia. T a k i ruch powoduje p r z e c ią ż e n ie zespołów s te ru ją c y c h w cen tra la ch klasycznych o ra z n a potyka c z ę ś c ie j na blokadę w t e le f o nicznych polach kom utacyjnych. Ponadto system y s y g n a liz a c ji stosowane dotychczas w ruchu telefon iczn ym są r e la ty w n ie powolne dla k r ó tk ic h tr a n s a k c ji p rz y in t e r a k c y jn e j p ra c y te rm in a li tran sm isji danych.
W w yd zielon ych s iecia ch komputerowych, pro jek tow an ych na własnych węzłach kom utacyjnych stosowano, kom utację in fo rm a c ji (komutacja wiadomości lub komutacja pak ietów ), l e p ie j w y k orzystu ją cą kanały transm isyjn e w porównaniu z klasyczną s ie c ią te le fo n ic zn ą *). Koncepcja kom utacji wiadomości je s t conajm niej ta k s ta r a ja k s ie ć te le g r a fic z n a . Isto tn a ró żn ic a między systemami z kom utacją wiadomości i z kom utacją kanałów polega na tym, że t e pierw sze n ie p racu ją w czasie rzeczyw istym i dopuszczają znaczne op óźn ien ia w dostarczan iu wiadomości. W przyp adk u p rz e c ią ż e n ia w systemach z kom utacją kanałów w ystępu ją s t r a t y nowych zgłoszeri, natom iast w systemach kom utacji wiadomości pow iększają s ię opóźnienia.
Kon ku ren cyjne w stosunku do k lasyczn ej kom utacji kanałów ok a za ły s ię s y s te my z odmianą k om utacji in fo rm a c ji - z kom utacją pakietów . Wiadomość w węźle ź r ó d łowym je s t d zielon a na p a k ie ty op atrzon e nagłówkami służbowym i (m.in. adres docelo
wy, adres źró d ło w y , numer pak ietu itd .). P a k ie ty p rzesy ła n e są p rz ez s ie ć metodą kom utacji wiadomości różn ym i drogami w zależn ości od aktualnych m ożliw ości p rz e pustowych kanałów a następn ie w węźle docelowym są składane w k o p ię wiadomości.
W popraw nie zaprojektow anym system ie kom utacji p ak ietów są w ykorzystyw an e znacznie le p ie j k an a ły tran sm isyjn e s ie c i; kan ały są zbiorem wspólnych zasobów dla
Kryterium wykorzystania kanałów transm isyjnych b yło podstawowe przy projektowaniu s ie c i komputerowych w lotach 70-tych.
w szystk ich użytkow ników w znacznie k ró ts zy ch odcinkach.czasu. Jednakże t e pozorne z a le ty mają swoje ogran iczen ia :
1) Kanały tran sm isyjn e zajmowane są p rz e z dużą lic z b ę in fo rm a c ji służbow ych (nagłów ki, p o tw ierd ze n ia itp .)i
2) System sterow an ia w Każdym w ęźle j e s t b ard zo ob cią żo n y . Vf Kom utacji kanałóWi węzeł wykonuje "je d n o k r o tn e " zadanie sterow an ia dla c a łe j tr a n s a k c ji. V kom utacji p ak ietów , w każdym w ęźle n a stęp u je obsługa p rz ez stero w an ie k a ż d ego pak ietu od d zie ln ie, polegająca na o d b io rze , przeredagow aniu i wygenerowa
niu nowego nagłówKa, nadaniu p o tw ierd zen ia do w ęzła pop rzedn iego i uzysK a- niu p otw ierd zen ia od węzła następnego.
Podstawowe z a le ty kom utacji p a k ietó w w stosunku do kom utacji wiadomości to : 1) znacznitł k ró ts ze czasy opóźn ien ia , poniew aż w ęzły n ie muszą b u forow ać ca łych
wiadomości a je d y n ie p a k ie ty ,
2) jednakowa d łu go ść p ak ietów n ie z a le ż n ie od wiadomości upraszcza i usprawnia zarządzanie pamięciami buforowym i w węzłach,
3) m ożliwe są r ó ż n e s t r a t e g ie obsłu gi d la ró żn y c h d łu g o ści wiadomości (p r i o r y t e ty ). Na p rz y k ła d wiadom ości k r ó t k ie , je d n o p a k ieto w e przesyłan e są z n a jw y ż
szym p rio ry te te m i z najmniejszym opóźnieniem , natom iast wiadomości d łu g ie są b a r d z ie j opóźnian e { 6],
4) p rz y d zielen iu wiadomości na p a k ie ty zwiększa s ię praw dopodobieństw o bez
b łęd n ej tran sm isji p a k ietu na d ro d ze m iędzy węzłami bez Konieczności r e tr a n s m isji.
Dedykowane s ie c i z Kom utacją p aK ietów dla tra n s m is ji danych mają następujące z a le ty w stosunKu do k la syc zn ej s ie c i te le fo n ic z n e j:
1) P o d zia ł zasobów. P od zia ł zasobów oznacza, że r ó in e t y p y zadań inform atyczn ych są kierow an e do komputerów sp ecjalizow an ych dla ty c h zadań. I s t n ie je jed n ak w iele zadań, k t ó r e są typow e dla k a żd e go lub dla w ięk szości komputerów. D zięk i p od zia ło w i ruchu, mogą one b y ć kierow an e według a k tu a ln e j dostęp n o ści s ie c i. Zgłoszen ie u ż y t kownika i deK la racja ty p u zadania powoduje, ż e "system o p e r a c y jn y ” s ie c i powoduje p ołączen ie u żytk ow n ik a do od pow iedn iego kom putera po d rodze optym alizow anej według K ry te r ió w p ra cy s ie c i p a k ie to w e j. P o d zia ł ruchu oznacza m ożliw ość e la s ty c z n e j rozbudow y s ie c i: K on ieczn ość ro zszerzen ia m ożliw ości ob liczen iow ych może oznaczać dodanie nowego id en ty czn eg o Komputera i zadeKlarowanie go w system ie operacyjn ym s ie c i b ez zmian w wyposażeniu użytKowniKów.
2) S tan daryzacja styków . P roducen ci sp rzętu kom puterowego mają k om ercyjn e tend en
c je do usztywniania zasad w sp ółp ra cy swoich te rm in a li ze swoimi komputerami. Choć fu n k cje wielu term in a li i oprogram owania są ta k ie same to n ie są one kom p atybiln e w śród ró żn yc h producentów. S ie ci te le in fo rm a ty c z n e wymuszają s ta n d a ry za c ję s t y ków i oprogramowania ró żn yc h producentów. Klasycznym standardem je s t CCITT V.24 dla dostępu do łą czy c y fro w y c h s ie c i te lek om u n ik acy jn ej tw orzon ych p r z y u życiu modemów. Dla s ie c i z kom utacją p a k ie tów standardem j e s t CCITT X.25 - j e s t t o stan dard w yższego rzędu od V.24 d e fin iu ją c y n ie t y lk o warstwę fizy c z n ą ja k V.24 ale rów n ież k o n tro lę błędów, form atow anie wiadomości, stero w an ie przepływem inform a
c ji. W rzecz y w is to ś ci, X.25 s p e c y fik u je k ilk a typów sty k u logiczn ego, m iędzy innymi dla połączeń w irtu aln ych ustalanych na c a ły czas zgłoszenia, a w ięc pod ob n ie ja k w system ie kom utacji kanałów. W p r a k t y c e term in ale i kom putery ró żn y c h firm , mimo postępów s ta n d a ry za cji, n ie są k om patybiln e. Stąd is to tn ą r o lą s ie c i je s t k on w ersja styków logiczn ych n a jc z ę ś c ie j d ro g ą em ulacji na rozw ią zan ie typow e, stosowane p rz ez uznane firm y.
3) Konwersja szy b k o ści. Systemy z kom utacją pak ietów są szczegó ln ie wygodne dla współpracy term in a li i komputerów o ró żn y c h szybk o ściach kom unikacji. K ażde z ty c h urządzeń w spółpracu je z węzłem granicznym s ie c i i t y lk o w tym w ęźle odczuwana je s t szybk o ść tra n sm is ji urządzenia końcowego. Po p od ziale wiadomości na p a k ie ty , transm isje międzywęzłowe odbyw ają s ię według w ew nętrznej, s ie c io w e j s zy b k o śc i.
4) Konwaraja kodów. Podobn ie ja k k on w ersja szy b k o ści dokonywana je a t k on w ersja kodów. Najpopularniejszym , choć n ie jedynym je s t kod ISO-7 (ASCII), a le i tu i n t e r p re ta c ja poszczególnych znaków s te ru ją c y c h n ie je s t je d n o lito .
5) K on trola błędów tra n sm isji. K on trola błędów w s ie c i z kom utacją p ak ietów odbywa się pomiędzy każdymi dwoma węzłami tra n z y tu ją e y m i na zasadzie s p rz ę ż e n ia z w ro t
nego d e cy zji. Wykrywane p rzez zastosowany kod c y k lic z n y b lo k i (p a k ie ty ) b łęd n e są powtarzane na żądan ie kanału pow rotnego. W szczególn ości p r o to k ó ł X.25 posiada mechanizmy retra n sm isji błędn ych bloków. Również g a łę z ie term in al - w ęzeł źr ó d ło w y ' lub term inal - węzeł docelowy o b ję t e są k o n tro lą błędów.
6
) A ltern atyw n e metody k ie ro w a n ia ruchem. Systemy z kom utacją p a k ietów tw o rzą altern atyw n e d r o g i dla połączeń w sposób n a tu raln y w y n ik a ją cy z zasad d zia ła n ia .7) Podsyatamy w irtu aln e. Z punktu w idzenia u żytk ow n ik a, n a jc z ę ś c ie j in te r e s u ją c y je s t dedykowany system w ielodostęp n y. Na p rz y k ła d obsługa k a r t k re d y to w y ch , rezerw acja b iletów są systeaam i a p lik a cyjn ym i tw orzącym i zam knięte g ru p y u ż y tk ó w -
ników. Z punktu w idzenia ekonom ii rozw ią zan ia s ie c i te le in fo r m a ty c z n e j, s ie ć powinna b y ć tech n iczn ie je d n o lit a ze wspólnym podziałem zasobów s ie cio w y ch co j e s t szczegól
n ie wygodne dla d u ż e j lic z b y n ie w ie lk ic h podsystemów; dla k a żd eg o podsystemu budowa s ie c i dedykow anej b y ła b y nieekonom iczna.
3.1 Włóczenie usług fon iczn y ch do n iec i p a k ie to w y ch
M otywacją dla in t e g r a c ji usług fo n iczn y ch i n ie fo n ic zn y c h w je d n e j s ie c i p a k ie to w e j są k o r z y ś c i ekonomiczne ze wspólnego w y k o rzy sta n ia zasobów s ie c i oraz kosztów j e j utrzym ania. Rozważane są m etody p a k ieto w e g o p rz e s y ła n ia mowy w yko
r z y s tu ją c e p o ro w a to ść sygnałów fon iczn ych . Z ain teresow an ie ty m i metodami pochodzi z systemów m ilita rn y ch . P rz y p a k ie t y z a c ji mowy w y k o r z y s tu je s ię ró w n ież p r z e jś c ia z nadmiarowego systemu na kanałach dupleksowych r.a system naprzem ienny, podobnie ja k w analogowym system ie transoceanicznym TASI o ra z w system ie B ell Co. pod nazwą DSI. In te g r a c ja usług fon iczn ych i n ie fon iczn y ch , p r z y za ło żen iu kom u tacji kanałów jed n okieru n kow ych (sim pleksowych), oznacza de fa c to stosow anie m etody k om utacji kanałów w irtu aln ych . Wynika to ze szczególnych wymagań na op ó źn ien ia dla sygnałów fon icznych . C ałkow ite o p ó źn ie n ie sygnału fo n iczn ego w s ie c i (n ie z a le ż n ie od lic z b y tra n zytó w ) musi b y ć ś c iś le ogran iczon e, co p r z y przypadkowym i zmiennym w czasie (ze względu na c h a r a k te r sygnału mowy) d ostarczan iu p a k ie tó w do węzła docelowego i k on ieczn ości ich sekw en cyjn ego szeregow ania w czasie rzeczyw istym wymaga dużych buforów i s z y b k ie g o p rzetw a rza n ia . Drugą podstawową tru d n o śc ią w pakietowym p rzesyłan iu mowy j e s t duża czu ło ś ć s ie c i na p r z e c ią ż e n ia p r z y dużym współczynniku w y k orzysta n ia kanałów. N iew ie lk ie , chwilowe p rz ek ro c ze n ia w skaźnika w y k o rzysta n ia kanałów powodują n ie p r o p o r c jo n a ln ie w iększe op ó źn ien ia p a k ietów . Ułatwieniem p ak ietow ych tra n s m is ji fo n iczn y ch w stosunku do p a k ie to w y ch tra n s m is ji n ie fo
nicznych są: •
1) zbędność stosowania kodów c y k lic zn y c h i s p rzę że n ia zw rotn ego dla popraw y s to p y błędów dla typ ow ych kanałów,
2) r ez y g n a c ja z p o tw ierd za n ia p r z y ję t y c h p a k ietów fon iczn y ch j e ż e l i praw dopo
dobieństw o s t r a t y p a k ie tu w s ie c i (ś r e d n ie ) n ie p rz ek ra c za 1+3%.
Jak widać, możliwa je s t te c h n ic z n ie in t e g r a c ja usług fon iczn y ch i n ie fo n ic z nych w s ie c i p a k ie to w e j jed n ak o b ie usługi s ta w ia ją odmienne wymagania i muszą b y ć obsługiwane różn ym i p ro to k o ła m i. D latego t e ż , n ie n a le ż y tr a k to w a ć kom utacji p akietów ja k o m etody in t e g r a c ji usług fon iczn ych i n iefo n iczn y ch poniew aż:
1) N ie k tó re t y p y usług n ie fo n iczn y ch ja k p rz e s y ła n ie d łu gich wiadom ości, np.
te le fa x o d u ż e j r o z d z ie lc z o ś c i są e fe k t y w n ie j obsługiw ane p rz e z kom utację kanałów.
2) Sterow anie przepływ em i duża d y s p e rs ja o p ó źn ien ia dla fo n ii wymagają Komu
t a c ji kanałów w irtu a ln ych .
3) Liczba węzłów tra n z y to w y ch o r a z w skaźn ik w y k o rzy sta n ia kanałów je s t o g r a n i
czony z powodu dopuszczalnego c a łk o w ite g o o p ó źn ien ia p ak ietów .
4) P r o to k o ły wymiany p a k ietów fon iczn y ch i n iefo n ic zn y ch muszą b y ć ró żn e.
5) Wyczuwanie p oczątku nadawania segmentu rozmowy i rek o n s tr u k c ja czasowa fo n ii n ie je s t zadaniem ruchowym w s ie c i lecz wymaga dodatkow ego w yposażenia w węzłach końcowych.
6) Podstawowe z a le ty p a k ieto w eg o p rz es y ła n ia fo n ii (m.in. d o b re w y k o rzy s ta n ie kanałów tra n s m isyjn ych ) mogą b y ć sp ełn ion e w nowoczesnych s iecia ch z komu
ta c ją kanałów.
4. S ie ci zin tegrow a n e ISDN
Zgodnie z CCITT, ISDN je s t t o s ie ć r o z w in ię ta z c y fr o w e j s ie c i te le fo n ic z n e j zapewniająca c y fr o w e p ołą czen ia od term in ala do term in ala (e n d -to -e n d ) dla s ze ro k ie g o zakresu usług, z usługami fon iczn ym i i n iefon iczn ym i w łącznie, do k tó r y c h u ży tk ow n icy mają d ostęp p o p rze z og ra n ic zo n y z b ió r standardow ych w ieloserw isow ych styków abonenckich.
Pod pojęciem ISDN rozum ie s ię powszechną s ie ć cy fro w ą , zdolną zin te g ro w a ć szerok i zak res usług fon iczn y ch i n ie fo n ic zn y c h (fo n ia , dane, te k s t, obraz). Obecna, powszechna komutowana s ie ć te le fo n ic z n a PSTN ^ p rzek szta łc a n a j e s t w s ie ć c y fro w ą z autom atycznie komutowanymi kanałami transm isyjn ym i PCM 64kb/s. C y fr y z a c ja s ie c i prowadzi do c y fr o w e j s ie c i z in te g r o w a n e j IDNł ł \ in t e g r u ją c e j te c h n ik ę transm isyjn ą i komutacyjną. S ie ć IDN, tw orzona o b ecn ie w w ielu k ro ja c h , je s t etapem pośrednim między PSTN a p rz y s złą s ie c ią ISDN.
Prace w CCITT w z a k r e s ie ISDN k o n c e n tru ją s ię na n a stęp u ją cych problem ach [7J:
kon cepcja i zasady ISDN (ew olu cja o b ec n ej s ie c i);
- m ożliw ości usługowe;
«
- a sp ek ty siecio w e i fu n k cjon aln e, problem y ekonomiczne o ra z w spółpraco s ie c i ISDN z innymi siecia m i i systemami w tym z systemami w ydzielonym i;
- s ty k u ży tk o w n ik - s ie ć ;
Dla je d n o lit e j a n a lizy k o n ce p c ji i p ro to k o łó w ISDN p r z y ję t o model o d n iesien ia OSI RM (E eferen ce Model) [G] o p a r t y na k o n ce p c ji i zasadach modelu o d n iesie n ia ISO/CCITT OSI. Podstawową cechą modelu RM-ISDN je s t rek u rsyw n e zastosowanie siedm iow arstw o-
P u blic Switched Telephone Network In teg ra ted D ig it a l Network
w ej s tr u k tu r y a r c h ite k tu r y systemów o tw a r ty c h OSI w modelowaniu dwóch rodzajów przepływ u in fo rm a c ji:
- p rzep ły w in fo rm a c ji u ży tk ow n ik a U (user);
p rzep ły w in fo rm a c ji s te ru ją c y c h C (c o n tro l).
P o ję c ie "u ży tk o w n ik " je s t s z e ro k ie i obejm uje zarówno stosunkowo p ro s ty term inal abonencki, inne s ie c i (s ie c i w yd zielon e i p ryw atn e, c e n tr a le PBX, s ie c i LAN), ja k rów n ież w yposażenia utrzym aniowe i zarząd za jące s ie c i ISDN.
Ś rodow isko ISDN obejm uje n a stęp u ją ce zagadnienia:
- Komutacja kanałów. Podstawową szy b k o ś c ią w kanale cyfrow ym b ę d z ie 64kb/s, ch ocia ż są p rzew idzian e inne s zy b k o śc i. Kom utacja kanałów je s t uznana za efek tyw n ą metodę kom utacji dla usług w czasie rzeczyw istym (fo n ia ) o ra z dla przekazyw ania dużych p o r c ji in fo rm a cji. Vi ISDN stero w a n ie kom utacją kanałów odbywać s ię b ędzie p rz y u życiu s y g n a liz a c ji scen tralizow an ej.
- Komutacja p ak ietów . Zakłada s ię s z y b k o ś c i tra n s m is ji do 64kb/s z m ożliw ością szy b k o ści wyższych. Kom utację p a k ietów stosow ać s ię b ęd z ie głów nie do p ra cy in t e r a k c y jn e j - je s t to usługa komplementarna do kom utacji kanałów.
- S ygn aliza cja scentralizow ano. B ędzie używana do ustanawiania, nadzorowania i rozłączan ia połączeń w system ie kom u tacji kanałów dla usług fon iczn ych i n ie fo n ic z
nych.
- Zarządzanie bazami danych. Sieciow e bazy danych będą niezbędne dla efek ty w n e go i zunifikow anego zarządzania usługami fon icznym i i niefon iczn ym i o ra z Bprzętem dla ty ch usług.
- P rzetw a rza n ie i bu forow anie in fo rm a c ji. In te g ra ln ą c zę ś cią s ie c i ISDN będą wyposażenia dla p rzetw arzan ia i b u forow an ia in fo rm a c ji, np, w yposażenia dla ta k ich usług telem atycznych, ja k : te le te x , v id e o te x , poczta ele k tro n ic zn a , system y d y s t r y b u c ji wiadomości, te le fa x . I s t n ie ją r ó ż n e p o d e jś c ia do włączania systemów p rzetw a
rza n ie i buforow ania in fo rm a c ji ja k o in te g r a ln y c h czę ś c i środ ow isk a ISDN. - - Sterow anie dostępem do B ieci szerokopasmowych. Powszechnie uznaje 6ię , że s ie c i szerokopasmowe, o pasmach rzędu 6 MHz lub p rzep ły w n o ści ach p o w y że j k ilk u d zie s ię c iu Mb/s stosowane dla vid eok om u n ik acji ruchomych obrazów i ew entualnie dla s z y b k ie j kom unikacji m iędzykom puterowej, pozostaną p rz e z b ardzo d łu g i czas ja k o w ydzielone z ISDN d ro g i tra n s p o rtu in fo rm a c ji u żytk ow ych , je d n a k że p ro cesy s te ru ją c e (d ostęp użytkow ników do ty c h s ie c i) będą implementowane w je d n o lit y sposób w s ie c i ISDN.
4.1 Dostęp u żytk ow n ik a do s ie c i
W k o n ce p c ji ISDN zasady dostępu u ży tk o w n ik a do s ie c i są o k re ślo n e p op rzez zd efin iow an ie fizy cz n y ch i log iczn y ch etyków dostępu. Dla m inim alizacji lic z b y typów
i s tr u k tu r y kanałów dostępu w CCITT zdefiniow ano dwa t y p y kanałów:
o. Kanał in fo rm a cyjn y B o p rzep ły w n o ści 64 kb/s;
b. Kanał s y g n a liza c y jn y D, k tó r e g o p rio ry te to w y m przeznaczeniem j e s t przen oszenie in fo rm a c ji s y g n a liza cyjn ych dla kom utacji kanałów (ty p -s ). Poza tym kanał ten może S łu żyć do przen oszenia in fo rm a c ji w system ie kom utacji p ak ietów (t y p - p ) ora z danych telem etry czn y ch ( t y p - t ) o przep ływ n o ści 16 kb/s lub 64 kb/s;
Obok typ ów kanałów, zdefiniow ano s tr u k tu r y dostępu u ży tk ow n ik a odpow iedn ie dla kanałów fizy c z n y ch "u ż y tk o w n ik -s ie ć ", z k tó r y c h n ajw ażn iejszą je s t s tru k tu ra podstawowa dostępu (Basic Access) składająca s ię z kanałów 2B+D g d z ie B=64 kb/s, D=16 kb/s.
S tru k tu ra w ie lo k ro tn a , p ierw otn a (P rim a ry R a te Access) tw orzona z kanałów 23B+D (p rz ep ły w n o ść l,544Mb/s, USA, Kanada, Japonia) lub 30 B+D (p rzep ły w n o ść 2,048Nb/s, Europa). Poza tym w rozw iązaniach k ra jow y ch przew idzian e są inne s tr u k tu r y np. s tr u k tu r a p o śred n ia n-B+D, n=6,9, B=D=64 kb/s.
Stan d aryzacja s zy b k o śc i w kanale B 64 kb/s j e s t sprzeczna z postępam i w za k re sie c y fro w e g o p rzetw a rza n ia mowy (system y LPC, DM, DPCM) o ra z z szybkościam i tran sm isji danych n-2400 b/s, n=l,2,4. Zakłada się, że szybk ości tra n s m is ji danych będą sprowadzane do s zy b k o śc i p o d w ie lo k ro tn e j 64 kb/s (8 lub 16 kb/s) natom iast szy b k o śc i będące p o d w ie lo k ro tn o ś c ią 64 kb/s będą adaptowane metodą w ie lo k ro tn e g o wstawiania b itó w w ram ki kanału B.
Koncepcja dostępu fiz y c z n e g o term in ali do s ie c i ISDN polega na o k reśle n iu : - punktów s ta n d a ry z a c ji, t o znaczy styków separu jących gru p y fu n k c ji r ea lizo w a nych p rzez każdą s tr o n ę styku ;
- fu n k c ji realizow an ych p rz e z urządzenia stykowe.
4.2 Sygnalizac ja scen tralizow ana
Istotn ym elementem s ie c i ISDN je s t system s y g n a liz a c ji s c en tra lizo w a n ej zarów
no w sposobie dostępu u ży tk ow n ik a do s ie c i, ja k i pomiędzy węzłami kom utacyjnymi.
S ygn aliza cja scen tralizow ana um ożliwia sterow an ie grupą połączeń w system ie komu
ta c ji kanałów p op rzez jed en fiz y c z n y kanał s y g n a liza cyjn y. P rz y łączu inform acyjnym o d o s tę p ie 2B+D, syg n a liza c ja abonencka np. typ u LAP-D je s t p rzesy ła n a kanałem D do węzła kom utacyjnego źród łow ego, g d z ie je s t transform owana na s y g n a liza c ję SS7, stosowaną m iędzy węzłami. Taka sep a racja kanałów syg n a liza cyjn ych od kanałów in form acyjn ych (rozmównych) umożliwia p ro je k to w a n ie uniwersalnych p ro tok o łó w syg n a lizacyjn ych obsłu gu jących r ó ż n e usługi. W s ie c i ISDN, w system ie kom utacji kanałów, scen tralizow an y system s y g n a liz a c ji j e s t ca łk o w icie odmienny od metod s y g n a liz a c ji stosowanych w systemach kom utacji p ak ietów w y k o rzystu ją cych p r o to k o ły X.21 i X.25. Model o d n iesien ia 1S0/CCITT OSI b y ł p ie rw o tn ie opracow any dla komu
t a c ji p a k ie tó w i zak ład ał p ro ced u ry "w ew n ątrzszczelinow e" dla p rz es y ła n ia sygnałów in fo rm acyjn ych i syg n a liza cyjn ych p rz e z tę samą log iczn ą i fiz y c z n ą d ro gę. W ISDN zakłada s ię w iele try b ó w kom unikacji pom iędzy u żytkow n ikam i i d la te g o model OSI je s t adaptowany z uwzględnieniem nowych p o tr z e b , n ie stosowanych w systemach pakietow ych , a mianowicie:
w ielokan ałow y s ty k dostępu do s ie c i,
- s y g n a liza c ja scen tralizow an a na poziom ie "u ż y tk o w n ik —s ie ć " o r a z na poziomach
"w ę ze ł-w ę ze ł" o ra z " s ie ć - s ie ć " . T a k ie p o d e jś c ie do s y g n a liz a c ji umożliwia:
kom utację kanałów pod k o n tro lą s y g n a liz a c ji scen tra lizow a n ej;
- kom utację p ak ietów p rz ez kanały B o r a z p rz e z k an a ły D;
- s y g n a liz a c ję między u żytkow n ikiem a wyposażeniem s ie c i, np. kom unikację z sieciow ym i bazami danych (np. v id e o te x );
- s y g n a liza c ję m iędzy term inalam i u żytk ow n ik ów ("e n d -to -e n d ") dla zmiany tr y b u tra n s m is ji w is tn ieją cy m połączeniu;
- kom binację w y ż e j wymienionych m ożliw ości na p rz y k ła d dla jed n oczesn ej k om unikacji w k ilk u tr y b a c h pod k o n tro lą s y g n a liz a c ji scen tra lizow a n e j.
System s y g n a liz a c ji CCITT SS7 je s t p ro tok o łem tra n sm isji danych przeznaczonym dla t r a n s f e r u' wiadom ości s yg n a liza c yjn ych i innych pom iędzy procesoram i s ie c i telek om u n ik acyjn ej. O rgan izacja systemu s y g n a liz a c ji s c en tra lizo w a n e j o p ie r a s ię o p od zia ł systemu n a dw ie c zę ś ci:
1. C zęść stero w an ia wymianą wiadomości (s y g n a liza cyjn yc h ),
2. Część "u ż y tk o w ą " p re cy zu ją c ą p ro ced u ry "u ż y tk o w n ik a ", którym j e s t w tym przypadku dowolny podsystem fu n k cjon aln y systemu stero w an ia węzłów lub s ie c i.
P r z y p r o j e k t o w a n i u SS7 p r z y ję t o s tr u k tu r ę warstwową p ro to k o łu zgod n ie z a r c h ite k tu r ą OSI. Dla SS7 p r z y ję t o p ierw sze c z t e r y w arstw y nazywane tu poziomami i w p e łn i j e w yspecyfikow ano. Poszczególne poziom y o k r e ś la ją b lo k i lo g iczn e n ie za le żn e w sposób h ie ra rch ic zn y .
4.3 I n te g r a c ja usług
W dotychczasow ych s iecia ch stosowane są ju ż n ie k t ó r e usługi p rzew id zia n e w s ie c i zin teg ro w a n e j. Usługi t e implementowane są na n a stępu jących zasadach:
- Urządzenia i k an a ły używane dla kom unikacji i p rz etw a rza n ia in fo rm a c ji r ó ż nych k a t e g o r ii (fo n ia , dane, te k s t, o b ra z) są jed n o fu n k cy jn e . Brak k om p atybiln ości i in t e g r a c ji pom iędzy usługami wymusza k on w ersję in fo rm a c ji na d ro d ze p o z a e le k tr o - n iczn e j a więc w sposób kosztowny i czasochłonny.
- Kanały kom unikacyjne są s p e c ja ln ie wyposażane dla ró żn y c h typów in fo rm a c ji.
- K o rzy śc i z wprowadzenia o k r e ś lo n e j usługi są widoczne t y lk o w wąskim, s p e c ja li
zowanym za k resie .
I s t n ie je w iele rodzajów s ie c i telem atyczn ych m iędzy k tó ry m i współpraca je s t uciążliw a i kosztowna; każda z ty c h s ie c i tw o rz y de fa c to autonomiczny system.
Nawet tak a klasyczna ju ż usługa ja k tran sm isja danych realizow ana je s t w tr z e c h typach systemów telein fo rm a ty czn y ch : w s ie c i te le fo n ic z n e j analogowej, w dedykowa
nych s ie cia ch z kom utacją łączy i z kom utacją p a k ie tów . Nie ma m ożliw ości b ezp oś
r e d n ie j w spółpra cy ró żn y c h te rm in a li ze względu na r ó ż n e s zy b k o śc i i r ó ż n e p ro c e
d u ry wymiany in fo rm a c ji.
Implementacja usług w s ie c i zin te g ro w a n e j w ykazu je z a le ty zarówno dla ek sp lo
a ta c ji s ie c i ja k i dla u żytkow ników : W za k r e s ie środków techn icznych
- c y fro w a tec h n ik a tra n sm isji i kom utacji od term in ala do term inala,
- dwa k an a ły po 64kb/s dla f o n ii i danych o ra z s zy b k i kanał sy g n a liza c y jn y 16kb/s,
- t e same d r o g i tran sm isyjn e dla w szystk ich k a t e g o r ii in fo rm a c ji, W za k r e s ie kom unikacji
- m ożliw ość jednoczesnego zestaw ian ia połączeri z term in ala dla ró żn y c h usług do r ó żn y ch użytkow ników ,
- m ożliw ość p rz e s y ła n ia danych, tek stó w lub obrazu je d n o cześn ie z tran sm isją foniczną,
- jeden numer s ie cio w y abonenta dla w szy stk ich form kom unikacji.
W za k r e s ie in te r fe js ó w
- je d n o lit y , stan dardow y in t e r f e js u ży tk o w n ik a n ie za leż n y od producen ta (je d n o lit a norma dla producentów),
- o tw a r to ś ć systemów dla p rz y s zły c h usług,
- je d n o lit e ł/jcze in fo rm a c y jn e do abonenta zam iast ró żn y c h łą czy stosowanych obecnie,
- k om p atybiln ość systemów abonenckich z s ie c ią publiczną.
W za k r e s ie term in a li
- m ożliw ość p ro d u k c ji term in a li w ie lo fu n k cy jn y ch nowego ty p u w du żych seria c h po n iższy c h kosztach,
- sta n d a ry za cja różn orod n y ch ob ecn ie in t e r fe js ó w u ży tk ow ych w term inalach.
4.4 Usługi w sie cia ch zin tegrow a n ych
Dotychczasowy r o zw ó j s ie c i te le k o m u n ik a cy jn e j j e s t zdominowany p rz e z t e le f o nię. Podstawowe p rzepu stow ości kanałów tran sm isyjn ych (3 kHz - analogowe, 64 k b it/ s
- c y fr o w e ) w y n ik a ją z z a ło żo n ej ja k o ś c i tran sm isji fo n icz n e j. Inne usługi, p op rzez zastosow anie adapterów, dopasowywały się do ty c h kanałów podstawowych lub wyko
r z y s ty w a ły sp orad yczn ie k an a ły o w iększej przep u stow ości.
W ynikało to z zakresu p otrzebn ych szy b k o ści od te le m e tr ii do t e le fo n ii c y fr o w e j, a więc, w z a k r e s ie 3 rzędów p rzep ływ n ości b in a rn e j. Stąd wynika główne za ło że n ie dla k o n ce p c ji CCITT d o ty c zą c e j s ie c i ISDN [9], w k t ó r e j za podstawę p r z y ję t o komu
t a c je s y n ch ro n iczn y ch , dwukierunkowych kanałów cy frow y ch o p rz e p ly tm o ś c i 64 k b it/ e .
T a b lic a 2. Cechy usług telekomunikacyjnych
Typ p o łą c zen ia :
S - komunikacja jednokierunkowa, D - komunikacja dwukierunkowa«
P-P - od punktu do punktu, M-M - komunikacja wielopunktowa, P-S - od punktu do podsystemu,
Zainteresow anie:
G - g lo b a ln e , R - reg io n a ln e, 1. - lok a ln e,
0 - o g ó ln ie dostępne, Z - zamknięte grupy.
Zintegrow any usługowo term inal powinien mieć m ożliw ość stan dardow ej komuni
k a c ji za pomocą fo n ii, danych, tekstów i obrazów p rzez s ie ć ISDN z innymi term in ala
mi o r a z określon ym i podsystemami w bazach danych i systemach p rzetw arzan ia i b u forow an ia in fo rm a cji. Rozwój c y w iliz a c y jn y stym uluje nowe żądania d otyczące zakresu usług i ich ja k o ś c i. Obok z w y k łe j t e le fo n ii r o ś n ie zapotrzeb ow anie na tra n s m isję te le fo n ic zn ą w y ższej ja k o ś c i, o d p ow iad ającej pasmu analogowemu 7Hkz 110]
o r a z na tran sm isję fon iczn ą w y s o k iej ja k o ś c i np. o ja k o ś c i porów n yw alnej z zapisem
USfcUGI CHARAKTERYSTYKA
RODZAJ TYP KANAfc ZAINTE
TYP POŁĄ CYFROWY RESOWA
CZENIA kb/s NIE
FONICZNE
TELEFONIA D/P-P 64 G/0
POCZTA FONICZNA S/P-S 64 R/0
TELEKONFERENCJA D/M-M 64 G/Z
TEKSTOWE
TELEX S/P-P 0.05 G/0
TELETEX S/P-P 2.4 G/0
POCZTA ELEKTR. S/P-S 0.3-64 G/Z
OBROBKA TEKSTÓW S/P-P 0.3-64 R/Z
DANYCH
TELEMETRIA S/P-S 0.01 L/Z
DOSTĘP DO BAZ D/P-S 0.3-64 R/Z
DOSTĘP DO KOMP. D/P-S 0.3-2000 R/Z TRANSFER ZBI0R0W S/P-P 64-60000 R/Z
OBRAZOWE
¡VIDEOTEX D/P-S 0.3-64 R/0
STELEFAX S/P-P 0.3-64 G/0
VIDEOFON D/P-P 64-70000 G/0
IVIDEOKONFERENCJA D/M-M 64-70000 0/Z
¡DYSTRYBUCJA TV S/S-M >100Mb/s L/0
¡GRAFIKA KOMPUT. D/P-S >0.5Gb/s R/Z
no p ły ta c h kom paktowych (wymagana przepu stow ość rzędu 1 Mbit/s bez kom presji sygnałów). Obok t e le w iz ji k a b lo w e j nadawanej według dotychczasowych standardów, p rz e s y ła n e j w p os ta ci c y fr o w e j (wymagana przepu stow ość rzędu 100 Mbit/r.) są r o z w ijane system y te le w iz y jn e w y s o k ie j ja k o ś c i (HDTV) wymagające kanałów o przepus
tow ości s e te k Mbit/s. R ozproszone system y komputerowe są stosowane do zadań wy
k o rzy stu ją c y c h g r a f ik ę kom puterową o w y s o k ie j r o zd zie lc zo ś c i. Typowy s ta je s ię k olo ro w y o b ra z m onitora o r o z d z ie lc z o ś c i 1000x1000 p ik s e li z atry bu tam i zapisanymi na 8-10 b ita c h . K om fort p r o c y wymaga p rzesła n ia ta k ie g o obrazu w czasie 1 sekundy, o więc wymaga kanału o p rzep ły w n o ści 106 (p r z y zastosowaniu k om p resji) lub 107 bit/s. C h a r a k te ry s ty k ę w yb ran ych usług telekom unikacyjnych podano w t a b lic y 2.
Te nowe usługi telekom u n ik acyjn e, z punktu w idzenia planowania s ie c i, mają następu
ją ce cechy:
1. P rz y s z ły "abon en t zin te g ro w a n y " b ę d z ie się posługiw ał terminalam i pracującym i z bardzp różn ym i szybkościam i, różn iącym i s ię o 7 rzędów w ielk o ści
2. N a le ży s ię lic z y ć , ze względów kom ercyjnych, z różn ym i standardam i (form a
tam i) sygnałów w poszczególnych usługach, utru dniającym i współpracę pomię
d zy sieciam i w ydzielonym i lub region alnym i.
3. W o b e cn e j s ie c i telek o m u n ik a cy jn ej p rzew a ża ją połączenia “ p u n k t-p u n kt"
pom iędzy dwoma abonentam i c h a ra k te ry zu ją c e s ię wymianą in fo rm a c ji w obu k ieru n k ach o z b liż o n e j o b ję t o ś c i (np. w te le fo n ii). Nowe usługi mają odmienne cechy ruchowe. O b ję to ś ć in fo rm a c ji wymieniana w obu kierunkach połączenia je s t b ardzo r ó żn a (np. te le fa x , te k sto w e żądan ie obrazu z kom putera i g r a f i czna odpow iedź). Coraz w ię c e j b ę d z ie połączeń typ u "p u n k t-w ie je punktów" ora z
"w ie le pu n któw -pu n kt" (r ó ż n e g o rod za ju połączenia k on feren cyjn e, komunikacja z bazami danych, d y s tr y b u c ja wiodom ości). Uzasadnia to tw o rzen ie połączert o a sy m etryczn ej p rzep u sto w ości kanałów w ró żn y c h kierunkach o ra z s zy b k ie tw o rzen ie połączeń jed n ok ieru n k ow ych .
W poszczególnych ty p a c h usług p rzew idzian e są (n ie k ie d y stosowane ju ż o b e c - 'nie) usługi wspomagające (u dogodn ien ia) z k tó r y c h p rzykładow o wymienimy u żyteczn e
rów n ież w t e le fo n ii:
- przek azyw a n ie numeru abonenta w yw ołującego - wywoływanemu, - w y b ie r a n ie skrócone,
- czasowe w yłączen ie "n ie za k łó c a ć ",
- połączen ie z abonentem zajętym rozmową po j e j zakończeniu, - p ołączen ie zabron ion e,
zamawianie połączeń na o k r e ś lo n y czas,
budzenie autom atyczne, połączenia k o n feren cy jn e ,
połączen ie z dobraniem “tr z e c ie g o ", - gru py zam knięte u żytkow ników ,
wywołania zb iorow e,
- tr a n s fe r wywołań na wskazany numer, - id e n t y fik a c ja wywołań złośliw y ch ,
- połączenia b ez w y b ie ra n ia numeru "gorąca lin ia ", przek azyw an ie komunikatów p rz e z pocztę foniczną.
4.5 C h a ra k te ry a ty k a użytkow ników
T a b l i c a 3 . P r z y k ła d o w e p a r a m e t r y ru c h o w e w y b ra n y ch u s ł u g
i U s łu g a Ruch Z g ł o s z e n i a
E / ł ą c z e GNR
C zas o b s ł . ( s )
L i c z b a t r a n s . Jj w c z a s i e o b s ł . I
T e l e f . (d om ) 0 .1 3 .0 120 1
T e 1 e f . ( b i u r o ) 0 .2 6 .7 108 1
P o c z t a f o n i c z . 0 .0 1 0 .3 120 1
T e l e t e x 0 .0 1 5 .0 50 1 .5
P o c z t a e l e k t r . 0 . 007 0 .2 120 1
Dane i n t e r a k c . 0 .3 27 30 10
V i d e o t e x ( d o m ) 0 . 03 0. 45 200 1 7 .5
V i d e o t e x ( b i u r o ) 0 .2 3 .6 200 1 7 .4
T e l e f ax 0 .0 1 0 .3 120 1
P r z e t w . t e k s t u 0 . 25 3 .7 5 240 12
¡ P r z e t w . dan ych 0 . 25 3 .7 5 240 12
¡ T e l e m e t r i a 2 . 7 • 10- 6 1 .0 0 . 01 1
¡ V i d e o k o n f e r . 0 .5 1 1800 1
¡ T e ł e n a d z ó r 2 . 7 - 1 0- -1 10 0 .0 1 1
J T e lem e d y c y n a 0 .4 6 240 4
W t a b lic y 3 podano p rzyk ła d ow o param etry ruchowe dla usług zin tegrow a n ych . Tak p rzedstaw ion e dane' ruchowe, pozo rn ie uw zględniające w szy s tk ie podstawowe p aram etry (ruch w erlangach, lic z b ę zgłoszeń, czas obsłu gi, lic z b ę t r a n s a k c ji w czasie o b słu g i) mogą wskazywać na dominującą r o lę w s ie c i ruchu n iefon iczn eg o. Pominiemy usługi v id eo k o n fe ren c y jn e , wymagające kanałów o d u ż e j p rzep u stow ości i rea lizow a n e w wydzielonych sie cia ch w d a ją c e j s ię p rz ew id z ie ć p rz y s z ło ś c i. P o zo s ta łe usługi n ie fon iczn e cechują s ię bądź małą in ten syw n ością zgłoszeń b ąd ź kanałami o m ałej przepu stow ości p rz y podanych czasach o b słu gi. Is to tn a je s t o b ję t o ś ć ruchu g e n e ro wanego p rz ez poszczególne usługi dla kanału o unormowanej p rzep u sto w ości (ta b lic a A).
T a b l i c a 4 . D ł u g o ś ć (w b i t a c h ) ty p o w y c h w ia d o m o ś c i
Typ w ia d o m o ś c i D łu g o ś ć ( b i t )
Typowa rozm ow a t e l e f o n i c z n a (k a n a ł PCM) 8 . 10+6
Rozmowa p r z e z w o k o d e r 10+5
S t r o n a w g r a f i c e f a k s y m i l o w e j 2 -1 0 + 5 S t r o n a t e k s t u w k o d z i e kom pu terow ym ( 1 2 0 0 z n . ) 10+5 Typowe p is m o b iu r o w e (6 0 0 l i t e r ) 3 -1 0 + 3
T e le g r a m (1 5 w y r a z ó w ) 400
F o t o g r a f i a g a z e t o w a 10+5
F o t o g r a f i o b arw n a 2 - 10+6
Ramka T V - c o l o r 10+6
K adr v i d e o t e 1c fo n u 10+5
Nawet d ra sty c zn y w zro s t ilo ś c io w y usług n ie fo n ic zn y c h n ie j e s t w sta n ie zachwiać dom inującej r o l i ruchu te le fo n ic zn e g o . P rzed sta w ion e p r o p o r c je ruchowe stają s ię in t u ic y jn ie o c zy w is te g dy uświadomimy sob ie, że ilo ś ć in fo rm a c ji g en ero
wanej p rz ez term in al te le fo n ic z n y (6 połączeń 120 sekundowych w ciągu g o d zin y w kanale 64 kb/s) odpow iada in fo rm a c ji gen erow anej p rz ez ponad 300 in t e r a k c y jn y c h term inali te le d a c y jn y c h (27 tr a n s a k c ji na godzinę, na k a żd ą s k ła d a ją s ię 3 wiadomoś
ci po 1500 b itó w ). W (UJ zamieszczono o b s ze rn ie js zą d ys k u sję na te n tem at. Wnioski często cytowane, p rzyjm u ją ce a r b it r a ln ie od 20 do 50% udziału in t e r a k c y jn e g o ruchu telein form atyczn ego, prowadzą do nieporozum ień. Z te ch n iczn y ch powodów u d ział ruchu te le fo n ic zn e g o b ę d z ie dom inujący w ISDN, p od obn ie ja k t o j e s t w d o ty c h cza so wej s ie c i telek om u n ik a cy jn ej. P o stęp y związane z kodowaniem sygnałów mowy metodą DPCM i ewentualne p r z e jś c ie s ie c i na kanały 32kb/s n ie zm ienią p r o p o r c ji w sposób istotn y.
Ewolucja to k p o tę ż n e j in fr a s t r u k t u r y w państw ie, ja k ą j e s t s ie ć telekom u n i
kacyjna, stw arza w ie le rozw iązań d ysk u syjn ych zarówno z powodów o b ie k ty w n y c h , ja k i subiektywnych. R ozw iązanie problemu z a le ż y od u ży tk ow n ik a , a d m in is tr a c ji s ie c i i producentów sp rzę tu , p rz y czym k ażda z ty c h s tr o n k ie r u je s ię swoimi in teresam i.
Obok zrozum ienia ob ie k ty w n y ch k o r z y ś c i w yn ik ających z d o c elo w ej s ie c i ISDN, na poszczególnych etapach g ó r u ją in t e r e s y su b iektyw n e k a ż d e j ze stro n . Stąd, obok zachwytów kon cep cją s ie c i ISDN, można s p o tk a ć ró w n ież s k ra jn e o p in ie , k t ó r e dadzą się s t r e ś c ić w odczytyw an iu sk ró tu ISDN ja k o " I n te g r a tio n S u b s c r ib e r Don’ t Need".
Obecnie a d m in is tra c je r o z w in ię ty c h s ie c i telek om u n ik acyjn ych , p ro d u cen ci i użytkow nicy są zgodni co do k on ieczn ości rozw oju s ie c i i systemów c y fr o w y c h n ieza leżn ie od ty p u u słu gi te lek o m u n ik a cy jn ej. Zintegrow ana s ie ć c y fr o w a j e s t ju ż b ardzo zaawansowana w wielu k ra ja c h . Ewolucyjne zmiany w k ieru n ku ISDN sę prognozowane powszechnie, jed n ak tempo i s t r a t e g ia t e j ew olu cji j e s t zróżn icow an a.
Można za ry zy k o w a ć następującą, p row ok acyjn ą o p in ię : p r z y obecnym te c h n ic z
nym zaawansowaniu te le fo n ic zn y c h systemów transm isyjn ych i kom utacyjnych w k ra ja ch ro zw in ięty ch , n ie p ow sta ły b y t e r a * s ie c i komputerowe z la t 7 0 -tych (głó w n ie z kom utacją pak ietów ). Zintegrow ane tech n iczn ie s ie c i c y fr o w e (IDN) są ju ż znacznie zaawansowane w wielu k ra ja ch . Jednym z elementów t e j in t e g r a c ji są c e n tr a le e le k tro n iczn e (z kom utacją kanałów). D zięki ich możliwościom - obsługa d u żego ruchu, komutacja kanałów cy fro w y ch , szybka syg n a liza cja - zm ienia s ię zain teresow an ie usługami telem atycznym i. Na p rz y k ła d , n ie -s ą rozbudowywane s ie c i te le g r a fic z n e , natom iast ro zw ija n e są usługi typ u t e le te x i te le fa x if je d n o lit e j s ie c i te le fo n ic z n e j zapew niając znacznie lepsze p aram etry użytkow e. Budowa w yspecjalizow an ych s ie c i (tele fo n iczn ych , te le g r a fic z n y c h i telein form a ty czn y ch ) powiększa k o s zt p ro d u k c ji s p rzętu i k o szt e k sp lo a ta c ji, a ta k ż e stanowi u tru d n ien ie dla użytkow ników . Na p rz y k ła d s ie ć te le g r a fic z n a w y k o rzy s tu je b ardzo mało środków tech n iczn ych wspól
n ie z s ie c ią te lefo n iczn ą , natom iast musi p osiadać inne, na o g ó ł d łu ższe doprow adze
nia abonenckie i św iadczy usługi o bardzo n is k ie j - ja k na d z is ie js z e p o tr z e b y - ja k o ś c i.
Do podstawowych problemów inform atycznych wymagających konsekwentnego ro zw ija n ia należą:
- Systemy oprogram owania węzłów kom utacyjnych i oprogram owania sieciow ego.
Oprogramowanie węzłów typ u ISDN b ęd zie za w ierało ok o ło m iliona in s t r u k c ji w j ę z y kach w ysokiego rzędu (np.CHILL) i b ędzie tw orzone p rzez d łu g ie la ta , stąd n iezb ęd ność m etodycznych p ra c nad systemami rozwojowym i oprogramowania.
- Stan daryzacja p ro to k o łó w tra n s fe ru in fo rm a cji w cy fro w y ch łączach abonenckich ora z pomiędzy sieciam i dedykowanymi.
- Rozwój s y g n a liza c ji scen tra lizow a n ej CCITT CCSS-7 i s y g n a liz a c ji a b on en ck iej ora z ich im plem entacje w s iecia ch telekom unikacyjnych; s ie c i s y g n a liza c y jn e tw o rzą autonomiczne log iczn e warstw y s ie ci z kom utacją pakietów .
5 Tendencje rozw oju systemów kom utacyjnych
C en trala kom utacyjna r e a liz u je t r z y podstawowe fu n k cje. P ierw szą fu n k cją je s t tw o rzen ie d ró g dla przepływ u in fo rm a cji pomiędzy zainteresow anym i u ży tk o w n i
kami s ie c i. Użytkow nikam i s ie c i na poziom ie logicznym są in fo rm a cje p rz es y ła n e w kanałach, a mianowicie: 1) in fo rm a cje wymieniane pomiędzy użytkow nikam i dla k t ó r y ch tw orzon e są d r o g i p rzep ływ u p rzez w ęzły i g a łę z ie s ie c i; 2) in fo rm a c je syg n a liza cy jn e m iędzy użytkow nikiem i węzłem o ra z między węzłami.
Drugą fu n k c ją c e n tr a li je s t obsługa s y g n a liza c ji. S y g n aliza cja j e s t językiem porozumiewania s; ę pom iędzy użytkow nikiem (terminalem) i węzłem o ra z m iędzy węz
łami dla w ypełn ian ia fu n k c ji kom utacyjnych, a ta k ż e dla wspomagania fu n k c ji u t r z y - maniowych i ad m in istra cyjn ych w s ie c i. Na podstaw ie przetw orzon ych wiadomości s yg n a liza cyjn ych odbywa s ię stero w an ie procesami komutacyjnymi.
T rz ec ią g ru p ą fu n k c ji sterow an ia są p ro cesy utrzymani owe i adm in istracyjn e.
Nowoczesne c e n tr a le kom utacyjne budowane są z elementów e le k tro n ic zn y c h podobnych do używanych w profesjonaln ym s p rzę c ie elektron iczn ym - w a p a ra tu rze pom iarowej, w kom puterach. Niezawodność cen tra l na poziom ie poszczególnych układów .(pakietów ) je s t z tym sprzętem porównywalna. Wymaganie, aby cen tra la kom utacyjna pracowała n iep rzerw a n ie, całą dobę i obsługiw ała ruch w dowolnym momencie powoduje szczególne o s tr e wymagania na niezawodność obsłu gi, znacznie większą od niezawod
ności poszczególnych zespołów. Dla uzyskania odpow iedn iego wskaźnika niezawodności obsługi s to s u je s ię s p ec y ficz n e metody p ro je k to w a n ia układów, bloków fu n k cjon al
nych i p ro je k to w a n ie całego systemu, ogóln ie p olegające na nadm iarowości stosowa
nych zespołów funkcjon alnych, autom atycznej, s z y b k ie j d iagn ostyce, automatycznym zastępowaniu w p ra c y układów uszkodzonych i natychmiastowym alarmowaniu o n ies
praw ności ta k bloków funkcjonalnych, ja k i c a łe j c e n tr a li. D alej omówione zostaną n ie k tó r e cechy współczesnych systemów kom utacyjnych.
F u n k c je zespołów s te ru ją c y c h
Funkcje zespołów s te ru ją c y c h można p o d z ie lić na następu jące główne g ru p y :
♦ obsługa zgłoszeń, wymuszającą wykonywanie d u że j lic z b y zadań w czasie rz e c z y wistym;
♦ a u tod iagn ostyk a (k o n tro la wykonywania zadań); zesp oły s te ru ją ce, sk ła d a ją ce się z wielu procesorów o ra z układów kom unikacji ze swoimi p e ry fe r ia m i są urządzeniami złożonym i, d zia ła ją cy m i pod wielkim i skomplikowanym oprogramowaniem; muszą więc być wyposażone w mechanizmy te s tu ją c e poprawność p ra cy , w y k ry w a ją ce p rz e m ija ją ce b łę d y wykonania, uszkodzenia i elim inujące z p ra cy urządzenia uszkodzone o ra z posiadać mechanizmy k o n tro lu ją c e poprawność wykonywania programów;
♦ zadania utrzym aniow e związane ró w n ież z elementami zewnętrznym i w stosunku do zespołu s te ru ją c e g o ; np. liniam i abonenckimi, łączami centralow ym i o ra z innymi zespołami c e n tra l.
♦ r e a liz a c ja zadań a d m in istracyjn ych i techn icznych , wykonywanych perm anentnie, a więc a k tu a liz a c ję danych o abonentach i o łączach, m o d yfik a cje d ró g połączeń, pom iary ruchu i inne.
Poszczególne zadania s ta w ia ją odmienne wymagania dla zespołów s te ru ją c y c h [12);[13], Obsługa zgłoszeń je s t zaw arta w ok o ło 40% oprogramowania, a le ab sorb u je moc p rzetw a rza n ia w o k o ło 90%. Największą część oprogramowania, związaną z zada
niami utrzym aniowym i i ad m in istracyjn ym i (p ra w ie 60%) w niew ielkim stopniu zajmu
j e zesp o ły s te r u ją c e w czasie rzeczyw istym . Dane d otyczące o b c ią że n ia w czasie rzeczyw istym zespołów s te ru ją c y c h są r ó żn e dla ró żn ych systemów, ale p r o p o r c je między grupam i zadań są podobne [14].
Wybór a r c h it e k t u r y urządzeń s te ru ją c y c h je s t wynikiem kompromisu między kosztem sp rzę tu i oprogram owania a wymaganiami w ynikającym i z p ra cy w czasie rzeczyw istym . T rz eb a r o z r ó ż n ić p o ję c ia s tr u k tu r fizy czn y ch (z b ió r procesorów, pamięci, system p ołączeń ) i s tr u k tu r logiczn ych (regu lu ją cych wymianę między elemen
tami zespołu na poziom ie zadania, sygnału, procesu, p rz y d zie la n ie zasobów, w y k orzys
ta n ie systemu).
P o d zia ł fu n k cjon a ln y p re c y zu je m iejsce urządzenia w stru k tu ra c h fizy czn y ch . S tru k tu ry fiz y c z n e mogą b y ć je d n o - lub w ie lo - procesorow e. Z punktu widzenia ob słu gi procesów kom utacyjnych k la s y fik a c ji dokonuje s ię ze względu na sposób o r g a n iz a c ji lo g ic zn e j:
- a r c h ite k tu r a scen tralizow ana;
- a r c h ite k tu r a zdecen tralizow ana;
a r c h ite k tu r a rozproszon a.
0 cechach stero w an ia n ie decyd u je fiz y c z n e ro zp ro s zen ie procesorów lub komputerów lec z r o z p ro s ze n ie fu n k c ji logicznych, tzn.
1) r o z p ro s ze n ie obsługiw anego ruchu lub 2) r o z p ro s ze n ie fu n k c ji ob słu gi zgłoszeń.
W s tr u k tu r z e w ie lo p ro ce so ro w ej z podziałem ruchu w y ró ż n ić tr z e b a dwa rod za
j e ro zp ro sze n ia :
1) p o d zia ł ź r ó d e ł ruchu
o ra z 2) p o d zia ł o b c ią że n ia zadaniami ob słu gi ruchu.
W p ra k ty c zn y c h rozw iązaniach n ie ma czy stych form s tru k tu ra ln y c h , ponieważ kon ieczn ość uw zględnienia param etrów niezawodnościowych czyn i a r c h ite k tu r ę b a r d z ie j złożon ą .
5.1 Niezawodność sterow an ia
A v iz ie n is [15] w p row adził p o ję c ie systemu to leru ją c e g o b łę d y ja k o ta k ie g o , k t ó r y ma wbudowane mechanizmy (sp rzęto w e i/lub program owe) pozw alające - bez pomocy z zew n ą trz - na c ią g ło ś ć bezbłędn ego d ziałan ia programów i o p e r a c ji w ej
ś c ia / w y jś c ia w o b ecn o ści pewnego zb io ru błędów. W yróżnia s ię b łę d y tr w a łe (np.
uszkodzenia elem entów) o ra z p rz em ija ją c e (np. chwilowe zak łócen ie). Łagodniejszym warunkiem j e s t częścio w e to le ro w a n ie błędów: je s t to system, k t ó r y dla pewnego zb io ru błędów red u k u je sw oją zdolnoSć p rzetw arzan ia p oprzez zm niejszenie szy bk o ści lub o g r a n ic z e n ie p red efin io w a n eg o zb io ru wykonywanych fu n k c ji. Wskaźniki n ie
