Glava1-Voved Vo Komutacija

Проф.д-р Тони Јаневски, Комутација и рутирање

Glava 1 - 1

Glava 1

Voved

Ovaa kniga e nameneta za ~itateli koi se interesiraat za oblasta na

telekomunikaciite. Toa denes e golema oblast koja e podelena na pove}e delovi

koi se prepokrivaat pove}e ili pomalku. Taka, imame ì~ni komunikacii (kade

{to informaciite se prenesuvaat preku ìci ili kabli- bakarni ili opti~ki)

i bezì~ni komunikacii (kade {to informaciite se prenesuvaat preku eterot

t.e. bezì~niot medium). Nekoj moè da napravi podelba na

telekomunikaciskite disciplini zavisno od toa dali sme poblisku do mediumot

za prenos (na primer: eterot, bakarot ili optikata) ili do aplikacijata (na

primer: prikaz na informacii na ekran od personalen kompjuter). Vo ovaa kniga

gi opfa}ame i ì~nite i bezì~nite sistemi i mreì, pri {to diskutirame za

komutacijata i rutiraweto kako su{tinski procesi vo funkcioniraweto na

sekoja telekomunikaciska mreà vo minatoto, denes i vo idnina.

Zamislata pri pi{uvawe na knigata be{e taa da posluì kako u~ebnik za

predmetot Komutacija i rutirawe koj se slu{a vo treta godina na

dodiplomskite studii na Fakultetot za elektrotehnika i informaciski

tehnologii vo Skopje. No, pokraj studentite, sodrìnata na knigata e napravena

da bide mnogu korisna i za inìnerite koi rabotat vo telekomunikaciskata

sfera, vo kompanii, operatori, institucii ili vo industrijata.

Verojatno pogolem broj od ~itatelite na ovaa kniga }e gi imaat osnovnite

poznavawa od telekomunikaciite kako oblast. Me|utoa, pri pi{uvaweto se


Glava 1 - 2

nastojuva{e da nema pobaruvawe od nekoi predznaewa na ~itatelot za da moè da

se sledi i razbere materijalot.

Sodrìnata na ovaa kniga e podelena vo 10 glavi. Vo prvata glava se dava

voved vo poimite za komutacija i rutirawe, pri {to se pravi podelba na

tipovite na komutacija i se objasnuva arhitekturata na telefonskite mreì.

Vtorata glava gi obrabotuva komutaciskite sistemi za komutacija na

kanali. Pritoa ~itatelot se zapoznava so poimite za komutaciska matrica i

komutacisko pole, kako i so ednostepeni i pove}estepeni komutaciski poliwa.

Vo tretata glava e opfatena digitalnata komutacija i principite na

digitalnite komutaciski poliwa koi se osnova vo dene{nite sovrementi

komutaciski sistemi (centrali) vo telefonskite mreì.

Signalizacijata vo telekomunikaciskite mreì, bez koja ne moè da se

ostvari vospostavuvawe, odrùvawe i terminirawe na konekciite, kako i

sevkupno funkcionirawe na edna telekomunikaciska mreà za da se obezbedi

daden servis (kako na primer: govor, video striming, veb pretraùvawe itn.) e

opfatena vo ~etvrtata glava.

Za da moè da funkcioniraat digitalnite telekomunikaciski mreì,

kade {to site informacii se pretstaveni preku nizi od digiti (na primer,

biti) potrebno e da ima sinhronizacija me|u razli~nite elementi vo mreàta, a

na~inite na koi taa moè da se ostvari se dadeni vo pettata glava od ovaa kniga.

[estata glava od knigata dava voved vo Internet kako najra{irena

globalna paketska mreà denes koja se zasniva na komutacija na paketi i TCP/IP

rutirawe na paketi.

Mehanizmite za paketska komutacija, kako i za komutacija na paketi pri

golemi bitski brzini, }e bidat pretstaveni vo sedmata glava od ovaa kniga.

Zapoznavaweto so osnovnite koncepti i teorijata na rutiraweto, kako i

prakti~nata implementacija na rutira~kite tabeli vo mre`nite jazli- ruteri e

cel na osmata glava.

Vo devettata glava }e bidat zapoznaeni glavnite protokoli za rutirawe

vo Internet spored standardite za rutirawe na IETF (Internet Engineering Task

Force).

Vo poslednata desetta glava od ovaa kniga }e bidat opfateni

komutacijata na paketi i rutiraweto na paketi za konkretni tipovi na servisi


Glava 1 - 3

vo Internet, kako na primer govor preku Internet (Voice over IP), IP multikast,

a }e bide daden osvrt i na signalizacijata vo Internet, voveduvaweto na

poddr{ka na kvalitetot na servisot (Quality of Service – QoS) i novite koncepti

vo Internet tehnologiite.


Glava 1 - 4

1.1 [to e komutacija?

Telekomunikaciite zapo~nuvaat u{te od sredinata na 19-ot vek, so

pojavata najprvo na telegrafot, a potoa i na telefonot, i ottoga{ se razvivaat

so se pozasilen ritam. Denes telefonijata, t.e. govorniot servis, e seu{te

primaren telekomunikaciski servis, ako ne po volumen na prenesenite

informacii, toga{ po broj na povici. Kon krajot na 20-ot vek

telekomunikaciite dojdoa do usvituvawe vo razvojot so pojavata na digitalnite

mobilni komunikacii (kako {to e GSM sistemot) i Internet tehnologijata, i

nivno eksponencijalno {irewe vo svetski ramki.

Tradicionalno, telekomunikaciskite servisi bile povrzani so postoewe

na odredena infrastruktutra. Na kraevite na takva telekomunikaciska

infrastruktura se nao|aat izvorite na informaciite i korisnicite na

informaciite. Celata su{tina na telekomunikaciskite mreì i sistemite od

koi tie se sostaveni e da se obezbedi veren prenos na informacijata od izvorot

do krajniot korisnik (destinacijata). Pritoa informacijata se prenesuva preku

nekoj medium (bakar, optika, bezì~en medium) koj e postaven me|u predavatel i

priemnik. Predavatelot i primenikot zaedno so mediumot za prenos go

so~inuvaat komunikaciskiot kanal preku koj se prenesuva informacijata, ~ij

{to model e prikaàn na slika 1.1. Pri prenosot niz komunikaciskiot kanal na

informacijata vlijaat razni pre~ki koi se karakteriziraat so edno ime {um.

Predavatelite i priemnicite se obedinuvaat obi~no vo eden terminalen ured

(telefon, mobilen terminal, kompjuter) ili nakratko terminal. Terminalot

moè da go koristi ~ovek ili kompjuter (на пример: веб сервер, сервер за email,

автоматска говорна машина и сл.).


Glava 1 - 5

Извор на информација Предавател

Медиум за пренос (бакарна парица/кабел, оптичко

влакно, безжичен медиум)Приемник Корисник

Шум

Канал

Предавателна страна Приемна страна

Slika 1.1 Model na komunikaciski kanal

Vo praktikata modelot na komunikaciskiot kanal ne e ednostaven kako

{to e prikaàn na slika 1.1. Imeno, samiot pat od izvorot do desinacijata vo

najgolem broj na slu~ai e podelen na pove}e delnici, a meu delnicite se

postavuvaat sistemi koi vo naj~est slu~aj se komutatori (na primer, pri prenos

na govorni signali tie se vikaat centrali) ili ruteri (koga imame prenos na

informacii preku Internet).

Da zememe kako primer edna telefonska mreà vo koja postoi samo prenos

na govor. Vo takva mreà ima parici (parica e par ìci na koi se priklu~uva

klasi~en telefonski aparat, koj go ima denes vo sekoj dom) koi se priklu~eni na

nekoj komutaciski centar (centrala). No, taa centrala treba da bide povrzana

so drugi centrali, a tie so drugi i taka natamu, za da moè korisnikot da mu

zavrti na bilo koj drug telefonski korisnik vo svetot. Na samo edna centrala

moè da ima iljadnici korisnici. Za da moè istovremeno da se prenesuvaat

pove}e razgovori me|u dve centrali potrebno e da se postavi medium za prenos

koj denes moè da bide: bezì~en ili ì~en (ovoj vtoriov moè da bide bakaren

kabel/parica ili opti~ki kabel). Da zememe kako primer ì~en medium za

prenos me|u centralata ({to ja razgleduvame vo primerov) i nekoja druga

centrala so koja e povrzana. Pritoa, edna mo`nost e da stavime poseben kabel za

prenos na sekoj govoren signal me|u dvete centrali. Vo takov slu~aj }e ni

trebaat onolku kabli kolku {to sakame da imame istovremeni konekcii me|u

dvete centrali. No, ako moème da prenesuvame pove}e govorni signali od

razli~ni parovi korisnici koi komuniciraat vo isto vreme preku eden ist

kabel, vo toj slu~aj moè mnogu da se za{tedi na tro{ocite pri prenosot

(za{tedata e pogolema kolku {to e pogolemo rastojanieto me|u centralite). Na

ovoj na~in vsu{nost pravime mnogukratno iskoristuvawe na mediumot za prenos,

{to vo slu~ajov e bakaren kabel.


Glava 1 - 6

Терминал 1

Терминал 2

Терминал 3

Терминал 4

Терминал 5

Терминал 1

Терминал 2

Терминал 3

Терминал 4

Терминал 5

Комутациски јазол

Slika 1.2 Povrzuvawe na korisnici bez i so komutaciski jazel

Definicija za komutacija: spored ITU (Internation Telecommunication Union)

kомутација (switching) e vospostavuvawe na konekcija od dadena vlezna linija

(kanal - circuit) do dadena izlezna linija (kanal) pri daden broj na vlezovi i

izlezi, se dodeka toa e potrebno za prenos na informacii (od daden izvor do

daden korisnik). Sistemite (jazlite ) vo koi se vr{i komutacijata se narekuvaat

komutaciski sistemi (t.e. komutaciski jazli).

1.2 Arhitektura na telefonska mreà

Bidej}i komutacijata zapo~nala da se primenuva najprvo vo telefonijata

(telefonija e prenos na govor od eden korisnik do drug vo realno vreme vo dve

nasoki preku odredena infrastruktura), vo ovoj del }e izloìme generalna

arhitektura na edna telefonska mreà vo dene{no vreme.

Telefonskata mreà e sostavena od krajni korisnici koi imaat

telefonski aparati koi preku parici (parica e par bakarni ìci koja doa|a do

domovite) se priklu~eni na komutaciski sistemi (koi vo telefonskite mreì

se vika centrali), koi se povrzani me|u sebe so prenosni sistemi.


Glava 1 - 7

Dvojnik

Telefonski linii

Vodovi PBX

Legenda:PBX (Private Branch eXchange) – ku}na centrala

Vodovi

MultiplekserKanaliOddale~en stepen

(koncentrator)

Комутацискиsistem

(centrala)

Prenosni sistemi (kon drugi centrali)

Slika 1.3 Opkruùvawe na komutaciski jazel

Opkruùvaweto na centrala vo edna telefonska mreà e prikaàno na

slika 1.3. Kako {to moè da se zabeleì od slikata, kako lokalno opkruùvawe

na centralata (pod lokalno opkruùvawe mislime na liniite do krajnite

korisnici) moè da bidat linii (parici) do korisnicite, multiplekseri za

krajni korisnici, oddale~en stepen (koncentrator), ku}na centrala (PBX- Public

Branch Exchange).

Linijata do krajniot korisnik t.e. paricata vo telefonska mreà se

narekuva i lokalna jamka (local loop). Vo minatoto edna parica bila delena me|u

dva korisnika (t.n. dvojnici) kade {to korisnikot koj prv }e ja podignel

slu{alkata dobival pristap do linijata. Na toj na~in vsu{nost se {tedelo na

brojot na parici na stranata na korisnicite, vo t.n. pristapen del od mreàta.

Vo uslovi koga telefonijata bila ubedlivo najva`niot telekomunikaciski

servis, toa moèlo id a se opravda. No, so pojavata na razli~nite i se pobrojni

telekomunikaciski servisi koi se nudat do krajnite koriscnici, posebno so

ra{iruvaweto na Internet po izmisluvaweto na vebot vo 1993 godina, vakviot

na~in na delewe na edna korisni~ka linija izumrel. Vp dene{no vreme za

pove}ekratno iskoristuvawe na edna korisni~ka parica, koga nema dovolno (na

primer, vo nekoja zgrada), a ima pobaruvawe od strana na korisnicite, toga{ se


Glava 1 - 8

primenuva multipleksirawe na pove}e govorni kanali na edna korisni~ka

parica so pomo{ na t.n. PCM (Pulse Code Modulation) multiplekseri. Vsu{nost,

tie vr{at digitalizacija na analogniot govor u{te pred da se donese na vlezot

na centralata za da moàt digitalno da gi multpleksiraat govornite signali na

edna parica.

Kaj paricite (lokalnite jamki) po koi odi edna linija od korisni~kiot

aparat (telefon) do centralata, digitalizacija na govorot se vr{i na stranata

na centralata kade {to ima uredi za analogno-digitalna konverzija na govorot.

Pritoa, ovaa konverzija se vika digitalizacija na govorot i se realizira

isklu~ivo so koristewe na Impulsno Kodna Modulacija-IKM, t.e. na angliski

Pulse Code Modulation – PCM. Zna~i, obi~nite telefonski aparati koi se

priklu~uvaat na paricata vo domot se analogni i govorot se prenesuva vo svojata

originalna analogna forma preku paricata do centralata na koja e priklu~ena

taa parica.

Se razbira, denes po paricata moè da se prenesuva i digitalen signal,

kako {to e slu~ajot koga imame prenos na ISDN (Integrated Services Digital Network)

signali ili koga imam ADSL (Assymetric Digital Subscriber Line) postaveno na

korisni~kata linija. Vo takov slu~aj digitalizacijata na signalot

(konverzijata od analogna vo digitalna forma) se vr{i vo ISDN mre`niot

terminal (NT- Network Terminal) koj se postavuva na stranata na korisnikot ili

vo ADSL modemot koj isto taka se postavuva na stranata na korisnikot. Se

razbira, vo ovie slu~ai kon i od centralata doa|aat signali koi se vo digitalna

forma bez razlika dali prenesuvaat govor, podatoci, video ili ne{to drugo.

Oddale~enite sistemi (koncentratori) se postavuvaat naj~esto vo

ruralni podra~ja kade {to ima pomal broj na korisnici i sluàt za da se

koncentrira soobra}ajot od korisnicite vo pomal broj na kanali kon

centralata. Na primer, ako imame 100 korisnici vo nekoe naseleno mesto, toga{

zavisno od procenkite za nivnata aktivnost vo najoptereteniot ~as vo tekot na

denot }e bidat postaveni odreden broj na kanali me|u koncentratorot i

centralata, koj broj e dosta pomal od brojot na korisnici koi se priklu~eni na

koncentratorot. Na primer, ako prose~nata aktivnost na korisnicite vo

normalen raboten den (ne na Nova godina) vo najoptereteniot ~as vo tekot na

denot e 10%, toga{ 10 ili 15 kanali me|u koncentratorot i centralata }e bidat


Glava 1 - 9

dovolni za tie da se opsluùvaat so dadena verojatnost na zagubi na povici. Pod

zaguba na povik se podrazbira barawe za povik od korisnik koe e odbieno zaradi

nemawe na slobodni resursi (vo slu~ajov resursite se kanalite me|u

koncentratorot i centralata). Kanalite se smestuvaat na t.n. vodovi po koi se

prenesuvaat naedna{ po pove}e kanali. Na toj na~in vsu{nost se pravi

pove}ekratno iskoristuvawe na eden ist medium za prenos (na primer, eden

kabel). Bidej}i paricite imaat poslabi karakteristi (pomal frekventen

propusen opseg) vo sporedba so koaksijalnite kabli, za multipleksirawe na

signalite vo vodovi se koristele i seu{te se koristat i denes (glavno za

pokratki rastojanija) i koaksijalnite kabli.

Za golemi rastojanija me|u komutaciski jazli, kako na primer desetici,

stotici ili iljadnici kilometri, se koristi prenos preku multipleksirawe na

kanali na opti~ki vlakna (koi se poznati i kako svetlovodi ili skrateno kako

optika). Multiplesiraweto na kanalite se pravi na kanalite koi izleguvaat od

komutaciskite jazli kon prenosnite sistemi kon drugi komutaciski jazli

(centrali), a demultipleksiraweto vo obratnata nasoka.

Definicija na telekomunikaciska mreà: Jazlite (komutatori, ruteri) i

prenosnite sistemi koi gi povrzuvaat formiraat telekomunikaciski mreì.

1.3 Sistemi za prenos

Postapkata na pove}ekratno iskoristuvawe na daden medium za prenos se

narekuva multipleksirawe. Sistemite vo koi se vr{i multipleksiraweto i

demultipleksiraweto se narekuvaat multiplekseri. Pri multipleksiraweto,

koe se vr{i sekoga{ na predavatelnata strana od komunikaciskiot link, pove}e

dojdovni signali se smestuvaat na eden ist medium za prenos bez da pre~at eden

na drug. Pri demultiplesiraweto, koe se vr{i sekoga{ na priemnata strana, se

izdvojuvaat oddelnite signali od multipleksot (t.e. multipleksniot signal).


Glava 1 - 10

Dem

ulti

plek

sera

we

Korisnik 1

Korisnik 2

Korisnik N

Mul

tipl

ekse

raw

e

Izvor 1

Izvor 2

Izvor NP

red

avat

el

Pri

emni

k

Sistem za prenos

Slika 1.4 Model na komunikaciski link

Sistemot za prenos go koristime za prenos na N signali namesto za prenos

na samo eden signal, kako {to e prikaàno na slika 1.4. Toa se pravi so cel

poefikasno da se iskoristi skapiot medium za prenos.

Vo klasi~nite telekomunikacii za prenos na govor (t.e. telefonijata)

telekomunikaciskite sistemi se delat na:

• Komutaciski sistemi (ili skrateno komutacija)

• Sistemi za prenos (ili skrateno prenos)

Voobi~aeno, jazlite (komutatori, ruteri) povrzani so prenosni sistemi vo

telekomunikaciite gi narekuvame telekomunikaciski mreì. Pritoa,

praktikata potvrduva deka okolu 2/3 od tro{ocite na edna telekomunikaciska

mreà (vklu~uvaj}i gi i ì~nite i bezì~nite mreì) se tro{oci za

prenosnite sistemi, a 1/3 se tro{oci za komutaciskite sistemi. Vo toj kontekst,

namaluvaweto na tro{ocite vo prenosniot del zna~itelno vlijae na

namaluvaweto na vkupnite tro{oci na ~inewe na sistemot (vklu~uvaj}i ja i

cenata na sistemot i tro{ocite potrebni za negovo natamo{no odrùvawe).

Imeno, vo su{tinata na telekomunikaciite se sodrì trgovijata me|u

cenata na sistemot i negovite performansi. êstopati ne e pra{awe dali

ne{to moè da se izvede ili ponudi kako usluga, tuku e pra{awe kolku }e ~ini

taa usluga i koj ili kolku korisnici }e moè da platat za nea. Vo taa nasoka, za

da se ovozmoì prifatliva cena na ~inewe na telekomunikaciskite uslugi se

nastojuva da se minimiziraat tro{ocite na telekomunikaciskite mreì i

oddelenite sistemi kolku {to e mo`no pove}e. Vo sprotivno, cenata na uslugata

}e bide previsoka, nema da moè da se privle~at korisnici, pa i samiot sistem


Glava 1 - 11

nema da bide rentabilen, odnosno nema da moè da se postavi komercijalno, a

u{te pomalku }e moè da se razviva ponatamu. Tuka e zgodno da se navratime i na

samiot proces na planirawe na kapacitetite na dadena telekomunikaciska

mreà, kako eden primer. Na primer, pri planirawe na edna telefonska mreà

sekoga{ se koristat statisti~kite pokazateli za najgolemata aktivnost na

korisnicite vo prose~en raboten den za da se dimenzionira sistemot so

odnapred zadaden procent na odbieni povici koj bi se toleriral kako

zadovolitelen kvalitet na uslugata za krajnite korisnici. I vo vakviot proces

e prisutna trgovijata me|u cenata na sistemot i negovite performansi (t.e.

kvalitetot na uslugite {to gi nudi). Imeno, vo telefonskata mreà ne se site

korisnici aktivni vo isto vreme (statisti~ki gledano) taka da centralite se

dimenzioniraat za dadena aktivnost na korisnicite i soodvetno na toa se

presmetuva brojot na vlezni kanali. Toa doa|a do izraz vo nesekojdnevni uslovi,

na primer, na Nova godina site korisnici nastojuvaat da se javat nekomu i da

~estitaat, {to rezultira vo golem broj na odbieni povici, bidej}i

komutaciskite sistemi ne se dimenzionirana za tolkava aktivnost na

korisnicite, nitu pak istata e voobi~aena za obi~en den. Istata filosofija

vaì i za prenosnite sistemi koi u~estvuvaat vo vkupnata cena na ~inewe na

eden telekomunikaciski sistem so u{te pogolem procent.

Moème da zaklu~ime deka postoeweto na jazlite za komutacija i

rutirawe i soodvetnite multipleksni sistemi pri prenosot e potrebno zaradi

poefikasno iskoristuvawe na resursite. No, isto taka toa doprinesuva i za

poednostavno upravuvawe i odrùvawe na istite, {to isto taka vlijae da imame

poniski vkupni tro{oci za telekomunikaciskata mreà.

1.4 Multipleksirawe na digitalni kanali vo sistemi za prenos

Telekomunikaciskite mreì denes poteknuvaat od potrebata za prenos na

govor. Vo minatoto glaven i osnoven servis vo ovie mreì bil govorot, pa ~es-

topati gi narekuvame takvite sistemi i POTS (Plane-Old Telephone Systems). Komu-

tacijata i prenosot vo POTS bil prilagoden za telefonija (govorniot servis).

Vakvite telekomunikaciski mreì bile nameneti za koristewe od strana na


Glava 1 - 12

celata populacija (bile javni), pa zaradi toa se narekuvaat i javni komutirani

telefonski mreì PSTN (Public Switched Telephone Networks).

Site korisnici na edna PSTN mreà mora da bidat priklu~eni na centra-

la (komutaciski centar), kade {to se vr{i procesot na komutacija vrz osnova na

signalnata informacija (na primer, brojot na pretplatnikot {to se povikuva).

Za da moè da se vospostavi telefonska vrska me|u korisnici koi se priklu~eni

na razli~ni centrali, potrebno e da bidat centralite povrzani me|u sebe so sis-

temi za prenos. Ottuka, vo telekomunikaciite ~esto pati se koristi podelbata

na telekomunikaciskite mreì na dva dela: komutacija i prenos. Vo ovaa glava

}e se zapoznaeme so PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) sistemite za prenos.

Istoriski gledano, na PDH sistemite im prethodele prenosni sistemi

zasnovani na analognata tehnika, kade {to multipleksnite signali se formira-

le so koristewe samo na FDM (Frequency Division Multiplexing). Mediumi za prenos

na vakvite multipleksni signali na golemi rastojanie bile koaksijalnite vodo-

vi. Vakvite sistemi za prenos bile prilagodeni za prenos na govor vo negovata

izvorna analogna forma. Pokraj govorot, vo ovie sistemi se prenesuvale i mal

broj na drugi servisi (na primer: telegraf, teleks).

Digitalizacijata na telekomunikaciskite mreì zapo~nuva vo 1970-te go-

dini so razvojot na elektronikata i pojavata na kompjuterite, no zema zamav vo

1980-te i 1990-te, za denes re~isi da nemame prenos na analogni signali vo javni-

te telekomunikaciski mreì. Vo osnovata na digitalnite mreì se nao|a digi-

talniot govoren signal, koj se dobiva so primena na impulsno kodna modulacija

(IKM) vrz analogniot govoren signal. Iako IKM (PCM – Pulse Code Modulation)

e pronajdena i patentirana od Alec Reeves vo 1938 godina, masovnata nejzina pri-

mena zapo~nala vo 1970-te godini (toa bilo usloveno od razvojot na tehnologija-

ta). So voveduvawe na digitalnite signali se preminalo od FDM na vremensko

multipleksirawe – TDM (Time Division Multiplexing).

Od aspekt na mediumite za prenos, vo 1970-te godini se pojavilo opti~ko-

to vlakno (t.e. svetlovod), koe so svoite karakteristiki za prenos na signali so

golemi bitski protoci, po~nalo da gi istisnuva koaksijalnite kabli kako gla-

ven ì~en medium za prenos.

Prviot sistem koj bil standardiziran i {iroko rasprostranet za multi-

pleksirawe i prenos na digitalni signali bil PDH sistemot.


Glava 1 - 13

1.4.1 Impulsno kodna modulacija - IKM (Pulse Code Modulation – PCM)

Impulsno-kodnata modulacija e tehnika koja ovozmoùva kontinualniot

analogen signal da se pretstavi vo digitalna forma. So primena na ovaa tehnika

se ovozmoùva standardniot analogen telefonski signal da se pretvori vo bina-

ren digitalen signal so protok od 64 Kbit/s.

Sekoja postapka na impulsno-kodna modulacija, a so toa i postapkata na

impulsno-kodna modulacija na govorniot signal ja so~inuvaat tri osnovni pro-

cesa na obrabotka na signalot i toa:

• Odbirawe (diskretizacija po vreme);

• Kvantizacija (diskretizacija po amplituda);

• Kodirawe;

Odbirawe pretstavuva proces na diskretizacija na kontinualniot signal

po vreme koe se vr{i vo to~no opredeleni vremenski intervali, pri {to se

dobiva povorka od impulsi ~ija anvelopa go pretstavuva originalniot signal.

Od teoremata za odbirawe primeroci sledi deka frekvencijata na zemawe na

primeroci mora da bide pogolema ili ednakva na 2 × fm, kade fm pretstavuva

maksimalna frekvencija vo spektarot na analogniot signal vrz koj se vr{i

postapkata na odbirawe. Bidejki spektarot na analogniot telefonski signal se

nao|a vo opsegot 300÷3400 Hz, usvoeno e frekvencijata na odbirawe da iznesuva

8000 Hz, {to zna~i deka intervalot pome|u dva posledovatelni odbiroka od

analogniot telefonski signal iznesuva 125 µs.

Rabotniot opseg na amplitudata na kontinualniot signal e podelen na ko-

ne~en broj intervali koi se narekuvaat intervali na kvantizacija, a za sekoj od

niv odgovara po edna vrednost na amplitudata koja se narekuva kvantizacisko

nivo.

Kvantizacija e proces pri koj vrednosta na odbirokot se klasificira vo

eden od spomenatite intervali na kvantizacija, a potoa se zaokruùva na vred-

nost na kvantizaciskoto nivo na koe odgovara. Vsu{nost kvantizacijata pret-

stavuva postapka na diskretizacija na kontinualniot signal po amplituda. Za

telefonskiot signal e usvoeno brojot na kvantizaciski nivoa da iznesuva 256.


Glava 1 - 14

Bidejki kaj telefonskiot govoren signal malite amplitudi se so pogole-

ma verojatnost na povtoruvawe otkolku golemite, se primenuva neramnomerna

kvantizacija, {to vsu{nost pretstavuva pofino kvantizirawe na amplitudite

so pogolema verojatnost na pojavuvawe otkolku onie so pomala verojatnost na

pojavuvawe, so {to se minimizira izobli~uvaweto koe e rezultat na samata po-

stapka na kvantizacija.

Kodiraweto pretstavuva postapka na generirawe na kodni zborovi – zbir

od digiti koi go ozna~uvaat kvantizaciskoto nivo na koe e zaokruèn odbiro-

kot. Bidej}i digitite naj~esto pretstavuvaat biti, sledi deka kodniot zbor na

telefonskiot digitalen signal se sostoi od 8 bita1, {to sledi od binarnata

pretstava na broevite 28 = 256. Od ovde se gleda deka binarniot protok koj odgo-

vara na eden telefonski govoren signal iznesuva 64 Kbit/s.

sKbits

bit /641258 =

µ

(1.1)

1.4.2 Vremensko multipleksirawe

Traeweto na sekoj koden zbor mora da zavr{i pred po~etok na sledniot

odbirok. Me|utoa dokolku elektronskite kola dozvoluvaat, traeweto na kodni-

ot zbor moè da se napravi proizvolno malo, pa vo prazniot del pome|u dva kod-

ni zbora od eden signal moè da se prenesuva koden zbor od drug signal, {to

vsu{nost pretstavuva princip na vremensko multipleksirawe (TDM).

1 Vo Evropskite PDH sistemi. Vo amerikanskiot sistem, govorot se kodira so 7 biti po primerok (128 kvantizaciski nivoa), a osmiot bit vo vremenskiot otse~ok se koristi za in-band signalizacija.


Glava 1 - 15

1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

4 4 4 4

d d d d c c c c b b b b a a a a4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1

125 s / 4 = 31.25 µ µs

Kanal 1

Kanal 2

Kanal 3

Kanal 4

125 sµ

A/Dkonverzija

Multipleksirawe

Analognigovorni signali

Zbiren digitalen signalso protok od 256 Kbit/s

d c b a

d c b a

d c b a

d c b a

Slika 1.5 Princip na vremensko multipleksirawe

Na slika 1.5 prikaàn e princip na vremensko multipleksirawe na ~eti-

ri digitalizirani govorni telefonski signali. Gledame deka multupleksirawe-

to se vr{i "koden zbor po koden zbor", odnosno "bajt po bajt" (byte interleaving).

Treba da napomeneme deka site ~etiri signala pred multipleksiraweto imaat

isti protoci od 64 Kbit/s.

Vo Evropa kako i vo pogolemiot del od svetot, primarniot multipleksen

signal go so~inuvaat 30 kanali so protok od 64 Kbit/s, nameneti za prenos na ko-

risni~ka informacija (govorni signali, podatoci,...) i dva dodatni kanali so

protok 64 Kbit/s, od koi prviot namenet za sinhronizacija i kontrola, a drugiot

za prenos na signalizacijata. Vaka dobieniot multipleksen signal se narekuva

primaren evropski multipleks i pretstavuva signal so protok 2048 Kbit/s (32 ×

64 Kbit/s).

Vo Amerika primarniot multipleksen signal ima protok od 1544 Kbit/s i

pretstavuva multipleks na 24 telefonski kanali. Iako ovaa verzija e prva raz-

viena, vo svetot pove}e se koristi "evropskiot primaren multipleks".

Bidej}i od na{ interes e primarniot evropski multipleks, vo ostatokot

od tekstot pod primaren multipleksen signal }e podrazbirame signal so protok

2048 Kbit/s.


Glava 1 - 16

Struktura na primarniot signal so protok 2048 Kbit/s

Ramkata na primarniot multipleksen signal pretstavuva zbir od biti po-

me|u dva posledovatelni odbiroka od eden telefonski govoren signal, pri {to

nejziniot po~etok e ednozna~no opredelen so signalot za sinhronizacija na ram-

kata. Traeweto na ramkata e 125 µs i podelena e na 32 vremenski intervala koi

se narekuvaat kanalski vremenski intervali (time slots – TS), i se beleàt

TS0÷TS31. Sekoj vremenski kanal trae 3.9 µs i sodrì po 8 bita. Na slika 1.6

prikaàna e strukturata na ramkata na primarniot multipleksen signal so pro-

tok od 2048 Kbit/s.

0 1 2 15 16 17 18 31. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Si 0 0 1 1 0 1 1

Si 1 A Sn Sn Sn Sn Sn

0 0 0 0 X Y X X

a i b i c i d i a k b k c k dk

Parna ramka

Neparna ramka

Ramka 0

Ramka Ii=1,2,......,15; k=i+15;

Signal za sinhronizacija na multiramka (MFAS)

Signal zasinhronizacijana ramka (FAS)

3.9 sµ

125 sµ

1 2 16 17 30Kanali

Kanalski vremenski intervali

Slika 1.6 Struktura na ramkata na primarniot digitalen

signal so protok 2048 Kbit/s

Kanalskite vremenski intervali TS1÷TS15 i TS17÷TS31 sluàt za prenos

na korisna informacija (govor, podatoci i sl.). Kanalskiot vremenski interval

TS0 sluì za prenos na signalot za sinhronizacija na ramkata (FAS – Frame Alig-

nement Signal) i alarmni kriteriumi koi naizmeni~no se prenesuvaat vo parnite

odnosno neparnite ramki, dodeka kanalskiot vremenski interval TS16 se koris-

ti za prenos na signalizacija. Bidej}i za prenos na signalizaciskite poraki na

site 30 kanala ne se dovolni 8 bita, kolku {to gi ima vo eden vremenski otse~ok

TS16, se formira multiramka (nadramka) so traewe od 2 ms koja se sostoi od 16

ramki.

Bitot broj 1 od kanalskiot vremenski interval TS0 od sekoja ramka se ko-

risti za CRC (Cyclic Redundancy Check) kontrolna postapka za za{titno kodira-

we (preporaka ITU G.704). Ovaa postapka sluì za kontrola na pojava na gre{ka


Glava 1 - 17

na patot na nabquduvaniot signal od mestoto kade {to se formira primarniot

signal do mestoto kade {to toj terminira. Poradi toa toj ima zna~ajna uloga vo

nadgleduvaweto i odrùvaweto na digitalnite mreì.

Signalot za sinhronizacija na ramkata e neophoden za priemnikot da mo-

è da go odredi po~etokot na sekoja ramka, t.e prenesenite biti pravilno da se

dekodiraat na priemnata strana. Signalot za sinhronizacija na ramkata go so~i-

nuva kodot "0011011" koj gi zafa}a mestata od 2÷8 bit vo kanalskiot vremenski

interval TS0 od sekoja vtora, odnosno sekoja parna ramka.

Bitot broj 2 vo kanalskiot vremenski interval TS0 koj ne sodrì signal

za sinhronizacija na ramkata (neparnite ramki) treba da bide fiksiran na vred-

nost "1".

Bitot broj 3 (A bit) vo kanalskiot vremenski interval TS0 od neparnite

ramki treba da ima vrednost "0" koga nema alarm, odnosno vrednost "1" koga ima

alarm.

Bitite Sn se rezervirani biti predvideni za nacionalni potrebi, a vo

slu~aj na me|unarodna vrska ili koga ne se koristat treba da bidat fiksirani na

vrednost "1"

Koristeweto i rasporedot na bitite do kanalskiot vremenski interval

TS16 prikaàn e na slikata 1.5. Za sekoj telefonski kanal se koristat maksimum

~etiri bita za signalizacija na sekoi 16 ramki (2 ms), taka {to na i-tiot tele-

fonski kanal (i = 1÷15) mu se dodeleni bitite ai, bi, ci i di, a na k-tiot telefonski

kanal (k = 16÷30) biti ak, bk, ck i dk. Ako bitite bi, ci i di odnosno bk, ck i dk ne se ko-

ristat za prenos na signalizaciskite kriteriumi, tie treba da imaat vrednost

"1", "0", "1" soodvetno. Koga se koristat za prenos na signalizaciskite kriteri-

umi, bitite ai, bi, ci i di nikoga{ ne se koristat vo kombinacija "0000", bidejki

toa e kod koj se koristi za sinhronizacija na multiramkata. Signalot za sinhro-

nizacija na multiramkata (MFAS – Multiframe Alignment Signal), koj e neophoden za

odreduvawe na po~etokot na multiramkata, ednakov e na "0000" i gi zazema biti-

te 1÷4 od 16-tiot kanalski vremenski interval vo sekoja nulta ramka. Vo istiot

kanalski vremenski interval bitite 5, 7, 8 (X biti) treba da imaat vrednost "1"

ako ne se koristat za drugi potrebi, dodeka bitot broj 6 (Y bitot) se koristi za

najavuvawe na gubewe na sinhronizacija na multiramkata.


Glava 1 - 18

Ako 16-tiot kanalski vremenski interval ne se koristi za prenos na sig-

nalizaciski kriteriumi, moè da se koristi za prenos na podatoci so protok od

64 Kbit/s.

Hierarhija na vremensko multipleksirawe

Te`neeweto za ponatamo{no zgolemeno iskoristuvawe na prenosniot pat,

pogolem od 30 odnosno 24 kanala so primena na vremenskiot multipleks, dovela

do potreba da se definiraat hierarhiski protoci so cel da se izbegne {areno-

likost od digitalni uredi.

Vo preporaka G.702 od ITU-T definirani se dve hierarhii na vremensko

multipleksirawe (evropska i amerikanska) bazirani na razli~ni primarni di-

gitalni protoci (2048 Kbit/s odnosno 1544 Kbit/s). Pokraj toa, vo G.703 definira-

ni se standardnite interfejsi potrebni za me|usebno povrzuvawe na digitalni-

te delnici, digitalnite multiplekserski uredi i digitalnite centrali.

Tabela 1.1 Hierarhija na vremenskoto multipleksirawe bazirana

na primarniot protok 2048 Kbit/s

Hierarhiski nivoa Protok na biti (Kbit/s)

Broj na telefonski kanali

Faktor na multipleksirawe

64 1 1 2048 30 30 2 8448 120 4 3 34368 480 4 4 139264 1920 4 5 564992 7680 4

Evropskiot hierarhiski vremenski multipleks se karakterizira so fak-

tor 4 na preminite kon povisokite hierarhiski nivoa. Toa zna~i deka sekoe po-

visoko hierarhisko nivo se dobiva so multipleksirawe na 4 signala koi pripa-

|aat na prethodnoto hierarhisko nivo. Taka na primer, 4 primarni signala so

protok 2048 Kbit/s posle multipleksiraweto davaat sekundaren multipleksen

signal so protok 8448 Kbit/s. Spomenatite ~etiri primarni signali gi

narekuvame "pritoki" na uredot vo koj se formira sekundarniot multipleksen

signal. Pokraj sekundarniot multipleksen signal postojat i: tercijaren (34368


Glava 1 - 19

Kbit/s ← 4×8448 Kbit/s), kvaternaren (139264 Kbit/s ← 4×34368 Kbit/s) i kvintaren

(564992 Kbit/s ← 4×139364 Kbit/s). Poslednoto hierarhisko nivo seu{te ne e

standardizirano od strana na ITU-T.

Pregled na evropskata hierarhija na vremensko multipleksirawe daden e

vo tabela 1.1 vo koja se prikaàni hierarhiskite nivoa, hierarhiskite protoci,

brojot na telefonski kanali koi odgovaraat na definiranite hierarhiski ni-

voa i faktorot na multipleksirawe koj se koristi za dobivawe na odredeno hie-

rarhisko nivo. Ovde treba da se zabeleì deka faktorot na multipleksirawe e

to~no 4 vo pogled na brojot na telefonski kanali vo povisokoto hierarhisko

nivo vo odnos na brojot na telefonski kanali vo poniskoto hierarhisko nivo

(na primer, 480 = 4 × 120). Vo pogled na bitskite protoci, faktorot e ne{to

pogolem od 4 (na primer, 34638 Kbit/s > 4 × 8448 = 33792 Kbit/s).

Slika 1.7 Evropska i amerikanska hierarhija na

vremensko multipleksirawe

Na slika 1.7 prikaàni se evropskata i amerikanskata hierarhija na vre-

mensko multipleksirawe.

Protocite na multipleksniot signal obi~no se beleàt vo skraten oblik

i toa kako 2 Mbit/s, 8 Mbit/s, 34 Mbit/s i 140 Mbit/s za standardiziranite signali od

evropskata, odnosno 1.5 Mbit/s, 6 Mbit/s i 45 Mbit/s za standardiziranite signali

od amerikanskata hierarhija.

Problemot na vospostavuvawe na digitalnite vrski pome|u zemjite koi

koristat razli~ni hierarhii za vremensko multipleksirawe, re{en e so defi-

nirawe na me{ovita hierarhija za vremensko multipleksirawe (2048 – 6312 –

44736 – 139264 Kbit/s) koja e prikaàna na slika 1.7 so isprekinati linii.


Glava 1 - 20

Pritoa, PDH bila tehnika na multipleksirawe na prenosnite sistemi vo

70-te i 80-te godini, dodeka od 1990-te godini navamu globalna tehnika koja se

koristi za multipleksirawe na digitalnite signali vo prenosnite sistemi e

SDH (Synchronous Digital Hierarchy), ~ij pandan vo Amerika e SONET (Synchronous

Optical NETwork). Pritoa, naj~esto SDH se koristi preku opti~ki vlakna iako e

mo`no da se prenesuva i preku bezì~en medium. Na primer, novite operatori

koi se pojavuvaat zaradi poevtina implementacija praktikuvaat da koristat

bezì~na implementacija na SDH, pri {to bitskite brzini koi moè da se

postignat se mnogu pogolemi kaj monomodnite opti~ki vlakna. Vo prodolènie

se dadena binarnite protoci spored SDH standardot.

Binarni protoci vo SDH standardot

Osnovnoto nivo vo SDH pretstavuva signal so protok 155520 Kbit/s i se na-

rekuva STM-1. Protocite na signalite na povisokite hierarhiski nivoa se for-

miraat so celobrojno mnoèwe na binarniot protok na STM-1. Vo tabelata 1.2

se dadeni binarnite protoci kako i imiwata na signalite koi odgovaraat na se-

koe nivo vo SDH. Za razlika od PDH (Tabela 1.1), faktorot na multipleksirawe

pri premin od ponisko na povisoko hierarhisko nivo e to~no 4 i vo pogled na

binarniot protok i vo pogled na brojot na signali {to se prenesuvaat.

Tabela 1.2 Osnovni binarni protoci vo SDH standardot

Hierarhisko nivo Binaren protok (Kbit/s) Ime na SDH signalot

1 155520 STM-1

4 622080 STM-4

16 2488320 STM-16

Pokraj osnovnoto definirani se u{te nekolku hierarhiski nivoa. Na

primer, kaj nas se koristat najmnogu 622080 Kbit/s (STM-4 signal) i 2488320 Kbit/s

(STM-16 signal). Signalite na povisokite hierarhiski nivoa od ovie se

definiraat koga prenosot na takvite signali stanuva moèn {to zavisi od

tempoto na ponatamo{noto usovr{uvawe na tehnikata na prenos po opti~kite


Glava 1 - 21

vlakna. Taka, denes postojat i STM-64 (10 Gbit/S) I STM-256 (40 Gbit/S). Pokraj

toa, generalno kaàno, moè da se kreira STM-N, kade {to N e nekoj priroden

broj (N=1,2,3,...).

1.5 Organizacija na telefonska mreà

Edna telefonska mreà, sostavena od korisni~ki del, komutaciski jazli

i prenosni sistemi, moè da bide orgazinirani na razli~ni na~ini i po

razli~ni osnovi. Samata organizacija na telefonska mreà se odnesuva, pred se,

na na~inite na koi se povrzuvaat me|usebe komutaciskite jazli i funkciite koi

tie gi izvr{uvaat vo mreàta. Postojat pove}e tipovi na orgaznizacija na

telefonski mreì:

Na baza na geografsko podra~je (gradska, ruralna, me|umesna)

Administrativna organizacija (mre`ni grupi povrzani preku tranzitni

centrali na baza na politi~ki i geografski faktori i tarifiraweto)

Hierarhiska organizacija (definirana od ITU-T, so hierarhiski nivoa)

Vo svetot e prifaten hierarhiskiot na~in na organizacija na

telefonskite mreì pri {to brojot na t.n. hierarhiski nivoa vo ramkite na

edna zemja se dviì od ~etiri do pet. Na najdolnoto hierarhisko nivo se nao|aat

pomali centrali (krajni centrali) na koi se prika~eni krajni korisnici,

dodeka na najvisokoto hierarhisko nivo se nao|aat me|unarodnite centrali koi

povrzuvaat telefonski mreì od razli~ni zemji.

Spored hierarhiskata organizacija na telefonska mreà so pet

hierarhiski nivoa gi razlikuvame slednite tipovi centrali (slika 1.8):

Krajna centrala

Jazlova (~vorna) centrala

Glavna centrala

Tranzitna centrala

Me|unarodna centrala


Glava 1 - 22

Slika 1.8 Hierarhiska organizacija na telefonska mreà

Na krajnite, jazlovite i glavnite centrali se priklu~eni krajnite

korisnici. Pritoa, hierarhiskata organizacija na edna telefonska mreà se

pravi i pod vlijanie na drugite faktori kako {to e geografskata polo`ba na

korisnicite. Taka, vo oblast na eden grad so negovata okolina voobi~aeno ima

edna glavna centrala koj ima svoj poseben me|umesen kod (na primer,

me|umesniot kod za Skopje e 2), a zavisno od goleminata na geografskata oblast

i brojot na korisnici moè da ima pove}e krajni i jazlovi centrali.

Rastojanieto me|u korisnicite i glavnata centrala moè da bide pri~ina za

voveduvawe na krajni centrali ili poednostavni koncentratori, bidej}i

paricite ne treba da bidat podolgi od 6-7 km od korisnikot do prviot jazel vo

telefonskata mreà. Povrzuvaweto me|u centralite e sekoga{ me|u centrali

od isto hierarhisko nivo ili od sosedni hierarhiski nivoa. Na primer, ne se

povrzuva glavna centrala direktno na me|unarodna centrala, tuku na tranzitna

centrala, a tranzitnata na me|unarodna. Isto taka, ne se praktikuva povrzuvawe

na glavni centrali direktno me|usebe, tuku sekoga{ glavnite centrali se

povrzuvaat preku tranzitni centrali. Tranzitnite centrali imaat glavna cel

da vr{at komutacija na povici od edna kon druga glavna centrala ili komutacija

na povici od glavna kon me|unarodna centrala (me|unarodni povici) i obratno.

Primer: Vo Republika Makedonija najgolemiot operator na fiksna telefonija

Makedonski telekomunikacii (pod fiksna telefonska mreà }e podrazbirame


Glava 1 - 23

telefonska mreà kade {to korisni~kite terminali t.e. telefonite se

priklu~eni na fiksna linija t.e. linija koja e vrzana so dadena fiksna lokacija

na telefonot, bez razlika dali linijata se ovozmoùva preku parica, t.e. ì~no,

ili preku nekoj bezì~en link) ima tri tranzitni centrali: vo Skopje, vo [tip

i vo Bitola. Site glavni centrali koi gravitiraat kon geografskoto podra~je

kade {to e postavena dadena tranzitna centrala se povrzuvaat na taa tranzitna

centrala. Taka, glavnata centrala vo Strumica }e bide povrzana na tranzitnata

centrala vo [tip, nema logika da se povrzuva na tranzitnite centrali vo

Skopje ili Bitola. Vsu{nost, tranzitnite centrali sluàt za regionalno

akumulirawe na telefonskiot soobra}aj od razli~nite glavni centrali koi

postojat vo dadeniot region. Taka, naj~est kriterium za priklu~uvawe na nekoja

glavna centrala na tranzitna centrala e rastojanieto, iako i soobra}ajniot

intenzitet moè da vlijae (vo vtoriov slu~aj moè da bide presudno

ramnomernoto koristewe na instaliranite kapaciteti vo broj na kanali vo

sekoja od tranzitnite centrali).

1.6 Principi na komutacija

Denes moàt da se diferenciraat dva razli~ni principi na komutacija:

• Komutacija na kola (circuit switching)

• Komutacija na paketi i rutirawe (packet switching, routing)

Imeno, vo dene{nite telekomunikacii moàt da se diferenciraat dva

razli~ni principi na prenos na informacijata od izvorot do destinacijata t.e.

od kraj do kraj.

1.6.1 Komutacija na kola (kanali)

Vo komutacijata na kola (t.e. kanali) se dodeluva eden kanal od kraj do

kraj za prenos na informaciite, pri {to vo slu~aj na telefonija, se prenesuva

govor. Govorot vo digitalnite telekomunikaciski mreì se prenesuva preku 64


Glava 1 - 24

kbit/s kanali. Pritoa, koga zboruvame za telefonija treba da se ima vo predvid

deka imame eden 64 kbit/s kanal vo edna nasoka (od korisnikot koj baral,

korisnik A, kon korisnikot {to e baran, korisnik B) i 64 kbit/s kanal vo

sprotivna nasoka (od korisnikot B kon korisnikot A) za da imame dvonaso~na

konverzacija na lu|eto koi se od dvete strani na konekcijata. Zna~i, sekoga{ vo

telefonijata imame par na 64 kbit/s kanali, no toa posebno ne go naglasuvame

(sekoga{ }e se podrazbira). Komutacijata na kanali vsu{nost pretstavuva

privremeno povrzuvawe na 64 kbit/s kanal na vlez vo daden komutaciski jazel so

daden 64 kbit/s kanal na negoviot izlez. Pri toa, vo digitalnite telefonski

mreì, komutacijata vo jazlite na mreàta se pravi istovremeno za dvete nasoki

od konekcijata, t.e. za dvata 64 kbit/s kanali, od korisnikot A koj baral kon

korisnikot B koj e baran, i obratno. Koga }e se raskine vrskata me|u krajnite

korisnici, toga{ se osloboduvaat i vospostavenite komutaciski vrski po pat za

taa konekcija.

Kanal (64 kbit/s) vo edna telefonska mreà e dodelen od po~etokot na

vrskata (vrz osnova na odredena adresna informacija od korisnikot {to bara,

t.e. baran korisni~ki telefonski broj) i dodeleniot kanal ne moè da go

koristat drugi korisnici se dodeka trae vrskata (t.e. dodeka ne zavr{i

telefonskiot razgovor).

Zo{to se narekuva komutacija na kola?

Ovde e zgodno da dademe odgovor na ova pra{awe. Za da moè da se

vospostavi odredena telefonska vrska potrebno e korisnikot da ja podigne

telefonskata slu{alka so {to se zatvara elektri~noto kolo (circuit) preku

dvete ìci od korisni~kata parica. Istoto treba da go napravi i korisnikot B

od drugata strana (baraniot korisnik) po {to se vospostavuva vrska od kraj do

kraj. Tokmu zatoa komutacijata na kanali se narekuva i komutacija na kola.

Pritoa, govorniot signal se prenesuva preku paricata vo svojata originalna

analogna forma, pri {to govorot vo ednata nasoka (od korisnikot A kon B) i vo

sprotivnata nasoka (od B kon A) se superponiraat vo paricata (bidej}i toa e

samo edno elektri~no kolo), a se razdeluvaat vo telefonskiot aparat (edniot

signal odi od mikrofonot na slu{alkata kon paricata, a drugiot signal odi od

paricata kon slu{alkata na telefonot). Na stranata na centralata isto taka se


Glava 1 - 25

razdvojuvaat signalite od sprotivnite nasoki i sekoja nasoka obi~no se

prenesuva preku poseben kanal.

Komutacijata na kanali moè da bide na osnova na:

Komutacija na baza na prostorna raspredelba na kanalite

Komutacija na baza na vremenska raspredelba na kanalite

Komutacija na baza na frekvenтна raspredelba na kanalite

Kaj komutacijata na kanali so prostorna raspredelba imame fizi~ko

prespojuvawe na daden vlez so daden izlez vo komutaciskite jazli za

vremetraeweto na komutacijata me|u dadeniot par vlez-izlez.

Kaj komutacijata na baza na vremenska raspredelba na kanalite ({to e

vozmo`no samo vo digitalnite komutaciski jazli), komutacijata e vospostavuwe

na vrska me|u daden vlez i izlez od komutatorot samo vo daden vremenski

interval (nare~en vremenski otse~ok t.e. time slot). Na primer, na vlezot na

digitalnite centrali voobi~aeno ne se doveduvaat 64 kbit/s kanali po vlezna

ili izlezna linija, tuku 2,048 Mbit/s linii so po 32 kanali vremenski

multiplesirani (od koi 30 se koristat za govor), kako {to e objasneto vo 1.3.1.

Toga{, komutacijata me|u eden 64 kbit/s kanal vo vlezna 2 Mbit/s linija so drug

64 kbit/s vo izlezna 2 Mbit/s od komutaciskiot jazel, e vsu{nost komutacija na

kanali so vremenska raspredelba. Vo sovremenite komutaciski sistemi

(centrali) se koristi naj~esto kombinacija na komutacija so prostorna i so

vremenska raspredelba na kanalite, pri {to vo digitalnite komutaciski

sistemi neophodno e da se ima komutacija na baza na vremenska raspredelba za da

moè da se prefrli signalot od eden vremenski otse~ok na vlezot na

komutaciskiot sistem vo drug vremenski otse~ok na nekoj od negovite izlezi.

Komutacijata na kanali so frekventna raspredelba podrazbira

modulacija na vleznite kanali na razli~ni frekventni nositeli (vo razli~ni

frekventni opsezi), a istoto se pravi i za izleznite kanali. Komutacijata vo

vakov slu~aj bi bila prefrluvawe na kanal na daden vlez koj e postaven vo

odreden frekventen opseg vo kanal na daden izlez koj e postaven generalno vo

drug frekventen opseg. Vakviot na~in na komutacija e neprakti~en zaradi

postapkite na modulacija koi bi se primenuvale pri samata komutacija, zaradi


Glava 1 - 26

{to ne na{ol primena vo praktikata, taka da }e ostane spomant samo tuka

zaradi seopfatnost vo izlagaweto.

1.6.2 Komutacija na paketi

Vo vtoriot slu~aj digitaliziranite informacii (toa moè da bide i

govor, no moè da bidat i podatoci, veb strani, sliki, poraki, video,

multimedija i sl.) se delat na pomali grupi od biti, potoa na sekoja takva grupa

biti im se dodavaat kontrolni biti i biti koi ja nosat adresnata informacija

na ispra}a~ot i prima~ot (adresna informacija vo Internet se IP adresite na

prima~ot i ispra}a~ot), so {to se dobiva t.n. paket koj prenesuva eden del od

informacijata od izvorot do destinacijata. Za razlika od prviot slu~aj kaj

komutacija na kanali (t.e. kola), paketite go zafa}aat kanalot samo dodeka se

prenesuvaat bititi od dadeniot paket, dodeka vo ostanatiot del od vremeto

moàt da se prenesuvaat paketi od istiot izvor za drug servis (na primer,

simnuvawe na fajl od nekoj server, dodeka korisnikot preku istata mre`na

karti~ka istovremeno surfa ili koristi govor preku Internet) ili od drug

konekcija me|u drug par izvor-destinacija. Vo mre`nite jazli paketite se

upatuvaat po eden ili drug link, zavisno od adresnata informacija. Na koj na~in

toa se pravi vo jazlite, paketski komutatori ili ruteri, }e stane pove}e zbor vo

vtoriot del od ovaa kniga. Ovde treba da ja napravime razlikata me|u

komutacijata na paketi i rutiraweto:

• Komutacija na paketi e komutacija na paketi od daden vlez kon daden

izlez vo mre`niot jazel (paketskiot komutator), pri {to dolìnata na

site paketi e ista (dolìnata na paketite se izrazuva obi~no vo bajti)

• Rutirawe na paketi e upatuvawe na paketi so razli~na dolìna od daden

vlez kon daden izlez vo mre`niot jazel (ruterot), pri {to celiot paket

nezavisno od negovata dolìna se rutira od daden vlez na soodveten izlez

od ruterot koga }e mu dojde redot.

Pri definicijata na rutiraweto na paketite be{e spomnato deka paketot se

rutira od daden vlez kon daden izlez koga }e mu dojde redot. Imeno, paketite


Glava 1 - 27

kako {to doa|aat vo mre`niot jazel (paketski komutator, ruter) se memoriraat

vo t.n. bafer memorija (samiot proces se vika baferirawe) i dokolku ima drugi

paketi koi se pred niv za opsluùvawe kon dadeniot izlez ~ekaat na red da bidat

opsluèni. Tokmu zatoa komutacijata na paketi i rutiraweto se narekuva vo

literaturata i kako smesti (vo memorija) i prosledi (na daden izlez), t.e. store

and forward. Postojat razli~ni na~ini na koj moàt da se opsluùvaat paketite

vo mre`nite jazli, za koi }e stane zbor podocna vo ovaa kniga. Ovde moè da

napomneme deka najprostiot od niv e principot paketot koj prv }e dojde vo

jazelot prv da bide opsluèn (FIFO- First In First Out, a se sretnuva i pod imeto

FCFS- First Come First Serve).

1.7 Minato, sega{nost i idnina

Na krajot od ovaa prva vovedna glava vo komutacija i rutirawe zgodno e da

se navratime nakratko na minatoto, no da vidime kade sme sega i {to doa|a vo

bliska idnina vo ovaa oblast.

Samata telefonija zapo~nuva vo 19-ot vek so izmisluvaweto na telefonot

od strana na Aleksandar Graham Bel vo 1876 godina. Me|utoa, za da moèlo da

ima po{iroka korist od telefonijata bilo potrebno {to pogolem na korisnici

da imaat telefonski aparati. Koga golem broj na korisnici imale telefonski

aparati, se pojavila potrebata od organizirano povrzuvawe na korisni~kite

telefoni vo telefonska mreà, so {to se pojavila i potrebata od komutacija.

Prvata komutacija bila manuelna, odnosno telefonist detektiral koga nekoj od

korisnicite }e ja podignel slu{alkata na baza na svetnuvawe na lampa po

zatvarawe na nejzinoto elektri~no kolo preku paricata i telefonskiot aparat

i po barawe na korisnikot ja prespojuval negovata parica so paricata na

drugiot korisnik. Po prekinuvaweto na vrskata (gaseweto na lampata vrzana na

paricata na korisnikot) ja raskinuvam vospostavenata kusa vrska me|u dvete

parici. Ovoj manuelen na~in so porastot na brojot na korisnici stanal

neprakti~en, i nabrzo se avtomatiziral so pojavuvawe na prvite avtomatski

komutaciski sklopki od koi prvite bile bira~ite ~ekor po ~ekor (izmisleni od

Strowger vo 1889 godina), a vo 1919 godina bil izmislen i krozbar sistemot (no


Glava 1 - 28

po~nal da se koristi od 1940-te godini), koj se upotrebuval dosta dolgo, duri do

1990-te godini.

Klu~niot element vo komutacijata i voop{to vo telekomunikaciite bila

digitalizacijata, odnosno preminot od prenos na analogni signali vo prenos na

digitalni signali. Toa bilo ovozmoèno so pojavata i razvojot na

elektronikata i kompjuterskite sistemi po~nuvaj}i od 1960-te godini. Kako

rezultat na toj razvoj najprvo se pojavile hibridnite komutaciski sistemi, kaj

koi upravuvaweto stanalo kompjtersko (programski bazirano), dodeka

komutacijata i ponatamu ostanala da bide za analogni signali

(elektromehani~ka komutacija). Vakvite sistemi se narekuvale

kvazielektronski sistemi.

Podocna, vo 1970-te/1980-te i posebno vo 1990-te godini komutacijata

stanala celosno digitalna, se digitalizirale i prenosnite sistemi, so {to se

ovozmoìlo telekomunikaciskite mreì da bidat celosno digitalni, so

isklu~ok na korisni~kata pristapna mreà kade {to se zadràle analognite

telefonski aparati, bidej}i bilo poevtino digitalizacija za govorniot signal

vo telefonskata mreà da se vr{i na stranata na centralata otkolku na

stranata na korisnikot. Samata digitalizacija na korisni~kite linii

zapo~nala so {ireweto na ISDN (Integrated Services Digital Network) liniite vo

1990-te kade {to preku korisni~kata linija se prenesuva digitalen signal i

istovremeno se obezbeduvaat dva digitalni kanali od po 64 kbit/s i eden kanal za

signalizacija po korisni~ka linija od 16 kbit/s (ili vkupno 144 kbit/s). Me|utoa,

ISDN ne doìveal uspeh kako {to bilo predviduvano koga se kreiral. Glavnata

pri~ina za toa bilo pojavata na Internet vo globalni ramki i negovoto

eksponencijalno {irewe vo svetot od 1993 godina (toga{ bil izmislen vebot t.e.

World Wide Web – WWW, koj e dominanten Internet servis i e glavna pri~ina

pokraj elektronskata po{ta e-mail za dominacijata na Internet vo paketskite

mreì) do denes, a toj trend prodolùva i vo idnina. So drugi zborovi gladot za

bitski brzini postojano rastel, bidej}i Internet ovozmoùva preku ista mreà

da se prenesuvaat razli~ni servisi (podatoci, govor, sliki, televizija, audio,

radio, multimedija, video konferencii, igri, fajlovi, ~et itn.) i toj glad

nikoga{ nema da zapre. ISDN ne moèl da gi zadovoli vakvite pobaruvawa za se

pogolemi bitski brzini na korisni~kata strana zaradi {to se pojavuvaat i


Glava 1 - 29

tehnologii koi ovozmoùvaat pogolemi bitski brzini na korisni~kata parica

za Internet pristap, koi se nare~eni xDSL tehnologii (od koi momentalno

najra{irena e ADSL tehnologijata), kade {to DSL e akronim za digitalna

korisni~ka linija (Digital Subscriber Line).

Taka, vo 2000-te godini ve}e e celosno ra{irena i digitalizacijata na

korisni~kite linii preku xDSL tehnologiite za pristap do Internet so

pogolemi bitski brzini. Pokraj toa, brziot razvoj na alternativnite bezì~ni

tehnologii (bezì~en lokalni mreì poznat kako Wi-Fi, ili bezì~ni

metropoliten mreì poznati kako WiMAX) ovozmoùva krajnite korisnici, no

i operatorite, da imaat izbor so koja tehnologija }e gi ovozmoùvaat servisite.

A so razvojot na Internet tehnologiite i nivnoto komercijalizirawe od 1990-

te godini zapo~na novata era vo razvojot na telekomunikaciite, a toa e

integracijata na klasi~nite telekomunikaciski mreì so komutacija na kanali

so Internet mreàta kade {to imame rutirawe i komutacija na paketi. Takov

primer, poznat od sekojdnevnieto, e GSM/GPRS mobilnata mreà, kade {to

telefonskite konekcii se obezbeduvaat preku komutacija na kanali vo GSM

delot od mreàta, a Internet pristapot se obezbeduva preku rutirawe na paketi

vo GPRS delot na mreàta.

Kakva e idninata?

Idninata e sekoga{ neizvesna na nekoj na~in, no vo telekomunikaciite

taa moè dosta dobro da se predvidi, barem pobliskata idnina, vo slednite

nekolku godini ili vo slednata decenija, a i podaleku.

Tendencijata e da se namaluva postepeno zastapenosta na komutacijata na

kanali koja e kreirana isklu~ivo za telefonija (komutacija na govorni

signali), a da se zgolemuva koristeweto na Internet i vo prenosot na govorot

(govor preku Internet protokol, t.e. Voice over IP). No, toa }e bide postapen

proces koj }e se odviva verojatno vo slednite nekolku decenii. Klu~nata rabota

e kreiraweto na mehanizmi koi }e poddrùvaat soodveten kvalitet na servisot

(docnewe, zagubi na paketi i sli~no) od kraj do kraj, {to denes ne e slu~aj so

Internet, bidej}i Internet kako mreà e kreirana na principot best-effort, ili

raspoloìvite resursi na daden kanal (bitskiot protok) podednakvo se delat

me|u site vospostaveni konekcii. Zna~i, vo daden moment vo idninata }e


Glava 1 - 30

prestane da postoi komutacijata na kanali kako {to }e ja izloìme vo prvata

polovina na ovaa kniga, no mnogu verojatno e deka konceptite koi se koristele

}e se preslikaat soodvetno vo Internet sredinata. Isto taka, bitskite protoci

vo pristapnata mreà (na korisni~kata strana) }e rastat, bidej}i }e se

pojavuvaat novi servisi koi }e pobaruvaat se pogolem protok (na primer:

digitalna televizija so visoka rezolucija, teleprezens ili sozdavawe na

virtuelno prisustvo na drugo mesto zaradi koneferencija na oddale~enost ili

zabava i sl.), {to direktno }e rezultira vo srazmerno pogolemi bitski protoci

i po prenosnite sistemi (ako denes zboruvame za Gbit/s ili desetici Gbit/ s po

prenosnite sistemi, vo bliska idnina }e zboruvame za terabiti i desetici

terabiti vo sekunda po prenosni sistemi).

Zna~i, razvojot prodolùva, bidej}i komunikacijata me|u lu|eto i

pristapot do razli~nite tipovi infomacii zaradi edukacija, rabota, zabava ili

ne{to drugo, spa|aat vo najva`nite ~ovekovi potrebi i se temel na

civilizacijata.

Documents

Glava1-Voved Vo Komutacija