1
3. Komutacija i kontrola komutacije
3.1 Uvod
3.1.1 ta se podrazumeva pod komutacijom
U telefonskoj mrei pod komutacijom se podrazumeva uspostava veze
izmeu dva krajnja korisnika, koji vezu koriste za meusobne
razgovore.
ITU-T definie komutaciju kao uspostavu veze, na zahtev, od
zadatog izvora ka zadatom odreditu za sve vreme trajanja prenosa
informacije.
Danas informacija ne podrazumeva samo govor nego i ostale vidove
telekomunikacionih servisa, kao to je prenos podataka i video
informacije.
Na poetcima telefonije operater je manuelno uspostavljao vezu
izmeu krajnjih korisnika telefonske mree, dok je danas komutacija
sloeniji zadatak. Komutacija danas mora da obezbedi rukovanje sa
razliitim telekomunikacionim servisima kao to su audio signal
visoke vernosti, razliiti video servisi, veza dve lokalne raunarske
mree ili prenos velikih datoteka i razliite interaktivne servise
kablovske televizije. Iz ovog razloga danas postoje vie tehnika
komutacije, za razliku od telefonske mree gde je bila zastupljena
samo komutacija kola. Sedamdesetih godina u sklopu prenosa podataka
uvedena je komutacija paketa. Danas takoe imamo mree za prenos
okvira, ATM i DQDB (eng. Distributed Queue Dual Bus). Pregled
tehnika komutacija prikazan je na slici 3.1.
Slika 3.1 Pregled tehnika komutacije
3.1.2 Zahtevi za komutacijom
Razvoj komutacionih sistema bio je motivisan sledeim zahtevima
:
dostupnost da se uspostavi veza sa bilo kojim korisnikom
mree,
transparentnost, osobina koja ne dozvoljava promene podataka
koji se alju kroz mreu,
ekonominost veze.
Zahtev za uspostavom veze izmeu bilo kojih taaka A i B u mrei
ima nekoliko aspekata. Primarni zahtev mrenog operatera je
uspostava veze koja se moe tarifirati. U sluaju da je kapacitet
komutacije poddimenzionisan dolazi do neeljenih ekanja na uspostavu
mree, to je rezultat loeg prorauna u mrei.
Komutaciona oprema mora imati veliki stepen dostupnosti to
zavisi od arhitekture sistema i strukturnosti softvera koji
upravlja radom komutacione opreme.
Pojava velikog broja novih servisa u telekiomunikacionoj mrei,
zadnjih godina , uslovljava zahtev za transparentnou. Dobra
transparentnost podrazumeva malo kanjenja, neizmenjeni tok
informacija i mogunost da propusni opseg mree odgovara svim
servisima. Zahtev za ekonominou mree se pre svega odnosi na
dimenzionisanje paketske mree koja treba da obezbedi komutaciju
paketa u uslovima multipleksiranog sadraja. Ova tehnika se moe
koristiti i u integrisanim mreama. Tako na primer ATM omoguava i
integrisani prenos i integrisanu komutaciju mrenog saobraaja.
3.2 Istorijat komutacionih sistema
3.2.1 Manuelni sistemi
U zaetku telefonije, telefonske sentrale su bile opremljene
manuelnom komutacionom opremom. Prva manuelna centrala je bila
instalirana New Haven, SAD, 1878 godine. Operater je primao pozive
i manuelno prespajao kolo izmeu krajnjih korisnika. Otada potie
naziv komutacija kola. Kada je poziv bio zavren operater bi, takoe
manuelno, raskidao konekciju. Moe se rei da je operater bio
kontrolni sistem komutacije u to vreme.
3.2.2 Elektromehaniki sistemiU narednim godinama telefonije
manuelni sistemi su zamenjeni automatskim elektromehanikim
sistemima. Iako ovi sistemi zahtevaju vie odravanja ukupna
performansa sistema, sa aspekta angaovanja radne snage, se
poboljava jer se smanjuje broj operaterskih radnih mesta.
Elektromehaniki sistemi poveavaju telefonski saobraaj, a smanjuju
cenu telefonskog razgovora. Ovi sistemi poveavaju efikasnost
rutiranja kroz mreu, a samim tim smanjuju zahteve za prenosnim
putevima.
Almon B. Strowger se smatra za ocem automatske telefonije.
Njegovo ime je povezano sa korak-po-korak selektorom, koji je
patentirao 1889. godine, i koranim centralama. Selektorom
korak-po-korak se upravlja direktno iz telefonskog aparata
korisnika, prilikom biranja pozvanog korisnika.
Nakon koramih centrala razvijeni su registerski kontrolisani
sistemi. Kod registarki kontrolisanih sistema birani broj se prvo
smeta u registar, analizira se i tek zatim xxxxx selektor
korak-po-korak. Jedna od funkcija registra je izbor alternativnih
putanja , ime se prenos informacija kroz mreu ini jo ekonominijim.
Primeri registarskih sistema su :
500-linijski selektor (1923) i
krosbar sistemi (1937).
3.2.3 Digitalni, raunarski upravljani sistemiTelefonske
centraleDalji razvoj telefonije doveo je do uvoenja frekventnog
multipleska (eng. FDM Frequency Division Multiplex) i njegovog
uvoenja u eksploataciju od 1950. godine. Digitalni multipleks,
baziran na PCM (eng. Pulse Code Modulation) sistemu je uvedem poevi
od 1970. godine. On je dalje smanjio trokove trnsmisije i poboljao
kvalitet prenosa signala. Cena se dalje smanjila uvoenjem digitalne
komutacije, to je eliminisalo potrbu za skupin analogno-digitalnim
(A/D) konvertorima. Preostalo je jo samo da se digitalizuje
upravljaki deo komutacionog vora, to je i uraeno 1960. godine kada
je putena u rad prva kompjuterski upravljana centrala. Ova centrala
se nalazila u SAD. Prva raunarski upravljana centrala u Evropi je
putena u rad 1968. godine.
vorovi mree za prenos podatakaBrz razvoj mrea za prenos podataka
doveo je do potrebe komutacionih vorova za komutaciju podataka. Ove
mree se susreu sa poveanim korisnikim zahtevima za kvalitet prenosa
i brzinu transmisije. Paketska, X.25, mrea i mrea za prenos okvira
(eng. Frame Relay) obezbeuju efikasan i ekonomian prenos podataka.
Pouzdanost prenosa obezbeena je mehanizmima retransmisije kada se
ponovo alju paketi kod kojih je detektovana greka u prenosu. Ove
mree obezbeuju sortiranje, rutiranje i skladitenje (baferisanje)
korisnikih podataka.
vorovi za uskopojasni ISDN (N-ISDN)
Dalji razvoj vorova komutacije doveo je do integrisanih (govor,
podaci, video) mrea, to zahteva privatne i javne N-ISDN vorove
(eng. N Narrowband, uskopojasni). U principu N-ISDN vor je
kombinacija digitalne telefonske centrale i paketskog komutatora,
to obezbeuje komutaciju kola i komutaciju paketa.
vorovi za irokopjasni ISDN (B-ISDN)
ATM tehnika, koja vri komutaciju elija sa podacima i koja
formira osnovu za irokopojasni ISDN (eng. B Broadband,
irokopojasni), jo nije u potpunosti standardizovana. Njena
standardizacija je u toku, i kada se zavri ATM tehnika komutacije e
poeti da se uvodi u telekomunikacione mree.
Optika komutacija
U dananjim sistemima primarni uzrok smanjenog propusnog opsega
je oprema za komutaciju koja je realizovana elektronski, dok je
oprema za transmisiju izvedena u optikoj tehnologiji, koja
dozvoljava velike brzine prenosa. U svakom sluaju kod komutacije je
neophodan prelaz na elektrine signale sa manjom bitskom brzinom.
Stoga se vre istraivanja u cilju uvoenja optike komutacije, koja bi
i dalje bila upravljana elektronski. Ulau se veliki napori u ova
istraivanja i za oekivati je pojavu optike komutacije u
komercijalnoj upotrebi. Slika 3.2 ilustruje razvoj komutacije u
zadnjih 50 godina.
Slika 3.2 Istorijski razvoj komutacije
3.3 vorovi za komutaciju kola
vorovi za komutaciju kola, ili telefonske centrale, imaju
upravljaki deo, koji sadri procesor, i komutacioni deo, u formi
specijalizovanog hardvera, kao to je prikazano na slici 3.3.
Slika 3.3 Struktura telefonske centrale
Slika 3.3 prikazuje centralizovano upravljanje komutacionim
delom, mada kod nekih sistema moe biti distributivno upravljanje.
Kod distributivnog upravljanja mikroprocesor je lociran blie kod
specijalizovanih hardvera centrale, a svaki deo hardvera ima svoj
mikroprocesor.
3.3.1 Centrale sa uskladitenim programomProcesorski upravljane
centrale se nazivaju centralama sa uskladitenim programom (eng. SPC
Stored Program Control). Program sadri inteligenciju centrale , a
izvrava je procesor.
Od samih poetaka bila su velika oekivanja od SPC centrala. Neka
oekivanja su ispunjena, neka nisu. Na primer, prvi SPC sistemi nisu
postigli oekivanu fleksibilnost usled velikog softvera ije su
izmene esto imale neeljene bune efekte. Stoga je softver SPC
centrala postao modularan, tako da je lake uneti izmene u pojedine
module. Dananje SPC centrale se karakteriu sa :
jednostavnim rukovanjem sa opremom,
fleksibilnim softverom,
smanjenim ukupnim trokovima (investicija, eksploatacija,
odravanje),
proirenim skupom funkcija odnosno servisa i
velikim stepenom pouzdanosti.
3.3.2 Procesorska struktura u SPC centralama
Iako procesorska struktura u SPC centralama moe biti
implementirana na vie naina, dve strukture se izdvajaju kao
dominantne i to :
centralizovano upravljanje, gde se ceo rad sistema nadgleda u
centralnom procesorsko upravljakog dela sistema,
distribuirano upravljanje, gde se upravljaka funkcija
raspodeljuje na vie procesrora, koji su manje ili vie meusobno
nezavisni.
Centralizovano upravljanjeKod centralizovanog upravljanja u
najjednostavnijoj formi se koristi samo jedan procesor. Taj
procesor obavlja rutinske funkcije (nadgledanje korisnikih parica i
ostale periferije) i napredne funkcije (kontrola poziva). Obzirom
da rutinske funkcije zahtevaju veliko procesorsko vreme, moe doi do
preoptereenja procesora. Postoje dva reenja ovog problema. Prvo
reenje podrazumeva multiprocesorski sistem u kome vie procesorarade
iste zadatke, kao to je prikazano na slici 3.4. Ovakvi sistemi se
zovu centralizovani nehijerarhijski sistemi.
Slika 3.4 Centralizovani, nehijerarhijski sistem
Drugi pristup je baziran na hijerarhijskoj organizaciji poslova
u telefonskoj centrali. Poslovi rutinske kontrole periferije
dodeljuju se hijerarhijski podreenim regionalnim procesorima, dok
kompleksnije poslove, kao to je na primer, kontrola poziva obavlja
hijerarhijski nadreeni centralni procesor. Ovakvi sistemi se
nazivaju centralizovani hijerarhijski sistemi, i ematski su
prikazani na slici 3.5.
Slika 3.5 Centralizovan, hijerarhijski sistem sa jednim
centralnim procesorom
Distribuirano upravljanjeKod distribuiranih sistema ne postoji
jedan procesor za globalno upravljanje komutacionim sistemom.
Umesto toga komutacioni deo je podeljen, a svaki deo ima svoj
procesor za upravljanje. Slika 3.6 prikazuje strukturu komutacionog
sistema sa distribuiranim upravljanjem.
Slika 3.6 Komutacioni sistema sa distribuiranim upravljanjem
3.3.3 Komutacioni deo
Glavni zadatak komutacionog dela telefonske centrale je da
prespoji dolazni vremenski kanal PCM linka na odlazni vremenski
kanal. Jedinica zaduena za ovu funkciju je grupno komutaciono
polje, koje predstavlja sistem za rukovanje vremenskim kanalima PCM
linkova povezanih na telefonsku centralu. Slika 3.7 prikazuje kako
su povezani vremenski odbirci.
Slika 3.7 Prespajanje dolaznog i odlaznog vremenskog odbirka
Pretpostavimo da korisnik A realizuje poziv ka korisniku B.
Upravljaki deo centrale dodeljuje vremenski odbirak broj 3 dolaznom
delu poziva (od A), a vremenski odbirak broj 1 odlaznom delu poziva
(ka B). Vremenski odbirci se dodeljuju u fazi poetne signalizacije
i traju sve vreme trajanja poziva. Treba uoiti da govorna
informacija nema labelu rutiranja koja govori o nainu prespajanja
informacija za vreme trajanja poziva. Umesto toga uspostavlja se
fiksna veza kroz govorno komutaciono polje, koja traje za sve vreme
trajanja poziva. Kroz grupno komutaciono polje uspostavlja se
dvosmerna veza, to je prikazano na slici 3.8.
Slika 3.8 Dvosmerna veza kroz grupno komutaciono polje
Postoje dva osnovna elementa u grupnom komutacionom polju :
vremenska komutacija i
prostorna komutacija.
Slika 3.9 prikazuje osnovnu strukturu ova dva elementa grupne
komutacije.
Vremenska komutacija radi na sledei nain. Dolazni vremenski
odbirak se smeta u govornu memoriju (eng. SS Speach Store).
Kontrolna memorija (eng. CS Control Store), zatim odreuje kojim se
redosledom isitava govorna memorija. Kao rezultat moe se smatrati
da je na primer vremenski odbirak broj 3 premeten na vremenski
odbirak broj 1. Informacije za kontrolnu memoriju se pribavljaju za
vreme faze signalizacije pre nego to zapone konverzacija.
Slika 3.9 Vremenska i prostorna komutacija
Prostorna komutacija se satoji od n x n matrice sa takama
prespajanja u vidu elektronskih kola. Svakoj taki prespajanja je
pridruena jedna lokacija u kontrolnoj memoriji koja definie
preslikavanje ulaznih kola na izlazna kola.
Male telefonske centraleU malim telefonskim centralamapostoji
samo vremenska komutacija. Vremenska komutacija prespaja ulazno
kolo (korisniku paricu) ka kolu za prepoznavanje biranih cifara ili
ka grupnoj komutaciji, gde se prespaja govorna putanja.
Velike telefonske centraleKada broj komutacionih taaka prelazi
kapacitet vremenske komutacije neophodno je dodatno komutaciono
polje. Stoga se obino koristi prostorna komutacija u kombinaciji sa
vremenskom komutacijom. Slika 3.10 prikazuje komutaciju
vreme-prostor-vreme (eng. TST Time Space-Time) u velikoj
centrali.
Slika 3-10 Princip komutacije vreme-prostor-vreme (TST)
3.3.4 Povezivanje korisnika na telefonsku mreu
Komutacioni vor preko koga su korisnici povezani na
telekomunikacionu mreu se zove krajnja ili lokalna centrala. Naini
na koje korisnik moe biti vezan na lokalnu centralu su ilustrovani
na slici 3.11.
Slika 3.11 Povezivanje krajnjih korisnika na lokalnu
centralu
Ukoliko razdaljina izmeu krajnjeg korisnika i lokalne centrale
nije prevelika najjednostavniji nain je direktno povezivanje
korisnike opreme na centralu. Svaki korisnik ima svoju liniju na
korisnikoj komutaciji u centrali. Korisnika komutacija obavlja
sledee funkcije prema korisnikoj opremi :
napajanje korisnike linije ,
detekciju podizanja i sputanja slualice ,
prijem izabranih cifara telefonskog broja ,
A/D konverziju korisnikog govora ,
koncetraciju i
proveru ispravnosti korisnike linije.
Koncetracija znai dam je broj vremenskih odbiraka na korisnikoj
komutaciji manji od broja prikljuenih korisnika. Prespajanje izmeu
korisnike linije i grupne komutacije obavlja xxxx vremenska
komutacija. U sluaju da istovremeno preveliki broj korisnika
pokuava da uspostavi vezu dolazi do kanjenja na korisnikoj
komutaciji i do odbijanja poziva.
Da bi se izbegla upotreba predajnikih korisnikih parica
(kablova) vie korisnikih parica se kombinuje u multiplekser.
Multiplekser je povezan na ccentralu PCM linkom, to znai da se
korisnik vezuje na njega u inkrementima od po 30. Osim to ne
obavlja funkciju koncetracije multiplekser ima iste funkcije prema
korisnikoj parici kao i lokalna centrala.
Ukoliko broj udaljenih korisnika prelazi kapacitet multiplekera
koristi se udaljeni komutacioni stepen. Udaljeni komutacioni stepen
ima iste funkcije kao komutacioni stepen u centrali. Posle
koncetracije, informacije izmeu udaljenog komutacionog stepena i
lokalne centrale se prenose sa nekoliko PCM linkova.
3.4 vorovi za paketsku komutaciju
Pre ulaska paketske mree u upotrebu koristila se telefonska mrea
za vezu izmeu dva udaljena raunara. Komunikacija se odvijala preko
modaema povezanimna telefonsku paricu. Pre faze razmene podataka
neophodno je povezivanje telefoskog broja na kome se nalazi
udaljeni raunar.
Slabosti ovakve metode za prenos podataka su :
relativno dugo vreme uspostave veze,
neiskorienost kapaciteta linije kada nema prenosa podataka,
nema mrene funkcije za detekciju i korekciju greke. Ovu funkciju
obavljaju krajnji raunariuesnici u mrei, i
ogranien propusni opseg (maksimum 33,600 kbit/s).
3.4.1 Komutacija u X.25 mrei
U paketskoj mrei podaci se alju u paketima razliite duine.
Zadatak mrenog vora je da distribuira pakete prema odgovarajuem
prijemniku. Mreni vor ita adresnu labelu svakog paketa i
distribuira ga prema odgovarajuem odlaznom linku, kao to je
prikazano na sllici 3.12. SHAPE \* MERGEFORMAT
Slika 3.12 Paketska komutacija
Adresa u X.25 paketu sadri logiki broj kanala (LCN Logical
Channel Number) kojim se podaci alju od predajnika ka prijemniku.
Kada se zapoinje poziv, prvi paket (start paket) se alje od
predajnnika ka prijemniku. U svakom voru kroz koji prolazi poetni
paket se uva informacija o rutiranju, tj. Otvara se logiki kanal za
tu konekciju. Stoga preostali paketi koji se alju tom konekcijom
sadre samo labelu (logiki broj modula) koji specificira pripadnost
paketa logikoj mrei.
U mrenom voru za paketsku komutaciju paketi se prvo smetaju u
ulazne bafere. Tu se radi iz razloga da vor iima vremena da proita
adresu i druge podatke iz paketa u sluaju velikog saobraaja.
Centralni deovora ini procesor (ili paketska sortirka) koji
pribavlja pakete iz prijemnog bafera i nakon analze adrese labele
(logikog broja kanala) smeta paket u odgovarajui odlazni bafer, kao
to je prikazano na slici 3.13.
Slika 3.13 Struktura vora za paketsku komutaciju
Za razliku od komutacije kola kod komutacije paketa ne postoji
kanal posveen samo komunikaciji dva korisnika. Prenos podataka
koristi propusni opseg na zahtev, a u sklaadu sa ukupnim propusnim
opsegom. U sluaju velikog saobraaja paket ostaje u odlaznom baferu
sve dok se ne oslobodi propusni opseg komutatora. Ovako ponaanje
moe rezultovati u neeljenim kanjenjima u komutacionom voru, to je
razlog zato paketska mrea nije pogodna za prenos izosinhronih
informacija kao to su govor i video.
Za svaki paket se proverava ispravnost prenosa. Ukoliko se na
osnovu kontrole sume paketa zakljui da je paket pogreno prenet vri
se retransmisija. X.25 mrea poseduje funkciju provere greke jer je
razvijena u sedamdesetim godinama, kada ja na prenosnim linkovima
bio slab kvalitet veze.
3.4.2 Komtacija u mreama za prenos okvira (Frame Relay)
Kao to je reeno mrea za prenos okvira je razvijena na bazi
paketske mree, sa podelom propusnog opsega izmeu vie virtualnih
veza. Ali za razliku od paketske mree koristi bolje tranzitne
linkove, preteno optike, to joj omoguuje vee brzine prenosa i
smanjeno kanjenje kroz mreu. Usled kvalitetnijih linkova koristi se
jednostavniji protokol,naroito u smislu detekcije i korekcije greke
koje ne postoje. Smatra se da je komutacija u mrei za prenos okvira
deset puta bra od komutacije u paketskoj mrei. Naime, ybog
jednostavnosti, komutacija je uglavnom realizovana hardverski za
razliku od paketske mree gde je ralizovana softverski. Za sada mrea
za prenos okvira podrava samo permanentna virtuelna kola, a ne i
komutirana virtuelna kola. To znai da se veze kroz mreu
uspostavljaju posredstvom operatera, i to na trajnoj bazi, odnosno
nije mogue dinamiki realizovati poziv u toku rada mree. Dananje
brzine na kojima radi mrea za prenos okvira su oko 2Mbit/s, a
predvia se rad na brzinama oko 40 Mbit/s. To je znatno bre od
brzine paketske mree koja radi na brzinama od 64Kbit/s do
2Mbit/s.3.5 vorovi za uskopojasni ISDN (N-ISDN)Koritenjem namenskih
mrea uspostavljaju se veze kao na slici 3.14.Slika 3.14 razliite
veze u namenskim mreamaU digitalnij mrei sa integrisanim servisima
ISDN (Integrated service Digital Network) nije samo integrisani
prenos podataka izmeu vorova mree, nego je i izmeu korisnike opreme
i krajnjeg vora mree. Mogue je ostvariti poziv sa komutacijom kola
i poziv sa komitacijom paketa preko iste korisnike linije. Na slici
3.15 je prikazana struktura ISDN mree. Ukoliko korisnik eli da
ostvari poziv sa komutacijokm kola koristie se samo komutacija
kola, a poziv e se rutirati na telefonsku mreu (PSTN Public
Switched Telephone Network) ili na ISDN mreu. Ukoliko, pak korisnik
eli poziv sa komutacijom paketa njegove informacije se prosleuju do
komutacije paketa (packet handler). Poziv se dalje rutira do javne
mree za komutaciju paketa (PSPDN Public Switched Packet Data
Network).
Slika 3.15 ISDN prenos informacija
U sluaju irokopojasnog ISDN (B-ISDN Boadband ISDN) mogue je
potpuna integracija izmeu kraqjnjih korisnikana nivou elije, to je
prikazano na slici 3.16.Slika 3.16 Puna integracija u B-ISDN3.6
vorovi za komutaciju elija
Postoje dve tehnike komutacije elija : ATM (Asynchronous
Transfer Mode) i DQDB (Distributed Queue Dual Bus). DQDB se
uglavnom koristi u Americi i bie potpuno zamenjen sa ATM.
3.6.1 Centralizovana komutacija - ATM
ATM jetehnika koja podavairokopojasni ISDN (B-ISDN), jer je
fleksibilna i pogodna za irokopojasnu komutaciju. ATM komutuje
dobre strane komutacije kola i komutacije paketa i dozvoljava
prenos svih vrsta servisa (govor, podaci, video) u zajednikom,
digitalnom formatu. Ujedno ATM je dobar za kimu lokalnih raunarskih
mrea (LAN), 7za povezivanje LAN instalacije u privatnu raunarsku
mreu, za korienje u virtualnim privatnim mreama i za masovna
prespajanja u B-ISDN transportnim mreama. Takoe ATM podrava i video
na zahtev za rezidencijalne korisnike, koa i pristup internetu.
Razliite primene ATM vorova uslovljavaju i razliitu arhitekturu
kod razliitih proizvoaa. Ipak, osnovni princip je isti :
informacija o komutaciji se nalazi u zaglavlju ulazne elije, a na
osnovu nje se odreuje izlazna elija. ATM elija se sastoji iz 53
bajta, od kojih pet ini zaglavlje, a 48 korisnika informacija.
Osnovne funkcija ATM komutataora
U ATM komutatoru ATM elija se prenose iz ulazlogikog linka u
jedan ili vie odlaznih linkova. Logiki kanal se identifikuje sa
:
brojem fizikog linka,
identifikacijom kanala : Identifikator virtuelne putanje VPI (
Virtual Path Identifier) i identifikatora virtuelnog kanala VCI (
Virtual Channel Identifier), na fizikom linku.Komutacija u ATM
komutatoru se obavlja koritenjem dve funkcije.
Prva funkcija se moe porediti sa komutacijom vremenskih odbiraka
kod komutacije kola. Ova funkcija prenosi vremenski odbirak iz
ulaznog vremenskog kanala u odlazni vremenski kanal. U ATM mrei
prenosi se informacija iz ulaznog logikog kanala u izlazni logiki
kanal, to znai da vremenskom kanalu iz komutacije kola odgovara
logiki kanal iz ATM komutacije. Na slici 3.17 broj logikog kanala
je indetifikovan u zaglavlju ATM elije.
Slika 3.17 Princip ATM komutacije
Druga funkcija se moe uporediti sa prostornom komutacijom kod
komutacije kola. Ovo je prikazano na slici 3.17 gde je ilustrovano
prebacivanje podataka izmeu razliitih fizikoh linkova. Podaci sa
ulaznog linka 0 se komutiraju na izlazni link n.
Struktura ATM komutatora
Slika 3.18 ilustruje strukturu ATM komutatora.
Slika 3.18 Struktura ATM komutatoraJedna uloga ulaznog stepena
je da prihvati elije iz dolaznih linkova , najee SDH ( Syncronous
Digital Hierarchy) linkova, ita adresno polje iz ulazne ATM elije i
upie novu adresu koja e se koristiti na odlaznom linku. Razlog
promene adrese je to ona ima samo lokalni znaaj, odnosno ona se
odnosi samo na interfejsdva vora u ATM mrei. Ulogu komutacionog
stepena je da fiziki rutira ATM eliju ka odlaznom linku. Izlazni
stepen obezbeuje interfejs sa baferovanjem ATM elije ka odlaznom
linku. U sluaju da se koriste optiki linkovi, to je najei sluaj,
izlazni stepen takoe obavljakonverziju elektrinog signala u optiki
format.3.7 Softver
U telefonskim centralama i vorovima mrea (komutacija kola,
komutacija paketa, prenos okvira i ATM) veina funkcija je
implementirana softverski. Neke gunkice su realiziovane u
kombinaciji softvera i hardvera, druge su potpuno softverske
(recimo analiza primljenih cifara pozvanog korisnika).
Kompletan softver centrale je ogroman preko milion naredbi vieg
programskog jezika. Ovako kompleksan softver zahteva modularizaciju
i paljivu koordinaciju izmeu softverskih modula. to je vie servisa
telekomunikacione mree to je kompleksniji softver. Mobilna
telefonija, ISDN (uskopojasni i irokopojasni) i inteligentne mree
su primer mrea sa sloenom strukturom softvera.
Do sada je razvoj brzine rada procesora pratio razvoj raznih
servisa mree. Po ovom trendu kapacitet procesora je povecan za
dvesto puta u periodu 1980 2000 godine. Uobiajeno je da softver
podeljen u funkcionalne blokove koji realizuju pojedine funkcije
sistema. Jedan blok nadzire poziv, drugi blok analizira broj
pozvanog korisnika, a tri blok upravlja komutacijom. Softver u voru
sa centralizovanim hijerarhiskim konturom je podeljen na regionalni
i centralni softver.Centralni : softver se koristi za kompleksne
funkcije sistema, dok se regionalni softver koristi za rutinske i
ponavljajue funkcije sistema, kao to sje na primer nadziranje
korisnike linije. Slika 3.19 prikazije podelu softvera na centralni
i regionalni deo.
Slika 3.19 Podela posla izmeu centralnog i regionalnih
procesora
Uloga regionalnih procesora je da : nadgleda grupno komutaciono
polje,
nadgleda korisnike linije,
upisuje podatke u kontrolnu memoriju,
odreuje hardverske testne take.
Uloga centralnog procesora je da :
analizira greke,
analizira birani broj pozvanog korisnika,
analiza tarife,
analiza signalnih podataka.
3.7.1 Razvoj softveraSoftver za telefonske centrale se uglavnom
pie u nekim od viih programskih jezicka, kao to PLEX (Programming
Language for Exchanges), CHILL (CCITT High-Level Language) ili SDL
(Specification and Description Language). Instrukcije izvornog
jezika su relativno razumljive, to obezbeuje jednostavniju
moduaciju ili dodavanje novog koda. Prednost vieg programskog
jezika je to progrmaer ne mora da zna detalje procesora i to se
softver moe izvravati na razliitim procesorima.
Nakon to je napisan kompletni izvorni kod se prevodi u objektni
rad, koji je finalni i koga izvava procesor, to je prikazano na
slici 3.20.
Slika 3.20 Razvoj softvera
Neke aplikacije su programirane u asemblerskom jeziku, koji je
blii procesoru na kome se program izvrava, to znai da se
instrukcije direktno prevode na objektni kod, a preslikavanje koje
se ostvaruje je jednoznano. Programeri koji rade u asembleru moraju
biti upoznati sa detaljima rada procesrora. Programski listing je
razumljiv samo treniranim programerima, jer se sastoji od skraenica
i brojeva. Prednost asemblerskog rada je brzina izizvravanja i on
se koristi kada je vreme izvravanja programa kritino. Asembliranje
je proces koji se koristi za prevoenje asemblerskog koda u objektni
kod.
Softver predstavlja 70 80% razvojnih trokova komutacionih
sistema. Veliina softvera u komutacionom sistemu raste sa brojem
servisa koji se dodaju sistemu. Primer je Eriksonova AXE centrala.
1977. ona se sastojala od 150 blokova u centralnom procesorkom delu
sa oko 300,000 16-bitnih rei programa. Petnaest godina kasnije
(1992.) u istom centralnom procesoru je bilo 3,6 miliona 16-bitnih
rei programa, to znai da je kompleksnost programa vie nego
udesetostruena.
Proces razvoja softvera podrazumeva :
razumevanje problema koji se reava, tj. novih servisa,
analizu i definiciju funkcionalnosti koja se implementira,
izrada, odnosno kodiranje softvera,
implementacija, i
testiranje novih mogunosti softvera.
3.8 Hijerarhija u mrei
U poetnim danima telefonije postojale su samo lokalne centrale,
koje su povezivale korisnike iz istog mesta.
Vremenom se pojavila potreba za komunikacijom van mesta pa je
dolo do povezivanja lokalnih centrala iz razliitih mesta. Meutim,
to je vie lokalnih centrala bilo povezano to je struktura mree
postajala komplikovanija, to se vidi na slici 3.21.
Slika 3.21 Meovita struktura telefonske mree
Reenje problema kompleksnosti telefonske mree je uvoenje
hijerarhije u mreu. Uvode se novi vorovi koji samo povezuju vorovew
na nioj hijerarhijskoj ravni. Rezultat ovoga je da lokalne centrale
ne moraju biti povezane svaka sa svakom. Mrena struktura se bazira
ne samo na meovitoj vezi nego i na zvezdastim vezama.
Mrena hijerarhija prema ITU-T
ITU-T definie est nivoa hijerarhije u mrei, kao to je prkazano
na slici 3.22. No, meutim mrena hijerarhija u praksi moe biti
drugaije realizovana.
Slika 3.22 Mrena hijerarhija prema ITU-TIzmeu lokalne centrale i
internacionalnog nivoa nalazi se nekoliko nivoa tranzitnih centrala
iji je jedini zadatak distribucija saobraaja izmeu razliitih
oblasti.
Stvarna mrena hijerarhija
U dananjim, savremenim, telefonskim mreama obino postoje etri
nivoa hijerarhije. To su :
internacionalna centrala,
nacionalna tranzitna centrala,
regionalna tranzitna centrala, i
lokalna centrala
Kao to je ranije reeno lokalne centrale su direktno povezane sa
korisnicima, dok regionalne tranzitne centrale tranzituju saobraaj
prema viim hijerarhiskim nivoima i izmeu lokalnih centrala.
Nacionalne tranzitne centrale imaju slian zadatak kao i regionalne
tranzitne centrale. Ponekad se u lokalnoj mrei koriste tandem
centrale. Tandem centrale povezuju lokalne centrale sa izuzetno
jakim mesobnim saobraajem, kao to je prikazano na slici 3.23.
Slika 3.23 Mrena hijerarhija u praksi
Zadatak tandem centrala je da tranzitiraju saobraaj izmeu
lokalnih tranzitnih centrala sa velikim meusobnim saobraajem, to je
sluaj u urbanim sredinama. Po ovome su tandem centrale sline
regionalnim tranzitnim centralama, ali one ne tranzitiraju saobraaj
ka viim hijrarhijskim nivoima.Tehnike komutacije
Komutacija paketa
Komutacija elija
ATM
DQDB
Komutacija kola
PSTN
CSPDN
ISDN
PSPDN
Prenos
okvira
X.25
IP
GSM
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Godina
korani
krosbar
SPC, analogna komutacija
SPC, digitalna komutacija
irokopjasni
irokopojasni - optiki
SPC Stored Program Control
(upravljanje raunarom)
manuelni
Komutacioni deo
Upravljaki deo
(raunar)
naredbe
podaci
ka drugim centralama
Komutacioni deo
Procesor n
Procesor 1
Komutacioni deo
RP
Centralni procesor
RP
RP
RP Regionalni procesor
Komutacioni deo
sa procesorom
Komutacioni deo
sa procesorom
Komutacioni deo
sa procesorom
Komutacioni deo
sa procesorom
Grupno
komutaciono polje
A
B
7 6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5
Grupno
komutaciono polje
A
B
3
1
1
3
3 2 1
1 2 3
SS
n
0
CS
n
0
Vremenska komutacija
SS Speach store
CS Control store
Prostorna komutacija
Kontrolna merenja
Take prespajanja
3
1
2
n
1
2
n
2
1
Prostorna komutacija
n
n
1
1
VK 1
VK n
PCM
linkovi
PCM
linkovi
Grupna
komutacija
Korisnika
komutacija
Korisniki
multiplekser
Udaljena korisnika
komutacija
Lokalna centrala
1
2
2
3
1
3
Ulazni baferi
Centralna
upravljaka
i komutaciona
jedinica
(Procesor)
Izlazni
bafer
Izlazni
bafer
Izlazni
bafer
Odlazni linkovi
Dolazni linkovi
Telefon
Raunar
LAN
LAN
Komutacija kola
Komutacija paketa
Prenos okvira
PSTN
PSPDN
ISDN
Paketski reim
Komutacija kola
Telefon
Raunar
Govor
Govor
Podaci
Podaci
Video
Video
Terminal
Terminal
elije
elije
Podaci A 18
Podaci B 14
Podaci A 2
ATM
0
n
n
0
Podaci B 7
Komutacioni
stepen
Izlazni
stepen
Izlazni
stepen
Odlazni linkovi
Dolazni linkovi
Izlazni
stepen
Ulazni
stepen
Ulazni
stepen
Ulazni
stepen
Komutaciona oprema
CP
RP
RP
RP
CP Centralni procesor
RP Regionalni procesor
Kompilacija
Asembliranje
Prenos u programsku memoriju
Objektni kod
0010011101
1001001001
Programska memorija
Razvoj softvera u asemblerskom jeziku
Razvoj softvera u viem programskom jeziku
IC
WC
TC
LE
PC
SC
Internacionalni centar
Kvartenarni centar
Tercijalni centar
Sekundarni centar
Primarni centar
Lokalna centrala (Lokal Exchange)
Internacionalni
tranzitni nivo
Nacionalni
tranzitni nivo
Regionalni
tranzitni nivo
Tandem nivo
Lokalne centrale
3. 18
