William Stallings Data and Computer Communications

Curs 7

Chapter 9 Comutarea Circuitelor

1

Retele Comutate

 O mulţime de noduri şi legăturile dintre ele formează o reţea de comunicaţie  Datele sunt trecute de la un nod la altul  Nodurile nu sunt interesate de conţinut se va schimba QoS  Reţea de tip interconectare parţială, căi redundante  Două tipuri:  comutare de circuite  comutare de pachete 2

Noduri

 Nodurile sunt legate la alte noduri sau la ech. terminale  Legăturile dintre noduri sunt multiplexate 3

Exemplu de retea comutata

4

Comutarea circuitelor

 Cale de comunicaţie dedicată între două staţii  Trei faze  Stabilire  Transfer  Deconectare  Capacitate de comutare şi de canal pentru stabilire conexiune  Inteligenţă pt. stabilirea rutei 5

Comutare Circuite - Aplicatii

 Ineficient  Capacitatea canalului dedicată pe durata conexiunii  Lipsă date capacitate risipită  Stabilirea conexiunii durează  După conexiune, transferul este transparent  Dezvoltat pentru voce 6

Public Circuit Switched Network

7

Elemente ale Comutatorului de Circuite

8

Comutare Circuite - Concepte

 Comutator Digital  Cale transparentă pentru semnal între terminale  Interfaţă Reţea  Unitate Control  Stabileşte conexiunile  În General la cerere  Prelucrează şi achită cererile  Determină dacă destinaţia e liberă  construieşte calea  Menţine conexiunea  Deconectează 9

Blocking sau Non-blocking

 Blocking  Nu poate conecta sursa la destinaţie, toate căile sunt ocupate  Utilizat la voce  apeluri scurte  Non-blocking  Permite întotdeauna conectarea între perechi libere  Utilizat la date 10

Comutare cu diviziunea spatiului

 Pentru mediul analogic  Căi fizice separate  Comutator Crossbar  Numărul de intersecţii creşte cu x 2  Defectarea unei intersecţii nu permite interconectrea  Utilizare ineficientă  Toate staţiile conectate, doar căteva intersecţii utilizate  Non-blocking 11

Matrice Crossbar

12

Comutator multietajat

 Reduce numarul de intersecţii  Mai multe căi posibile  Fiabilitate crescută  Control mai complex  Poate fi blocant 13

Comutator in 3 trepte

14

Comutare Diviziunea Timpului

 Se impart fluxurile de biti de viteza mica in bucati mai mici care partajeaza fluxuri de viteza mare  Exemplu: comutarea magistralei prin TDM  Se bazeaza pe multiplexarea prin divizarea timpului sincron  Fiecare statie se conecteaza prin porti controlate la magistrale de viteza mare  Sloturile de timp permit cantitati mici de date pe magistrala  Poarta altei linii poate emite date in acelasi timp 15

Comutare Diviziunea Timpului

1 2 3 4 3 xx 4 xx 1 xx 2 xx … 1 2 3 4 3 xx 4 xx 1 xx 2 xx 16

Rutarea

 Mai multe conexiuni necesita cai prin mai mult decat un comutator  Apare nevoia de a stabili o ruta  Eficienta  Redundanta  Comutatoarele din telefonia publica au o structura arborescenta  Rutarea statica foloseste aceeasi abordare tot timpul  Rutarea dinamica permite schimbari in stabilirea rutelor in functie de trafic  Foloseste o structura pereche pentru noduri 17

Rutarea alternativa

 Exista mai multe rute posibile predefinite intre punctele terminale  Comutatorul din care porneste conexiunea selecteaza ruta potrivita  Rutele apar in ordinea preferintelor  Pot fi folosite seturi diferite de rute in anumite momente 18

Diagrama rutarii alternative

19

Functiile semnalelor de control

 Comunicarea audio cu abonatul  Transmisia numarului format  Semnalarea unui apel care nu poate fi realizat  Semnalarea terminarii unui apel  Semnal pentru a suna telefonul  Informatii de cost  Informatii despre starea echipamentelor si a magistralelor comune (trunk)  Informatii de diagnosticare  Controlul echipamentelor 20

Secventa semnalelor de control

          Ambele telefoane cu receptorul jos “in furca” Abonatul ridica receptorul Comutatorul raspunde cu ton de apel Apelantul formeaza numarul Daca destinatia nu e ocupata, se trimite semnal de apel abonatului destinatie Se ofera feedback apelantului  Ton de apel, ton de conexiune, ton de ocupat Abonatul destinatie accepta apelul prin ridicarea receptorului Comutatorul opreste tonul de apel si semnalul de apel Comutatorul stabileste conexiunea Conexiunea se inchide cand abonatul apelant inchide 21

Semnalele de control

22

Locatia semnalelor

 Abonat la retea  Depinde de echipamentul abonatului si de comutator  In cadrul retelei  Gestionarea apelurilor abonatului si a retelei  Mai complexa 23

Semnalizare in cadrul canalului

   Se foloseste acelasi canal pentru semnalizare si pentru apeluri  Nu necesita alte facilitati de transmisie In banda  Se folosesc aceleasi frecvente ca semnalul de voce  Semnalele pot ajunge oriunde ajunge semnalul de voce  Nu se poate stabili un apel pe o cale de voce cu erori In afara benzii  Semnalele de voce nu folosesc toata latimea de banda de 4 kHz  Se foloseste o banda mai ingusta pentru control in cadrul benzii de 4 kHz  Semnalele pot fi trimise chiar daca semnalul de voce nu e prezent  E nevoie de “electronica” suplimentara  Rata semnalelor e mai mica (latime mai mica de banda) 24

Dezavantajele semnalizarii in cadrul canalului

 Rata de transfer limitata  Apar intarzieri intre introducerea adresei (formarea numarului) si stabilirea conexiunii  Depasita de folosirea semnalizarii pe canal comun 25

Semnalizare pe canal comun

 Semnalele de control se transmit pe cai diferite de semnalele de voce  Un canal pentru semnale de control poarta mai multe semnale de control pentru mai multi abonati  Canal de control comun pentru aceste linii de abonati  Mod asociativ  Canalul comun urmareste caile intre comutatoare  Mod disociativ  Se folosesc noduri aditionle (puncte de tranfer ale semnalelor – STP)  Sunt doua retele separate 26

Semnalizarea in cadrul canalului vs canal comun

27

Moduri de semnalizare

28

Sistemul de semnalizare nr 7

 SS7 (Signaling System nr 7)  Foloseste schema de semnalizare pentru canal comun  ISDN  Optimizat pentru retele cu canale digitale de 64k  Controlul apelului, control de la distanta, gestionare si intretinere  Legaturi punct la punct terestre sau prin satelit 29

SS7 elemente de semnalizare

 Puncte se semnalizare (Signaling Point – SP)  Orice punct din retea poate sa interpreteze mesajele de control SS7  Puncte de transfer petru semnale (Signal Transfer Points – STP)  Un punct de transfer pentru semnale poate sa ruteze semnale de control  Planul de control  Responsabil pentru stabilirea si gestionarea conexiunilor  Planul de informatii  Odata stabilita o conexiune, informatiile sunt transferate acestui plan 30

Puncte de transfer

31

Structura retelei de semnalizare

 Capacitatile STP (Signal Transfer Point)  Numarul de legaturi de semnalizare care pot fi gestionate  Timpul de transfer al mesajelor  Performanta retelei  Numarul de puncte se semnalizare (SP)  Intarzierea semnalelor  Disponibiliate si incredere  Capacitatea retelei de a oferi servicii la caderea STP 32

Bibliografie

 Stallings cap 9  ITU-T web site  Site-uri web ale companiilor de telefonie (mai multe informatii comerciale decat tehnice) 33