Дәріс 11. Деректерді беру торабы.

Деректерді беру торабының жіктелуі. Деректерді беру (ДБ) торабы 1960 - жылдардың басында пайда болды. Бұған екі себеп әсер еткен болатын:

- есептеу техникасында даму қарқын ала бастады, нәтижесінде ЭЕМ-нің қуаты мен жұмыс жылдамдығы жоғарылап, жырақтағы көптеген қолданушыларға нақты уақыт режимінде қызмет көрсетуге мүмкіндік туды;

- есептеу техникасы жабдықтарының байланыс техникасына жылдам енуі байланыс тораптарында хабарды өңдеу, беру, қабылдау және үлестіру процестерін автоматтандыруға мүмкіндік берді.

Сол кезде пайда болған негізгі міндет жырақтағы қолданушының терминалы мен қуатты ЭЕМ арасында байланыс ұйымдастыру, сондай-ақ үлестірілген есептеу жүйесін құру болатын.

Дәстүрлі телеграфтық тораппен салыстырғанда ДБ тораптарына дұрыстық, беріліс жылдамдығы және сенімділігі бойынша қатаң талаптар қойылды.

ДБ қосымша торабы – бұл ЭЕМ-дер арасында ДБ беру үшін, сонымен қатар қолданушылар мен ЭЕМ арасында ДБ үшін белгіленген аппараттық және программалық жабдықтар жиынтығы.

ДБ торабы ақпараттық есептеу торабының (АЕТ) негізі, ядросы болып табылатындықтан, ол кейде ДБ базалық торабы деп те аталады.

Қолданылып жүрген және әзірленіп жатқан ДБ торабы құрылымы, қызмет көрсету принципі, техникалық жабдықтар және басқа да белгілері бойынша ерекшеленеді.

ДБ торабының жіктелуі 11.1 суретте берілген.

Сур. 11.1. Деректерді беру торабының жіктелуі

Бастапқы кезеңде деректерді беру үшін дәстүрлі торап қолданылды.

Бұл, жалпы қолданыстағы телефондық торапты (ЖҚТТ) пайдаланып ДБ торабын ұйымдастыру болатын. Бұл тораптың негізгі артықшылығы оның кең тармақтылығында. Дегенмен ЖҚТТ-ы өз мәнінде ДБ талаптарына жауап бере алмайды, оған себеп:

- хабарды берудің аналогты тәсілі;

- беріліс жылдамдығының төмендігі (< 2400 бит/с);

- байланысты орнату уақытының үлкендігі; байланыс орнатуда ақаудың жиі пайда болуы;

- спецификалық кедергілер, әсіресе пайдалы сигналдың қалыпты деңгейіндегі импульстыққа байланысты.

БД үшін АТ және «Телекс» тораптарын пайдаланудың да өзіндік кемшіліктері бар:

- беріліс жылдамдығының төмендігі < 200 бит/с;

- дұрыстығының төмендігі – қатенің ықтималдылығы, таңбаға 10"³;

- қатаң тиянақталған бастапқы код – МТК-2 және жұмыс режимі (стартстопты).

Каналдар коммутациясын қамтитын деректерді берудің цифрлық торабы. ДБ цифрлық торабының жалпы ерекше белгісі – тораптың барлық бөлімшелерінде (абоненттіктен бастап магистралдық желіге және электрондық станцияларға дейін) берудің цифрлық жүйесін қолдану болып табылады.

ДБ цифрлық торабы дәстүрлі тораппен салыстырғанда дұрыстығы жоғары, беру жылдамдығы үлкен, байланыс орнату уақыты аз, сенімділігі жоғары.

Таңбаларға қателік ықтималдығы бұл тораптарда < 10^-6...10^-7, ДБ жоғары жылдамдықты каналдары бойынша беріліс жылдамдығы – ондаған, жүздеген Кбит/с және ондаған Мбит/с.

Коммутациялаудың цифрлық жүйесінің арқасында байланыс орнату уақыты бірнеше секундқа (одан да аз) қысқарады.

Цифрлық тораптардағы сенімділік оның элементтерінің жоғары сенімділіктерінің арқасында қамтамасыз етіледі:

ҮИС-да БЦЖ-н жүзеге асыру, коммутация жүйесінің жабдықтарын резервтеу, сондай-ақ ЭЕМ базасында торапты басқарудың ыңғайлы жүйесінің арқасында.

Бұл жүйе ДБ торабын жедел басқаруға, оның күйін тиімді бақылауға, ал тораптың жекелеген бөлімшелері қатардан шыққан жағдайда тығырықтан шығар жолды жылдам табуға мүмкіндік береді. ДБ цифрлық тораптарында басқару жүйелерін қолдану жаңа қызмет түрлерінің үлкен жиынын енгізуге мүмкіндік береді, мысалы, қолданушылардың жабық топтарын ұйымдастыру, тура және қысқартылған шақыру, шақырылатын абонентті анықтау.

КК қамтитын ДБ торабын (КК-ДБ) екі класқа бөлуге болады: асинхронды және синхронды. Асинхронды тораптарда біртұтас синхрондау болмайды, жекелеген беріліс жүйелері және коммутациялық станциялар дербес тактылық генераторларды қамтиды. Синхронды тораптарда уақыт бойынша барлық процестердің (беру және коммутациялау) өтуі бір көзден келетін біртұтас тактылық синхросигналмен анықталады.

Деректерді берудің асинхронды цифрлық торабы. Бұл торап тарихы жағынан бірінші пайда болған торап, түрлі цифрлық техникаларды біріктірумен анықталған.

Мұндай торапқа телеграфтық хабарларды беру және орташа жылдамдықты деректер берудің аралас торабы мысал бола алады. Асинхронды тораптарда, әдетте деректердің шеткі жабдықтарының (ДЩЖ) жұмыс жылдамдығы мен синхрондау тәсілі, каналдарды бөлу тәсілі және басқа да факторлар үйлесім таппаған.

Көрсетілген қарама-қайшылықты шешу үшін тораптың барлық элементтері анық асинхронды енгізумен (ААЕ) қамтамасыз етілетін (бұл кезде берілетін сигналдың уақытша сипаттамаларына ешқандай талап қойылмайды) цифрлық құрылғылармен толықтырылады.

ААЕ берілетін сигналдардың тактылық аралықтарының ұзақтығына қатысты анық болып табылады, бұл жұмыстың синхронды және стартстопты режим мүмкіндігін қамтамасыз етеді және кез келген жылдамдықтағы (рұқсат етілгеннен асып кетпейтін) дискретті сигналдарды беруді жүзеге асырады.

ААЕ-ді қамтитын асинхрондық тораптарды кеңінен қолдану мынадай кемшіліктермен шектеледі:

1. Түйіндесудің сәйкес тәсілін қолданған кезде шеткері қателердің болуы: өзгермелі индексті (БӨН) бекітумен салу (ХА) және т.б.

2. ААЕ кезіндегі шеткі қателер дәрежесі синхронды құрылғылар жұмыс жылдамдығының ДШЖ жұмыс жылдамдығынан қаншалықты асып кететіндігіне байланысты. ААЕ тәсілдерінің ең тиімдісі цифрлық ағын жылдамдығының деректерді беру жылдамдығынан кем дегенде үш есе жоғарылығын талап етеді.

3. Шеткі қателер шамасына шектеу цифрлық ағындардың одан да жоғарырақ жылдамдықты таңдауын талап етеді.

Анық емес асинхронды енгізуді (АЕАЕ) қамтитын асинхронды торапты құрудың басқа тәсілі беріліс жылдамдығының шектелген жиынына және каналдарды синхронды уақытша үлестірудің дара тәсілін қамту. Мұндай тораптарда ДШЖ-ден келіп түсетін сигналдардың уақытша параметрлеріне белгілі бір талаптар қойылады, және деректердің енгізілетін сигналдары мен цифрлық ағындары жылдамдықтары арасындағы айырмашылық аз. АЕАЕ-ді қамтитын КК-ДБ торабы ААЕ-мен салыстырғанда өткізу мүмкіндігінің елеулі үздіктілігімен сипатталады, деректерді беру жылдамдығы жоғары және коммутациялау жылдамдығы мен тәсілдеріне байланысты анық емес.

АЕАЕ-ді қамтитын тораптарда шеткі қателер іс жүзінде жоқ десе де болады. Осыған сәйкес, АЕАЕ-ді қамтитын КК-ДБ тораптары ААЕ-ді қамтитын асинхронды тораптармен салыстырғанда белгілі бір артықшылықтарға ие.

Каналдарды коммутациялауды қамтитын деректерді берудің синхронды цифрлық тораптары. КК-ДБ цифрлық синхронды торабы синхрондау жүйелеріне қатаң талап қояды.

Тораптың барлық элементтерін синхрондауды қамтамасыз етудің екі варианты болуы мүмкін.

1. Торапта синхрондаудың біртұтас көзі жұмыс істейді, жиілігі мен фазасына коммутациялық түйіндердің тактылық генераторлары бейімделеді.

2. Жалпы синхрондауға КТ-де орналасқан тактылық генераторлардың жиіліктерін өзара автобейімдеу жолымен қол жеткізуге болады. Тораптың жергілікті бөлімшелеріндегі синхрондау мультиплексорларға және жекелеген АП-ге қосылған әрбір КТ-ге берілетін синхросигналдарға сәйкес жүзеге асырылады. Біздің елімізде бірінші вариант ұсынылады немесе мәжбүрлі синхрондау тәсілі ұсынылады. Қалыпсыздығы (стабильді еместігі) 10^-10 шамасындағы синхросигнал көзі КТ-і бірінде орналасады. Қалған КТ-гі жетекші генераторлар сигналдар желісінен келіп түсетін және белгілі бір уақыт аралығында жергілікті тактылық генератормен өндірілетін тактылық интервалдар санын салыстыру арқылы өздерінің жиіліктерін түзетуді жүзеге асырады. Салыстыру нәтижелері жергілікті тактылық генератор жиілігін басқару үшін түзетуші сигнал ретінде қызмет етеді.

КК-ДБ цифрлық синхронды торабы мынадай сипаттамаларды қамтамасыз етуі керек:

- жылдамдықтың кең диапазонында деректер беру (48
Кбит/с дейін);

- АП-ң кез келген жұбы арасындағы битке қателер ықтималдығы (қатеден қорғау құрылғысын қолданусыз) 10 ^-5 өлшемінен кем емес;

- байланыс орнату уақыты жердегі каналдарды қолдану кезінде 1с- артық емес;

- биттерге, бастапқы кодтарға, алгоритмдерге және форматтарға қатысты берілістің анықтығы;

- торапты кодтық элементтер бойынша, қажет болған жағдайда кодтық комбинациялар (таңбалар) бойынша синхрондау.

Осылайша, КК-ДБ цифрлық синхронды тораптар деректерді беру үшін қолданылатын дәстүрлі тораптарға қарағанда елеулі артықшылықтарға ие: дұрыстықтың жоғары көрсеткіші, байланыс орнатуға кететін уақыттың аздығы, көрсетілетін қызметтің кең көлемі. Дегенмен белгілі бір кемшіліктері де бар: тактылық генератор істен шыққан жағдайда синхрондау жүйесін құру және тораптың өміршеңдігін қамтамасыз ету күрделілігі.

КК-ды қамтитын барлық тораптардың ортақ кемшілігі – байланыс каналының өткізгіштік мүмкіндігін (тұтастай торап бойынша) қолданудың төмендігі. Көрсетілген кемшіліктер ХК және ПК-ды қамтитын тораптарда жекелеген жағдайларда жойылып отырады.

Хабарды коммутациялауды қамтитын деректерді беру торабы. Хабарды коммутациялауды қамтитын деректерді беру тораптарында (ХК-ДБ) хабар қызметтік белгілерді қамтиды, оған: қабылдаушының мекенжайы, хабар категориясы және т.б. жатады.

КЦЖ-де қызметтік бөлік талданады, және хабар таңдалған бағытқа сәйкес келесі КЦЖ-ге беріледі. Хабар кезекке тұрады және КЦЖ жадысына орналасады (оның алдындағы кезекте тұрған барлық хабар беріліп болғанша).

КЦЖ арасындағы хабар абоненттік бөлімдерге қарағанда тез жылдамдықпен беріледі, дегенмен ХК-ды қамтитын тораптағы кідіріс байланыс каналы бойынша беру уақытына емес, хабардың КЦЖ кезегінде тұру уақытына байланысты. Бұл уақыт торап жүктемесіне, КЦЖ өнімділігіне және басқа да бірқатар факторларға байланысты.

ХК торабы арқылы хабарды жеткізудің айнымалы және елеулі уақыты ХК-ДБ торабының негізгі ерекшеліктерінің бірі болып табылады. Осы жағдайға байланысты уақыттың нақты масштабында жұмыс жасау мүмкіндігі жоқ және сұқбат режимін пайдалану мүмкін емес. ХК тәсілінің басты жетістігі – каналдың өткізу мүмкіндігін жоғары тиімділікте пайдалану. ХК қолдану негізінен телеграфтық тораптармен шектеледі. ДБ тораптарында бұл принцип қызметтің қосымша түрлерін ұйымдастыру үшін пайдаланылады.

Пакеттерді коммутациялауды қамтитын деректерді беру торабы. Пакеттерді коммутациялауды қамтитын деректерді беру торабы (ПК-ДБ) 60-жылдардың соңында пайда болды. Пакеттерді коммутациялау кезінде хабар пакеттерге бөлінеді, пакеттер торап бойынша жоғары жылдамдықпен, қателердің аз ықтималдығымен, шағын кідіріспен беріледі. Сондай-ақ жырақтағы есептеу ресурстары, байланыс каналдарының өткізу мүмкіндіктері, коммутациялық жүйелердің өнімділігі тиімдірек қолданылады.

ПК-ДБ бірінші торабы ведомстволық болды, мысалы, ARPANET (АҚШ), NPL (Ұлыбритания) және т.б. ЭЕМ-дер арасында байланысты қамтамасыз ету - адамдар арасында ақпарат алмасуға арналған КК-ДБ және ХК-ДБ тораптарынан айырмашылығы да осында, бұл ПБ-ДБ торабының функционалдық негізгі ерекшелігі.

Жалпы қолданысқа арналған ПБ-ДБ торабын әзірлеуде ведомстволық торап принциптері қолданылған: ЭЕМ-дер арасындағы сұқбаттық режим, жоғары жылдамдықта қысқа деректер массивін беру, ВРК принциптерін кеңінен қолдану.

Мұндай тораптарды құру 70-жылдарда басталды.

Пакет дегеніміз – деректерден, байланыстарды басқару сигналдарынан және белгілі бір форматта орналасатын қателерді бақылау өрістерінен тұратын екілік символдар тізбегі.

Әдетте пакеттің ұзындығы 1000 биттей және ұзын хабарларды бөліктерге бөлу арқылы түзіледі.

ХК-ДБ және ПК-ДБ тораптарында қолданылатын, коммутациялау орталықтарында ақпаратты аралық жинақтау тәсілі тораптың екі түрінде де бірқатар ортақ қасиеттерді анықтайды.

ПК-ДБ торабының басты ерекшелігі мынада, салыстырмалы түрдегі қысқа пакеттер бірнеше миллисекундтан аспайтын таңдау уақытымен жедел жадыға жазылады. Сондықтан қайта жазу және кезектегі күту пакеттерді көп кідіртпейді.

ПК-ДБ торабының негізгі ерекшелігі байланыстық ресурстарды көп қолданушылар арасында каналдық және коммутациялық жабдықтарды уақытша бөлу есебінен және көлемі шағын пакеттерді жоғары жылдамдықпен беру есебінен жоғары дәрежеде қолдану болып табылады.

МСЭ-Т Х.2 ұсынысында ПБ-ДБ торабын пакеттерді коммутациялаудың виртуальды режимі (ПК-В) мен датаграммалар режимі (ПК-Д) негізінде құру ұсынылады.

Негізгі әдебиет: 3 [85-99]

Қосымша әдебиет: 11 [73-124]

Бақылау сұрақтары:

1. Деректерді беру торабының жіктелу белгілері?

2. Деректерді берудің синхронды және асинхронды тораптары. Олардың артықшылықтары, кемшіліктері, қолдану саласы?

3. Деректерді беру тораптарындағы коммутациялау тәсілдері. Олардың артықшылығы, кемшілігі және қолданылу саласы?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: