Системы документальной электросвязи

Будылдина Н. В., Тимченко С. В. 

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Системы документальной 

электросвязи 

 
 
Рекомендовано УМО по образованию в области 
телекоммуникаций в качестве учебного пособия для 
студентов высших учебных заведений, обучающихся по 
направлению 210400 – «Телекоммуникации» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
Горячая линия – Телеком 
2011 

УДК 621.391.1 
ББК 32.881 
      Б90 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  доктор техн. наук, профессор  Л. Г. Доросинский,  
доктор техн. наук,  профессор  Д. Г. Неволин 
 
 
Будылдина Н. В., Тимченко С. В. 
Б90   Системы документальной электросвязи: Учебное пособие 
для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2011. –  200 с., ил. 
ISBN 978-5-9912-0159-9. 
Рассмотрены системы и службы документальной электросвязи, 
единая система документальной электросвязи, интеграция услуг, 
аппаратное  обеспечение телеграфных, факсимильных  сетей. Раскрываются принципы работы локально-вычислительных сетей, их 
топология, методы  доступа к среде передачи и технологии Х.25, 
Frame Relay, TCP/IP, а также  вопросы межсетевого взаимодействия 
распределенных систем. 
Учебное пособие предназначено для  студентов вузов связи и 
информатики очного и заочного обучения всех специальностей 
направления 210400 –  «Телекоммуникации».  
       ББК 32.881 
 
 
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU 

 
Учебное издание 

Будылдина Надежда Вениаминовна 
Тимченко Светлана Владимировна 

Системы документальной электросвязи 
Учебное пособие  

Редактор  Ю. Н. Чернышов 
Компьютерная верстка  Ю. Н. Чернышова 
Обложка художника  В. Г. Ситникова 

 
Подписано в печать  21.09.2010.  Печать офсетная. Формат 6088/16. Уч. изд. л. 12,5.  Тираж 500 экз. 
Отпечатано в ООО «Типография Полимаг» 127242. Москва, Дмитровское шоссе. 107 
 
ISBN 978-5-9912-0159-9               ©  Н. В. Будылдина, С. В.Тимченко, 2011 
© Издательство Горячая линия–Телеком, 2011  

Введение

Развитие систем электросвязи привело к появлению многих видов сетей (телефонная, телеграфная, цифровая сеть с интеграцией
обслуживания, пакетной коммутации Х.25, Интернет и т.д.), на базе
которых поддерживаются различные телекоммуникационные службы (телекс, телефакс, электронная почта, телетекс, телеконференция
и т.д.). Посредством телекоммуникационных сетей можно объединять
различные службы и группы пользователей. Поэтому существующие
сети не остаются изолированными, а в ответ на возрастающие требования имеют тенденцию к объединению и созданию мультисервисных
сетей на базе современного цифрового оборудования.
При внедрении стандарта FR (Frame Relay) как скоростной ретрансляции кадров фрагменты данных (кадры), содержащие минимальный объем служебной информации, стали подвергаться упрощенной обработке в транзитных узлах коммутации, а контроль данных и
обеспечение надежности передачи были возложены на оконечное оборудование абонента (собственно этот же принцип заложен в Интернете). Это существенно уменьшило задержки в узлах коммутации и в
несколько раз (по сравнению, в частности, с Х.25) повысило их производительность.
Применение FR стало возможным благодаря широкому внедрению высококачественных каналов связи — волоконнооптических, спутниковых, а также наземных цифровых телефонных
каналов [9].
В настоящее время российская аудитория Интернета составляет
более миллиона пользователей.
Создание своего информационного
сервера в Интернете весьма привлекательно для любой российской
компании, поскольку позволяет укреплять имидж фирмы, привлекать новых клиентов и обеспечивать оперативной информацией как
клиентов, так и территориально удаленные подразделения [9].
Данное учебное пособие раскрывает вопросы построения и функционирования систем и сетей документальной электросвязи и предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по
направлению 210400 «Телекоммуникации».
В подготовке пособия принимал участие аспирант СибГУТИ
Д.С. Трибунский (раздел 4.7).

Г Л А В А
1
Системы и сети документальной
электросвязи

1.1. Основные понятия систем документальной
электросвязи

Сеть документальной электросвязи — совокупность оконечных пунктов, узлов коммутации и каналов связи, обеспечивающих
доставку документальных сообщений по заданному адресу с выполнением требований по времени, верности и надёжности доставки.
Система — множество закономерно связанных друг с другом
элементов, представляющее собой определенное целостное образование, единство.
Сеть связи — часть системы связи, представляющая собой совокупность узлов и линий связи, выделенная по определенному признаку (виду, роду связи, структурной и функциональной автономности и
др.) и предназначенная для обмена информацией между абонентами
(пользователями) связи.
Узел связи — организационно-техническое объединение оборудования и средств связи, развернутых на пунктах управления, в объекте
(сооружении) или заданном районе для обеспечения связи.
Линия связи — элемент системы связи, обеспечивающий образование каналов и групповых трактов первичной сети, имеющих общие
среду распространения, а также оборудование и средства их обслуживания.
Создание системы для любого вида электросвязи предполагает
организацию канала электросвязи между пунктами передачи и приема сообщения. Совокупность этих каналов образует сеть электросвязи, где функции подключения определенных абонентских устройств выполняет специальная аппаратура коммутации, позволяющая образовать тракт для передачи электрических сигналов.
В сеть электросвязи входят:
• пользователи (абоненты, клиенты), являющиеся источниками и
потребителями информации. Они создают и воспринимают потоки сообщений и, как правило, определяют требования по доставке
и обработке информации, выбору вида связи (телефонной, телеграфной, вещания и т.д.) и получению различных услуг (видов
обслуживания) с соблюдением определенного качества;

Системы и сети документальной электросвязи
5

• абонентские пункты (АП), содержащие аппаратуру ввода и вывода информации в сеть электросвязи (а иногда хранения и обработки). Они находятся в постоянном пользовании определенных
абонентов;
• пункты информационного обслуживания (ПИО) — справочные
службы, различные вычислительные центры (ВЦ), банки данных
и другие пункты коллективного пользования, обеспечивающие
сбор, обработку, хранение и выдачу информации и предоставление пользователям других услуг, связанных с информационным
обеспечением;
• каналы связи, объединенные в линии связи, которые обеспечивают передачу сообщений между отдельными пунктами сети;
• сетевые станции, обеспечивающие образование и предоставление
вторичным сетям типовых физических цепей, типовых каналов
передачи и сетевых трактов, а также их транзит;
• сетевые узлы (СУ), обеспечивающие образование и перераспределение сетевых трактов, типовых каналов передачи и типовых
физических цепей, а также предоставление их вторичным сетям
и потребителям;
• коммутационные узлы (КУ) для распределения (переключения)
каналов, пакетов или сообщений;
• система управления, обеспечивающая нормальное функционирование и развитие сети электросвязи и взаимоотношения с пользователями.
Классификация сетей документальной электросвязи может быть
произведена по различным критериям:
1) по виду передаваемых сообщений:
• телеграфные — для обмена буквенно-цифровой информации, их
отличает низкая скорость передачи, невысокая скорость доставки
сообщений;
• факсимильные — для передачи неподвижных изображений;
• сети передачи данных — для обмена формализованной цифровой информацией между автоматическими устройствами в автоматизированных системах управления с последующей обработкой
её на ЭВМ;
2) по категории пользователей:
• сеть общего пользования — для оказания услуги электросвязи
любому пользователю;
• ведомственные сети — это сети электросвязи министерств и иных федеральных органов исполнительной власти, промышленных объединений и предприятий, создаваемых для обеспечения

Г л а в а 1

производственных нужд, имеющих выход на сеть связи общего
пользования;
3) по скорости передачи:
• низкоскоростные до 12 кбит/с;
• среднескоростные до 31,2 кбит/с;
• высокоскоростные свыше 31,2 кбит/с;
4) по размеру охватываемой территории:
• локальные сети — системы распределенной обработки данных, охватывают небольшую территорию в пределах 5...10 км внутри отдельных контор, офисов, бирж, банков и т.д;
• региональные сети — для передачи данных в пределах территории одного или нескольких субъектов Российской Федерации;
• глобальные сети — охватывают территорию одной страны или
нескольких стран.
5) по способу коммутации:
• коммутация каналов;
• коммутация сообщений;
• коммутация пакетов;
• гибридная;
6) по виду среды, используемой для передачи информации:
• наземные (проводные: коммутируемые и некоммутируемые);
• спутниковые;
• радиосети;
7) по способу управления:
• централизованные — на сети организуется один центр управления;
• децентрализованные — распределённая структура с центрами управления на различных иерархиях;
8) по структуре сети:
• физическая структура даёт подробное описание технических
средств и порядка подключения между собой в различных по назначению и сложности вариантах применения;
• топологическая структура является обобщенным понятием и определяется месторасположением узлов коммутации на некоторой
территории, их взаимодействие между собой. Её можно представить некоторыми топологиями. Различают три типа классической топологии: радиальная, полносвязная, радиально-узловая.
С точки зрения системного анализа сеть электросвязи можно
представить тремя уровнями (рис. 1.1) [1]:

Системы и сети документальной электросвязи
7

. 1.1. Гипотетическая трёхуровневая структура сети связи

• первый — внешний уровень, включающий абонентов (клиентов),
АП и ПИО, в пределах которого проходит формирование сообщений для передачи в сети электросвязи;
• второй — собственно сеть электросвязи, включающая линии связи (ЛС), каналы связи (КС), станции связи (СтС) и узлы связи
(УзС), обеспечивающие передачу, распределение и коммутацию
сообщений между АП (ПИО) абонентов и корреспондентов;
• третий — элементы управления сетью, включающие устройства
управления (УУ) узлов, центры управления (ЦУ) и администрацию.

1.2. Эталонная модель взаимодействия открытых
систем

Обмен информацией в любых службах электросвязи должен осуществляться по определенным, заранее оговоренным правилам. Эти
правила (стандарты) разрабатываются рядом международных организаций электросвязи.
В 1978 г. в Международной организации по стандартизации
(МОС) был создан подкомитет SC16, задачей которого являлась разработка международных стандартов для взаимосвязи открытых систем.
Под термином «открытая система» подразумевалась система,

Г л а в а 1

. 1.2. Эталонная модель ВОС

которая может взаимодействовать с любой другой, удовлетворяющей требованиям открытой системы. Открытой она является тогда,
когда соответствует эталонной модели взаимосвязи открытых систем
(ВОС). Эталонная модель ВОС (рис. 1.2) — наиболее общее описание структуры построения стандартов [1]. Она определяет принципы
взаимосвязи между отдельными стандартами и представляет собой
основу для обеспечения возможности параллельной разработки множества стандартов, которые требуются для ВОС.
Однако стандарт ВОС должен определять не только эталонную
модель, но и конкретный набор услуг, удовлетворяющих эталонной
модели, а также набор протоколов, обеспечивающих удовлетворение
услуг, для реализации которых они разработаны.
Протокол — набор правил, определяющий последовательность
и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты,
лежащие на одном уровне, но в разных узлах.
Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемый данным уровнем соседнему уровню.
Стек протоколов — иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.
В качестве эталонной модели в 1983 г. утверждена семиуровневая
модель, в которой все процессы, реализуемые открытой системой, раз

Системы и сети документальной электросвязи
9

биты на взаимно подчиненные уровни. Уровень с меньшим номером
предоставляет услуги смежному с ним верхнему уровню и пользуется
для этого услугами смежного с ним нижнего уровня. Самый верхний (7) уровень лишь потребляет услуги, а самый нижний (1) только
их предоставляет. В семиуровневой модели протоколы нижних уровней (1–3) ориентированы на передачу информации, верхних уровней
(5–7) — на обработку информации.
Протоколы транспортного уровня в литературе иногда выделяют
отдельно, так как он непосредственно не связан с передачей информации. Однако этот уровень (4) ближе по своим функциям к трем
нижним уровням (1–3), чем к трем верхним (5–7). Поэтому в дальнейшем мы его будем относить к нижнему уровню [1].
Задача всех семи уровней — обеспечение надежного взаимодействия прикладных процессов. При этом под прикладными процессами
понимают процессы ввода, хранения, обработки и выдачи информации для нужд пользователя. Каждый уровень выполняет свою задачу. Однако уровни подстраховывают и проверяют работу друг друга.
Прикладной уровень обеспечивает интерфейс пользователя с набором общественных служб. На прикладном уровне осуществляются
прикладные процессы, т.е. ввод данных, редактирование, удаление. К
общесетевым службам относятся: электронная почта, телеконференция, доска объявлений и т.д.
Прикладной уровень модели ВОС поддерживает компоненты, определяющие взаимодействие пользователей с компьютерами.
Этот
уровень ответствен за идентификацию и установление доступности
предполагаемого партнера по диалогу. Здесь же определяется, достаточно ли ресурсов для взаимодействия.
Хотя приложения иногда требуют доступ к ресурсам только настольного компьютера, они могут объединять взаимодействующие
компоненты нескольких сетевых приложений, например служб пересылки файлов и электронной почты, процессов управления сетью,
процессов клиент/сервер и службы определения местоположения информации.
отвечает за то, как будут представлены данные пользователю. На этом уровне осуществляется кодирование и декодирование данных, сжатие и распаковка, создание кодовых
таблиц. Здесь данные форматируются, или, как иногда говорят, транслируются для представления их на уровне приложений. Для удобства передачи данные перед пересылкой приводятся к стандартному
формату.
Компьютеры настраиваются на их получение; принятые
данные преобразуются в формат, пригодный для чтения (например,

Г л а в а 1

транслируются из кода EBCDIC в код ASCII). За счет службы преобразования на уровне представления можно гарантировать, что данные
с уровня приложений одной системы попадут на этот же уровень другой системы.
обеспечивает взаимодействие рабочих станций в течение всего сеанса связи. Таким образом, он отвечает за поддержание сеанса связи, т.е. за его начало и завершение.
Основная
функция, выполняемая на сеансовом уровне, напоминает работу посредника или судьи — управление диалогом между устройствами, называемыми также узлами. Взаимодействие систем, организуемое на
этом уровне, может происходить в трех различных режимах: симплексном (simplex), полудуплексном (half duplex) и полнодуплексном
(full duplex). Сеансовый уровень обычно занимается отделением данных одного приложения от информации другого приложения.
обеспечивает согласование верхних
уровней, ориентированных на программное обеспечение, и нижних,
сетезависимых. Кроме того, происходит разбиение данных на пакеты.
Пакет — часть сообщений фиксированной длины. На передающей стороне каждому пакету присваивается номер. На приеме, на основании
заданных номеров, происходит сборка из пакетов целого сообщения.
отвечает за маршрутизацию в объединенной
сети и сетевую адресацию, т.е. за пересылку трафика между устройствами, которые не подключены локально. Маршрутизаторы (router)
или иные устройства действуют на сетевом уровне и обеспечивают в
объединенной сети службу маршрутизации. Когда в интерфейс маршрутизатора поступает пакет, проверяется IP-адрес назначения. Если
пакет не направлен самому маршрутизатору, то это устройство ищет
в своей таблице маршрутизации целевой адрес сети назначения. После этого выбирается выходной интерфейс для пакета. После деления
на кадры пакет пересылается за пределы локальной сети. Если же в
таблице маршрутизации не будет найдена сеть назначения, то маршрутизатор просто отбрасывает (отвергает) пакет. На сетевом уровне
используются пакеты двух типов: данных и обновлений маршрутов
(путей).
осуществляет разбиение пакетов на кадры. В каждом кадре задается физический адрес получателя и отправителя. Кроме того, канальный уровень обеспечивает контроль за
ошибками в кадрах.
Для этого на передающей стороне, используя
циклический код, высчитывается контрольная сумма кадра. На приеме снова считается контрольная сумма и сравнивается с той, которая
получена с кадром. Если они совпадают, значит, кадр передается на