Читаем Компьютерные сети. 5-е издание полностью

Если абонент, подключенный к оконечному коммутатору, позвонит другому абоненту, подключенному к тому же коммутатору, то коммутирующий механизм установит между ними прямое электрическое соединение. Это соединение будет сохраняться в течение всего разговора.

Если же абоненты подключены к разным оконечным станциям, то должна использоваться другая процедура. У каждой оконечной станции имеется несколько линий к одному или нескольким коммутационным центрам, называемым пригородно-междугородными станциями (или, если они расположены в одной области, транзитными станциями). Соединяющие их линии называются междугородными. Число различных видов центров коммутации и их топология различна в разных странах в зависимости от телефонной плотности страны.

Если оба абонента подключены к одной и той же междугородной станции (что вполне вероятно, если они находятся недалеко друг от друга), то связь может быть установлена этой междугородной станцией. На рис. 2.25, в показана телефонная сеть, состоящая только из телефонных аппаратов (маленькие точки), оконечных коммутаторов (большие точки) и междугородных станций (квадраты).

Если у абонентов нет общей междугородной станции, то связь между ними будет установлена на более высоком иерархическом уровне. Междугородные станции связываются друг с другом высокоскоростными межстанционными линиями. Вплоть до 1984 года, когда распалась корпорация AT&T, телефонная система представляла собой многоуровневую иерархическую маршрутизацию, для поиска пути заходящую на более высокие уровни иерархии до тех пор, пока не обнаружится общий коммутатор. Эта схема была заменена более гибкой, неиерархической маршрутизацией. Рисунок 2.26 показывает, как могло бы быть направлено дальнее соединение.

Рис. 2.26. Типичный маршрут связи при большой дистанции между абонентами

В телекоммуникациях применяется широкий спектр сред передачи данных. В отличие от современных офисных зданий, где проводка обычно категории 5, местные линии связи в дома по большей части состоят из витых пар категории 3, а волокно только начинает там появляться. Для связи между коммутаторами широко используются коаксиальные кабели, микроволновая связь и особенно оптоволоконные кабели.

В прошлом телефонная система была аналоговой, в виде электрического напряжения передавался сам голосовой сигнал. С появлением оптического волокна, цифровой электроники и компьютеров стала возможной цифровая передача сигнала на всех уровнях иерархии, кроме местных линий связи — последнего аналогового звена цепи. Цифровая связь предпочтительней потому, что нет необходимости в точности воспроизводить форму аналогового сигнала после того, как он проходит через множество коммутаторов и усилителей. Достаточно распознать лишь одно из двух состояний линии: 0 или 1. Это свойство делает цифровую передачу более надежной, чем аналоговая. К тому же она дешевле и проще в обслуживании.

В целом, телефонная система состоит из следующих трех главных компонентов.

1.    Местные линии связи (аналоговые витые пары, подводящиеся в дома и офисы).

2.    Магистральные каналы (цифровая связь на базе оптоволокна между коммутационными станциями).

3.    Коммутационные станции (в них вызовы переадресуются с одних магистралей на другие).

После того как мы коснемся темы политики телефонии, мы вернемся к более подробному рассмотрению каждого из этих трех компонентов. Местные линии связи — это то, что соединяет каждого конкретного абонента со всей остальной системой, поэтому этот пункт чрезвычайно важен. К сожалению, это и самое слабое место в системе. Междугородным магистралям присуща фундаментальная проблема соединения множества вызовов в один и отправка его по единому кабелю. Это называется уплотнением, или мультиплексированием канала, и мы применим для этого частотное и временное уплотнение. Мы изучим три стратегии мультиплексирования. Наконец, есть два принципиально разных способа коммутации, которые мы также рассмотрим ниже.

2.6.2. Политика телефонии

На протяжении десятков лет, вплоть до 1984 года, корпорация Bell System предоставляла услуги в области как локальной, так и междугородной связи на большей части Соединенных Штатов. В 1970-х годах правительство США пришло к мнению, что такая монополия является незаконной, и подала судебный иск на компанию AT&T. Правительство выиграло судебный процесс, и 1 января 1984 года компания AT&T была разделена на AT&T Long Lines, 23 местных телефонных компании BOC (Bell Operating Company) и еще несколько компаний. 23 компании BOC были объединены в 7 региональных RBOC для повышения их экономической жизнеспособности. По решению суда (это не было актом Конгресса США) за одну ночь вся структура телекоммуникаций в США была изменена.