Пакетная передача информации

Мы уже неоднократно подчеркивали важность проблемы использования сооружений связи при передаче различной информации. Чтобы их лучше использовать, созданы многоканальные системы передачи, применяются сети с коммутацией каналов, позволяющие коллективно использовать пучки каналов, идущие в одном направлении. Эта же цель достигается при создании системы коммутации сообщений для информации, допускающей некоторую Задержку в передаче. Однако, учитывая, что темп роста информационных потоков превышает темп роста сооружений связи, и особенно каналов, потребовалась разработка новых методов передачи и распределения информации, которые позволили бы повысить пропускную способность сетей связи путем более эффективного использования каналов.

Началось это с телефонной сети связи. На тех ее участ-ках где каналы оказались наиболее дорогими, например на линиях в трансокеанских кабелях, соединяющих континенты, необходимо было изыскать резервы повышения пропускной способности. Эти резервы, как говорится, лежали прямо на поверхности. Ведь при телефонном разговоре всегда один абонент говорит, а другой слушает, следовательно, половину времени канал связи одного направления простаивает. Более того, канал простаивает в течение пауз между словами. Так нельзя ли свободное время канала передать для других абонентов? Такая система была создана — группа каналов стала использоваться коллективно, подключаясь к связи только в «активные» моменты, т. е. когда абоненты говорили. Это позволило повысить пропускную способность систем передачи более чем в два раза*

Естественно, при этом потребовалось решить ряд достаточно сложных технических проблем. Пришлось также считаться с тем, что возник новый вид потерь — пропадание частей речи когда отключенный на некоторое время канал не может быть возвращен обратно или заменен другим из-за занятости всех каналов. Расчеты и эксперименты позволили выбрать такой режим работы каналов, при котором этот недостаток становится неощутим. Такая система получила достаточно широкое распространение. Однако недостатком ее является довольно узкая область применения, ограниченная отдельными направлениями сети, имеющими каналы большой протяженности.

Более общая система^ построенная примерно на тех же принципах и позволяющая повысить эффективность использования каналов на направлениях и на сети, была разработана применительно к сетям передачи дискретной информации. В этой системе, названной системой коммутации пакетов, передаваемые сообщения разбиваются на группы — пакеты содержащие одинаковое количество бит. Каждый пакет дополняется некоторым количеством бит, образующих кодовую комбинацию, характеризующую адрес назначения сообщения и место пакета в сооб-

щении, а также при необходимости другими сведениями (например, приоритетностью).

Пакеты с адресами назначения проходят через линии и узлы коммутации пакетов сети связи по любому свободному в данный момент каналу. При этом они могут идти через сеть разными путями, и каждый проходимый ими узел коммутации будет отправлять их через свободный канал к другому узлу. Пакет «шагами» будет двигаться по направлению, определенному его адресом. Последний перед пунктом назначения узел коммутации собирает пакеты согласно с кодом их последовательности и отправляет адресату. По дороге пакеты могут задержаться в тех узлах, где в данный момент заняты все каналы в нужном направлении, и дожидаться их освобождения *,

На рис. 8 показана упрощенная схема прохождения сообщений через сеть связи при пакетной коммутации.

Важным достоинством системы коммутации пакетов является то, что при повреждении каналов на каких-либо участках сети пакеты обходят эти участки. Для пакета повреждение канала эквивалентно его занятости. Каждый пакет может быть дополнительно снабжен кодом приоритета, что позволяет передавать сообщения согласно с иерархией приоритета,

Естественно, система коммутации пакетов есть система коммутации с ожиданием. Поэтому она в первую очередь используется для передачи сообщений телеграфного типа или передачи данных. Однако в последнее время эта система приспосабливается и для обмена речевыми сообщениями в интерактивном * режиме. Для этого речевой сигнал «рубится» на пакеты*, пакеты снабжаются адресом и передаются через сеть, как указано выше. Значит, пакеты должны быть очень короткими и доставляться к слушающему абоненту за такое короткое время, чтобы он не заметил проведенной с сигналом манипуляции.

Операции с пакетированием удобнее всего производить с аналоговыми сигналами после их превращения с помощью аналого-цифровых преобразователей в цифры. Поэтому широкое использование пакетной коммутации на телефонных сетях — дело более далекого будущего, когда сеть в основном будет использовать не аналоговые, а цифровые системы передачи. Что же касается передачи данных, то для них сети коммутации пакетов уже получили распространение во многих странах мира.