Идея коренной реконструкции средств связи на основе цифро-ой техники, возникла в конце 50-х —начале 60-х гг. нашего сто-В тия и была сформулирована почти одновременно в нескольких вазвитых странах. В Советском Союзе эту идею обосновал акад. А А Харкевич (1904—1965), выдвинувший задачу создания Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС). За прошедшие годы эта идея выросла в чрезвычайно широкую, многоплановую проблему для решения которой во многих странах были созданы крупные научно-исследовательские и опытно-конструкторские организации. Решению этой увлекательной проблемы посвятили себя многие специалисты во всем мире.
Одним из первых энтузиастов создания интегральных цифровых сетей связи был автор предлагаемого труда Хироси Иносэ, ныне профессор Университета Токио. В этой 'книге, впервые изданной на английском языке, в конспективной форме подводятся итоги двадцатипятилетней работы ученых и инженеров США, Канады, Японии и Западной Европы. Компетентность и заслуги автора особо подчеркиваются в предисловии, написанном профессором Калифорнийского технологического института Дж. Пир"сом (США). Таким образом, читатель получит возможность познакомиться с основными вопросами цифровой техники связи непосредственно из первых рук.
При переводе книги возникли значительные трудности с терминологией, так как в разных публикациях на русском языке одни и те же понятия подчас называют по-разному. На английском и французском языках положение с терминологией обстоит несколько благополучнее, так -как там она формировалась десятилетиями в ходе разработки документов Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ) Международного союза электросвязи. (К сожалению, переводы этих документов на русский язык стали публиковаться1 лишь в самые последние годы.) Поэтому при подготовке перевода книги в ряде случаев приходилось выбирать из нескольких употребляемых терминов, а иногда и предлагать новый. Использованные термины не следует рассматривать жак окончательные, поскольку работа по^ созданию терминологии в о'бласти интегральных цифровых сетей связи на русском языке еще не завершена. В связи с этим представлялось полезным привести в примечаниях наиболее важные термины на английском языке в том виде, в каком они используются как в оригинале, так и в документах МККТТ, а также в Международной организации по стандартизации.
Перевод книги (гл. 1—3, 5 и 6) выполнен совместно С. А. Кол-басюком и Н. Р. Максимовой. В переводе гл. 4 участвовал редак-
Д-р техн. наук В. И. Нейман
ПРЕДИСЛОВИЕ
Профессор Хироси Иносэ был пионером в области цифровой коммутации и передачи еще в те времена, когда соответствующая техника не была частью всемирной системы связи. В настоящее время цифровая техника составляет значительную и все возрастающую часть устройств передачи и коммутации. Стало очевидным, что в конечном счете она вытеснит как системы аналоговой передачи, так и системы аналоговой пространственной коммутации.
Существенным моментом на пути к этому триумфу цифровой техники было изобретение временной коммутации самим Иносэ. Теперь, будучи удостоен Международной премии им. Маркони (в 1976 г.), Иносэ написал книгу, в которой изложил основополагающие принципы, описал технику цифровой связи и дал примеры существующих и создаваемых моделей и систем.
Материал, который излагает автор, замечателен. Это материал об основах преобразования аналоговых сигналов в поток цифровых символов, об объединении нескольких потоков символов с помощью временного уплотнения и об обработке, коммутации и передаче таких сигналов с помощью разнообразной техники временного разделения. Все это стало возможным благодаря революции в физике твердого тела и, в частности, "появлению больших интегральных схем (БИС), что сделало недорогими и надежными очень сложные цифровые схемы.
Книга Инооэ наглядно показывает всеобъемлющее воздействие единой цифровой техники, которая заменяет прежнюю разнообразную и разнородную технику передачи и коммутации. Его книга — это философская работа в том смысле, что она объясняет, почему и как все средства связи становятся одним единым взаи-. мосвязанным миром цифровой техники. Однако книга представляет собой значительно большее, чем только философскую работу. Она объясняет в подробностях все ключевые особенности цифровой связи, включая коммутацию и передачу, говорит о том, как эти особенности используются и как они воплощаются во многих странах в нормативах и конкретных системах.
Я не думаю, чтобы кто-либо другой мог написать эту книгу. Чтобы это сделать, нужно непосредственно проработать в течение многих лет в области связи (как работает Иносэ), иметь опыт работы с современными системами (а Иносэ в течение полутора лет, начиная с 1962 г., руководил разработкой цифровой системы временной коммутации в отделении электротехники Университета Токио), знать в совершенстве вычислительную технику и технику связи (а Иносэ — директор вычислительного центра Университета! Токио) и быть знакомым с состоянием средств связи во всех стра-
л
участвуя в международных конгрессах и работая в междуна-Над'ных комитетах (как участвует и работает Иносэ). Иносэ полу-^ л также практический опыт работы с американскими средствами 4 язи так как провел некоторое время на фирме «Белл телефон лэбор'этриз».
В целом, есть только одна такая книга, потому что ее мог написать только Хироси Иносэ. Я знаю, что эта книга найдет широкий круг читателей среди связистов, и надеюсь, что она послужит учебником в американских университетах, где пренебрегают реальным существованием связи.
Джон Р. Пирс
Калифорнийский технологический
институт
Декабрь 1978 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редактора перевода.............
Предисловие................
Вступление ................
Глава 1. Введение............. .
1.1. Ретроспективный взгляд на цифровую связь . .
1.2. Интегральные системы связи с ИКМ ........
1.3. Преимущества цифровой техники...........
1.4. Интегральные системы обработки данных и связи ЭВМ .
1.5. Интеграция обслуживания...........
1.6. Обзор содержания книги........ . .
Глава 2. Техника цифровой передачи..........
2.1. Кодирование............."'.
2.1.1. Принципы иодирования..........
2.1.2. Нелинейное кодирование..........
2.1.3. Дифференциальное 'Кодирование.........
2.2. Уплотнение и синхронизация..... ......
2.2.1. Уплотнение..............
2.2.2. Иерархия цифровых систем..........
2.2.3. Синхронизация по разрядам и по циклам.....
2.2.4. Подстановка импульсов......_.....
2.3. Передача........•........
2.3.1. Передающая среда........., •
2.3.2. Автоматическое выравнивание.......... -
2.3.3. Преобразование кодов..........•-
2.3.5. Модуляция............... •
2.4. Синхронизация сети..............
2.4.1. Методы синхронизации сети........• •
2.4.2. Характеристики взаимной синхронизации......•
2.4.3. Схемы взаимной синхронизации .,......-
2.4.4. Синхронизация систем связи с подвижными объектами . .
Глава 3. Техника коммутации' ИКМ сигналов......- -
3.1. Обзор методов электронной телефонной коммутации .
3.1.1. Исторические предпосылки..........
3.1.2. Электронные системы телефонной коммутации.....
3.1.3. Схемы коммутации с пространственным и временным разделением ................
3.1.4. Принципы централизованного управления .......
3.1.5. Методы сигнализации..........•
3.2. Методы коммутации ИКМ сигналов.........
3.2.1. Принципы коммутации . . . -.......
3.2.2. Коммутация канальных интервалов......•
3.2.3. Накопление на входе и выходе.......• '
3.2.4. Принципы применения запоминающих .устройств • • • 5.
3.3. Структура систем коммутации ИКМ сигналов.....
3.3.1. Аналогия временной и пространственной коммутации
3.3.2. Структуры систем коммутации.......' • '
3.3.3. Прямой « обратный тракты и их взаимосвязь . - • • '
3.4. Схемы коммутации ИКМ сигналов с «еполнодостулными устроич
ми сдвига импульсов............ V
3.4.1. Неполнодоступные устройства сдвига импульсов • ^
3.4.2. Структура систем коммутации........*sj
3.4.3. Нвшолнодоступяые параллельные схемы коммутации ИКМ сигналов . . ............... 126
3.5. (Примеры систем коммутации ИКМ сигналов....... ,129
3.5.1. Обзор существующих систем.......... 129
3.5.2. Электронная система междугородной коммутации ESS-4 . . ,132
Глава 4. Техника коммутации данных и связи ЭВМ...... 136
4.1. Основы техники коммутации данных и связи ЭВМ..... 136
4.1 Л. Исторические предпосылки.......... 136
4.1.2. Электронные системы коммутации данных...... 139
4.1.3. 'Аппаратные средства передачи данных....... ,142
4Л.4. Контроль ошибок............. 147
4.1.5. Процедуры управления каналом передачи данных . . . . 148
4.2. Цифровые сети передачи данных.......... 152
4.2.1. Цифровые сети передачи данных и связь ЭВМ..... 152
4.2.2. Методы цифровой коммутации цепей....... 157
4.2.3. Методы пакетной коммутации.......... 159
'4.2.4. Подключение .оконечного оборудования передачи данных . . 163
4.2.5. Системы пакетной радио- и проводной связи . . . . . 167
4.3. Процедура доступа к каналу связи ......... 170
4.3.1. Структура кадра............. 171
4.3.2. Команды и отклики............ 174
4.3.3. -Управление каналом ............176
4.4. Сопряжение на уровне пакетов........... 181
4.4.1. Установление соединения и разъединения.....". ,182
4.4.2. Передача даниых и прерывания......... 185
4.4.3. Управление потоком и переустановка....... 187
'4.4.4. Возобновление.............. 190
4.5. Примеры систем цифровой коммутации данных...... 191
4.5.1. Система коммутации цепей DDX-2........ .192
4.5.2. Система пакетной коммутации DATAPAC...... 194
4.6. Пример связи ЭВМ — межуниверситетская сеть вычислительных
центров Японии............'. . . 197
4.6Л. Описание системы............. 197
4.6.2. Структура протокола............ 200
4.6.3. Протоколы уровня пользователя......... 203
4.6.4. Экспериментальные результаты......... 207
Глава 5. Анализ и проектирование систем цифровой коммутации . . . 208
5.1.-Основные методы............... 208
5.1.1. Фундаментальные соотношения ........ 208
5.1.2. Анализ блокировок............. 214
5.1.3. Анализ задержек............. 221
&2. Анализ схем коммутации ИКМ сигналов........ 227
5.2.1. Несовпадение «анальных интервалов в схеме ESSEX . . . 227
5.2.2. Эффект коммутации канальных интервалов..... 234
5.2.3. Характеристики других простых схем....... 246
5.3. Проектирование схем коммутации ИКМ сигналов большой емкости . 249
5.3.1. Метод проектирования............ 249
5.3.2. Проектирование коммутационных схем с использованием не-поляодоетуганой коммутации канальных интервалов . . . . 254
5.3тЗ. Проектирование коммутационных схем типа В-П-iB с полно-доступной коммутацией канальных интервалов..... 260
5.4. Проектирование систем коммутации каналов для передачи данных . 262 5.4.1. Варианты проектирования........... 262
' 5.4.2. Сравнение интегральной и раздельной коммутации данных с
различными скоростями............ 265
5.5. Анализ и проектирование сетей передачи данных с пакетной коммутацией ................. 270
5.5.1. Анализ задержек............. 270
5.5.2. Выбор маршрутов............. 273
319
5.5.3. Проектирование структуры........... 278
5.5.4. Управление потоками . . ........:_.. 282
5.5.5. Использование, каналов в системах пакетной радиосвязи . . 286
Глава 6. Перспективы развития связи.......... 288
6:1. Тенденции развития потребностей в связи........ 288
6.1.1. Расширение видов информации........ 290
6.1.2. Усложнение обработки информации........ 290
6.1.3. Расширение обслуживаемых территорий . '...... 291
6.1.4. Интеграция обслуживания........... 291
6Л.5. Распространение обслуживания на подвижные объекты . . 292
6.2. Цифровая техника............... 292
6.2.1. Техника каналообразования.......... 292
6.2.2. Техника узлов коммутации.......... 293
• 6.2.3.. Техника оконечных устройств......... 294
6.2.4. Техника сетей связи............ 295
6.3. Некоторые трудности и ограничения......... 297
6.3.1. Ограниченные ресурсы научных исследований и опытных разработок................ 297
6.3.2. Нехватка капиталовложений.......... 297
6.3.3. Изменчивость общественной и технической обстановки . . . 298 4 6.3.4. Совместимость ............. 298
6.3.5. Ответственность перед обществом за работоспособность техники 298
6.3.6. Отрицательные стороны /развития систем связи..... 298
6.3.7. Трудовые затраты............"' .~ '*': '""299
6.3.8. Регламентация.............. 299
Список литературы............... 301
Список литературы, переведенной на русский язык...... 313
Предметный указатель ..-..;......... 314
Цена: 150руб.
