Структура СІО, звана зазвичай топологічної структурою, визначається як розташуванням користувачів, так і розміщенням інформаційно-обчислювальних ресурсів, які забезпечують у повному обсязі всі потреби користувачів. Істотні відмінності в можливості обробки з боку засобів обчислювальної техніки та пропускних здатностей коштів техніки зв'язку зумовлюють необхідність поділу структури СОЇ на магістральну (базову) і абонентську (термінальну) мережі, кожна з яких може мати свою ієрархічну структуру.
До складу СВО входять пункти мережі, що з'єднують їх канали зв'язку і система керування мережею.
Під пунктами мережі будемо розуміти абонентські пункти і термінали, що представляють собою будь-який джерело (приймач) цифрової інформації: цифровий телефон, абонентський пункт, апаратура передачі даних, ЕОМ різної продуктивності і призначення та ін.; концентратори, які здійснюють перетворення сигналів терміналів у стандартну форму для передачі по базової мережі СВО (визначення базової мережі буде дано нижче); вузли комутації (КК), які здійснюють розподіл КИЕд по каналах базової мережі.
надалі будемо при вирішенні проблем управління мережею розглядати СВО з фіксованим розташуванням пунктів і КСв мережі, тобто з заданої топологічної структури СІО, оптимальний варіант якої виходить при синтезі.
З точки зору топологічної структури, параметрів і принципів обміну інформацією в інтегральної мережі можна виділити дві мережі: термінальну (абонентську) мережа та базову (магістральну) мережа. Термінальна мережа включає в себе термінали, концентратори, КСв, що з'єднують термінали з концентраторами і термінали і концентратори з КК, а також систему управління термінальної мережі. Базова мережа включає в себе КК і КСв, що з'єднують їх, а також систему управління базової мережею.
Істотна відмінність вимог до магістральної та абонентської мереж, а також їх різне цільове призначення і достатня автономність дозволяють на етапі побудови СВО підходити по черзі до задачі їх проектування.
Термінали, які мають стандартний цифровий вихід і забезпечені відповідною системою сигналізації, можуть підключатися безпосередньо до КК. В іншому разі їх підключення до базової мережі здійснюється за допомогою концентраторів. В деяких випадках термінали, які не мають стандартного цифрового виходу, можуть підключатися до КК прямо, однак у цьому випадку СК оснащені обладнанням, що виконують функції, аналогічні функціям концентраторів, і цю частину КК правильніше буде віднести до термінальної мережі.
Приклад СВО з виділенням магістральної (базової) і абонентської (термінальної) підмереж (мереж) показаний на рис. 2.4, де зазначено: Т - термінал; АП - абонентський пункт; До - концентратор; ВК - обчислювальний комплекс; КК - вузол комутації.
надалі будемо розглядати при управлінні процесом комутації та обміну інформацією магістральну мережу, і термін СВО будемо без додаткових пояснень вживати далі, маючи на увазі саме магістральну мережу.
Топологічна структура магістральної мережі являє собою сукупність УК. і КСв, їх з'єднують. В даний час для реалізації магістральних мереж ІТТ використовується ряд топологічних структур, на основі яких можуть бути побудовані і інтегральні мережі: астероїд, кільцева, розподілена і т. д. У ряді випадків з урахуванням особливостей користувачів СВО найбільш економічно вигідними є ієрархічні радіально-кільцеві структури, в яких кожен топологічні рівень мережі будується як окрема мережу за своїм власним топологічним правилами. Позитивними властивостями ієрархічних структур є те, що, по-перше, вони дозволяють концентрувати трафік на основних маршрутах, на яких можна використовувати найбільш продуктивні КСв, у тому числі супутникові, а по-друге, в таких мережах зменшується число кроків (транзитів, переприемов) у передачах, і, отже, кількість проміжних КК, що веде, у свою чергу, до поліпшення якості передачі. Для мереж великої розмірності, якими є розглянуті СІО, такий тип топологічної структури є найбільш доцільним.
Рисунок 2.4 - Приклад СВО з виділенням магістральної та абонентської підмереж
Основу технічної бази СВО складають багатоканальні системи передачі, що дозволяють максимально використовувати існуючі лінії зв ’ язку, забезпечити стандартну передачу в мережі всіх видів інформації, ефективно застосовувати засоби обчислювальної техніки в КК і КСв. Найбільше поширення серед цифрових систем передачі отримали на першому етапі розвитку СВО системи з імпульсно-кодової модуляцією (ІКМ). Згідно з рекомендаціями МККТТ первинної є система ИКМ-30/32, що дозволяє організувати 30 мовних і 2 сигнальних каналу по 64 кбіт/с з тимчасовим поділом. Первинні системи передачі можуть об'єднуватися у вторинні (ІКМ-120) і системи більш високих рівнів (ІКМ-480, ИКМ-1920).
Для передачі мови в цифровій формі в останні роки стала широко використовуватися дельта-модуляція (ДМ), яка дозволяє досягти високої якості передачі мовного сигналу (в режимі комутації каналів) при швидкості 32 кбіт/с і організувати за два мовних каналу в кожному каналі системи ИКМ-30. Слід зазначити, що при застосуванні спеціальних пристроїв (вокодерів) мова може передаватися і з меншими швидкостями (19,2 кбіт/с і нижче): при цьому з'являється можливість адаптації швидкості передачі до умов роботи мережі.
Вузли комутації існуючих ІТТ з КС або КП будуються в основному на базі універсальних мікроеом, спеціально пристосованих для реалізації функцій комутації.
На першому етапі побудови СВО в мережах з комутацією каналів (КК) переважають однопроцесорні вузли, а дублюючі і резервні процесори використовуються лише в цілях підвищення надійності. В останні роки почалося широке впровадження мікропроцесорів в комутаційну техніку, що дозволяє підвищити продуктивність КК і поліпшити якість обслуговування абонентів. В СВО функції КК значно ускладнюються порівняно з ІТТ як з КК, так і з КП. Стає необхідним, зокрема, реалізувати алгоритми АК, забезпечити високу якість передачі у всіх режимах комутації (малий час затримки Спін, низьку ймовірність блокування КИЕд та ін.), що можливо лише при використанні мікропроцесорів. Тому надалі будемо припускати, що функції КК реалізуються комплексом мікропроцесорів, взаємодіючих між собою. Розподілена структура КК показана на мал. 2.5, де зазначено: ОП - оперативна пам'ять; УВВ і БВВ - пристрій і буфер введення-виведення. При розподіленою структурою КК відносна незалежність роботи окремих процесорних елементів забезпечується одночасно функціональним і фізичним поділом. Кожен з таких елементів володіє автономними пам'яттю і програмним забезпеченням. Зв'язок між процесорами здійснюється за встановленим протоколу через шину управління, але без використання спеціального керуючого процесора, що підвищує структурну надійність КК.
Малюнок 2.5 - Розподілена структура вузла комутації
Додаткові можливості з'являються при використанні розподілених мікропроцесорів на кожен КСв. У цьому випадку управління (а отже, і відповідне програмне забезпечення КК) стають простіше і надійніше. Центральний процесор також спрощується, так як він в цьому випадку звільняється від таких, виконуваних тепер спеціалізованими мікропроцесорами функцій, як сканування, цифрове ущільнення, сигналізація і т. п. Крім того, незалежні обробні елементи КК роблять можливою більш ефективну його діагностику.
