Коммутация информационных потоков в сетях

Различают следующие виды коммутаций информационных потоков в спутниковых радиосетях:

• коммутация каналов,. которая в общем случае может осуществляться на физическом или логическом уровнях;
• коммутация сообщений;
• коммутация пакетов.

Коммутация каналов предполагает закрепление канала, связывающего абонентов сети, на вое время сеанса связи. При этом в цифровых сетях с КК (логическая коммутация) возможны два способа коммутации. В первом случае реализуется побитовая коммутация, во втором - блочная коммутация, например побайтовая, когда перенос информации о входящего канала на исходящий осуществляется через промежуточную память поблочно.
К недостаткам метода коммутации каналов можно отнести: невозможность трансформации скоростей и кодов, что определяет необходимость использования однотипной оконечной аппаратуры; трудности организации многоадресной и циркулярной передачи информации; потерю заявок на установление соединения в случае отсутствия свободных каналов или малую полезную загрузку каналов при необходимости обеспечить достаточно малую вероятность потерь.
От этих недостатков практически свободны сети  с коммутацией сообщений, в которых подлежащее передаче сообщение поступает из сходящего канала в память, а затем выдается в требуемый исходящий канал. Сети с коммутацией сообщений, особенно при высоких коэффициентах использования каналов связи, требуют весьма больших объемов запоминающих устройств в узлах коммутации [3].
Стремление упростить оборудование узлов коммутации и уменьшать время доставки информации привело к методу коммутации пакетов. При этом длинное сообщение разбивается на отдельные блоки (кодограммы), передаваемые по сети в виде пакетов.
Метод коммутации пакетов сохраняет основные преимущества метода коммутации сообщений, но значительно снижает требования к объему ЗУ в узлах коммутации, т.к. размер пакета существенно меньше размера сообщения. Метод коммутации пакетов имеет две основные разновидности:

• коммутация дейтаграмм (режим дейтаграммной службы), при которой отдельные пакеты по сети передаются независимо, в общем случае по различным путям, и "сшиваются" в сообщение в узле-получателе информации;
• коммутация виртуальных каналов (режим виртуальных соединений), при которой все пакеты одного сообщения достигают получателя по одному маршруту, определяемому на этапе установления виртуального канала.

Принципиальное отличие скоммутированного канала от виртуального соединения заключается в том, что канал, скоммутированный для обмена информацией между двумя абонентами, недоступен для других абонентов, даже если в некоторый момент времени по нему ничего не передается.
В режиме ВК происходит так называемое статистическое разделение каналов, позволяющее в случае пульсирующей нагрузки по виртуальному каналу в паузах передавать информацию в интересах других абонентов. Все преимущества КК при этом сохраняются: малое время задержки в узлах коммутации, сохранение порядка следования пакетов и т.п.
К достоинствам метода КП следует отнести:

• возможность эффективного использования пропускной он способности сети при передаче коротких порций информации;
• возможность обеспечения малого времени задержки пакетов без закрепления для взаимодействующих абонентов пропускной способности каналов;
• высокую надежность и живучесть, связанные с возможностью использования альтернативных маршрутов при выходе из строя отдельных каналов связи или узлов сети, - увеличение скрытности передачи информации, т.к. отдельные пакеты сообщения следуют своими маршрутами и через промежуточные узлы сообщение в полном объеме не проходит.

Вместе с тем для метода КП характерны и определенные недостатки [7]:

• при некоторых  условиях работы сети (например при большом графике) времена доставки информации могут быть слишком большими;
• метод не обеспечивает прозрачности во времени при передаче информации, т.е. среднеквадратическое отклонение времени доставки отдельных пакетов может быть не нулевым, а в случае коммутации ДГ отдельные пакеты могут прибывать к получателю с нарушением их последовательности;
• в определенных условиях метод КП уступает методу КК по показателю использования пропускной способности. Анализ показывает, что области эффективного использования различных методов коммутации зависят от длины передаваемых сообщений, от уровня загрузки сети, времени распространения в канале, времени обработки в узле коммутации и т.п. Стремления преодолеть недостатки "чистых" методов коммутации вызвало появление большого числа гибридных методов коммутации, являющихся синтезом методов КК и КП, а также методов адаптивной коммутации, при которой алгоритм коммутации динамически меняется в зависимости от состояния сети в данный момент [7].