Способ и устройство гибридной коммутации цифровых каналов связи, генератор сетевого трафика и модуль идентификации

Способ и устройство гибридной коммутации цифровых каналов связи, генератор сетевого трафика и модуль идентификации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа изобретений объединена единым изобретательским замыслом, относится к области информационно-вычислительных сетей и может быть использована, например, при проектировании центров коммутации на цифровых сетях интегрального обслуживания.

Известен способ гибридной коммутации (см. патент ЕПВ (ЕР). №0403911 А1, 27.12.1990 г. Кл. H04L 12/64), позволяющий коммутировать каналы в режиме синхронной цепи и в режиме синхронного и асинхронного пакетов. Данный способ основан на использовании режима разделения времени между абонентами, причем временной интервал доступа присваивают различным абонентам в режиме коммутации пакетов, что ведет к ограничению объема требуемой оперативной памяти центров коммутации сети связи.

Недостатком данного способа коммутации является то, что он не обеспечивает эффективного использования каналов связи, так как при подобном управлении неизбежно возникают паузы между моментом отправки сообщения и моментом выдачи отправителем очередного сообщения, что увеличивает среднее время задержки сообщения. Также способ не предусматривает обучение системы для статистически обоснованного выбора режима коммутации, что немаловажно при обслуживании современных видов трафика и при проектировании (моделировании) сложных сетей связи.

Также известен способ адаптивной коммутации (см. Самойленко С.И. Метод адаптивной коммутации // Электросвязь. - 1981. - №6.), обеспечивающий организацию на сети соединений в режиме коммутации каналов с одновременной передачей сообщений в режиме коммутации пакетов. При этом осуществляется динамическое перераспределение пропускной способности трактов сети между потоками сообщений, передаваемых в режимах коммутации каналов и пакетов.

Недостаток данного способа коммутации состоит в высокой вероятности отказа в обслуживании сообщений, поскольку выбор того или иного способа коммутации осуществляется в режиме с отказами при отсутствии свободных ячеек памяти. При этом сообщения разбиваются на блоки и записываются в общее поле памяти независимо от способа коммутации, а различные блоки одного и того же сообщения могут передаваться с использованием различных методов коммутации, что приводит к нарушению масштаба времени всего сообщения.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу (прототипом) является способ гибридной коммутации (Jenny Christian J., Kummerle Karl, Burge Helmut. Network node with integrated circuit / Packet switching capabilities. - "Communes. Networks Eur. Comput. Conf., London, 1975". Oxbridge, 1975, 207-228), основанный на интеграции коммутационного оборудования, необходимого для реализации каждого метода коммутации: каналов и пакетов. Способ-прототип заключается в том, что предварительно устанавливают пороговое значение длины L_пор сообщения, сравнивают длину L принимаемого сообщения с L_пop и по результатам сравнения принимают решение о выборе режима коммутации. При этом если L>L_пор, то выбирают режим коммутации каналов. В противном случае при L<L_пор выбирают режим коммутации пакетов.

Недостатками данного способа коммутации являются относительно большие временные задержки передачи сообщений, вызывающие частые блокировки и отказы в обслуживании при передаче длинных сообщений в режиме коммутации пакетов, а также нарушение реального масштаба времени передачи сообщений. Кроме того, данный способ также не предусматривает предварительного обучения системы при выборе режимов коммутации для разнородного трафика, что опять же приводит к росту среднего времени задержки сообщений из-за времени, отводимого на анализ.

Известно устройство гибридного коммутатора сообщений, состоящее из блока ввода-вывода, блока управления, запоминающего блока и коммутатора (Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной коммутации. - Москва: Эко-Трендз, 2001).

Недостатком данного устройства является относительно большое время задержки в передаче сообщений, вызванное отсутствием возможности автоматического управления режимами коммутации в зависимости от величины трафика и использованием отдельных трактов оборудования для осуществления режимов коммутации каналов и коммутации пакетов. Также в нем отсутствует режим обучения системы на различные типы нагрузки (трафика), что приводит к увеличению времени задержки при прохождении сообщений через устройство.

Известно устройство узла адаптивной коммутации (см. Самойленко С.И. Метод адаптивной коммутации. // Электросвязь. - 1981. - №6.), содержащее входной процессор, общую память, процессор взаимодействия с абонентами, связанный с общей памятью, процессор обработки пакетов, вход которого соединен с выходом общей памяти, а выход - с входом процессора управления, выходы которого подсоединены к входам входного процессора, процессора взаимодействия с абонентами и выходного процессора, связанного входом с общей памятью, выходные шины которого являются входами выходных трактов.

Недостатками данного устройства является относительно высокая вероятность отказов в обслуживании и временная задержка сообщений на реальных каналах связи, вызванная низкой эффективностью использования пропускной способности выходных трактов, а также отсутствием режима обучения системы на различные типы нагрузки (трафика).

Наиболее близким к заявленному устройству гибридной коммутации цифровых каналов связи является устройство, описанное в работе Будко П.А., Федоренко В. В. Управление в сетях связи. Математические модели и методы оптимизации. - М.: Издательство физико-математической литературы, 2003. - С.192-196, рис.5.9. Структурная схема данного центра коммутации содержит модули доступа, промежуточной памяти, идентификации, сопряжения с каналами связи и управления. При этом первый, второй, третий и четвертый «входы-выходы» модуля управления соединены с «входами-выходами» соответственно модулей доступа, промежуточной памяти, идентификации и сопряжения с каналами связи, а управляющий выход «режим коммутации» модуля идентификации подключен к управляющему входу «режим коммутации» модуля промежуточной памяти. Входы абонентов подключены к входам модуля доступа, а выходы модуля сопряжения с каналами связи являются выходами устройства. Входящее от абонента сообщение через модуль доступа поступает в модуль идентификации, где анализируется его длина L. Если L>L_пор, то сообщение в режиме коммутации каналов передается в модуль сопряжения с каналами связи и далее к абоненту-получателю. При L<L_пор сообщение из модуля идентификации поступает в модуль промежуточной памяти, где разбивается на пакеты, и далее через модуль сопряжения с каналами связи в режиме коммутации пакетов передается в каналы связи получателю сообщения.

Недостатками прототипа являются относительно большие временные задержки в обслуживании неравномерного трафика, на нагрузках, близких к критическим, а также неконтролируемый рост величины вероятности отказа в обслуживании сообщения при изменяющихся видах трафика и интенсивности его поступления.

Известны генератор шума (см. Авторское свидетельство СССР №369673, Кл. H03B 29/00, 1971 г.) и многоканальный генератор с временным методом декорреляции сигналов, содержащий генератор шума, генератор тактовых импульсов, квантователь, интерполятор, временной коммутатор и переключатель (см. Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов. - М.: Энергия, 1971, с.84).

Недостатком указанных генераторов является малый диапазон генерируемых последовательностей, сильно зависимых от исходного сигнала, поскольку получаемые в результате преобразования импульсы имеют плотность вероятностей исходного сигнала в виде случайных по амплитуде периодических импульсов, а сам генератор не позволяет раздельно регулировать время корреляции, следовательно, и спектральную плотность.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому изобретению является генератор случайных сигналов (см. Авторское свидетельство СССР №1116524, Кл. H03B 29/00), содержащий генератор шума, элемент выборки и хранения, элемент сравнения, перестраиваемый генератор тактовых импульсов, генератор линейно изменяющегося напряжения, управляющий элемент и перестраиваемую линию задержки. При этом выход генератора шума подключен к первому выходу элемента выборки и хранения, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход генератора линейно изменяющегося напряжения, а выход элемента сравнения подключен к первому входу управляющего элемента. Причем выход перестраиваемого генератора тактовых импульсов подключен к первому входу генератора линейно изменяющегося напряжения, к регулируемой линии задержки и второму входу управляющего элемента.

Недостатком прототипа является узкий класс генерируемых случайных импульсных последовательностей, не позволяющий имитировать различные виды трафика современных телекоммуникационных систем, работающих по технологии ATM¹, SDH² и др.

1) ATM - Asynchronous Transmission Mode - асинхронный режим передачи

2) SDH - Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия

Известно устройство идентификации системы автоматического контроля объекта (Фомин Л.А., Черноскутов А.И. Оптимизация ошибок при двухэтапной процедуре контроля // Автоматика и вычислительная техника. -1975. - №3. - С.34-37), содержащее блок регистрации, два элемента И, блок сравнения, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй выход - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу блока регистрации, блок суммирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, блоки преобразования, подключенные каждый своим выходом к одному из входов блока суммирования и входом - к соответствующему информационному входу устройства, датчик случайных чисел, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход - с вторым входом второго элемента И, блок управления, выход которого соединен с входом датчика случайных чисел и вторым входом блока регистрации.

Недостатком устройства является высокий коэффициент простоя, поскольку для контроля сложных технических систем и идентификации их состояния необходимо производить измерение, преобразование и обработку большого числа параметров, что нередко связано с отключением системы и ее простаиванием.

Также известно устройство принятия решения (см. Фомин Л.А., Будко П.А. Эффективность и качество инфокоммуникационных систем. Методы оптимизации. - Москва: Физматлит, 2008. - С.146-157, рис.3.15), реализующее условие нахождения оптимального значения порогов, обеспечивающих минимальную ошибку идентификации состояния системы, при этом в сравнении с описанным выше устройством в него введены дополнительный блок преобразования, два блока формирования пороговых значений, второй блок сравнения, третий элемент И и элемент ИЛИ. Датчик случайных чисел заменен генератором искусственного трафика. Элемент ИЛИ подключен своими входами к выходам первого и третьего элементов И, выходом - к первым входам блоков формирования пороговых значений и к третьему входу блока регистрации, подсоединенного вторым входом к первому выходу первого блока сравнения и первому входу третьего элемента И. Второй выход блока сравнения соединен со входами блоков преобразования и с третьими входами первого и второго элементов И. Первый вход первого блока сравнения подключен к выходу дополнительного блока преобразования, входы которого соединены с соответствующими выходами генератора искусственного трафика и входом системы, вторые входы блоков сравнения подключены к выходам соответствующих блоков формирования пороговых значений, вторые входы которых соединены с выходом блока управления, третьи входы - с выходом второго элемента И, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом генератора искусственного трафика.

Недостатком устройства является относительно высокая вероятность отказа в обслуживании, вызванная тем, что назначение порогов осуществляется без учета общего состояния телекоммуникационной системы и величины загрузки буферных устройств узлов коммутации каналов связи, вызывающее блокировку устройства на загруженной сети, при передаче коротких сообщений методом коммутации пакетов.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению (прототипом) является идентификатор блока принятия решения (см. Патент РФ №2450335 (фиг.4), Кл. G06F 15/00, G05B 23/00. Опубликован 10.05.2012 Бюл. №13), содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу управляющего элемента, второй вход которого является управляющим входом «установка 0». При этом цифроаналоговый преобразователь состоит из М преобразователей признаков «параметры», подключенных к сумматору. На второй вход элемента сравнения подается значение порогового напряжения из блока принятия решения.

Недостатком прототипа является его относительно низкая производительность, вызванная ростом времени задержки сообщений из-за необходимости производить измерение, преобразование и обработку большого числа параметров, что нередко связано с отключением системы и ее простаиванием.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленных способа и устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи, генератора сетевого трафика и модуля идентификации, является снижение временных задержек в передаче сообщений при допустимом уровне отказов в обслуживании за счет выбора режима коммутации, учитывающем уровень загрузки буферов памяти и реализации режима обучения и настройки устройства с широким классом видов трафика, используемого в современных технологиях ATM, SDH и др., а также повышения производительности модуля идентификации параметров сообщений.

В заявленном способе гибридной коммутации цифровых каналов связи технический результат достигается тем, что предварительно устанавливают пороговое значение длины L_пор сообщения, сравнивают длину L принимаемого сообщения с L_пор и по результатам сравнения принимают решение о выборе режима коммутации. При этом для предварительной установки значения L_пор генерируют сетевые трафики с отличающимися длинами сообщений L и интенсивностью λ их поступления для N типов сетей связи и M видов трафика, по данным L и λ и заданной интенсивности обслуживания сообщений µ вычисляют коэффициент загрузки ρ n m для каждого m-го вида трафика и n-го типа сети связи, где m=1,2, М; n=1,2, …, N, удовлетворяющий требованию выполнения заданной вероятности отказа Р д о п о т к в обслуживании, и по полученным результатам вычислений ρ n m рассчитывают соответствующие ему критические длины L m n к р сообщения и формируют критические значения уровней порога U m n п о р переключения режима коммутации, причем массив сформированных значений U m n п о р запоминают, принимают от абонентов сообщения на обслуживание, измеряют их длины L^mn, идентифицируют для каждого сообщения его вид трафика m и тип сети n, запоминают принятое сообщение, преобразуют измеренную длину сообщения L^mn в значение уровня напряжения U^mn и сравнивают его с соответствующим ему предварительно вычисленным пороговым значением U m n п о р , при U m n > U п о р m n выбирают режим «коммутации каналов» и устанавливают физическое соединение для передачи сообщения получателю, в противном случае сообщение L^mn разбивают на пакеты, каждый из которых снабжают адресной частью в их заголовках и выбирают режим «коммутации пакетов» для дальнейшей передачи получателю по виртуальному соединению в режиме дейтограмм.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков способа гибридной коммутации цифровых каналов связи и введенной последовательности действий обеспечивается предварительное обучение системы и более корректная оценка параметров поступающих на обслуживание сообщений, на основе чего обосновывается выбор режима коммутации и достигается поставленная цель по своевременной доставке сообщений с допустимым значением вероятности отказа. При этом величина L m n к р , а следовательно, и L_пор может быть установлена как путем анализа трафика, поступающего в устройство гибридной коммутации цифровых каналов связи, так и за счет обучения системы заблаговременно, путем моделирования различных видов сетевого трафика при проектировании устройства и сети.

В заявленном устройстве гибридной коммутации цифровых каналов связи технический результат достигается тем, что в устройстве гибридной коммутации цифровых каналов связи, содержащем модули доступа, промежуточной памяти, идентификации, сопряжения с каналами связи и управления, причем первый, второй и третий «входы-выходы» модуля управления соединены с «входами-выходами» соответственно модулей доступа, промежуточной памяти, идентификации и сопряжения с каналами связи, управляющий выход «режим коммутации» модуля идентификации подключен к управляющему входу «режим коммутации» модуля промежуточной памяти, входы абонентов подключены к входам модуля доступа, а выходы модуля сопряжения с каналами связи являются выходами устройства, дополнительно введен генератор сетевого трафика, информационный выход которого подключен к первому информационному входу модуля промежуточной памяти, к второму информационному входу которого подключен информационный выход модуля доступа, управляющие выходы «генератор сетевого трафика», «величина задержки» и «включение» модуля управления подключены к соответствующим управляющим входам генератора сетевого трафика, а управляющие выходы «величина порога» и «установка 0» - к соответствующим управляющим входам модуля идентификации, управляющий вход «длина сообщения» и информационный вход которого соединены соответственно с управляющим выходом «длина сообщения» и информационным выходом модуля промежуточной памяти, а информационные выходы «коммутация каналов» и «коммутация пакетов» подключены к информационным входам соответственно «коммутация каналов» и «коммутация пакетов» модуля сопряжения с каналами связи.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи обеспечивается снижение вероятности отказа и среднего времени задержки сообщений при обслуживании устройством неравномерного трафика за счет предварительного обучения системы и учета ее состояния при выборе режима коммутации, чем и достигается поставленная цель. Причем уведомление устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи о длине подлежащего передаче сообщения в фазе установления соединения позволяет предотвратить коллизии в сети, связанные с переполнением памяти узлов коммутации, повысить эффективность использования каналов связи за счет передачи очень длинных сообщений в реальном масштабе времени по физическому соединению и уменьшить общее число сообщений, получающих отказ в обслуживании по причине отсутствия свободных буферов памяти. При этом хранение длинных сообщений возложено на вызывающего абонента, а время не должно превышать некоторой величины τ в соответствии с рекомендацией Q.543 сектора JTU-Т (CCITT).

В заявленном генераторе сетевого трафика технический результат достигается тем, что в известный генератор случайных сигналов, содержащий генератор шума, элемент выборки и хранения, элемент сравнения, перестраиваемый генератор тактовых импульсов, генератор линейно изменяющегося напряжения, управляющий элемент и регулируемую линию задержки, причем выход генератора шума подключен к первому выходу элемента выборки и хранения, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход генератора линейно изменяющегося напряжения, а выход элемента сравнения подключен к первому входу управляющего элемента, выход перестраиваемого генератора тактовых импульсов подключен к первому входу генератора линейно изменяющегося напряжения, дополнительно введен электронный ключ, первый вход которого подключен к выходу регулируемой линии задержки, второй вход подключен к второму входу элемента выборки и хранения и к выходу перестраиваемого генератора тактовых импульсов, вход линии задержки подключен к выходу элемента сравнения, выход электронного ключа подключен к второму входу управляющего элемента, входы генератора шума, перестраиваемого генератора тактовых импульсов, генератора линейно изменяющегося напряжения и третьего входа электронного ключа объединены и являются управляющим входом «включение» генератора сетевого трафика, управляющий вход «величина задержки» которого является вторым входом регулируемой линии задержки, а второй управляющий вход перестраиваемого генератора тактовых импульсов и информационный выход управляющего элемента являются соответственно управляющим входом «генератор тактовых импульсов» и информационным выходом генератора сетевого трафика.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков генератора сетевого трафика обеспечивается более широкий класс генерируемых случайных импульсных последовательностей, позволяющий моделировать основные виды трафика современных телекоммуникационных систем за счет использования в своем составе перестраиваемого генератора тактовых импульсов, регулируемой линии задержки и настраиваемого на случайные последовательности с основными законами распределения генератора шума. Причем, обеспечивая режим обучения, генератор сетевого трафика позволяет прогнозировать нагрузку телекоммуникационной системы без привлечения пользователей (абонентов).

В заявленном модуле идентификации технический результат достигается тем, что в известный идентификатор, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу управляющего элемента, второй вход которого является управляющим входом «установка 0» модуля, дополнительно введены вычислитель порога, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, и электронный ключ, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам управляющего элемента, информационные выходы «коммутация каналов» и «коммутация пакетов» электронного ключа являются соответствующими информационными выходами модуля, выход элемента сравнения является управляющим выходом «режим коммутации» модуля, управляющие входы цифроаналогового преобразователя и вычислителя порога являются управляющими входами соответственно «длина сообщения» и «величина порога» модуля, а информационный вход электронного ключа является информационным входом модуля.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков модуля идентификации решение о выборе режима коммутации осуществляется непосредственно в модуле на основе сравнения измеренной длины поступившего на коммутацию сообщения с расчетной величиной порога для изменения режимов коммутации, а само пороговое значение длины сообщения устанавливается с учетом коэффициента загрузки устройства или по результатам его обучения, что обеспечивает снижение среднего времени задержки сообщений за счет сокращения времени анализа при выборе режима коммутации, чем и достигается поставленная цель.

Заявленные технические решения поясняются чертежами, на которых показаны:

на фиг.1 - структурная схема устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи;

на фиг.2 - функциональная схема генератора сетевого трафика;

на фиг.3 - геометрическая интерпретация процесса формирования сетевого трафика;

на фиг.4 - функциональная схема модуля идентификации;

на фиг.5 - принципиальная схема вычислителя порога;

на фиг.6 - принципиальная схема электронного ключа;

на фиг.7 - геометрическая интерпретация способа гибридной коммутации цифровых каналов связи;

на фиг.8 - графики зависимости времени задержки и вероятности отказов от объема буферной памяти устройства и интенсивности трафика.

Реализация заявленного способа гибридной коммутации цифровых каналов связи объясняется следующим образом.

Первым этапом способа является обучение системы, при котором устанавливают пороговые значения U m n п о р , соответствующие пороговым длинам сообщений L_пор для различных видов трафика m и типов сетей n. Для этого генерируют импульсные последовательности с различными длинами сообщений L и интенсивностью λ их поступления, моделируя основные виды трафика m при различных дисциплинах обслуживания (протоколах) сетевых технологий n. По данным L и λ и заданной интенсивности обслуживания сообщений µ вычисляют коэффициент загрузки ρ m n для каждого m-го вида трафика и n-го типа сети связи, удовлетворяющий требованию выполнения заданной вероятности отказа ρ о т к д о п в обслуживании, и по полученным результатам вычислений ρ m n рассчитывают соответствующие ему критические длины сообщения и формируют критические значения уровней порога U m n п о р переключения режима коммутации. Рассчитанные значения U m n п о р для различных типов запоминают в виде массива данных.

Вторым этапом способа является выбор режима коммутации сообщений. При этом в фазе установления соединения с вызывающим абонентом принимают сообщение на обслуживание, измеряют его длину L, идентифицируют вид трафика m и тип сети n по адресу назначения и запоминают длину L^mn сообщения, соответствующего виду трафика и типу сети. Далее преобразуют измеренную длину сообщения L^mn в значение уровня напряжения U^mn, и сравнивают его с соответствующим ему предварительно вычисленным на этапе обучения пороговым значением U m n п о р , при U m n > U m n п о р выбирают режим «коммутации каналов»¹ и устанавливают физическое соединение для передачи сообщения получателю, в противном случае, при U m n > U m n п о р , сообщение L^mn разбивают на пакеты, каждый из которых снабжают адресной частью в их заголовках и выбирают режим «коммутации пакетов»² для дальнейшей передачи получателю по виртуальному соединению в режиме дейтограмм³.

Процедура формирования информационных пакетов из сообщения подробно описана, например, в [1]

Пример расчета критической длины L m n к р сообщения для формирования критические значения уровней порога U m n п о р представлен в приложении 1.

1) Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами.

2) Коммутация пакетов подразумевает коммутацию, при которой информация разделяется на отдельные пакеты, передаваемые в сети независимо друг от друга.

3) Дейтаграмма - блок информации, посланный как пакет сетевого уровня через передающую среду без предварительного установления соединения и создания виртуального канала.

Заявленное устройство гибридной коммутации цифровых каналов связи, показанное на фиг.1, состоит из:

модуля доступа 1, осуществляющего сопряжение входящих линий абонентов с устройством;

генератора сетевого трафика 2, формирующего в режиме обучения для основных типов сетей различные виды современного сетевого трафика (данные, звук, видео и др.);

модуля промежуточной памяти 3, выделяющего объемы буферного пространства памяти для хранения сообщений и пакетов, а также производящего их обработку;

модуля идентификации 4, формирующего решение на осуществление режима коммутации каналов или режима коммутации пакетов с учетом длины передаваемого сообщения, объема загрузки буферов памяти и текущего состояния каналов;

модуля сопряжения с каналами связи 5, осуществляющего сопряжение устройства с каналами связи для организации виртуального канала или дейтограммной рассылки пакетов информации в сеть связи;

модуля управления 6, служащего для управления и контроля соединения исходящих и входящих линий, выполняющего функции управления устройством, а также функции по вычислениям, логике и другие, связанные с учетом и контролем текущего его состояния.

Такая структура устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи позволяет осуществлять управление его работой обычным процессором.

При этом выходы абонентов подключены к входам модуля доступа, информационный выход которого соединен с первым информационным входом модуля промежуточной памяти, второй информационный вход «генератор сетевого трафика» которого соединен с информационным выходом генератора сетевого трафика, а информационный выход поступает на информационный вход модуля идентификации, с которым помимо этого сопряжен по управляющему выходу «длина сообщения» и через управляющий вход «режим коммутации». В свою очередь, модуль идентификации через управляющие входы «величина порога» и «установка 0» сопряжен с модулем управления, а через информационные выходы «коммутация каналов» и «коммутация пакетов» с модулем сопряжения с каналами связи, выходы которого являются информационными выходами устройства к доступным каналам сети связи. Управление устройством осуществляется модулем управления, сопряженного своими первым, вторым и третьим управляющими входами-выходами с модулем доступа, модулем промежуточной памяти и модулем сопряжения с каналами связи, а управляющими выходами «генератор тактовых импульсов», «величина задержки» и «включение» - с генератором сетевого трафика.

Заявленное устройство гибридной коммутации цифровых каналов связи работает в трех режимах:

в режиме коммутации пакетов;

в режиме коммутации каналов;

в режиме обучения.

При реализации режима коммутации пакетов в фазе установления соединения абонентов с устройством между ними происходит диалог, в ходе которого выясняют длину сообщения L и адрес вызываемого абонента. В конце этой фазы выбирается метод коммутации посредством анализа длины сообщения и занятости буферной памяти модуля промежуточной памяти 3. Если длина сообщения не превышает критическую величину, т.е. L<L_кр, а все буферы канала, установленного для передачи сообщения адресату, свободны, то по команде с выхода элемента сравнения 4.3 модуля идентификации 4 (см. фиг.4) через управляющий выход «режим коммутации» сообщение разбивают на пакеты в модуле промежуточной памяти 3 и передают на информационный вход модуля идентификации и на информационный вход первого элемента И1 (см. фиг.6) электронного ключа 4.5, управляющий вход которого в исходном состоянии находится под высоким потенциалом, снимаемым с инверсного выхода управляющего элемента (триггера) 4.4 модуля идентификации, и далее транслируют через модуль сопряжения с каналами связи 5 в дейтограммном режиме абоненту-получателю. Модуль управления 6 обеспечивает модуль промежуточной памяти 3 информацией, необходимой для формирования заголовков пакетов, размещает пакеты в выделенной части буфера памяти, пересылает адрес буфера в адресный регистр модуля 5, обрабатывающего выходящие линии. В аналогичных устройствах гибридной коммутации транзитных узлов и узла назначения также выделяется необходимый объем буферной памяти для каждого виртуального соединения под пересылку или сборку сообщения соответственно.

Реализация режима коммутации каналов заключается в следующем. Если длина сообщения превышает пороговую величину, т.е. L<L_кр, то независимо от состояния буферной памяти и величины трафика принимается решение об установлении физического соединения и передаче сообщения в режиме коммутации каналов (см. фиг.7). В этом случае сообщение может быть передано непосредственно в модуль сопряжения с каналами связи 5 путем подачи соответствующего уровня потенциала на второй вход элемента сравнения 4.3 модуля идентификации (см. фиг.4). Функции модуля управления 6 в этом случае сводятся к анализу адресной части сообщения и установлению физического соединения. Если часть буферной памяти занята и(или) недостаточна для размещения всего сообщения, то принятие решения об использовании метода коммутации каналов принимается в блоке идентификации 4 в

соответствии с выражением L<k·L_кр путем подачи соответствующих потенциалов на первый и второй входы схемы сравнения 4.3 модуля идентификации.

Режим обучения может включаться заблаговременно на этапе проведения пусконаладочных работ, или в ходе эксплуатации при отсутствии реального трафика (также при проведении специальных тренировок). Модуль управления 6 устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи постоянно контролирует по линиям управления загрузку буферов модуля промежуточной памяти 3 и состояния каналов связи в модуле 5. При построении устройства гибридной коммутации цифровых каналов связи, а также в отсутствие реального трафика для передачи сообщений модуль управления через управляющий выход «включение» включает режим обучения, при котором генератором сетевого трафика 2 моделируются различные режимы нагрузки системы, необходимые в процессе обучения и настройки устройства. При этом для основных типов сетей (ATM, SDH и др.) формируют последовательности сообщений, характерные различным видам сетевого трафика (данные, звук, видео и др.). В результате проведения методом статистических испытаний набирают статистику для различных видов трафика m и типов сетей n в опр