Реферат развитие телекоммуникационных сетей
Обновлено: 04.07.2024
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Телекоммуникационные компьютерные сети: эволюция и основные принципы построения.
Реферат по информатике
ученика xx класса xx
гимназии № xxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.
Санкт-Петербург
Содержание.
Введение. Компьютерная сеть как средство коммуникации.
Краткая история появления компьютерных сетей.
Основные факторы, вызвавшие развитие интерсетей.
Первые интерсети. Тенденции в развитии.
Теория построения интерсетей: современный подход к созданию компьютерных сетей.
Теория построения вычислительных сетей.
Конкретные компьютерные сети и возможности их использования.
Некоторые проблемы, стоящие перед компьютерными сетями в России.
Введение. Компьютерная сеть как средство коммуникации.
Сеть, -и. 1. Приспособление, изделие из закрепленных на равных промежутках, перекрещивающихся нитей, ве- ревок, проволоки. 2. Система коммуникаций, располо- женных на каком-н. пространстве.
Толковый словарь РУССКОГО ЯЗЫКА. С. И. Ожегов-Херович.
Явление развития компьютерных сетей как следствие “компьютеризации” общества интересно и требует особого внимания. Данная работа не является попыткой дать оценку этому сложному научно-техническому, общественному, и даже психологическому явлению – представляется мало возможным в рамках реферата рассмотреть целый комплекс проблем, еще достаточно мало изученных в силу недавнего своего появления. Цель работы – выявить некоторые основные стороны процесса становления компьютерных телекоммуникаций, общие принципы их действия и осветить главные тенденции в компьютерных сетей в настоящий момент.
В своем сознании мы тесно связываем понятие персонального компьютера с компьютерной сетью. Чувство функциональной неполноценности сопровождает нас, если стоящий дома компьютер по каким-либо причинам не подключен к Internet’у, и это вполне показательно – кому нужна такая квартира, из которой невозможно выйти на улицу? Психологам еще предстоит дать ответ на многие вопросы, связанные с повсеместным распространением компьютерных сетей, их влиянием на человека и на общество в целом. Мы же ограничимся только тем замечанием, что компьютеризация общества и сознания человека идет бок о бок с внедрением компьютерных телекоммуникационных технологий в человеческий быт. Поэтому будет уместно начать работу с краткого обзора процесса развития компьютерной техники.
Краткая история появления компьютерных сетей.
Основные факторы, вызвавшие развитие интерсетей.
Идея создания персональной ЭВМ, прообраза современного персонального компьютера, впервые была воплощена в жизнь в середине 70-х годов. Именно для того времени характерен процесс "поляризации" в технике электронных вычислительных машин. С одной стороны исследования в данной области были направлены на создание вычислительных машин коллективного пользования, с "очень большими объемами оперативной памяти", как гласит научная литература тех лет; быстродействие машин должно было достигнуть нескольких десятков миллионов операций в секунду, – такие параметры и определяли понятие сверхмощных ЭВМ. С другой стороны, появилось тяготение к проектированию машин индивидуального пользования: для управления технологическими процессами и обработки экспериментальных данных в исследовательских лабораториях создаются малые вычислительные машины, так называемые мини-ЭВМ – малогабаритные компьютеры со сравнительным быстродействием. Впервые появилась реальная возможность создания настольных ЭВМ, но применение такие аппараты могли найти пока только в сфере сугубо научной деятельности. Важнейшими областями использования машин считались научно-технические расчеты, в основе которых лежат математические методы автоматизация проектирования технических объектов. Мини-ЭВМ, соединенные линиями связи с мощными вычислительными системами коллективного пользования, могли применяться как терминалы. И был один из первых шагов к формированию компьютерных сетей.
Следует заметить, что понятие миникомпьютера было приближено к современному: по производительности малые ЭВМ превосходили самые мощные машины первого поколения, габариты таких вычислительных машин также были намного меньше габаритов ЭВМ первого поколения. Наметилась тенденция к сокращению выпуска машин средней мощности, поскольку мини-ЭВМ уже могли обеспечить решение большей части задач индивидуального потребителя, а для решения сложных задач выгоднее обратиться к вычислительным системам коллективного пользования. В конце 60-х – 70-х годов "сверхмощные ЭВМ" становятся мультипроцессорными, то есть в одной машите сосредоточивается несколько процессоров, функционирующих одновременно (параллельно). Преимущество мультипроцессорных систем для одновременного решения многих задач было очевидно, но наличие в одной машине нескольких процессоров в принципе позволяло расчленить также и процесс решения одной задачи, поскольку каждый алгоритм содержит ряд ветвей, выполнение которых может проводиться независимо друг от друга, что дает довольно большое сокращение общего времени решения задачи. Многопроцессорные ЭВМ, технологической основой которых являлись так называемые большие интегральные микросхемы относили к компьютерам четвертого поколения. Под большими интегральными микросхемами понимали степень “насыщения” блока микросхем. Однако не существовало четкой границы между “малыми”, “средними” или “большими” микросхемами, так что такая терминология не может быть названа полностью научной. Значительно больший фактор в развитии электронных вычислительных машин, а значит и компьютерных сетей, – это изменение основных элементов оперативной памяти. Если первые ЭВМ имели в своем составе запоминающие устройства на так называемых ферролитовых сердечниках, то настоящей революцией в развитии вычислительной техники было введение в качестве элементов памяти полупроводниковых приборов, которые изготавливались по технологии, аналогичной технологии изготовления интегральных схем. Образцы такой памяти небольшого объема создавались и использовались начиная с 70-х годов как “сверхбыстродействующая память”; в то же время наметилась тенденция создания оперативной памяти на полупроводниках и использования ферритовых запоминающих устройств в качестве дополнительной “медленной” памяти.
Итак, повышение мощности вычислительной техники и общее развитие информационной науки явились основными факторами в процессе возникновения интегрированных вычислительных сетей; совокупность отдельных вычислительных сетей, связанных между собой в общую сеть каналами связи и специальными сопрягающими устройствами и является интерсетью. Переход в микроэлектронике на доли-микронные размеры, создание относительно быстродействующих компьютеров, но с ограниченной дисковой памятью, появление научно-исследовательских проектов, требующих больших вычислительных ресурсов – все определяющие причины возникновения интерсетей.
Понятно, что основная цель создания сетей заключается в обеспечении обмена данных между двумя вычислительными машинами, входящими в сеть, поэтому первоначально подобные сети в США связывали научные центры – университеты. Америке принадлежит также первенство в использовании компьютерных сетей для военных целей. В условиях холодной войны на такие разработки правительство выделяло многочисленные субсидии: требовалось выработать систему, моментально реагирующую при нанесении вражеского ядерного удара и поддерживающую существование после такого удара. Возможно, именно причиной того, что изначально компьютерные сети были рассчитаны на действие в “сверхъестественных” условиях и объясняется практическая неистребимость современного Internet’a – ведь хорошо известен факт – Internet прекратит существование когда от сети будут отключены все входящие в нее машины.
Первые интерсети. Тенденции в развитии интерсетей.
История появления вычислительных сетей ведет свое начало от 60-х годов, когда были созданы первые компьютерные системы с раздвоенными ресурсами. Первая сеть с коммутацией пакетов было разработана в Англии в 1968 году в Национальной физической лаборатории.
Первая многоузловая сеть с коммутацией пакетов Arpanet вступила в действие в США в 1969 году. В 1971 создана сеть Alocha (Гавайи, США), в котором реализованы методы передачи пакетов по радиоканалам.
Модель сети Ethernet была разработана сотрудниками фирмы Xerox в 1974 – 1976 годах. Протокол этой сети был стандартизирован в 80-х годах.
В течение 1974 – 1982 годов рядом ведущих компьютерных фирм США разработаны архитектуры и сетевые технологии, повлиявшие на формирование современных сетей. Фирмой DEC в 1975 создана сеть Decnet, развивавшаяся вплоть до 1990.
В 1982 – 1988 годах университетами и фирмами США была создана сеть Bitnet, получившая всемирное распространение.
В настоящее время можно выделить два направления создания интерсетей – общедоступные и специализированные сети. Общедоступные сети – это вычислительные сети, предоставляющие услуги всем желающим за определенную плату. В основном, это услуги сетевого, а в отдельных случаях терминального доступа. Специализированными сетями являются академические сети.
Теория построения интерсетей: современный подход к созданию компьютерных сетей.
Теория построения вычислительных сетей.
Современные ученые выделяют два различных подхода к созданию компьютерных сетей:
интерсеть строится таким образом, что процессы передачи данных, процедуры управления и административные службы отдельных подсетей не изменяются существенно. Каждая из подсетей сохраняет свою автономность, хотя требования к сетевому управлению и контролю ожесточаются;
интерсеть проектируется как единая распределительная система, в которой приоритет отдается требованиям стандартности протоколов и эффективности общесетевых процедур управления.
При первом подходе логика интеграции подсетей концентрируется в шлюзовых (межсетевых) устройствах. Сеть становится единой прежде всего с точки зрения пользователя. Такому подходу более всего соответствует сеть Internet, где применяется концепция интерсети как виртуальной вычислительной сети, реализованная механизмом виртуальных сетевых адресов станций.
Второй же подход на практике реализуется в тех случаях, когда исходная сети принадлежат одному классу (примером может служить сеть Ethernet), или когда проект создания сети управляется единой администрацией и направлен на решение определенного набора прикладных задач, что может быть удобно для сетей конкретной научной ориентации.
В общем случае для определения интерсети можно предложить следующий набор характеристик:
топология интерсети и межсетевая архитектура (общая характеристика связности интерсети, расположение межсетевых устройств и связей между ними и отдельными подсетями, степень однородности входящих подсетей);
логика межсетевых устройств (типы, межсетевой протокол 1 , преобразование протоколов, уровень надежности межсетевого протокола);
логика межсетевых соединений, реализуемая в хост-машинах;
межсетевые протоколы верхних уровней (транспортного и выше) и их реализация в хост-машинах;
административная служба сети (степень автономности, общесетевые процедуры управления, организация справочника ресурсов и прочее).
Интересно, что в настоящее время фундаментальное значение приобрела концепция эталонных моделей сетевых архитектур. В ходи применения различных эталонных моделей к задачам построения интерсетей выяснилась их неполнота и неадекватность по таким проблемам, как организация управления и обмена управляющей информацией в неоднородных сетях, маршрутизация потоков данных в интегрированных сетях. Решение этих задач лежит на пути разработки новых более совершенных сетевых архитектур, учитывающих как многообразие телекоммуникационных технологий, так и возможность создания абстрактных моделей высоко уровня. Новые сетевые архитектуры развиваются по направлениям создания абстрактных (обобщенных) сетевых архитектур (фундаментальная наука) и системных прикладных архитектур.
Сетевые протоколы.
Работа вычислительных сетей, то есть обмен данными и взаимосвязь ЭВМ, выполняется в соответствии с достаточно сложными протоколами взаимодействия. протоколы объединяют в группы или уровни, как правило, существует от трех до семи таких уровней. Протоколы необходимы и при разработке и при управлении сетью.
Рассмотрим модель сети Internet. Сеть возникла в 1972 – 1983 годах в ходе разработки и развития Arpanet и различных механизмов интеграции ее с прочими глобальными сетями. Начальная модель Arpanet содержала три уровня протоколов (транспортный, процесс\приложение). При разработке Internet к нему был добавлен межсетевой уровень и соответствующий ему протокол IP (Internet Protocol). Затем были разработаны транспортный протокол TCP и датаграммный протокол UDP.
Протоколами верхнего уровня являются :
транспортные протоколы (отвечают за обмен данными между процессами, находящихся в разных хост-машинах сети);
прикладные протоколы (обслуживают задачи пользователя по передаче данных и доступу к сетевым ресурсам);
межсетевые протоколы (реализуют ряд специальных функций, ориентированных на организацию виртуальных сетей различных технологий).
Межсетевые протоколы должны обеспечивать надежную передачу данных между различными подсетями и кратчайшие пути передачи, а также поддерживать центральную справочную службу, передачу экстренной и управляющей информации и так далее.
Разумеется, существует множество протоколов со схожими функциями, но используемых в разных сетях. Перечисление всех видов протоколов займет слишком много времени и явится излишним вниканием в технические тонкости построения интерсетей.
Конкретные компьютерные сети. Возможности использования интерсетей.
Как было сказано выше, выделяют два типа интерсетей: общедоступные и специальные.
К общедоступным сетям принадлежит Internet, растущая столь стремительно в настоящее время. После интеграции многих локальных сетей в Internet, сервис, который можно получить на компьютере, значительно расширился. Информация о различных научных исследованиях, огромные файловые архивы, коммерческие базы данных, средства обмена информацией в режиме on-line (то есть когда время отклика системы на запрос меньше, чем несколько секунд). Коммерциализация сети послужили мощнейшим толчком к ее развитию: к Internet подключаются банки, биржи, рекламные и торговые агентства. Во время пользования сетью создается ощущение, будто находишься в огромном супермаркете, где ассортимент и выбор продаваемой продукции нескончаем.
К специализированным академическим сетям принадлежит, например, интерсеть Bitnet (Because It’s Time Network). Сеть ведет существование с 1981 года с компьютерного центра Нью-Йоркского университета. В настоящее время эта сеть относится к классу глобальных, объединяя около 800 членов, включая университеты и прочие научные центры. Сеть включает около 3000 компьютеров; доступ к распределенной информации Bitnet возможен только через e-mail.
Заключение. Некоторые проблемы, стоящие перед компьютерными сетями в России.
В связи с введением повременной оплаты телефонных разговоров в России, появились некоторые проблемы, стоящие на прямую перед пользователями компьютерных сетей. Подорожание оплаты телефонных переговоров неминуемо вызовет подорожание оплаты услуг сети Internet. Internet’ом и сетью ФИДО в подавляющем большинстве пользуются вузы и научные учреждения, которым в условиях нищенского финансирования науки и образования новый тариф в шесть тысяч рублей не под силу. Internet развивается такими темпами, что вполне способен заменить телевизор уже через десять лет, если не раньше. Журналист еженедельника "Московские Новости" Владимир Емельяненко в своей статье об оплате за пользование телефоном пишет следующее: “У нас монополисту наплевать на Internet. Он губит целое направление в развитии науки, сравнимое с гибелью генетики, которую тоже считали баловством и “лженаукой”. Как сообщает московский еженедельник, первыми на улицу вышли студенты: перед зданием московской мэрии они соорудили чучело чиновника в сером костюме, у которого вместо головы – телефонный аппарат с оборванным шнуром.
Таким образом, одной из сильнейших, препятствующих развитию компьютерных телекоммуникаций проблем в настоящее время является угроза ввода повременной оплаты за пользование телефонными линиями. Internet из демократичного средства коммуникации может превратиться в России в нечто, предназначающееся только для верхних слоев общества, что противоречит самой идее этой компьютерной сети.
Библиография.
Большая Советская Энциклопедия. -М., 1983
Ваграменко Я. А., Компьютерные сети: отечественные и зарубежные. -М. 1995
Телекоммуникационные технологии развиваются столь стремительно, что неизбежно вторгаются во все области современной жизни. ХХI век можно смело назвать веком “информационного сообщества”.Ключевую роль в формировании информационного общества играют телекоммуникационные технологии, которые определяют темпы и качество его построения. Понятие “телекоммуникационные технологии построения сетей передачи информации” возникло лишь в середине XX века, но уже к концу его мы наблюдаем проникновение этих технологий во все сферы человеческой деятельности.
Содержание
Введение 3
1 Этапы развития телекоммуникационных технологий 4
2 Интернет 6
2.1 World Wide Web 8
3 Технологии беспроводного доступа 12
3.1 1G. 13
3.2 2G . 14
3.3 2.5G. 14
3.4 3G, WiMAX и Wi-Fi. 15
Заключение 18
Список используемой литературы 19
Вложенные файлы: 1 файл
Документ Microsoft Office Word.docx
1 Этапы развития телекоммуникационных технологий 4
2.1 World Wide Web 8
3 Технологии беспроводного доступа 12
3.4 3G, WiMAX и Wi-Fi. 15
Список используемой литературы 19
Введение
Телекоммуникационные технологии развиваются столь стремительно, что неизбежно вторгаются во все области современной жизни. ХХI век можно смело назвать веком “информационного сообщества”.Ключевую роль в формировании информационного общества играют телекоммуникационные технологии, которые определяют темпы и качество его построения. Понятие “телекоммуникационные технологии построения сетей передачи информации” возникло лишь в середине XX века, но уже к концу его мы наблюдаем проникновение этих технологий во все сферы человеческой деятельности. Сети передачи информации совершили колоссальный скачок от телеграфных и телефонных сетей первой трети ХХ века к интегральным цифровым сетям передачи всех видов информации (речь, данные, видео). К факторам, определившим прогресс в этой сфере, в первую очередь следует отнести развитие микроэлектронной индустрии и вычислительной техники, а также последние успехи в технологии световодных систем. Телекоммуникационные технологии развивались параллельно и взаимоувязано с возможностями каналов связи (от аналоговых к высокоскоростным цифровым волоконно-оптическим линиям связи) и компьютеризацией общества.
1 Этапы развития телекоммуникационных технологий
В числе основных этапов развития телекоммуникационных технологий следует назвать:
- телеграфные и телефонные сети (докомпьютерная эпоха);
- передача данных между отдельными абонентами по выделенным и коммутируемым каналам с использованием модемов;
- сети передачи данных с коммутацией пакетов: дейтаграммные или использующие виртуальные соединения (типа Х.25);
- локальные вычислительные сети (наиболее распространенные — Ethernet, Token Ring);
- цифровые сети интегрального обслуживания (ISDN) — узкополосные, а затем широкополосные;
- высокоскоростные локальные сети — Fast Ethernet, FDDI, FDDI II (развитие FDDI для синхронной передачи речевой и видеоинформации);
- высокоскоростные распределенные сети Frame Relay, SMDS, АТМ;
- информационные супермагистрали.
По мере эволюции вычислительных систем сформировались следующие разновидности архитектуры компьютерных сетей:
При одноранговой архитектуре все ресурсы вычислительной системы, включая информацию, сконцентрированы в центральной ЭВМ, называемой еще мэйнфреймом (mainframe - центральный блок ЭВМ). В качестве основных средств доступа к информационным ресурсам использовались однотипные алфавитно-цифровые терминалы, соединяемые с центральной ЭВМ кабелем. При этом не требовалось никаких специальных действий со стороны пользователя по настройке и конфигурированию программного обеспечения.
Любое программное приложение можно представить в виде структуры из трех компонентов:
- компонет представления, реализующий интерфейс с пользователем;
- прикладной компонент, обеспечивающий выполнение прикладных функций;
- компонент доступа к информационным ресурсам, или менеджер ресурсов, выполняющий накопление информации и управление данными.
Модель доступа к удаленным данным при которой на сервере расположены только данные, имеет следующие особенности:
- невысокая производительность, так как вся информация обрабатывается на рабочих станциях;
- снижение общей скорости обмена при передаче больших объемов информации для обработки с сервера на рабочие станции.
При использовании модели сервера управления данными кроме самой информации на сервере располагается менеджер информационных ресурсов (например, система управления базами данных). Компонент представления и прикладной компонент совмещены и выполняются на компьютере-клиенте, который поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и чисто прикладные функции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается либо операторами специального языка (например, SQL в случае использования базы данных), либо вызовами функций специализированных программных библиотек. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети менеджеру ресурсов (например, серверу базы данных), который обрабатывает запросы и возвращает клиенту блоки данных. Наиболее существенные особенности данной модели:
- уменьшение объемов информации, передаваемых по сети, так как выборка необходимых информационных элементов осуществляется на сервере, а не на рабочих станциях;
- унификация и широкий выбор средств создания приложений;
- отсутствие четкого разграничения между компонентом представления и прикладным компонентом, что затрудняет совершенствование вычислительной системы.
Модель сервера управления данными целесообразно использовать в случае обработки умеренных, не увеличивающихся со временем объемов информации. При этом сложность прикладного компонента должна быть невысокой.
Модель комплексного сервера строится в предположении, что процесс, выполняемый на компьютере-клиенте, ограничивается функциями представления, а собственно прикладные функции и функции доступа к данным выполняются сервером. Преимущества модели комплексного сервера:
- высокая производительность;
- централизованное администрирование;
- экономия ресурсов сети.
Модель комплексного сервера является оптимальной для крупных сетей, ориентированных на обработку больших и увеличивающихся со временем объемов информации.
2 Интернет
Наиболее ярко современные тенденции телекоммуникационных технологий проявились в Интернете. В соответствии с Web-технологией на сервере размещаются так называемые Web-документы, которые визуализируются и интерпретируются программой навигации (Web-навигатор, Web-броузер), функционирующей на рабочей станции. Логически Web-документ представляет собой гипермедийный документ, объединяющий ссылками различные Web-страницы. В отличие от бумажной Web-страница может быть связана с компьютерными программами и содержать ссылки на другие объекты. В Web-технологии существует система гиперссылок, включающая ссылки на следующие объекты:
- другую часть Web-документа;
- другой Web-документ или документ другого формата (например, документ Word или Excel), размещаемый на любом компьютере сети;
- мультимедийный объект (рисунок, звук, видео);
- программу, которая при переходе на нее по ссылке, будет передана с сервера на рабочую станцию для интерпретации или запуска на выполнение навигатором;
- любой другой сервис - электронную почту, копирование файлов с другого компьютера сети, поиск информации и т.д.
Передачу с сервера на рабочую станцию документов и других объектов по запросам, поступающим от навигатора, обеспечивает функционирующая на сервере программа, называемая Web-сервером. Когда Web-навигатору необходимо получить документы или другие объекты от Web-сервера, он отправляет серверу соответствующий запрос. При достаточных правах доступа между сервером и навигатором устанавливается логическое соединение. Далее сервер обрабатывает запрос, передает Web-навигатору результаты обработки и разрывает установленное соединение. Таким образом, Web-сервер выступает в качестве информационного концентратора, который доставляет информацию из разных источников, а потом в однородном виде предоставляет ее пользователю.
Интернет - бурно разросшаяся совокупность компьютерных сетей, опутывающих земной шар, связывающих правительственные, военные, образовательные и коммерческие институты, а также отдельных граждан.
Финансовая основа Интернета заключается в том, что каждый платит за свою часть. Представители отдельных сетей собираются и решают, как соединяться и как финансировать эти взаимные соединения. Учебное заведение или коммерческое объединение платит за подключение к региональной сети, которая, в свою очередь, платит за доступ к Интернету поставщику на уровне государства. Таким образом, каждое подключение к Интернету кем-то оплачивается.
Современные тенденции развития телекоммуникационных сетей
Главное достоинство xDSL-технологий состоит в возможности одновременного предоставления по одной медной паре как телефонной связи, так и высокоскоростной передачи данных. Сегодня на рынке индивидуального доступа одна из наиболее экономических технологий DSL - асимметричная ADSL. Однако пропускная способность линии ADSL снижается с увеличением расстояния, а также вследствие дефектов кабелей или установки цепей коррекции. В качестве главного технологического конкурента ADSL специалисты рассматривают симметричный доступ SHDSL, использующий более эффективный линейный код и занимающий узкую полосу частот при любой скорости. Рынок пока не пришел к однозначному выводу о том, какая из технологий- ADSLили SHDSL - более перспективна, поэтому целесообразно предусмотреть поддержку обеих технологий.
Одна из самых привлекательных областей использования технологии WiMAX - телефонная сеть общего пользования. Это обусловлено тем, что именно ТфОП фактически стала базой для создания NGN-сети связи следующего поколения. Возможные сферы применения технических средств, которые основаны на технологии WiMAX, обусловлены многими факторами. Первый вариант использования WiMAX - подключение выносных модулей в тех случаях, когда организация тракта до АТС средствами проводной связи не представляется целесообразной, например, площадь, парк. В качестве такого модуля показан мультисервисный абонентский концентратор (МАК) под индексом МАК 1. Если в одном здании с АТС2 расположено оборудование WiMAX, то передачу широкополосной информации можно осуществить на основе использования беспроводного доступа, т. е. МАК1 включается в АТС2 с помощью транспортных ресурсов системы WiMAX. Второй вариант - обеспечение быстрого подключения новых клиентов. Третий вариант применения технологии WiMAX - Он может быть эффективен для повышения надежности доступа для некоторых групп пользователей.
Перспективы развития цифрового телевидения
1. Долотов, В. Д. Время технологий xDSL / В .Д. Долотов// Технологии и средства связи. - 2003. - № 1. - С. 36-38.
2. Зубарев, Ю. Б. Концепция развития сетей кабельного телевидения и систем широкополосного беспроводного доступа типа MMDS, LMDS и MWS / Ю.Б. Зубарев // Технологии и средства связи. - 2000. - № 6. - С. 23-31.
Развитие телекоммуникационных сетей определяется тремя факторами: ростом трафика, потребностью общества в новых услугах и достижениями в области технологий. Разумеется, эти факторы не являются независимыми, однако каждый из них определяет идеологию развития электросвязи. Так, конкуренция среди поставщиков оборудования и технологические достижения привели к снижению стоимости оборудования, а это, в свою очередь, стимулировало рост трафика и разработку новых услуг.
Работа содержит 1 файл
Развитие телекоммуникационных сетей определяется тремя факторами.docx
- Для шлюзов доступа:
- в направлении к гибкому коммутатору: для передачи сигналь ной информации, связанной с обслуживанием вызова: V5UA при подключении оборудования сети доступа; MEGACO (Н.248) при подключении абонентов, использующих сигнализацию по аналоговой абонентской линии; IUA при подключении абонентов, использующих базовый доступа ISDN. Для передачи сигнальной информации управления шлюза ми: Н.248, MGCP, IPDC;
- в направлении к другим шлюзам и терминальному оборудованию пакетной сети: RTP/RTCP;
- в направлении к ТфОП: сигнализацию по аналоговым абонентским линиям, сигнализацию базового доступа ISDN в части протоков уровня 2 (LAP-D), сигнализацию по интерфейсу V5 в части протоколов уровня 2 (LAP-V5).
- транспортные шлюзы: в направлении к ТфОП поддерживаются интерфейсы PDH (E1) и/или SDH (STM1/4). В направлении пакетной сети на основе IP технологий: интерфейсы семейства Ethernet от 10Base до GigabitEthernet
- l000Base), причем используемая среда передачи специфицируется
- (отдельно. В направлении пакетной сети на основе ATM технологий: от IMA до NNI 4.0;
- сигнальные шлюзы в направлении ТфОП в основном поддерживают
- шлюзы доступа в направлении ТфОП поддерживают интерфейс по аналоговым абонентским линиям и интерфейсы базового [доступа ISDN (U-, S-,.S/T) для резидентных шлюзов и интерфейс РВН (E1) для шлюзов доступа, осуществляющих подключения оборудования интерфейса V5. В направлении пакетной сети на основе IP технологий: интерфейсы 10-100BaseEthernet. В направлении пакетной сети на основе ATM технологий: интерфейсы IMA или UNI.
Поддерживаемые интерфейсы. Как правило, оборудование шлюзов поддерживает следующие интерфейсы:
интерфейс PDH (E1), а в направлении пакетной сети - интерфейс l0Base Ethernet
АТС с функциями MGC- оборудование АТС, в котором помимо функций коммутации каналов реализованы функции по коммутации пакетов, т. е. функции шлюзов и частично функция гибкого коммутатора. Функционально к такому оборудованию одновременно предъявляются требования, определенные как для гибкого коммутатора, так и для шлюзов.
С точки зрения технических характеристик (в пакетной части) для такого оборудования определяются требования по емкости, производительности, надежности, поддерживаемым протоколам и реализованным интерфейсам к пакетной сети.
Терминальное оборудование - терминальные устройства, используемые для предоставления голосовых и мультимедийных услуг связи и предназначенные для работы в пакетных сетях.
Существует два основных типа терминальных устройств, предназначенных для работы в пакетных сетях: SIP-терминалы и Н.323-тсрмина-лы. Данное оборудование может иметь как специализированное аппаратное (standalone), так и программное исполнение (softphone)l
Также иногда используется терминальное оборудование на основе протокола MEGACO. Такое терминальное оборудование совмещает в себе функции аналогового телефонного аппарата и шлюза доступа в части преобразования сигнализации по аналоговым абонентским линиям. Его функциональные возможности ограничиваются возможностями аналогового аппарата, но оно может непосредственно подключаться к пакетной сети.
Еще одним видом терминального оборудования являются интегрированные устройства доступа (IAD). Как правило, IAD обеспечивает
подключение терминального оборудования сетей ТфОП (аналоговые ТА и терминалы ISDN) и терминального оборудования сетей передачи данных. В IAD реализуются функции по преобразованию протоколов сигнализации ТфОП в протоколы пакетных сетей (SIP/H.323) и преобразованию потоков пользовательской информации между сетями с коммутацией каналов и пакетными сетями. Ближайшей аналогией к IAD в сетях ТфОП является оборудование малых УПАТС.
Терминальное оборудование поддерживает протоколы SIP или Н.323 в направлении гибкого коммутатора для передачи информации сигнализации и управления коммутацией и протоколы RTP/RTCP для передачи пользовательской
информации. Для подключения к сети, как правило, используется Ethernet
Сервер приложений. Используется для предоставления расширенного списка дополнительных услуг абонентам пакетных сетей или абонентам, получающим доступ в пакетные сети. Сервера приложений предназначены для выполнения функций уровня услуг и управления услугами.
Спецификация выполняемых функций зависит от реализуемой с помощью сервера услуги/группы услуг и не может быть сформулирована на абстрактном уровне.
Серверы приложений, как правило, взаимодействуют с оборудованием гибкого коммутатора с использованием технологий JAVA, XML, OSP. Подключение производится в основном с использованием интерфейсов, базирующихся на Ethernet.
Наш интерес к перспективной архитектуре не случаен. Он связан с тем, что эти сети базируется на протоколах и технологиях (это, прежде всего, IP, MPLS, H.323. SIP, V5.1 и др.), сходных с теми, которые активно использовались нами на протяжении последнего ряда лет при построении мультисервисных сетей связи.
Сеть следующего поколения (NextGenerationNetwork– NGN) представляет собой новую концепцию сети, которая обеспечивает передачу всех видов медиа-трафика, качество обслуживания (QoS) и предоставление неограниченного спектра телекоммуникационных услуг, с возможностью их добавления и редактирования. Мультисервисные сети означают эволюцию существующих телекоммуникационных сетей, отражающуюся в слиянии сетей и технологий.
Некоторые разработчики предлагают такую версию: NextGenerationNetwork представляет собой универсальную многоцелевую сеть, предназначенную для передачи речи, изображений и данных с использованием технологии коммутации пакетов. По сути, она является результатом слияния Internet и телефонных сетей, объединяя в себе их лучшие черты. На практике это означает гарантированное качество голосовой связи и передачи данных в критически важных приложениях. Таким образом, такая связь нового поколения имеет степень надежности, характерную для ТфОП (в противоположность негарантированному качеству связи через Internet) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенной к стоимости передачи данных по Internet, а не ТфОП).
Перспективная архитектура показана на рис. 1. Здесь отчетливо видна иерархия сетевой инфраструктуры: уровень опорной коммутации, уровень управления коммутацией и передачей информации, уровень управления услугами, уровень доступа. Задача уровня опорной коммутации — коммутация соединений и прозрачная передача информации. Уровень управления коммутацией и передачей служит для обработки сигнальных команд, маршрутизации вызовов и управления потоками. Уровень управления услугами содержит в себе логику предоставления услуг и доступа к приложениям. Уровень доступа предоставляет широкий набор интерфейсов для подключения к услугам сети.
Сети следующего поколения будут поддерживать одну платформу управления и иметь общее ядро и для мобильной, и для фиксированной связи. В итоге абоненты получат единый набор услуг: и для ТФОП, и для IP-телефонии, и для мобильной сети. И первая из них — сохранение номера при переходе от одного оператора к другому
Рис. 1. Архитектура сети NGN
В качестве физической среды передачи все чаще находят применение оптико-волоконные соединения. Передача IP-трафика непосредственно по оптоволокну считается оптимальной (с точки зрения затрат) технологией транспортировки данных.
Для организации мультисервисных сетей регионального уровня наиболее подходящими являются каналообразующие технологии 10 Gigabit Ethernet, xWDM и GMPLS. А для создания высокопроизводительной масштабируемой сетевой среды сейчас можно рекомендовать технологию MPLS последнего поколения (включающую в себя протоколы Traffic Engineering, Fast Reroute и др.).
На более высоких уровнях модели OSI сеть нового поколения открывает массу возможностей построения наложенных сервисов поверх универсальной транспортной среды — от пакетной телефонии (VoIP) до интерактивного телевидения и Web-служб. Сеть нового поколения отличается доступностью сервисов вне зависимости от местоположения пользователя и используемых им интерфейсов (Ethernet, xDSL, Wi-Fi и т. д.). Таким образом, любой сервис, созданный в любой точке Сети, становится доступным любому потребителю.
Архитектура сетей предполагает создание мультисервисной сети, причем первой фазой этого процесса является развертывание структуры мультипротокольной коммутации (MPLS). Основные преимущества технологии MPLS заключены в возможности легкой организации виртуальных частных сетей второго и третьего уровней (MPLS VPN), в обеспечении эффективного использования пропускной способности каналов связи и гарантированного качества услуг.
Организация VPN третьего уровня — наиболее востребованный способ применения MPLS. В этом случае для создания персональной таблицы маршрутизации каждого клиента используются так называемые виртуальные маршрутизаторы (Virtual Routing Instance). Данная архитектура имеет высокую масштабируемость. Подобные услуги, используются теми подписчиками, которые нуждаются в передаче информации на третьем уровне и предпочитают перепоручить процессы маршрутизации внешнему провайдеру.
Технология VPN второго уровня позволяет операторам заниматься передачей информации второго уровня через ядро IP-MPLS. Вот основные виды услуг, которые можно развернуть в рамках такой структуры: прозрачная передача различных каналов второго уровня поверх MPLS, услуга виртуального частного канала (которая обеспечивает передачу сигнализации и автоматическое обнаружение пользовательских устройств), объединение LAN с помощью виртуальных коммутаторов (Virtual Switch Instance). Поверх VPN второго уровня обычно передаются каналы Ethernet, ATM, frame relay, PPP и HDLC.
В общем виде мультисервисные сети описываются двухуровневой архитектурой, состоящей из региональной и магистральной (включая межрегиональную) составляющих. На региональном уровне мультисервисная сеть призвана обеспечивать подключение абонентов и предоставление им как транспортных, так и прикладных услуг (Value Added Services). Кроме того, она может стыковаться с инфокоммуникационными службами других региональных сетей. На магистральном уровне создаваемая новая сеть должна отвечать за прозрачный транзит конвергентного трафика, получаемого от региональных сегментов.
Возможности мультисервисных сетей связи
Читайте также: