X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Исторически сложилось так, что телекоммуникации развивались в трех независимых направлениях, что привело к появлению специальных инфраструктур, задача которых состояла в решении строго ограниченного комплекса конкретных задач. К таким направлениям относятся телефонные сети общего пользования, сети кабельного и эфирного телевидения, а также сети передачи данных и доступа к ресурсам общего пользования.

Телефонные сети обеспечивали прямое общение двух удаленных абонентов а также передачу факсимильных сообщений. Сети кабельного телевидения обеспечивали вещание коммерческих и государственных телевизионных каналов и видеопрограмм. Интернет же позволял обеспечить обмен файлами для всех пользователей, быструю доставку текстовых сообщений и электронной почты.

Сохранение и последующее развитие удачных технологических решений является главной чертой в развитии телекоммуникационных технологий, впрочем, как и для любого другого процесса эволюции. Новые возможности постепенно появляются и накапливаются в существующих технологических инфраструктурах, в результате, после определенного времени, происходят качественные изменения существующих технологий, или вовсе возникновение новых.

Достаточно богатую историю имеет конвергенция телекоммуникационных инфраструктур. Она представляет собой взаимное проникновение сетей разного назначения на основе использования единых компонентов и объединения выполняемых функций. С давних пор разрабатывались технологии, которые смогли бы обеспечить объединения разного трафика в общей телекоммуникационной инфраструктуре. Именно поэтому широкое распространение получили такие технологии, как ISDN (Integrated Services Digital Network), ATM (Asynchronous Transfer Mode), и некоторые другие.

Современное развитие телекоммуникационных технологий можно охарактеризовать быстрым ускорением процессов конвергенции сетей, и данные процессы проходят в каждой из приведенных ранее инфраструктур. Главным образом это связано с расширением списка предоставляемых пользователям услуг, а также в связи с значительным увеличением функционала абонентского оборудования, используемого для подключения к сети. На смену существовавшим ранее сетям с ограниченным функционалом и возможностями приходят мультисервисные инфраструктуры, которые обладают значительно более широким спектром предоставляемых пользователю услуг.

Для современной мультисервисной сети будет достаточно, если она обеспечит технические средства для трех базовых служб: передачи данных, голоса и видеоинформации. Но с определенными условиями. Так, качество передачи видео должно быть не хуже телевизионного. Как показывает опыт европейских сервис- провайдеров, именно предоставление услуг типа "видео по запросу" является ключом к завоеванию массового рынка.

Зачастую мультисервисные сети строятся на основе компонентов уже существующих сетей за счет внедрения нового оборудования и использования новых технологий.

Рис.1

За последние годы в процессе быстрого развития отрасли телекоммуникаций операторы связи инвестировали весьма существенные средства для построения транспортных сетей. Были проложены тысячи километров оптического волокна и смонтировано огромное количество оборудования, которое обеспечивает передачу информационных потоков, достаточных для того, чтобы обслуживать абонентов в ближайшем будущем. Пришло время, когда проблемным местом стал участок доступа и территории с малой концентрацией платежеспособных абонентов, куда транспортные сети еще не дошли.

В данной ситуации операторы заинтересованы в решениях, которые позволили бы за счет небольших инвестиций развивать существующие транспортные сети, наращивая их так, чтобы обеспечить минимальные затраты на создание и развитие точек присутствия. Причем важно минимизировать все затраты: стартовые вложения на базовый комплект оборудования, стоимость дополнительных узлов, а также общую стоимость владения, которая учитывает затраты на поддержание оборудования в работоспособном состоянии, его администрирование и т. д.

Также важно помнить, что оборудование должно быть совместимо с уже построенной сетью и должно обеспечивать возможность работы как используемых сегодня, так и перспективных приложений. Поскольку так или иначе, технические аспекты отражаются на экономике сегодняшних или будущих решений, то не имеет никакого смысла использовать устаревшее оборудование в целях экономии. Однако вкладываться в далекое будущее также не стоит, так как востребованные приложения могут сильно поменяться, а технология, которая считалась в момент развертывания передовой, может стать неэффективной.

Многие транспортные сети сегодня строятся, в основном, из необходимости модернизации и развития телефонной сети, что характерно для территорий с небольшой плотностью платежеспособного населения. То есть сеть почти всегда строилась для передачи трафика TDM, передача данных стояла передача данных не являлась первостепенной целью для данных сетей. В конечном счете, на данный момент бесспорно доминирующей технологией построения транспортных сетей является технология SDH- Synchronous Digital Hierarchy (PDH-оборудование в сетевых сегодня почти не применяется), а острая потребность в специализированных решениях для передачи данных появилась сравнительно недавно в связи с ростом платежеспособного спроса на широкополосный доступ.

С учетом этих фактов главной проблемой технического характера при развертывании широкополосных сетей абонентского доступа является подбор технологии для эффективной передачи трафика поверх существующих сетей или уже созданной волоконно-оптической кабельной сети.

Существует множество вариантов для построения мультисервисной сети. Один из них предусматривает построение гомогенной инфраструктуры — это или полностью пакетная, не ориентированная на соединения сеть, или сети, ориентированные на соединения (типа АТМ). Ни одна из данных архитектур в отдельности на практике не способна удовлетворить потребности пользователей при построении мультисервисной сети из-за различий в экономических и функциональных требованиях для локальных вычислительных сетей и региональных сетей связи. Мультисервисная сеть, простирающаяся на большие расстояния, должна иметь ядро — региональную сеть связи, — окруженное периферийными локальными вычислительными сетями.

В общем случае, периферийные локальные сети используют различные технологии. Одна сеть может быть основана на коммутируемой Ethernet-технологии (без устройств маршрутизации), другая — на маршрутизируемых сегментах Ethernet-сети, и третья — на технологии АТМ ЛВС.

Важное место при построении мультисервисных сетей занимает технология пакетной коммутации для обеспечения обмена информацией в мультисервисных сетях ввиду своих высоких эксплуатационных характеристик, дешевизны оборудования и компонентов, а также повсеместного распространения.

Согласно Ленинградскому отраслевому научно исследовательскому институту связи, в связи Межрегиональных Компаний (МРК) на данный момент используются различные технологии. Многие операторы выбрали подход, при котором в качестве базовых используются технологии группы MPLS- IP- ATM. Для переноса трафика IP используют 2 варианта: IP over SDH и Multiprotocol over ATM (MPOA).

Рис.2

ATM технология может обеспечить эффективное построение транспортных сетей и сетей доступа, но только при условии, что они будут развертываться поверх существующей инфраструктуры SDH. Сама идея ATM предполагает интегрированную передачу и обработку голосового трафика и трафика данных с возможностью их коммутации.

АТМ считается наиболее «мультисервисной» технологией. Она позволяет достаточно эффективно решать задачи объединения сетей, построенных с использованием различных технологий передачи данных, обеспечения необходимого качества обслуживания и др. Все операторы МРК используют эту технологию и основная конкуренция при создании МСС ожидается между технологиями АТМ и MPLS.

В АТМ используются пакеты небольшой длины, имеющие фиксированный размер (53 байта), которые называются ячейками, и очень простые функции в транзитных узлах. Обнаружение и исправление ошибок осуществляется только в заголовке. Само содержимое информационных ячеек никакой проверке и восстановлению не подлежит, и используется только передача информации, которая ориентирована на соединение. Реализация АТМ обычно осуществляется с помощью аппаратного обеспечения. В сочетании со статистическим мультиплексированием это уменьшает время задержек, что особенно важно для передаче трафика реального времени. Помимо всего, в АТМ имеются методы управления трафиком и механизмы качества обслуживания. Это означает, что в данных сетях могут быть зарезервированы ресурсы для гарантирования требуемых значений задержки передачи и пропускной способности.

Таким образом, сегодня существует определенная ниша для применения технологии ATM при построении мультисервисных сетей. Однако нужно учитывать то, что построение мультисервисной сети ATM может быть экономически оправданным для компаний, которые используют в базовых сетях выделенные линии и технологию Frame Relay. Возможности использования ATM для построения мультисервисных сетей могут быть существенно ограничены в будущем рядом факторов в связи с наблюдаемыми сегодня тенденциями. Во-первых, сегодня наблюдается значительное падение стоимости аренды выделенных линий в связи с быстрым ростом доступных пропускных способностей магистралей за счет технологий SDH и DWDM. Во-вторых, имеется тенденция перехода сетей к все более широкому применению технологии IP как единой технологии для большинства услуг, включая как передачу речи (Voice over IP) и видеоинформации.

Прогресс протоколов Интернет (IP), связанный с возможностью предоставления гарантированных показателей качества обслуживания, может привести к тому, что в конечном счете мультисервисные возможности ATM не смогут составить конкуренцию применению протоколов Интернет в качестве технологии для магистральных сетей. На сегодняшний день группа протоколов IP для построения виртуальных частных сетей (VPN) предоставляют более привлекательные решения в сравнение с традиционными сетями передачи. Все это создает серьезную конкуренцию для технологии ATM в сетях средних компаний. Однако процесс перехода к широкому применению технологии IP длится уже более 10 лет и поэтому рынок для ATM-технологии все еще остается открытым.

Список литературы:

Интернет-ресурс http://www.svpro.ru/asdh.htm

Интернет-ресурс http://www.ccc.ru/magazine/depot/03_07/read.html?0302.htm

Интернет-ресурс http://compress.ru/article.aspx?id=9404

Код для цитирования: Скопировать