 |
Конвергенция сетей и эволюция технологий
|
|
|
|
РАЗДЕЛ 3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ ИНФОКОММУНИКАЦИЙ
Тема 7. Классификация сетей инфокоммуникаций
7.1 Понятие сети инфокоммуникаций, интеграция компьютерных и телекоммуникационных сетей.
7.2 Классификация сетей телекоммуникаций: первичные и вторичные сети связи, транспортные сети и сети доступа, глобальные и локальные сети связи. Режимы переноса информации по сети: синхронный и асинхронный. Архитектура и топология сетей связи.
7.3 Функции основных структурных элементов сети связи: терминал, система передачи, система распределения. Организационная структура сети связи: пользователь, поставщик услуг, оператор.
7.4 Современные услуги электросвязи и предоставляющие их службы. Классификация служб и услуг электросвязи. Взаимодействие сетей и служб электросвязи.
Понятие сети инфокоммуникаций, интеграция компьютерных и телекоммуникационных сетей.
Под термином инфокоммуникаций подразумевают последовательное и постепенное развитие телекоммуникаций, связанное с расширением функций по формирования, приему и обработке информации, используя в своей основе все доступные типы электронных коммуникаций (фиксированной и мобильной телефонии, передачи данных, радиовещания, телевидения и т.д.) на общей цифровой технологической базе, главным образом через интернет-технологии.
Существовавшие по отдельности в течение многих лет телекоммуникационные и информационные технологии начинают постепенно объединяться в единый мир инфокоммуникаций, в основе формирования которого лежат процессы конвергенции сетей телекоммуникаций, вычислительной техники и различных информационных средств. Развитие сетей, базирующихся главным образом на технологии IP, взрывной рост сетей мобильной связи, широкое распространение мультимедийных компьютерных технологий, с одной стороны, и желание пользователей получить доступ к большому набору услуг, не зависящих от типа сети, становятся основными движущими силами, определяющими прогресс инфокоммуникаций.
|
|
|
В наиболее простой форме конвергенция сетей предполагает консолидацию сетей с тем, чтобы предоставлять пользователю раз-личные услуги через несколько типов доступа с гарантированным качеством обслуживания и экономической эффективностью. В процессе конвергенции сетей участвуют магистральные сети, сети доступа и платформы предоставления услуг. Такие технологии, как VoIP, IPTV, системы подвижной связи 3-го (3G) и 4-го (LTE) поколений, системы IMS (мультимедийная подсистема IP), сегодня рассматриваются как движущие силы конвергенции сетей.
На рис. представлены этапы эволюции трех различных типов сетей, функционирующих до недавнего времени как отдельные сети – телефонной сети общего пользования (ТфОП), сети передачи данных (СПД) и сети подвижной связи (СПС). В результате этих эволюционных процессов, получивших название конвергенции сетей, уже сейчас создается сеть следующего поколения (NGN), см. рисунок.
Конвергенция сетей и эволюция технологий
ТфОП – телефонная сеть общего пользования
СПС – сети подвижной связи
СПД – сети передачи данных
NGN – next generation networks – сеть следующего покаления
IPBB – IP backbone – опорная сеть на основе IP протокола
MPLS – multiprotocol label switching – технология мультипротокольной коммутации
SaaS – software as a service – программное обеспечение как услуга
Data center – центр обработки данных
iCloud – cloud computing – интеллектуальные облачные технологии и вычисления
VM – Virtual Machine – виртуальная машина (виртуализация - предоставление набора вычислительных ресурсов с абстрагированием от аппаратной реализации)
|
|
|
Компьютерные сети в начале своего развития были в основном локальными и применялись только для передачи данных.
Телекоммуникационные сети изначально предполагались для передачи речи.
Необходимость передавать информацию компьютерных сетей на большие расстояния привела к использованию для этой цели существующих телекоммуникационных сетей общего пользования. Это позволило связать локальные компьютерные сети в единую глобальную сеть, сформировать виртуальные сети, использовать компьютер в качестве терминального или транзитного сетевого оборудования и связывать пользователей путем изменения адреса в маршрутизаторе (см. рисунок).
Рисунок – Обобщенная структура сети Интернет
В результате произошло взаимопроникновение сетей обоих типов, что привело к возникновению нового понятия – инфокоммуникационные технологии.
На рисунке показана структура инфокоммуникационных технологий.
Рис – Базовые составляющие инфокоммуникаций.
Базовыми составляющими инфокоммуникационных технологий являются:
- аппаратное обеспечение (Hardware, HW), включающее все оборудование сети или системы;
- микроэлектроника (Micro electronics, ME) - полупроводниковые приборы, БИСы, СБИСы и т. п.;
- программное обеспечение (Software, SW), определяющее алгоритмы и программы работы соответствующего оборудования;
- компьютеры и процессоры (Computers & Processors, СР), объединяющие элементы вычислительной техники;
- радиотехнологии (Radio technologies, RT), обеспечивающие применение радиоволн для переноса информации;
- волоконно-оптические линии связи (Fiber Optics, FO), использующие световоды для передачи информации на основе оптического излучения;
- электропитание (Accumulators & Batteries, АВ) важный элемент инфокоммуникационных технологий, особенно в мобильном исполнении;
- проектирование (Projects & Design, PD) сетей и систем инфокоммуникаций, основанное на применении компьютерной техники и баз данных (БД).
Примеры PD:
Solution description
High level design – HLD
Low level design – LLD
Test cases
Acceptance tests
Work around
Matrix responsibility
Service Level Agreement – SLA
Классификация сетей телекоммуникаций: первичные и вторичные сети связи, транспортные сети и сети доступа, глобальные и локальные сети связи. Режимы переноса информации по сети: синхронный и асинхронный. Архитектура и топология сетей связи.
|
|
|
Современные инфокоммуникационные сети состоят из:
1) первичной сети связи (транспортная)
2) вторичной сети инфокоммуникационных услуг (сеть доступа).
Между данными сетями существует слой адаптации.
Первичная сеть — это совокупность всех каналов без подразделения их по назначению и видам связи. В состав ее входят линии и каналообразующая аппаратура. Первичная сеть является единой для всех потребителей каналов и представляет собой базу для вторичных. Вторичная сеть состоит из каналов одного назначения (телефонных, телеграфных, передачи газет, вещания, видеотелефонных, передачи данных, телевидения и др.), образуемых на базе первичной сети. Вторичная сеть включает коммутационные узлы, оконечные пункты и каналы, выделенные на первичной сети
Сети телекоммуникаций классифицируются:
По величине охвата территории:
-глобальные (Интернет, интелсет)
-национальные (магистральные) 12.500км
-региональные (зональные) (600км)
- местные (деревня, город до 100км)
- локальные
По видам передаваемых сигналов:
- сеть передачи данных
- сеть общего пользования
- сеть ТВ
- сеть ЗВ
По назначению:
- для передачи и транзита эл. сигналов и подключения пользователей первичная сеть.
- для распределение эл. cигналов потребителям – вторичная сеть.
По применению:
-общего пользования (Public Network)
-ведомственные (корпоративные) сети (банка, аэропорта)
-специальные (министерство обороны, правительств. связь)
- технологические (вдоль газа и нефтепроводов и вдоль технических системм: для обслуживания и эксплуатации)
По виду коммутации:
-С коммутацией каналов (гарантированное качество, минимальные задержки при передаче) (До передачи информации создается канал связи)
- С коммутацией сообщений (сообщение пользователя передается с промежуточным накоплением в транзитных узлах)
- С коммутацией пакетов (сообщение пользователя нарезается на пакеты для последующей передачи)
|
|
|
По режиму переноса:
- синхронные
- асинхронные
Первичные сети классифицируются
По территориальному признаку:
- магистральные
- внутризоновые
- местные
Вторичная сеть классифицируются
По наличию коммутации:
- коммутируемые
- не коммутируемые
Режимы переноса информации по сети: синхронный и асинхронный
Термин “ режим переноса ” определяет совокупность методов передачи и коммутации, с помощью которых в телекоммуникационной сети обеспечивается транспортировка информации от источника до получателя.
Режим переноса информации в сети можно организовать синхронным способом либо асинхронным.
Синхронный метод отличается тем, что данные передаются блоками. Для синхронизации работы приемника и передатчика в начале блока посылают биты синхронизации. После этого передаются данные, код обнаружения ошибки и символ, обозначающий окончание передачи. Эта последовательность образует стандартную схему передачи данных при синхронном методе. В случае синхронной передачи данные передаются и в виде символов, и как поток битов. Кодом обнаружения ошибки чаще всего является циклический избыточный код обнаружения ошибок (CRC), который определяется по содержимому поля данных. С его помощью можно однозначно определить достоверность принятой информации.
К преимуществам метода синхронной передачи данных относят:
• высокую эффективность;
• надежный встроенный механизм обнаружения ошибок;
• высокую скорость передачи данных.
Основным недостатком этого метода является дорогое интерфейсное оборудование.
Асинхронный метод отличается тем, что каждый символ передается отдельной посылкой. Стартовые биты предупреждают приемник о начале передачи, после чего передается сам символ. Для определения достоверности передачи применяется бит четности. Бит четности равен единице, когда количество единиц в символе нечетно, и нулю, когда их количество четное. Последний бит, который называется «стоп-битом», сигнализирует об окончании передачи. Эта последовательность образует стандартную схему передачи данных при асинхронном методе.
Преимуществами метода асинхронной передачи являются:
• недорогое (по сравнению с синхронным) интерфейсное оборудование;
• несложная отработанная система передачи.
К недостаткам этого метода относят:
• потери части пропускной способности на передачу служебных битов;
• невозможность определить достоверность полученной информации с помощью бита четности при множественной ошибке.
|
|
|
Метод асинхронной передачи используется в системах, в которых обмен данными происходит время от времени и не требуется высокая скорость их передачи.
|
|
|
