По каким направлениям идет сближение компьютерных и телекоммуникационных сетей

Обновлено: 04.07.2024

В начале 90-х годов отличия между локальными и глобальными сетями проявлялись весьма отчетливо, к ним относились:

1. Качество линий связи и их протяженность. Локальные компьютерные сети, как правило, отличаются от глобальных сетей небольшими расстояниями между узлами сети. Это делает возможным применение в локальных сетях более качественных линий связи.

2. Сложность методов управления обменом и передачи данных. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы управления обменом и передачи данных и соответствующее оборудование.

3. Скорость обмена данными в локальных сетях (десятки Мбит/с) в то время была существенно выше, чем в глобальных (десятки Кбит/с).

4. Разнообразие услуг. Высокие скорости обмена данными в локальных сетях предопределили широкий спектр услуг - разнообразные механизмы использования файлов, хранящихся на дисках других компьютеров сети, совместное использование устройств печати, модемов, факсов, доступ к единой базе данных и др. Глобальные сети в основном ограничивались почтовыми и файловыми услугами в их простейшем виде.

В последующем различия между локальными и глобальными типами сетевых технологий стали сглаживаться. Независимые локальные сети начали объединять друг с другом, при этом в качестве среды передачи данных использовались глобальные сети. Тесная интеграция локальных и глобальных сетей привела к взаимопроникновению соответствующих технологий и принципов обработки данных.

Сближение в методах передачи информации происходит на платформе передачи данных в цифровом формате по волоконно-оптическим линиям связи. Эту среду передачи данных используют практически все технологии локальных сетей для скоростного обмена информацией на расстояниях свыше 100 метров, на ней построены современные магистрали глобальных компьютерных сетей.

Высокие качественные показатели цифровых каналов изменили требования к протоколам глобальных компьютерных сетей. Вместо процедур обеспечения надежности передачи данных, на первый план вышли процедуры обеспечения гарантированной средней скорости доставки информации, а также механизмы приоритетной обработки данных чувствительных к задержкам трафика (голосовые, видео данные).

Свой вклад в сближение технологий глобальных и локальных сетей внесло доминирование протокола IP. Он работает сегодня поверх любых протоколов глобальных и локальных сетей (Ethernet, Token Ring, ATM), объединяя различные элементы подсетей в единую составную сеть - Интернет.

В 90-х годах, компьютерные глобальные сети, работающие на основе цифровых оптоволоконных каналов, существенно расширили спектр предоставляемых услуг. Стали создаваться сервисы, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени - изображений, видеофильмов, голоса (мультимедийной информации). Например, гипертекстовая информационная служба World Wide Web (WWW), ставшая основным поставщиком информации в сети Интернет. Ее интерактивные возможности превзошли возможности аналогичных служб локальных сетей, поэтому разработчики локальных сетей стали заимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс заимствования технологий из Интернет в локальные сети приобрел массовый характер, что предопределило появление специального термина - intranet-технологии (intra - внутренний).

В локальных сетях, как и в глобальных, в последнее время уделяется большое внимание методам обеспечении защиты информации. Появление новой задачи связано с тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они объединяются через интернет.

Еще одним признаком сближения локальных и глобальных сетей является появление сетей, занимающих промежуточное положение между ними. Городские сети, или сети мегаполисов (Metropolitan Area Networks - MAN), предназначены для обслуживания пользователей на территории одного города. Эти сети используют цифровые оптоволоконные линии связи с высокими скоростями. Они обеспечивают экономичное объединение локальных сетей между собой, а также выход и глобальные сети.

Первоначально сети MAN были разработаны только для передачи данных, но сейчас перечень предоставляемых ими услуг расширился, в частности они поддерживают интегральную передачу голоса и текста и видеоконференции. Кроме того, такие сети позволяют своим клиентам объединять коммуникационное оборудование различного типа.

Тенденция сближения компьютерных и телекоммуникационных сетей разных видов усиливается с каждым годом. Ведутся работы по созданию универсальной, мультисервисной сети, способной предоставлять услуги сетей различного типа: как компьютерных, так и телекоммуникационных.

Разнообразные сервисы телефонных сетей, такие как переадресация вызова, конференцсвязь, и другие, создаются с помощью интеллектуальной сети (Intelligent Network, IN), являющейся по своей сути компьютерной сетью с использованием серверов, на которых программно реализуется логика предоставляемых услуг.

Компьютерные сети тоже позаимствовали некоторые технологии у телефонных и телевизионных сетей. В частности, они используют методы обеспечения отказоустойчивости телефонных сетей, за счет которых последние демонстрируют высокую степень надежности.

Сегодня становится очевидным, что мультисервисная сеть с принципиально новыми свойствами и характеристиками не может быть создана в результате преобладания какой-нибудь одной технологии, подхода или метода. Она может возникнуть только в результате конвергенции, когда от каждой технологии будет взято лучшее, что даст необходимое качество для поддержки существующих услуг и создания новых сервисов.

В связи с этим вместо термина мультисервисная сеть появилось новое определение - инфокоммуникацнонная сеть, которое говорит о двух взаимосвязанных частях современной сети - информационной (компьютерной) и телекоммуникационной.

К телекоммуникационным сетям в настоящее время можно отнести:

телефонные сети ;
радиосеть ;
телевизионные сети ;
компьютерные сети

Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация .

Таблица характеризует изначальное распределение вида услуг и формы представления информации в сетях разного типа.

Телефонные сети оказывают интерактивные услуги (interactive services) , так как два абонента , участвующие в разговоре (или несколько абонентов , если это конференция), попеременно проявляют активность .

Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги (broadcast services) , при этом информация распространяется только в одну сторону - из сети к абонентам, по схеме "один ко многим" ( point-to-multipoint ).

Сегодня по многим направлениям идет конвергенция разных видов телекоммуникационных сетей .

Общая структура телекоммуникационной сети

Несмотря на то, что различия между компьютерными , телефонными , телевизионными и первичными сетями , безусловно, существенны, все эти сети на достаточно высоком уровне абстракции имеют сходные структуры.

Телекоммуникационная сеть (pис. 10.1) в общем случае включает следующие компоненты:

сеть доступа (access network) - предназначена для концентрации информационных потоков , поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети ;
магистраль (backbone или core network) - объединяет отдельные сети доступа , обеспечивая транзит трафика между ними по высокоскоростным каналам ;
информационные центры или центры управления сервисами (data centers или services control point) - это собственные информационные ресурсы сети, на основе которых осуществляется обслуживание пользователей.

И сеть доступа , и магистральная сеть строятся на базе коммутаторов . Каждый коммутатор оснащен некоторым количеством портов, которые соединяются с портами других коммутаторов каналами связи .

Сеть доступа

Сеть доступа представляет собой нижний уровень иерархии телекоммуникационной сети .

К этой сети подключаются конечные (терминальные) узлы - оборудование, установленное у пользователей ( абонентов , клиентов) сети. В случае компьютерной сети конечными узлами являются компьютеры, телефонной - телефонные аппараты, а телевизионной или радиосети - соответствующие теле- и радиоприемники.

Основное назначение сети доступа - концентрация информационных потоков , поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети .

Сеть доступа , как и телекоммуникационная сеть в целом, может состоять из нескольких уровней (на рисунке показано два). Коммутаторы , установленные в узлах нижнего уровня, мультиплексируют информацию, поступающую по многочисленным абонентским каналам (называемым часто абонентскими окончаниями, local loop ) и передают ее коммутаторам верхнего уровня, чтобы те в свою очередь передали ее коммутаторам магистрали. Количество уровней сети доступа зависит от ее размера; небольшая сеть доступа может состоять из одного уровня, а крупная - из двух-трех. Следующие уровни осуществляют дальнейшую концентрацию трафика, собирая его и мультиплексируя в более скоростные каналы .

Магистральная сеть

Магистральная сеть объединяет отдельные сети доступа , выполняя функции транзита трафика между ними по высокоскоростным каналам . Коммутаторы магистрали могут оперировать не только информационными соединениями между отдельными пользователями, но и агрегированными информационными потоками , переносящими данные большого количества пользовательских соединений. В результате информация с помощью магистрали попадает в сеть доступа получателей, демультиплексируется там и коммутируется таким образом, что на входной порт оборудования пользователя поступает только та информация, которая ему адресована.

В том случае, когда абонент -получатель подключен к тому же коммутатору доступа, что и абонент -отправитель (непосредственно или через подчиненные по иерархии связей коммутаторы ), последний выполняет необходимую операцию коммутации самостоятельно.

Информационные центры

Информационные центры /центры управления сервисами - это собственные информационные ресурсы сети, на основе которых осуществляется обслуживание пользователей. В таких центрах может храниться информация двух типов:

пользовательская информация, то есть те данные, которые непосредственно интересуют пользователей сети;
вспомогательная служебная информация, позволяющая предоставлять пользователям некоторые услуги.

К ресурсам второго типа относятся, например, различные системы аутентификации и авторизации пользователей, с помощью которых организация, владеющая сетью, проверяет права пользователей на получение тех или иных услуг; системы биллинга, которые в коммерческих сетях подсчитывают плату за предоставленные услуги; базы данных учетной информации пользователей, хранящие имена и пароли, а также перечни услуг, на которые подписан каждый пользователь. В телефонных сетях существуют центры управления сервисами (Services Control Point, SCP ), где установлены компьютеры, на которых хранятся программы нестандартной обработки телефонных вызовов пользователей, например вызовов бесплатных справочных служб коммерческих предприятий (так называемые службы 800) или вызовов при проведении телеголосования. Еще одним из распространенных видов вспомогательного информационного центра является централизованная система управления сетью, которая представляет собой программное обеспечение, работающее на одном или нескольких компьютерах.

Естественно, у сетей каждого типа имеется много особенностей, тем не менее, их структура в целом соответствует описанной выше. В то же время, в зависимости от назначения и размера сети, некоторые составляющие обобщенной структуры могут в ней отсутствовать или же иметь несущественное значение. Например, в небольшой локальной компьютерной сети нет ярко выраженных сетей доступа и магистрали - они сливаются в общую достаточно простую структуру. В корпоративной сети, как правило, система биллинга отсутствует, так как услуги сотрудникам предприятия оказываются не на коммерческой основе. В некоторых телефонных сетях могут отсутствовать информационные центры , а в телевизионных - сеть доступа приобретает вид распределительной сети, так как информация в ней распространяется только в одном направлении - из сети к абонентам.

В конце 80-х годов отличия между локальными и глобальными сетями проявлялись весьма отчетливо.

Протяженность и качество линий связи. Локальные компьютерные сети по определению отличаются от глобальных сетей небольшими расстояниями между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях более качественных линий связи.

□ Сложность методов передачи данных. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование.

□ Скорость обмена данными в локальных сетях (10, 16 и 100 Мбит/с) в то время была существенно выше, чем в глобальных (от 2,4 Кбит/с до 2 Мбит/с).

□ Разнообразие услуг. Высокие скорости обмена данными позволили предоставлять в локальных сетях широкий спектр услуг — это, прежде всего, разнообразные механизмы использования файлов, хранящихся на дисках других компьютеров сети, совместное использование устройств печати, модемов, факсов, доступ к единой базе данных, электронная почта и др. В то же время глобальные сети в основном ограничивались почтовыми и файловыми услугами в их простейшем (не самом удобном для пользователя) виде.

Постепенно различия между локальными и глобальными сетевыми технологиями стали сглаживаться. Изолированные ранее локальные сети начали объединять друг с другом, при этом в качестве связующей среды использовались глобальные сети. Тесная интеграция локальных и глобальных сетей привела к значительному взаимопроникновению соответствующих технологий.

Сближение в методах передачи данных происходит на платформе цифровой передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Эта среда передачи используется практически во всех технологиях локальных сетей для скоростного обмена информацией на расстояниях свыше 100 метров, на ней же построены современные магистрали первичных сетей SDH и DWDM, предоставляющих свои цифровые каналы для объединения оборудования глобальных компьютерных сетей.

Высокое качество цифровых каналов изменило требования к протоколам глобальных компьютерных сетей. На первый план вместо процедур обеспечения надежности вышли процедуры обеспечения гарантированной средней скорости доставки информации пользователям, а также механизмы приоритетной обработки пакетов особенно чувствительного к задержкам трафика, например голосового. Эти изменения нашли отражение в новых технологиях глобальных сетей, таких как Frame Relay и ATM. В этих сетях предполагается, что искажение битов происходит настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей Frame Relay и ATM. Большой вклад в сближение локальных и глобальных сетей внесло доминирование протокола IP. Этот протокол сегодня работает поверх любых технологий локальных и глобальных сетей (Ethernet, Token Ring, ATM, Frame Relay), объединяя различные подсети в единую составную сеть.

Начиная с 90-х годов компьютерные глобальные сети, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили спектр предоставляемых услуг и догнали в этом отношении локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени — изображений, видеофильмов, голоса, в общем, всего того, что получило название мультимедийной информации. Наиболее яркий пример — гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в Интернете. Ее интерактивные возможности превзошли возможности многих аналогичных служб локальных сетей, так что разработчикам локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса технологий из глобальной сети Интернет в локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный термин — intranet-технологии (intra — внутренний).

В локальных сетях в последнее время уделяется такое же большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа, как и в глобальных. Это обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в «большой мир» через глобальные связи.

И наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Ярким представителем нового поколения технологий является технология ATM, которая может служить основой как глобальных, так и локальных сетей, эффективно объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети. Другим примером является семейство технологий Ethernet, имеющее явные «локальные» корни. Новый стандарт Ethernet 10G, позволяющий передавать данные со скоростью 10 Гбит/с, предназначен для магистралей как глобальных, так и крупных локальных сетей.

Еще одним признаком сближения локальных и глобальных сетей является появление сетей, занимающих промежуточное положение между локальными и глобальными сетями.

Городские сети, или сети мегаполисов (Metropolitan Area Network, MAN), предназначены для обслуживания территории крупного города.

Эти сети используют цифровые линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями на магистрали от 155 Мбит/с и выше. Они обеспечивают экономичное соединение локальных сетей между собой, а также выход в глобальные сети. Сети MAN первоначально были разработаны только для передачи данных, но сейчас перечень предоставляемых ими услуг расширился, в частности они поддерживают видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста. Современные сети MAN отличаются разнообразием предоставляемых услуг, позволяя своим клиентам объединять коммуникационное оборудование различного типа, в том числе офисные АТС.

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей

С каждым годом усиливается тенденция сближения компьютерных и телекоммуникационных сетей разных видов. Предпринимаются попытки создания универсальной, так называемой мультисервисной сети, способной предоставлять услуги как компьютерных, так и телекоммуникационных сетей.

Ярко выраженная в последнее время тенденция сближения различных типов сетей характерна не только для локальных и глобальных компьютерных сетей, но и для телекоммуникационных сетей других типов.
К телекоммуникационным сетям в настоящее время можно отнести:
• телефонные сети ;
• радиосеть ;
• компьютерные сети
• телевизионные сети ;
Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация.

Файлы: 1 файл

Конвергенция.docx

Введение

К телекоммуникационным сетям относятся телефонные сети, радиосети и телевизионные сети. Главное, что объединяет их с компьютерными сетями, — то, что в качестве ресурса, предоставляемого клиентам, выступает информация. Однако эти сети, как правило, представляют информацию в разном виде. Так, изначально компьютерные сети разрабатывались для передачи алфавитно-цифровой информации, которую часто называют просто данными, в результате у компьютерных сетей имеется и другое название — сети передачи данных, в то время как телефонные сети и радиосети были созданы для передачи только голосовой информации, а телевизионные сети передают и голос, и изображение.

Несмотря на это, конвергенция телекоммуникационных и компьютерных сетей идет по нескольким направлениям.

Дополнительные услуги телефонных сетей, такие как переадресация вызова, конференц-связь, телеголосование и другие, могут создаваться с помощью так называемой интеллектуальной сети (Intelligent Network, IN), по своей сути являющейся компьютерной сетью с серверами, на которых программируется логика услуг.

Сегодня пакетные методы коммутации постепенно теснят традиционные для телефонных сетей методы коммутации каналов даже при передаче голоса. У этой тенденции есть достаточно очевидная причина — на основе метода коммутации пакетов можно более эффективно использовать пропускную способность каналов связи и коммутационного оборудования. Например, паузы в телефонном разговоре могут составлять до 40 % общего времени соединения, однако только пакетная коммутация позволяет “вырезать” паузы и использовать высвободившуюся пропускную способность канала для передачи трафика других абонентов. Другой веской причиной перехода к коммутации пакетов является популярность Интернета — сети, построенной на основе данной технологии.

Использование коммутации пакетов для одновременной передачи через пакетные сети разнородного трафика — голоса, видео и текста — сделало актуальным разработку новых методов обеспечения требуемого качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Методы QoS призваны минимизировать уровень задержек для чувствительного к ним трафика, например голосового, и одновременно гарантировать среднюю скорость и динамичную передачу пульсаций для трафика данных.

Однако неверно было бы говорить, что методы коммутации каналов морально устарели и у них нет будущего. На новом витке спирали развития они находят свое применение, но уже в новых технологиях.

Компьютерные сети тоже многое позаимствовали у телефонных и телевизионных сетей. В частности они берут на вооружение методы обеспечения отказоустойчивости телефонных сетей, за счет которых последние демонстрируют высокую степень надежности, так недостающую порой Интернету и корпоративным сетям.

Сегодня становится все более очевидным, что мультисервисная сеть нового поколения не может быть создана в результате “победы” какой-нибудь одной технологии или подхода. Ее может породить только процесс конвергенции, когда от каждой технологии будет взято все самое лучшее и соединено в некоторый новый сплав, который и даст требуемое качество для поддержки существующих и создания новых услуг. Появился новый термин — инфокоммуникационная сеть, который прямо говорит о двух составляющих современной сети — информационной (компьютерной) и телекоммуникационной. Учитывая, что новый термин еще не приобрел достаточной популярности, мы будем использовать устоявшийся термин “телекоммуникационная сеть” в расширенном значении — то есть включать в него и компьютерные сети.

1. Общая структура телекоммуникационной сети

К телекоммуникационным сетям в настоящее время можно отнести:

телефонные сети ;
радиосеть ;
компьютерные сети
телевизионные сети ;

Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация.

Читайте также: