В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Первое, что нужно сделать для классификации глобальных технологий, – это очертить круг технологий, которые могут быть названы глобальными (см. рис. 1). Второе – проследить их развитие и преемственность. Третье – показать, что они удовлетворяют признакам глобальности, приведенным в табл. 1 (см. журнал "Технологии и средства связи" № 6, 2010, с. 52).
Все глобальные технологии делятся на две группы: с коммутацией цепей и с коммутацией пакетов. В отечественной литературе вместо "коммутации цепей" используют термин "коммутация каналов", что не совсем точно, так как канал на скоммутированной цепи еще нужно создать, используя ка-налообразующее оборудование.
Говоря о пакетах, мы считаем термин "пакет" обобщенным понятием. Фактически это может быть "сообщение", "фрейм", "кадр", "ячейка". Пакет – это блок данных, имеющий стандартный вид: заголовок (H), поле полезной нагрузки (PL) и хвостовик (T).
К технологиям с коммутацией цепей мы относим: ISDN, ИКМ/PDH, SONET/SDH и WDM, а с коммутацией пакетов – АТМ, FR, IP и X.25. При этом пакетные технологии могут работать как с синхронными, так и с асинхронными потоками. Для этого применяются устройства, преобразующие асинхронный поток в синхронный (PAD и FRAD в X.25 и FR), или используется режим асинхронной загрузки ячеек при сохранении общей синхронности передачи, как в АТМ.
Цифровые глобальные технологии впервые стали использоваться с 1962 г., когда канал Т1 (1544 кбит/с) положил начало Американской системе (АС) PDH: Т1, Т2 и Т3. В Европе на базе ИКМ был сформирован первичный цифровой поток Е1 (32 канала ОЦК, скорость 2048 кбит/с). Он послужил основой Европейской системы (ЕС) PDH: Е1, Е2, Е3 и Е4 – 2–140 Мбит/с. Иерархии АС и ЕС использовались другими странами мира, кроме Японии, которая на основе каналов Т1 и Т2 разработала Японскую систему (ЯС) PDH: T1, T2, JDS3 и JDS4 – 1,5–97 Мбит/с. Эти версии PDH были узаконены в 1984 г. (см. ITU-T G.702).
Технологии ИКМ и PDH были основными технологиями цифровых ГлС с коммутацией цепей до 1988 г., но не все скорости PDH были стандартизованы ITU-T в G.702. Кроме того, работа в ТфОП осложнялась системой кросс-мультиплексирования (перехода из одной иерархии в другую), позволяющей организовать сквозной телефонный канал, проходящий через регионы с разными системами иерархии PDH. Это привело к разработке и принятию в 1989 г. стандарта синхронной цифровой иерархии (SDH) [3].
Для устранения недостатков технологии PDH и исключения системы кросс-мультиплексирования, а также для увеличения скорости передачи в США и Европе были разработаны технологии синхронной оптической сети (SONET в США) и синхронной цифровой иерархии (SDH в Европе). Они затем были объединены в одну технологию SONET/SDH [3, 12]. Ее развитие продолжается до сих пор. Однако сервис, предоставляемый с помощью этих технологий, все еще определялся возможностями ОЦК (64 кбит/с).
Для расширения сервисных возможностей и передачи не только голоса, но также данных и видео, реализуемых в рамках одной технологии, на рубеже 1980-х гг. стала разрабатываться новая технология цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN) [1]. В ее рамках было предложено использовать новый тип канала – канал ISDN. Он состоял из двух каналов ОЦК, несущих информацию (2B), и одного управляющего канала (D = 16 кбит/с), требуя скорости передачи 144 кбит/с (а с учетом линейного кодирования – 160 кбит/с). Этот канал позволил организовать видеотелефонную связь или видео-конференц-связь. При последующем развитии формат ISDN был расширен до 23B+D (США) и 30B+D (Европа), получив название: широкополосная ISDN (B-ISDN). Она требовала скорости передачи 1536 и 1980 кбит/с (D = 64 кбит/с).
При развитии ISDN были разработаны новые подходы и протоколы, которые способствовали появлению новых глобальных технологий, основанных на коммутации пакетов, таких как технология ретрансляции кадров, или Frame Relay (FR), и технология режима асинхронной передачи ATM.
Технология SONET/SDH в середине 1990-х гг. столкнулась с ростом затухания при повышении скорости передачи с 2,5 до 10 Гбит/с, вызванным поляризационной модовой дисперсией (PMD) [12]. Для преодоления этих трудностей стали использовать в одном ОВ не одну, а несколько несущих. Это было реализовано с помощью технологии мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) [3]. Эта технология позволяет n-кратно увеличить агрегатный поток. Эта кратность максимально может достигать 320 при скорости передачи на одной несущей до 10 Гбит/с, что эквивалентно потоку 320*483 840 = 154 828 800 ОЦК. Однако на практике число каналов в системах WDM сегодня не превышает 32–96 [12]. WDM может передавать любые потоки, сформированные с помощью технологий ЛС или ГлС, нужно только иметь интерфейсный блок в передатчике.
Первой глобальной технологией с коммутацией пакетов стала технология X.25. Она была разработана для СПД и использовала модемный принцип передачи, реализованный сначала на скоростях до 64 кбит/с, а затем до 2048 кбит/с с помощью синхронных модемов, работающих по протоколу X.25. Ее успех и живучесть (на сетях РФ она работает и сегодня) определяется высокой надежностью передачи благодаря использованию процедуры обнаружения и коррекции ошибок типа ARQ. Сети пакетной коммутации Х.25 были рассчитаны на использование как коммутируемых (SVC), так и выделенных (PVC) линий в ТфОП с высоким уровнем битовых ошибок (BER = 10-3).
При использовании ОВ в качестве среды передачи уровень BER существенно уменьшился. На смену Х.25 пришла технология FR, при которой скорость передачи составила 2, а потом и 45/52 Мбит/с. Технология FR использовала новые подходы и протоколы, разработанные при развитии технологии ISDN: концепцию D-кана-ла и протокол LAPD [1], хотя базировалась на технологии Х.25 и сохраняла преемственность с ней.
Недостатком первых глобальных технологий с коммутацией пакетов была не только низкая скорость, но и их ориентация на передачу синхронных данных. Этот недостаток был преодолен благодаря разработке специальных устройств сборки-разборки пакетов (СРП, или PAD) для X.25 и устройств доступа в сеть FR (FRAD) для FR. Другим недостатком была невозможность передачи голоса. Этот недостаток был преодолен технологией FR, для которой Форумом FR (FRF) была разработана технология VoFR, позволяющая передавать голос по сетям FR.
Технология АТМ – глобальная технология с коммутацией пакетов, которая позволила преодолеть ограниченные возможности передачи интегрированного сервиса ISDN. Ее развитие
также началось в рамках технологии ISDN. ATM была нацелена на предоставление таких сервисов, как: голос, данные, видео и мультимедиа, а также на передачу синхронных и асинхронных потоков между любыми пользователями, в том числе и между узлами ЛС и ГлС.
Сначала эта технология ориентировалась на скорости PDH (45 и 140 Мбит/с) и SDH, а затем Форум АТМ разработал интерфейсы для других скоростей: 2, 10, 34, 100 Мбит/с и 1, 10 Гбит/с, что давало ATM возможность взаимодействовать с технологиями Ethernet, FR, IP, PDH, SDH и TR. АТМ поддерживала новую концепцию качества обслуживания (QoS).
Технология IP – известная технология ЛС. Протокол IP появился в 1981 г., но до начала 90-х гг. прошлого столетия IP-технология не рассматривалась как транспортная технология ЛС, а тем более как технология ГлС.
Попытки IP выйти на простор ГлС столкнулись с необходимостью использования физического уровня сетей ТфОП и принятой в них системы адресации E.164. Сначала была разработана технология инкапсуляции IP-пакетов в полезную нагрузку SONET/SDH для передачи IP-трафи-ка по сети ТфОП: IPoSONET и IPoSDH. Затем (1995 г.) была реализована технология передачи голоса в сетях IP (VoIP), которая использовала специальные протоколы управления сеансами связи (например, IETF SIP, ITU-T H.343) для установления вызовов и применения стандартных речевых кодеков. Все это позволило разработать технологию IP-телефонии (IPT), которая призвана прийти на смену традиционной телефонии.
Глобальные технологии можно кратко охарактеризовать так, как показано в табл. 2.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2011
Посещений: 8868
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
