Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Урок03

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
668.81 Кб
Скачать

для идентификации протоколов канального и сетевого уровней. Кодирование этих полей определено стандартом ANSI Т 1.617 и Рекомендацией Q.933, что обеспечивает совместимость на нижних уровнях.

Более того, возможность использования специального кода (идентификатора) в первом октете указанных полей (октеты 7—10) позволяет идентифицировать уникальные пользовательские протоколы.

Формат многопротокольного кадра:

Октеты

 

 

 

Номера бит

 

 

 

Назначение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

 

6

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

1

 

1

1

0

Флаг

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Адресная часть заголовка стандартного FR

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кадра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

1

0

0

0

 

0

0

0

Индикатор ненумерованного кадра

5

0

0

0

0

0

 

0

0

0

Необязательно поле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Идентификатор протокола сетевого уровня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверочная последовательность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

1

1

 

1

1

0

Флаг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такой формат многопротокольного кадра обеспечивает идентификацию протоколов взаимодействия объединенных локальных сетей (ЛС) и протоколов маршрутизации, определенных стандартами протоколов доступа к ЛС (ПДЛС) Института инженеров в области электротехники и электроники (IEEE). Для идентификации ПДЛС IEEE (заголовок ПДЛС) используются пять октетов, следующих после октета ИПСУ. Заголовок ПДЛС имеет следующее кодирование:

первые три октета (уникальный идентификатор) определяют организацию, которая кодирует последние два октета;

последние два октета — идентификатор протокола. Все узлы связи и маршрутизаторы должны распознавать и соответствующим образом интерпретировать поле ИПСУ и заголовок ПДЛС.

Формат многопротокольного кадра, использующего рекомендацию ITU-T для идентификации протокола сетевого уровня:

Октеты

 

 

 

Номера бит

 

 

 

Назначение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

 

6

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

1

 

1

1

0

Флаг

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Адресная часть заголовка стандартного FR

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кадра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

1

0

0

0

 

0

0

0

Индикатор ненумерованного кадра

5

0

0

0

0

0

 

0

0

0

Необязательно поле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Идентификатор протокола сетевого уровня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Идентификатор протокола 2-го уровня

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Идентификатор протокола 3-го уровня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверочная последовательность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

1

1

 

1

1

0

Флаг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заголовок ПДЛС пригоден как для протоколов маршрутизации в ЛС, так и для протоколов взаимодействия объединенных ЛС. При использовании последних существует дополнительная необязательная функция поля FCS в FRкадре: в этом поле размещается проверочная последовательность (FCS) корректности пакета, сформированного протоколом управления ЛС и “вложенного” в FR-кадр. Кодирование идентификаторов протоколов взаимодействия объединенных ЛС осуществляется в стандартах IEEE 802.3,802.4,802.5,802.6.

Использование многопротокольного FR-кадра позволяет передавать через межсетевой интерфейс пакеты ЛС, размер которых превышает размер поля данных FR-кадра. В этом случае необходимо иметь устройство доступа, обеспечивающее “разбиение” (фрагментацию) пакетов ЛС на меньшие информационные блоки. Элементарные блоки пакета ЛС должны иметь индивидуальные номера, с помощью которых можно “собирать” (восстанавливать) исходный пакет.

При этом происходит следующее. Сначала устройство доступа добавляет к пакету ЛС пятиоктетный заголовок. Сообщение с “добавленным” заголовком разбивается на блоки меньшей длины, соответствующие по размеру информационному полю кадра FR-сети. Далее маленькие блоки рассматриваются как блоки “чистых” данных, к которым добавились (еще до поступления в сеть) так называемые подзаголовки фрагментирования. Каждый такой блок “вкладывается” в многопротокольный FR-кадр. “Внутреннее содержимое” информационного поля многопротокольного FR-кадра (включая

подзаголовки фрагментирования) определяется исключительно протоколами верхних уровней (но не канального).

Формат многопротокольного кадра, переносящего один из блоков исходного сообщения, которое подверглось делению:

Октеты

 

 

 

 

Номера бит

 

 

 

 

Назначение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

4

5

 

6

 

7

8

1

0

1

 

1

1

1

 

1

 

1

0

Флаг

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Адресная часть заголовка стандартного FR

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кадра

4

1

1

 

0

0

0

 

0

 

0

0

Индикатор ненумерованного кадра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

0

0

 

0

0

0

 

0

 

0

0

Необязательно поле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

0

0

 

0

1

0

 

0

 

0

0

Идентификатор протокола сетевого уровня

7

0

0

 

0

0

0

 

0

 

0

0

 

8

0

0

 

0

1

0

 

0

 

0

0

OUI (Уникальный идентификатор огранизации)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

0

1

 

0

0

0

 

0

 

1

1

 

10

0

0

 

0

0

0

 

0

 

0

0

Идентификатор протокола

11

1

0

 

1

1

0

 

0

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательный номер

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Смещение

 

Резерв

 

F

Подзаголовок фрагментации

15

 

 

Смещение (продолжение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверочная последовательность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

1

1

1

 

1

 

1

0

Флаг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При фрагментировании исходного сообщения заголовок FR-кадра содержит следующие поля:

Адресное поле. Стандартный формат FR-кадра, размер которого составляет 2 либо (если необходимо) 3 или 4 октета;

Идентификатор ненумерованного информационного кадра. Определяется Рекомендацией ITU-Т Q.922 (аналогичен по значению кадру LMI);

Необязательное поле. Этот октет кодируется значением “00000000” и служит для “выравнивания”, при необходимости, размера кадра;

ИПСУ. Кодирование представлено в Q.933(ITU-T);

Уникальный идентификатор организации. Имеет постоянный код (шестнадцатеричныи “00-80-С2”; старший разряд — восьмой);

Идентификатор протокола. Имеет постоянный код (шестнадцатеричныи “00-0D”; старший разряд — восьмой);

Последовательный номер. Длина поля составляет два октета. Начальное значение этого номера, как правило, выбирается произвольным образом; оно увеличивается при поступлении любого нового целого сообщения, подлежащего фрагментированию. Таким образом, формируется уникальный идентификатор

каждого FR-кадра, “переносящего” один из блоков исходного сообщения, которое подверглось делению;

Бит “финал” устанавливается в “1” в FR-кадре, содержащем последний блок исходного сообщения, которое подверглось делению, а в других кадрах — в “О”;

Смещение. Длина поля составляет 11 бит. Значение этого поля определяет логическое смещение конкретного блока относительно первого блока исходного сообщения, подвергшегося делению. Данное значение равняется порядковому номеру байта, перед которым произошло деление исходного сообщения (т. е. байта, ставшего первым в очередном блоке), деленному на 32. Очевидно, что в FR-кадре, “переносящем” первый из блоков исходного сообщения, эта величина устанавливается в “0”;

Данные. Поле содержит заголовок верхнего уровня и данные пользователя. На приемной стороне блоки собираются в исходное сообщение, после чего выполняются процедуры протокола верхнего уровня. Сборка исходного сообщения осуществляется на основе анализа значений смещения, которые передаются в подзаголовке фрагментирования. Если какой-либо кадр теряется в сети, протокол верхнего уровня обнаруживает это по отсутствию одного (или нескольких) блоков исходного сообщения. Тогда ответственность за восстановление исходного сообщения (путем его перезапроса) полностью ложится на протокол более высокого уровня.

Интеграция сетей FR и Х.25.

Рекомендация ITU-T Х.25 определяет стандарты протоколов и интерфейсов канального и сетевого уровней. С точки зрения ретрансляции кадров, протоколы Х.25 являются высокоуровневыми “механизмами” управления информационным обменом. Поэтому некоторые специалисты утверждают, что кадры Х.25 достаточно корректно вписываются в формат многопротокольного FR-кадра. Однако многие фирмы, производящие аппаратно-программные средства для сетей X.25, считают, что механизмы формирования многопротокольного FR-кадра чрезвычайно сложны и что существует более простая реализация протоколов доставки пакетов X.25 через

FR-сеть.

В связи с этим в стандарт ANSI Т 1.617 (Приложение G) были внесены поправки, которые определяют упрощенный метод “обрамления” пакета X.25 и формирования FR-кадра. Этот метод может быть применен только с обоюдного согласия сторон, так как не предусмотрено каких-либо процедур (механизмов) сигнализации с целью оповещения ООД о применении данного метода.

На сетевом уровне осуществляется взаимодействие между оконечным оборудованием данных (ООД), а на втором (канальном) уровне поддерживается процедура доступа к каналу Link Access Procedure Balanced (LAPB). После

“обрамления” кадра канального уровня (кадра LAPB) и формирования FR-кадра последний пересылается к месту назначения через определенный DLCI (при этом используются согласованные параметры и условия доставки по FR-сети). На приемной стороне кадр канального уровня освобождается от “обрамления” и направляется для обработки на канальный уровень управления, а затем — на сетевой уровень. Это означает, что протокол канального уровня (LAPB) взаимодействует с FR-сетью так же, как и с физическим уровнем обычной сети

X.25, причем FR-сеть прозрачна для всех типов кадров — информационных и управляющих, таких как RR, RNR, REJ и др.

Рассмотрим формат FR-кадра, “переносящего” кадр LAPB. Адресное поле, поле управления и информационное поле кадра канального уровня полностью и без изменений вставляются в информационное поле FR-кадра. Одним из условий формирования такого FR-кадра является то, что в его заголовке не используется идентификатор типа протокола. Еще одно требование — применение стандартного двухоктетного адресного поля заголовка. Наконец, последнее условие относится к полю проверочной последовательности (FCS): FCS кадра канального уровня заменяется FCS FR-кадра, которая определяется с учетом всех полей — двухоктетного адресного поля заголовка FR-кадра, адресного поля, поля управления и информационного поля кадра канального уровня. Соответственно, на приемной стороне осуществляются процедуры, обратные указанным. По мнению фирм-производителей, более простая схема взаимодействия сетей FR и X.25 позволяет повысить качество обслуживания пользователей. При реализации данной схемы желательно, чтобы максимальный размер “окна” на 2 уровне взаимодействия соответствовал рекомендованному значению (128). Это связано, в первую очередь, с тем, что практика применения протоколов управления потоком на канальном уровне с использованием меньшего размера “окна” показала значительное снижение эффективности функционирования процедуры LAPB.

Ретрансляция кадров и речевой трафик.

Метод ретрансляции кадров разрабатывался как синхронный метод доставки данных в ISDN (и не только в ISDN). Соответственно, все реализующие этот метод механизмы и качество обслуживания определялись для всех видов трафика, кроме речевого. Традиционные сети с пакетной коммутацией, использующие различные способы коммутации пакетов, обычно применяют низкоскоростные каналы связи и не имеют возможности доставки сообщений, чувствительных к задержке. Другими словами, для этих сетей характерна большая часто меняющаяся задержка доставки сообщений.

Известно, что такая задержка обуславливается, с одной стороны, скоростью коммутации в узле связи (УС), а с другой, пропускной способностью магистральной линии связи. Значительное снижение задержки может быть достигнуто за счет применения метода ретрансляции кадров и магистральных линий связи с высокой пропускной способностью. Таким образом, FR-сеть способна “транспортировать” чувствительный к задержкам трафик. Но одно дело — передача трафика данного типа по сети с динамической маршрутизацией, а другое — обеспечение приемлемого качества обслуживания пользователей. Среди проблем, связанных с передачей речевого трафика, — необходимость обеспечения постоянной скорости такой передачи. Вся информация, которая содержится в оцифрованном по методу импульснокодовой модуляции (ИКМ) речевом сигнале, передаваемом со скоростью 64 кбит/с, важна для восстановления исходного речевого сообщения на приемной стороне. Однако разработаны методы, которые дают возможность снизить требования к полосе пропускания оцифрованного речевого сигнала:

• компрессия (сжатие). Благодаря ей можно снизить скорость с 64 до 8 кбит/с и менее. Во многих известных мультиплексорах реализованы алгоритмы,

позволяющие уменьшить скорость передачи. Нижний предел сжатия речевого сигнала еще не достигнут, исследования в данной области продолжаются. Конечно, при увеличении степени компрессии это начинает сказываться на качестве восстанавливаемого речевого сообщения. Однако человеческое ухо способно уловить и распознать речь, которая была подвергнута очень сильному сжатию;

определение шума (подавление речевых пауз). Исследования показывают, что типичная человеческая речь на 60—70% состоит из пауз. Их необходимо детектировать, чтобы исключить передачу шума через сеть и тем самым обеспечить высокую эффективность ее функционирования.

Эти и другие методы могут с успехом использоваться при пакетировании оцифрованных речевых сообщений. В настоящее время проводятся активные работы по их стандартизации и внедрению в различные службы передачи речевого трафика в пакетной форме. Большинство проблем стандартизации связано с “природой” самих сетей с пакетной коммутацией. В первую очередь, это относится к нумерации пакетов, которая необходима для обеспечения гарантированной доставки пакетов в их естественной последовательности. Дело

втом, что пакеты могут иметь различные внутрисетевые задержки, обусловленные всевозможными экстремальными ситуациями в сети — отказами линий и узлов связи, перегрузками, блокировками и т. п.

ITU-T принял Рекомендацию G.764, которая определяет механизм сегментирования оцифрованного речевого сигнала и формирования соответствующих пакетов. Однако этот стандарт не решает многих проблем, к которым относятся:

определение шума с целью снижения объема входного трафика. Необходимо детализировать процедуры анализа входного речевого трафика, подавления речевых пауз и передачи синхронизирующих последовательностей для определения начала и окончания речевых и “неречевых” последовательностей;

нумерация серий пакетов для обеспечения доставки последних в их естественной последовательности. В случае потери пакета возможно одно из двух решений: а) повторная передача пакета от источника (что резко повышает общесетевую задержку); б) передача адресату “паузы” в том месте последовательности, где должен был находиться утерянный пакет;

задержка при обеспечении синхронизации, цель которой — исключение нарушений в обслуживании пользователей.

Процедура состоит из синхронизации всех пакетов, при передаче которых каждый УС вносит свою индивидуальную транзитную задержку. На приемной стороне входящие пакеты накапливаются в приемном буфере и поступают в ООД с постоянной задержкой. С Рекомендацией G.764 тесно связана Рекомендация G.727, которая определяет процедуры обработки речевого сигнала в соответствии с алгоритмом адаптивной дифференциальной ИКМ (АДИКМ) и вводит понятия “информационных” и “дополнительных служебных” бит. Рекомендация G.727 устанавливает механизм разделения “речевого” пакета на составные части, в одной из которых размещаются информационные биты, а в другой — дополнительные служебные биты. Целью такого разделения является обеспечение возможности уничтожения (при необходимости) дополнительных служебных бит при доставке “речевых” пакетов, что приводит

к уменьшению длины последних. А это, в свою очередь, способствует снижению сетевой нагрузки.

Базовая FR-сеть должна обеспечивать следующее:

-требуемое качество обслуживания, что подразумевает малую вероятность ошибки и предоставление пользователю минимально необходимой пропускной способности. Сеть должна поддерживать доставку ООД абонентов всех пакетов, содержащих информационные биты (АДИКМ), при любых условиях функционирования;

-возможность обслуживания пользователей, имеющих различные приоритеты. Чувствительный к задержке трафик должен иметь наивысший приоритет; при его передаче аппаратура канала данных (АКД) должна приостанавливать передачу другого трафика (сообщений, находящихся в выходной очереди). Это важное свойство сети пока не отражено в международных стандартах и его реализация полностью зависит от производителей аппаратно-программных средств для FR-сетей;

-специальные процедуры, с помощью которых уничтожаются дополнительные служебные биты и, одновременно, защищаются информационные биты. Их использование позволит избежать негативных последствий, связанных с сетевой перегрузкой, которая снижает качество речевого сообщения;

-применение методов подавления речевых пауз и/или компрессии речевого сигнала (в точках доступа), благодаря которым можно будет минимизировать объем трафика, передаваемого по сети;

-уменьшение максимального размера кадров (наиболее вероятно —до 128 октетов) неречевого трафика. Это позволит избежать появления задержек, связанных с нахождением в очереди на передачу очень длинных кадров. Однако это требование противоречит основной цели применения сетей с ретрансляцией кадров, в соответствии с которой последние выступают в качестве транспортной среды между отдельными ЛС, использующими, как правило, кадры больших размеров;

-достаточно большую скорость передачи в магистральных линиях связи с целью уменьшения задержки, связанной с распространением сигналов. Скорость должна составлять 2,048 Мбит/с и выше. Если эти условия выполнены (т. е. речевым кадрам действительно присваивается наивысший приоритет, сеть обеспечивает низкую вероятность ошибки на бит, а также реализует методы передачи только информационных бит и удаления дополнительных бит), то существует возможность передачи речевого трафика через FR-сеть.

FRF принял только один стандарт для FR-сетей, специализирующихся на передаче речевого трафика. В нем была предпринята попытка “перенесения” Рекомендации ITU-T G.764, определяющей стандарты для пакетирования речевого трафика, в стандарты FR. Пакет G.764 имеет две части, в первой из которых размещены информационные биты, а во второй — служебные. Следовательно, этот пакет может быть “вложен” в два кадра FR, один из которых включает в себя заголовок кадра и информационные биты, а другой — заголовок кадра и служебные биты.

АКД всегда будет устанавливать такое значение CIR, при котором кадры с информационными битами будут гарантированно доставляться через сеть. В кадрах с дополнительными битами DE (бит, указывающий на то, что при необходимости данный кадр можно уничтожить) будет всегда устанавливаться в

“1” абонентским оборудованием (в точке доступа к сети). Следовательно, такие кадры будут восприниматься АКД как не требующие выделения дополнительного ресурса пропускной способности. При таком подходе возможна передача речевого трафика через FR-сеть, но все процедурные детали механизма доставки должны быть заранее оговорены.

Преимущества сетей с интеграцией услуг, построенных на базе FR

Известно, что для построения сети с интеграцией услуг необходимы средства, обеспечивающие преобразование аналогового трафика в цифровой и обратно. Однако для построения качественно функционирующей сети этого абсолютно недостаточно. Самым главным является правильный выбор коммуникационной технологии, заложенной в основу сети, т.е. системы сетевых протоколов транспортной сети. Дело в том, что информационные потоки, объединяемые такой сетью, могут иметь абсолютно различные характеристики распределения во времени, чувствительность к задержкам и потерям части данных. Например, для речевого потока характерны некоторая стойкость к потерям и исключительная чувствительность к задержкам, особенно неравномерным. Поток данных обычно нечувствителен к потерям, так как существуют механизмы восстановления потерянных данных, однако он имеет “пульсирующий” характер (особенно трафик ЛС) и бывает (например, трафик SNA) чувствительным к задержкам. Таким образом, при объединении разнородных информационных потоков необходимо для каждого из них выдержать специфические требования по задержкам, приоритетности, надежности доставки и т.п.

С точки зрения эффективности использования канала связи при мультиплексировании пульсирующих потоков одной из лучших технологий является коммутация пакетов. Она естественным образом обеспечивает статистическое мультиплексирование и имеет сравнительно небольшую избыточность. Сети с коммутацией пакетов Х.25 не могут обеспечить качественную передачу критичного к задержкам графика. Дело в том, что технология Х.25 предназначена для организации надежной передачи данных в условиях разветвленных территориально-распределенных сетей на базе низко- и среднескоростных каналов невысокого качества. При этом обеспечивается достоверная и упорядоченная (за счёт повторной передачи искаженных кадров) передача данных между каждой парой соседних узлов сети по всему маршруту следования пакета. Таким образом, в сети с каналами низкого качества возникают нерегламентированные непостоянные по величине задержки передаваемых данных. Кроме того, в Х.25 отсутствуют механизмы обеспечения приоритетов каких-либо видов данных. Поэтому невозможно передавать по сетям Х.25 чувствительный к задержкам трафик (например, оцифрованную речь) с удовлетворительным качеством.

Для построения пакетных сетей предлагается технология frame relay (ретрансляции кадров). Концепция frame relay имеет два основных отличия от Х.25:

исключены повторные передачи между соседними узлами; функция выявления ошибок возлагается на межконцевой протокол более высокого уровня (например, TCP или SPX), что исключает неравномерные задержки;

наличие специальных механизмов управления потоком, позволяющих обеспечивать более гибкое мультиплексирование разнородного трафика.

По сути, технология frame relay позволяет использовать для передачи чувствительного к задержкам трафика (речь и т.п.) механизм резервирования полосы канала, близкий к тому, который применяется при временном разделении каналов, а для обычных данных — статистическое приоритетное мультиплексирование. Все это в совокупности с некоторыми другими механизмами позволяет обеспечить постоянный темп передачи речевых пакетов. Оборудование frame relay помимо компрессии речи (в 10— 15 раз) обычно реализует ряд специальных алгоритмов ее обработки, которые позволяют в еще большей степени использовать особенности пакетной коммутации.

Одним из механизмов является подавление пауз. Как правило, телефонные собеседники говорят по очереди. При разговоре по обычному телефону с “молчащей” стороны передается специальный шумовой сигнал. Кроме того, существуют паузы между словами и предложениями. По статистике во время телефонных переговоров более 60% полосы пропускания канала используется на передачу тишины. При автоматическом определении отсутствия полезного сигнала можно всю полосу канала использоваться для передачи данных. На приемной стороне в это время генерируется “розовый” шум, для того чтобы у пользователя не создавалось впечатления “мертвой” линии.

Еще одним интересным механизмом является “переменная скорость оцифровки”. Определяется наименьшая (базовая) скорость оцифровки, которая обеспечивает минимально приемлемое качество передачи речи, и формируется поток “базовых” кадров, а при наличии свободной полосы канала — “дополнительные” пакеты, улучшающие качество речи. Такой алгоритм обработки телефонного трафика легко реализуется средствами frame relay (путем установки бита DE в кадрах, передающих “дополнительную” информацию, что дает возможность сети сбросить эти кадры в случае перегрузки).

Телефонный трафик передается непосредственно через уровни frame relay, обеспечивающие ему приоритетную передачу без задержек, но не гарантирующие стопроцентной доставки до места назначения (искаженные кадры сбрасываются). Для передачи данных, помимо механизмов frame relay магистральной сети, на абонентской стороне задействованы дополнительные протоколы, в данном случае Х.25. Они обеспечивают за счет повторной передачи пакетов, в которых обнаружена ошибка, гарантированное доведение данных на уровне абонент-абонент, т.е. осуществляют функции протокола транспортного уровня семиуровневой модели взаимодействия открытых систем.

Проведенные многочисленные испытания оборудования frame relay, производимого различными фирмами, показали возможность использования данной технологии на следующих типах каналов связи:

Выделенные каналы тональной частоты (ТЧ). Многочисленные эксперименты и практическая эксплуатация сетей frame relay подтвердили возможность использования каналов ТЧ в сетях frame relay. Основными условиями успеха являются применение качественных профессиональных модемов, постоянное слежение за состоянием каналов, а также оптимизация топологии сетей. При построении сети frame relay на базе каналов ТЧ следует избегать топологий с большим количеством промежуточных узлов, поскольку в противном случае frame relay будет работать неэффективно.

Физические линии. Если организация имеет в своем распоряжении физические (неуплотненные) линии, то при помощи соответствующих модемов (ближнего действия или HDSL) можно получить наложенные цифровые каналы со скоростью передачи до 2 Мбит/с. Если не применять специальных усилителей (репитеров), то такие каналы обеспечивают связь на растоянии до 16 км. Причем дальность связи обратно пропорциональна диаметру провода и скорости передачи. На оптоволокне при помощи модемов RAD можно достичь быстродействия до 34 Мбит/с (E3).

ИКМ-каналы. Во многих случаях предоставляемые в аренду каналы ТЧ построены на базе систем ИКМ. В них каждый абонентский аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток 64 Кбит/с, передаваемый по цифровым трактам. При рассмотрении общей схемы использования такого канала в корпоративной сети (смотри рисунок) можно заметить наличие избыточных преобразований цифрового сигнала в аналоговый и обратно. Возникает естественное желание избавиться от лишних звеньев цепи — модемов и устройств ИКМ-преобразования. В результате снизится стоимость, повысятся качество и скорость (гарантированные 64 Кбит/с вместо потенциальных 28,8 (33,4) Кбит/с).

Результаты эксперимента превзошли самые смелые предположения — канал связи (на котором до этого на скорости 14,4 Кбит/с наблюдались ошибки с вероятностью до 0.01 и потери нескольких кадров подряд, что приводило к заметным на слух перерывам в речи) после исключения аналоговых каскадов обеспечил практически без ошибочную передачу данных со скоростью 64 Кбит/с.

Оборудование для интеграции речи в каналах frame relay корпоративных сетей.

Услуги FR предлагают все больше и больше телекоммуникационных компаний во всем мире. Как правило, они извлекают максимальную пользу из этой технологии путем интегрированной передачи по сети FR данных, трафика ЛС, речи и факсов. При построении корпоративной сети на базе технологии FR, как правило, рассматриваются три основных варианта ее организации.

Частная сеть на базе выделенных линий. Компания арендует линии связи и приобретает необходимое оборудование (например, коммутаторы, маршрутизаторы или мультиплексоры). Построенная на их базе сеть является собственностью фирмы и находится под ее полным контролем.

Виртуальная частная сеть. Фирма покупает услуги сетей FR у телекоммуникационной компании. При этом она либо приобретает абонентское оборудование FR вместе с услугами или независимо от них, либо арендует это оборудование у телекоммуникационного оператора. Таким образом, фирма создает частную корпоративную сеть с использованием услуг сетей FR общего пользования и осуществляет полный контроль над сетью и административное управление ею.

Соглашение с внешней организацией о создании и управлении сетью. Существующая корпоративная сеть передается телекоммуникационной компании, которая осуществляет административное управление этой сетью в интересах фирмы-клиента, а кроме того, предоставляет услуги связи, оборудование и реализует поддержку сети. Существует ярко выраженная рыночная тенденция к таким соглашениям; на данной основе в мире