- •Конспект лекций по курсу цифровые сети интегрального обслуживания (цсио) Лекция 1. Цифровые сети интегрального обслуживания. Краткое изложение курса
- •1. Предпосылки появления цифровых сетей интегрального обслуживания
- •Лекция 2. Принципы организации связи в телекоммуникационных системах
- •2.2 Инженерно-технологические принципы организации систем связи Системы икм
- •2.3. Структурные принципы организации телекоммуникационных систем (сетей)
- •2.4. Логические принципы организации связи
- •Модель osi
- •Уровень 1, физический
- •Уровень 2, канальный
- •Уровень 3, сетевой
- •Кабельные системы локальных сетей
- •Электрические кабели для передачи данных
- •Соединительная аппаратура для электрических кабелей передачи данных
- •Оптоволоконный кабель
- •Структурированные кабельные системы
- •Кабельные элементы скс
- •Активное оборудование компьютерных сетей
- •Основные принципы, заложенные в концепцию цсио
- •Рекомендации мсэ-т серии I
- •Компоненты isdn
- •Уровень 1
- •Уровень 2
- •Уровень 3
- •Лекция 4. Широкополосные цсио
- •2. Основные понятия и принципы атм- технологии
- •Асинхронное мультиплексирование
- •Модель становится более понятной при рассмотрении функций реализуемых каждым уровнем.
- •Уровни и функции протоколов атм
- •Utopia – Universal Test & Operations Phy Interface for atm
- •Лекция 8. Виртуальные каналы и виртуальные пути
- •Классы сервиса
- •Сигнализация
- •Форматы атм Адресов
- •(User-Network Traffic contract)
- •Задержка передачи ячейки и вариация задержки
- •Обработка отказов
- •Конфигурирование
- •Текущий учет
- •Обеспечение безопасности
- •Лекция 12. Эмуляция локальных вычислительных сетей
- •Лекция 13. Выбор телекоммуникационной технологии для транспортной сети цсио
- •1 Технология асинхронного метода переноса
- •13.2 Технология многопротокольной коммутации с помощью меток (mpls)
- •13.3 Поддержка качества услуг в сетях с пакетной коммутацией
- •Технологии физического уровня
Конспект лекций по курсу цифровые сети интегрального обслуживания (цсио) Лекция 1. Цифровые сети интегрального обслуживания. Краткое изложение курса
1. Предпосылки появления цифровых сетей интегрального обслуживания
1.1. Состояние и тенденции развития современных телекоммуникационных систем
В последние несколько лет наблюдается тенденция ускоренного развития индустрии систем передачи информации. Ведущие аналитические центры мира отмечают, что наибольший экономический успех сопутствует фирмам и организациям, которые используют современные средства компьютерных телекоммуникаций:
В настоящее время в мире наблюдается переход от индустриального общества к информационному. Все большее число людей в развитых странах занимаются именно поиском и обработкой информации. Информация становится важным социально-экономическим ресурсом. Правительства многих стран рассматривают проекты создания национальных информационных инфраструктур и высокоскоростных компьютерных сетей как ключевой элемент государственной экономической стратегии на ближайшее будущее.
К основным современным телекоммуникационным системам (ТКС) относятся
системы (сети) передачи данных - компьютерные сети
системы передачи речи - телефонные сети
системы передачи видеоизображения - сети эфирного и кабельного TV,
Основными недостатками (особенностями) современных ТКС являются :
Зависимость от вида передаваемой информации; Существующие сети передачи данных не приспособлены для передачи видеоизображений и аудио приложений. В то же время существующие сети передачи видео и речи мало пригодны для передачи данных и компьютерной графики. Даже в рамках одного типа информации традиционные сети электросвязи характеризуются узкой специализацией. Следствием этого является большое количество обособленных сетей, требующих отдельной разработки, производства и эксплуатации, даже для одного типа информации.
Отсутствие гибкости: Невозможность или сложность адаптации современных ТКС к изменяющимся требованиям к объемам передаваемой информации, скорости, надежности и качеству передачи. Например, в компьютерных сетях для повышения пропускной способности каналов требуется замена сетевых карт, а иногда и замена кабеля, для телевещания с повышенной четкостью требуется полная замена всех передающих ретранслирующих и принимающих устройств, и т.д.
Низкая эффективность использования ресурсов сети
Свободные ресурсы одной сети не могут использоваться другой сетью (как правило, за счет ориентации ресурсов на определенный вид информации).
Тенденции развития телекоммуникационных систем:
Стремление использования одной и той же сети для передачи информации разного вида и предоставления дополнительных услуг (сервиса) .
Телефонные сети позволяют передавать не только речь, но и факсимильное изображение ,
Сети TV предоставляют дополнительный сервис-Телетекс.
Компьютерные сети начинают использоваться для телефонии (IP-телефония) и просмотра TV-программ.
.
Использование цифровых способов представления различных типов информации для передачи, обработки и хранения.
Сближение средств связи и средств вычислительной техники.
Возрастающая значимость компьютерных сетей.
Последнее связано с повсеместным внедрением и доступностью компьютеров, экспоненциальным ростом их производительности и объемов памяти.
В свою очередь, основными тенденциями развития современных компьютерных сетей являются
бурное увеличение числа компьютерных сетей
рост числа абонентов компьютерных сетей
увеличение объемов передаваемых данных
широкое внедрение средств мультимедиа
развитие систем удаленной обработки данных в реальном масштабе времени;
объединение локальных сетей в кампусные, городские, корпоративные глобальные.
Указанные тенденции свидетельствуют о возрастающей значимости обмена информацией между пользователями компьютерных сетей. Сегодня компьютеры используются в большей степени для передачи информации с одного периферийного устройства к другому, из сети на диск, с диска на экран и т.д. Если раньше производительность компьютеров оценивали по времени выполнения команды ADD, то сейчас определяющей стала команда MOVE. Это свидетельствует о том, что производительность шины становится более значимой чем производительность арифметического устройства. А пропускная способность ввода/вывода более адекватно характеризует возможности компьютера, чем производительность на смеси команд.
Ориентировочные значения требуемой пропускной способности для различных приложений C/S (в том числе реального времени) , а также широковещательной связи приведены в табл. 1.1
Табл. 1.1 Ориентировочные значения скорости передачи для некоторых видов приложений и сервиса
Приложение |
Типовые объекты передачи |
Типовая длина сообщения |
Скорость передачи |
Автоматизация офиса |
Текстовых файлы |
10 – 50 Кб |
100 – 500 Кб/с |
Графические БД (страхование, недвижимость) |
Ч/б изображения Цветные изображения |
50 – 100 Кб 250 – 500 Кб |
1 – 10 Мб/с
|
Издательские и рекламные системы |
Цветные фотографии |
1 – 2 Мб |
1 – 10 Мб/с
|
САПР и медицина |
Рентгенограммы, Томограммы, изображения с высокой разрешением |
10 Мб |
10 – 40 Мб
|
Научные исследования |
|
0,1 – 5 Мб |
1 – 800 Мб/с |
Телефония |
Речь |
|
64 Кб/с
|
Аудиопрограммы |
HI-FI звук |
|
1-2 Мб/с |
Видеоконференция |
Речь, Видео |
|
1-10 Мб/с |
TV |
Видеоизображение |
|
10 – 100 Мб/с |
Системы управления РВ |
|
|
1 – 1000 Мб/с |
Указанные тенденции позволяют сформулировать требования, которым должны удовлетворять перспективные технологии коммуникации:
масштабируемость и совместимость,
высокая скорость передачи и возможность ее последующего увеличения без существенных переделок,
поддержка качественной передачи любого вида информации (видео, речи, данных),
поддержка приложений реального времени,
возможность создания по единой технологии как локальных, так и глобальных сетей,
максимально возможная преемственность в использовании существующих сетевых программно-аппаратных средств.
Учитывая приведенные выше требования к перспективным компьютерным сетям, и анализируя возможности существующих (компьютерных) сетевых технологий, можно сделать вывод, что для них характерны следующие ограничения
снижение производительности при росте числа абонентов
ограничения по дальности передачи.
неприспособленность для передачи видео и звука и других приложений реального времени
необходимость использования различных технологий при построении локальных и глобальных (составных) сетей.
Появление новых мультимедийных компьютерных приложений с одной стороны требует наличия единой сетевой технологии, позволяющей передавать как данные, так и речь и видеоинформацию, с другой стороны - при передаче информации различного вида к системе передачи предъявляются различные требования.
Данные можно передавать блоками – пакетами, при этом допустимо нарушение последовательности прихода пакетов. Для приложений реального времени (речь, видео) необходимо соблюдение последовательности передаваемых фрагментов сообщения.
С другой стороны при передаче данных недопустима ошибка даже в одном бите, что требует применения специальных мер, обеспечивающих достоверность передачи в то время, как требования к задержке передачи данных не являются чрезмерно жесткими. При передаче речи или видеоинформации, наоборот, необходимо минимизировать задержку передачи фрагментов информации , а часто и синхронизировать передачу речи и видео, в то время, как ошибка или даже потеря нескольких оцифрованных значений сигнала не приводит к заметному ухудшению качества передачи.
Все вышесказанное свидетельствует о явной необходимости усовершенствования существующих сетевых технологий. При этом возможно два пути - модернизация одной или нескольких существующих технологий или разработка принципиально новой перспективной технологии, удовлетворяющей назревшим и предполагаемым в будущем требованиям к системам передачи информации
Эти требования сформулированы в виде спецификации ISDN - Integrated Services Digital Network - цифровой сети интегрального обслуживания (ЦСИО)
В сетях ISDN на основе единых принципов построения и функционирования и ограниченного число многофункциональных интерфейсов ‘пользователь - сеть” интегрируется не только коммутационное и передающее оборудование , но и различные виды передаваемой информации (речь, данные ), методы коммутации (КК и КП), различные виды обслуживания ( сокращенный номер, переадресация вызова и др.)
Обеспечивается три вида доступа:
По вызову,
С предварительным резервированием на определенное время,
Постоянная связь (аренда канала для организации вторичной ведомственной сети).
Предоставление пользователю (абоненту) возможности передачи различных видов информации (речь, данные и др.), выбора метода коммутации (КК, КП) и различных видов обслуживания его заявки при установлении связи называется сервисом или службой электросвязи.
При этом если передача разнообразной информации производится через многофункциональный интерфейс “пользователь – сеть” с одного и того же абонентского пункта, включающего различные терминалы – аналоговый и цифровой телефонный аппараты, персональный компьютер, факс и др., по одной и той же абонентской линии с применением метода КП или метода КК и с использованием различных видов обслуживания заявок пользователя, то говорят, что пользователю предоставляется интегральный сервис или, другими словами, осуществляется интегральное обслуживание пользователя (абонента) сети.
Услуги связи предоставляются пользователю с помощью определенных служб. Классификация служб может быть выполнена по разному в зависимости от признака классификации. В соответствии с рекомендациями СС МСЭ в зависимости от способов связи между терминальным оборудованием и в соответствии с возможными приложениями, все службы делятся на интерактивные и распределительные, каждая из которых, в свою очередь включает несколько классов служб (Рис.1).
Рис.1. – см. файл 011Рис1Службы.doc
Атрибуты сервиса.
Сервис электросвязи – обобщающий термин, охватывающий все услуги, предоставляемые администрацией связи пользователям сети.
Различают опорный сервис и телесервис (Рис.2)
Опорный сервис реализует функции трех нижних уровней модели ВОС/МОС .
Телесервис – реализует функции как нижних (1-3), так и верхних (4-7) уровней модели ВОС/МОС.
Различным видам сервиса присущи специфические характеристики, отличающие один вид сервиса от другого, названные атрибутами. Атрибуты подразделяют на технические, функциональные и экономические.
Каждый из атрибутов имеет несколько значений или принципов выполнения некоторых функций сети.
Основными техническими и функциональными атрибутами являются::
Принцип (режим) передачи информации режим коммутации каналов (КК)
режим коммутации пакетов (КП)
Скорость передачи (пропускная способность)
Ориентация на соединение
Принцип установления связи по запросу,
с предварительным резервированием
установление постоянной связи
Конфигурация связи точка – точка
многоточечная
широковещательная
Направленность соединения симплексное,
дуплексное,
полудуплексное
Симметричность (для симметричное
двунаправленных соединений) асимметричное
Немного терминологии и истории
Для обозначения цифровых сетей интегрального обслуживания в технической литературе используются следующие сокращения:
ЦСИО - цифровые сети интегрального обслуживания
ЦСИС - цифровые сети интегрального сервиса (с интеграцией служб)
У- ЦСИО – узкополосные цифровые сети интегрального обслуживания
У-ЦСИС - узкополосные цифровые сети интегрального сервиса
ISDN - Integrated Services Digital Network
N-ISDN - Narrowband Integrated Services Digital Network
Перечисленные сокращения являются равноправными и относятся к ЦСИО, в которых скорость передачи не превышает 2 Мбит/сек.
Обозначения
Ш-ЦСИО - широкополосные ЦСИО
B-ISDN - Broadband ISDN
относятся к ЦСИО, в которых используются широкополосные каналы со скоростями более 2 Мбит/сек.