Инфокоммуникационные системы

Инфокоммуникационные системы

Инфокоммуникационные технологии и системы - определения и понятия

История развития средств инфокоммуникаций

В прошлом телекоммуникационные и информационные технологии развивались отдельно и, по мути, независимо друг от друга. Представление телекоммуникационных услуг было неразрывно связанно с организациями, называемыми операторами связи, которые выстраивали свой бизнес на продаже голосового трафика. Информационные технологии в свою очередь развивались самостоятельно и были связанны с разработкой программного обеспечения

Инфокоммуникационные технологии.

Понятие "инфокоммуникационные технологии" включает информационные технологии (аппаратные и программные средства), телекоммуникационное оборудование (абонентское, сетевое) и телекоммуникационные услуги (Услуги в телефонных сетях общего пользования, услуги в сети Интернет, услуги мобильной телефонной связи и т.п.)

Инфокоммуникационные технологии -

данное понятие объединяет две составляющие: информационные технологии и телекоммуникационные технологии.

Эти составляющие можно охарактеризовать так:

• к информационным технологиям относится все то, что связанно с прикладным программным обеспечением

• а к телекоммуникационным технологиям - средства, создающие инфраструктуру, или, другими словами, системно-технический базис для той или иной прикладной функциональности.

  • Это глобальная телекоммуникационная сеть, это сетевое оборудование, это радиосвязь.

  • Все виды обеспечения

  • Разработки, насыщающие информационную систему прикладными задачами (базы данных, бухгалтерские и прочие программы), создающие надстройку над технологическим фундаментом.

Определения

Информационно-телекоммуникационная сеть - технологическая система, предназначенная для передачи по линиям связи информации, доступ к которой осуществляется с использованием средств вычислительной техники

Инфокоммуникационная система - это совокупность телекоммуникационной сети, средств хранения и обработки информации, а также источников и потребителей информации.

Модель инфокоммуникационной системы

предложена международным союзом электросвязи (МСЭ).

Мультисервервисные сети

Мультисервисные сети - это универсальная транспортная среда для передачи данных, трафика корпоративной телефонии и всех мультимедийных систем.

(в том числе систем видеоконференцсвязи, видеонаблюдения, дистанционного обучения)

Мультисервисные сети и позволяют передавать различную информацию внутри корпоративной сети с использованием единой инфраструктуры.

NGN (next generation networks - сети следующего поколения) - мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полую или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа.

Общие вопросы сетевой коммуникации

Обобщенная задача коммутации

Если топология сети не полносвязная, то обмен данными между произвольной парой конечных узлов (абонентов) должен идти через транзитные узлы.

Последовательность транзитных узлов (сетевых интерфейсов) на пути от отправителя к получателю называется маршрутом.

Задача соединения конечных узлов через сеть транзитных улов называется задачей коммутации.

Она может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных задач:

• Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать пути.

• Определение маршрутов для потоков.

• Сообщение о найденных маршрутах узлам сети.

• Продвижение потоков, т.е. распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.

• Мультиплекснрование и демультиплексирование потоков и т.д.

Определение информационных потоков

Информационным потоком или потоком данных называют непрерывную последовательность байтов (которые могут быть агрегированы в более крупные единицы данных - пакеты, кадры, ячейки), объединенных набором общих признаков, выделяющих его из общего сетевого трафика.

Пример:

• Данные поступающие от компьютера - единый поток, или совокупность подпотоков, каждый из которых имеет дополнительный признак - адрес назначения.

• Каждый из подпотоков можно подразделить на подпотоки, относящиеся к разным сетевым приложениям - электронной почте, обращения веб-серверу...

• Выбор пути может осуществляться с учетом характера передаваемых данных.

Определение маршрутов

Выбор пути (маршрута) передачи данных - определение последовательности транзитных узлов и их интерфейсов, через которые можно доставить их адресату осуществляется на основе критериев:

• Номинальная пропускная способность

• Загруженность канала связи

• Количество промежуточных транзитных узлов

• Надежность каналов

Оповещение сети о выбранном маршруте

После определения маршрута необходимо сообщит о нем транзитным узлам.

Общий смысл сообщения:

"..если придут данные, относящиеся к потоку N, то нужно передать их на интерфейс F."

В результате создается запись в таблице коммутации, в которой признаку потока ставится в соответствие номер интерфейса.

Продвижение потоков

Коммутация - отправитель "выставляет" данные на тот свой порт, из которого выходи найденный маршрут, а все транзитные узлы должны выполнить "переброску" данных с одного своего порта на другой.

Коммутатор - направляет входящие в его порты информационные потоки на соответствующие выходные порты.

Мультиплексирование

Мультиплексирование - объединение нескольких отдельных потоков в общий агрегированный поток, который можно передавать по одному физическому каналу связи.

Технологии мультиплексирования:

• Частотное разделение каналов

  • Используется в аналоговых линиях связи. Когда для создания одного высокоскоростного канала мультиплексируют несколько низкоскоростных.

• Временное разделение каналов

  • Используется в цифровых линиях связи. Когда каждому низкоскоростному каналу выделяется определенная доля времени *тайм-слот или квант) высокоскоростного канала.

• По длине волны

  • Каждый канал передает свою информацию с помощью сетевой волны определенной длины и, соответственно, частоты). Такой канал называется спектральным каналом, та как ему выделятся определенная полоса спектра сетевого излучения.

Аналоговая линия связи предназначена для передачи сигналов произвольной формы и не представляет никаких требований к способу представления 1 и 0 аппаратурой передачи данных, а цифровой - все параметры передаваемых линией импульсов стандартизированы. Т.е. для цифровых линий связи, протокол физического уровня определен, а для аналоговых - нет.

Виды коммутации

Коммутация каналов

Ведет свое происхождение от первых телефонных сетей.

Коммутационная сеть образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных участков.

Достоинства:

• Постоянная и известная скорость передачи данных по каналу

• Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть. Это позволяет качественно передавать данные, чувствительные к задержкам (трафик реального времени) - голос, видео и пр.

Недостатки:

• Возможность отказа сети в обслуживании запроса на установление соединения, если на некотором участке этой сети уже проходит максимальное для данной техники мультиплексирования и для данного канала количество информационных потоков.

• Нерациональное использование пропускной способности физических каналов. После установления соединения часть пропускной способности отводится составному каналу на все время соединения, до тех пор, пока соединение не будет разорвано.

• Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения

Коммутация пакетов

Типичные сетевые приложения генерируют трафик очень неравномерно, с высоким уровнем пульсации скорости передачи данных. Соотношение минимальной и максимальной интенсивности обмена данными может достигать 1:100. При организации коммутации канала большую часть времени он будет простаивать.

Решение проблемы - разбиение пользовательских сообщений на пакеты (от 46 до 1500 байт). Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, используемый для сборки сообщения. Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов наличием буферной памяти для хранения пакетов на время тока занят выходной порт коммутатора. Схема передачи данных с использование буферизации позволяет сглаживать пульсации трафика.

Плюсы:

• Высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика.

• Возможность динамически перераспределяет пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями трафика.

Минусы:

• Неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети, обусловленная зависимость задержек в очередях буферов коммутаторов сети от общей загрузки сети.

• Переменная величина задержки пакетов данных, которые могут достигать значительных величин в моменты мгновенных перегрузок сети.

• Возможные потери данных из-за переполнения буферов.