ЛЕКЦІЯ 3 ТЕМА Характеристика існуючих телекомунікаційних технологій

ЛЕКЦІЯ № 3 ТЕМА: Характеристика існуючих телекомунікаційних технологій фіксованого зв’язку ПИТАННЯ ЛЕКЦІЇ: 1. Технології побудови фіксованих локальних мереж. 2. Технології комутації каналів та комутації пакетів. ЛИТЕРАТУРА: 1. Олифер В. Г. , Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3 е изд. – СПб. : Питер, 2006. – 958 с. 2. Многоканальная электросвязь и телекоммуникационные технологии / Под общ. Ред. В. В. Поповского. – Харьков: Смит, 2006. – 596 с.

1. Технології побудови фіксованих локальних мереж.

Ієрархічні компоненти мережі Магістральна мережа магистральная сеть Кінцеві користовачі конечные пользователи Мережа доступа сеть доступа серверы

Локальна мережа це, звичайно, мережа в межах одного будинку. Традиційне рішення – це технології Ethernet (+ Fast Ethernet, Gigabit Ethernet), Token Ring, FDDI, проста логічна структура ( «загальна шина» , кільце, зірка) і загальне поділюване середовище. Сучасні тенденції: відмова від поділюваного середовища: введення комутаторів, до яких кінцеві вузли підключаються по індивідуальних лініях зв'язку (технології switched Ethernet, switched Token Ring, switched FDDI); полнодуплексний режим (за рахунок використання комутаторів): кожний комп'ютер може одночасно й приймати, і передавати дані (а у випадку поділюваного середовища можливий тільки напівдуплексний режим: або прийом, або передача).

Технології фіксованих локальних мереж: -Технологія Token Ring Технологія FDDI Технологія Ethernet -Технологія Fast Ethernet -Технологія Gigabit Ethernet

Технологія Token Ring (стандарт IEEE 802. 5) розроблена IBM в 1984 р. топологія «кільце» ; 2 швидкості: 4 або 16 Мбит/з; максимальна кількість станцій 260, максимальна довжина кільця 4 км; • право на заняття кільця (поділюваного середовища) дає маркер (token) – кадр спеціального формату (такий метод доступу називається детермінованим на противагу випадковому, як в Ethernet); • для контролю мережі одна зі станцій виконує роль активного монітора – відповідає за наявність і одиничність у мережі маркера; активний монітор має максимальне значення МАС адреса. • Token Ring – це технологія локальних мереж з маркерним методом доступу. Технологію Token Rіng використовують як основну мережну технологію для побудови локальних мереж на основі комп'ютерів різних класів –міні комп'ютерів і персональних комп'ютерів. У мережі Token Rіng утворюється кільце відрізками кабелю, що з'єднують сусідні станції. Для забезпечення доступу станцій до фізичного середовища по кільцю циркулює кадр спеціального формату й призначення – маркер. • • •

Формат кадра В Token Ring существует три различных формата кадров: - маpкеp; - кадp данных; - пpеpывающая последовательность. Маркер Кадр маркера состоит из трех полей, каждое длиной в один байт: Поле начального ограничителя( SD ) появляется в начале маркера, а также в начале любого кадра, проходящего по сети. Поле состоит из уникальной серии электрических импульсов, которые отличаются от тех импульсов, которыми кодируются единицы и нули в байтах данных. Поэтому начальный ограничитель нельзя спутать ни с какой битовой последовательностью. Поле контроля доступа (AC). Разделяется на четыре элемента данных: PPP T M RRR, где PPP - биты приоритета, T - бит маркера, M - бит монитора, RRR - резервные биты. Поле конечного ограничителя (ED)- последнее поле маркера. Так же, как и поле начального ограничителя, это поле содержит уникальную серию электрических импульсов, которые нельзя спутать с данными.

Принцип роботи: - сигнали йдуть по кільцю тільки в одну сторону; - по кільцю циркулює маркер - завжди один; - станція, що одержала маркер, може його удержати - це надає право передавати в мережу власні дані; якщо маркера ні, те можна тільки ретранслювати чужі; - час утримання маркера обмежено (за замовчуванням - 10 мс), по його витіканні маркер варто передати далі по кільцю; - станція, що одержала призначений їй кадр, приймає його й посилає далі підтвердження; Одержавши маркер, станція аналізує його й при відсутності в неї даних для передачі забезпечує його просування до наступної станції. Станція, що має дані для передачі, при одержанні маркера вилучає його з кільця, що дає їй право доступу до фізичного середовища й передачі своїх даних. Потім ця станція видає в кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах.

Алгоритм доступа к среде Показана передача пакета А в кольце, состоящем из 6 станций, от станции 1 к станции 3. Станция, выдавшая кадр данных в кольцо, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот кадр из кольца и выдает новый маркер для обеспечения возможности другим станциям сети передавать данные.

Пріоритети: • повідомлення розрізняються рівнями пріоритету (7 рівнів); • маркер має поточні й резервний пріоритети; • станція може захопити маркер тільки в тому випадку, якщо пріоритет її повідомлення вище або дорівнює поточному пріоритету маркера; • станція, що не може захопити маркер через низький пріоритет свого повідомлення, може записати свій пріоритет у поле резервного пріоритету маркера, якщо він більше вже що там перебуває; • станція, що завершила передачу своїх даних, переписує резервний пріоритет маркера в поточний, а резервний обнуляєтся.

Активні й резервні монітори • Станція, що функціонує довше інших, стає так називаним "активним монітором". Мережа Token Ring припускає існування тільки одного активного монітора. Всі інші станції в кільці є резервними моніторами. Якщо активний монітор відмовляє, вибирається новий активний монітор (із числа резервних). Незначні помилки, наприклад відключення активного монітора, обробляються активним і резервним моніторами. • Активний монітор виконує кожні кілька секунд перевірку системи. У ході цієї перевірки він посилає маркер наступної станції в кільці. Цей маркер інформує станцію про адресу активного монітора. Станція повідомляє про активний монітор наступному сусідньому вузлу. Даний процес поширюється по кільцю, поки маркер не повернеться до активного монітора. При цьому кожна станція одержує наступну інформацію: адреса активного монітора, хто є найближчим сусідом "нагору по кільцю" (тобто проти руху маркера) і "униз по кільцю" (по напрямку передачі маркера).

Сигналізація, Що Розмежовує Якщо станція "не чує" свого найближчого сусіда "нагору по кільцю" протягом 7 секунд, то вона посилає повідомлення "униз по кільцю" з інформацією про адресу відправника, адресі NAUN (це та станція, що вона не чує протягом заданого інтервалу часу) і типі несправності (виявлена умова, наприклад, вузол не відповідає). Така дія називається сигналізацією, що розмежовує (beaconing) і відбувається при відмові NAUN (nearest active upstream neighbor). Процес сигналізації, що розмежовує, служить для ідентифікації тієї зони кільця, де виникла проблема (така область називається несправним доменом). Якщо несправний домен знайдений, робоча станція повідомляє проблему найближчому сусідові станції, що відмовила ("нижче" по кільцю), на який покладає обов'язок видалити пакети цієї станції з мережі. У результаті мережа зберігає стабільність.

Технологія FDDI • Мережа FDDІ (Fiber Distributed Data Interface) будується на основі двох оптоволоконних кілець, які утворюють основний і резервний шляхи передачі даних між вузлами мережі. Використання двох кілець – це основний спосіб підвищення відмовостійкості в мережі FDDІ, і вузли, які хочуть ним скористатися, повинні бути підключені до обох кілець. У нормальному режимі роботи мережі дані проходять через всі вузли й всі ділянки кабелю первинного (Prіmary) кільця, тому цей режим названий режимом Thru – "наскрізним" або "транзитним". Вторинне кільце (Secondary) у цьому режимі не використовується.

Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи. Разработчики технологии FDDI ставили перед собой в качестве наиболее приоритетных следующие цели: Повысить битовую скорость передачи данных до 100 Мб/с. Повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления ее после отказов различного рода повреждения кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии и т. п. Максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети как для асинхронного, так и для синхронного трафиков.

(“Fiber Distributed Data Interface” – оптоволоконий інтерфейс розподілених даних) швидкість 100 Мбит/з; - принцип роботи запозичений багато в чому в Token Ring; • побудована із двох кілець: первинного (Primary) і резервного (Secondary). макс. довжина кілець - по 100 км; - макс. число станцій - 500. нормальный режим аварийный режим Особливості роботи FDDI: максимальний час утримання маркера не фіксовано, а залежить від завантаження мережі; - для передачі синхронних кадрів станція завжди може захопити маркер, що надійшов, на фіксований час; - якщо станції потрібно передати асинхронні (звичайні) кадри, той фактичний час обороту маркера, обмірюване на даній станції, рівняється з макс. припустимим: якщо Тобор. факт < Tобор. макс. доп. , те захоплення можливе; у противному випадку мережа є перевантаженою й станція повинна чекати.

Принцип роботы FDDI Розподілений інтерфейс передачі даних по волоконно-оптическим каналах FDD! (Fiber Distributed Data Interface) - це ще одна мережа на базі Token Ring. Як і Token Ring, використає для керування доступом до мережі схему з передачею маркера. На відміну від Token Ring, пристрою FDDI можуть передавати дані одночасно. FDDI - найбільш швидка із широко доступних мережних архитектур. Вона часто застосовується в магістральних мережах для сполуки ЛС. Архітектура з подвійним кільцем робить її надзвичайно надійною. В FDDI застосовується ще більш складний метод доступу до мережі, чим в Token Ring. На відміну від Token Ring, у мережі FDDI може одночасно циркулювати кілька кадрів. Це відбувається тому, що власникові маркера дозволяється передавати кілька кадрів, не очікуючи, поки перший кадр завершить свій шлях по кільцю. Це означає, що наступна станція може почати передачу, коли кадри першої станції ще циркулюють у мережі.

Подвійне кільце із циркуляцією маркерів у протилежних напрямках Ще одним засобом, що відрізняє FDDI від Token Ring, є використання двох кілець із циркуляцією маркерів у протилежних напрямках. Оскільки часто центральний пристрій для обходу несправності в мережі відсутній, можна застосувати інший метод, що гарантує стійкість мережі до одиничних відмов. В FDDI це робиться за допомогою реалізації в кожному пристрої двох ліній - для основного й для допоміжного кільця. У випадку відмови пристрою або розриву кабелю одне з кілець буде розірвано, і маркер (і кадри даних) не зможуть циркулювати по ньому. У цьому випадку в FDDI дані маршрутизируются в допоміжне кільце й направляються по ньому в протилежному напрямку. Коли вони досягають розриву в мережі з іншої сторони й не можуть рухатися далі, те маршрутизируются назад по основному кільцю й продовжують циркуляцію.

Технологія Ethernet • Крім стандартної топології "шина" застосовуються також топології типу "пасивна зірка" й "пасивне дерево". При цьому передбачається використання повторювачів і пасивних концентраторів, що з'єднують між собою різні сегменти мережі. Як сегмент може також виступати одиничний абонент.

Принцип роботи Ethernet • • • Ethernet здійснює арбітраж доступу до мережі по методу множинного доступу з контролем несучої й виявленням конфліктів (CSMA/CD, Carrier Sense with Multiple Access and Collision Detection). Це означає, що в кожний момент часу мережа може використати тільки одна робоча станція. CSMA/CD функціонує аналогічно старим телефонним системам, що застосовувалися в сільських районах. При необхідності поговорити по телефоні потрібно було зняти трубку й послухати, чи не використає хтонебудь лінію. Якщо лінія вже зайнята, то ви не могли набрати номер або розмовляти. Доводилося просто вішати трубку й чекати, а потім знову слухати, чи вільна лінія. Якщо, знявши трубку, ви чули тональний сигнал, то знали, що лінія вільна. Таким чином, ви й ваша телефонна система працювали в режимі прослуховування несучої (carrier sense). Ви слухали тональний сигнал (несучу), і, якщо він був присутній, використали його. "Множинний доступ' (multiple access) означає, що з лінією одночасно можуть працювати кілька сторін. "Виявлення конфліктів" (collision detection) описує ситуацію, коли два чоловіки одночасно набирають номер. У цьому випадку виникає "конфлікт", їм доведеться повісити трубку й спробувати знову. Перший з них, що захопив вільну лінію, одержить доступ і зможе подзвонити. В Ethernet робітники станції посилають сигнали (пакети) по мережі. При виникненні конфлікту вони припиняють передачу, чекають протягом випадкового періоду часу, а потім повторюють її. використовуючи подібні правила, робочі станції повинні конкурувати між собою за можливість передати інформацію з мережі. Із цієї причини Ethernet називається системою з конкуренцією за захоплення лінії. Більшість мереж Ethernet працює зі швидкістю 10 Мбит/с.

Сегментація При розширенні мережі Ethernet і збільшенні числа станцій локальної мережі її продуктивність може істотно знизитися. Це пов'язане з тим, що Ethernet реалізує спільно використовувану (поділювану) середовище передачі даних, і коли інформацію передає безліч станцій, виникає перевантаження мережі (congestion) - число конфліктів починає перевищувати число успішних передач. Одним з рішень проблеми перевантаження в мережі Ethernet є сегментація. Сегментація являє собою процес розбивки великої мережі Ethernet на два або більше сегменти (фрагмента мережі), що зв'язують за допомогою мостів або маршрутизаторів. Отримані в результаті сегменти мають менше число станцій, що конкурують за доступ до мережі. Міст або маршрутизатор передає дані з одного сегмента в іншій. Інший мережний трафик залишається в тім сегменті, якому він належить.

Фізичні специфікації технології Ethernet на сьогоднішній день включають наступні середовища передачі даних: • 10 Base-5 – коаксіальний кабель діаметром 0. 5 дюйма, який називають "товстим" коаксіалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента – 500 метрів (без повторювачів); • 10 Base-2 – коаксіальний кабель діаметром 0. 25 дюйма, який називають "тонким" коаксіалом. Має також хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента – 185 метрів (без повторювачів); • 10 Base-T – кабель на основі неекранованої крученої пари (Unshіelded Twіsted Paіr, UTP), який створює зіркоподібну топологію з концентратором. Відстань між концентратором і кінцевим вузлом може становити не більше 100 м; • 10 Base-F – оптоволоконний кабель, який використовується в токологіях, аналогічних стандарту на крученій парі. Є кілька варіантів цієї специфікації – FOІRL, 10 Base-FB.

Технологія Fast Ethernet

Технологія Gigabit Ethernet • Для багатомодового оптоволокна стандарт 802. 3 z визначає специфікації 1000 Base-SX й 1000 Base-LX. У першому випадку використовується довжина хвилі 850 нм (S – Short Wavelength), а в другому – 1300 нм (L – Long Wavelength). Специфікація 1000 Base-SX може використовуватися тільки багатомодовий кабель, при цьому його максимальна довжина становить близько 500 м. • Для специфікації 1000 Base-LX як джерело випромінювання завжди застосовується напівпровідниковий лазерний діод з довжиною хвилі 1300 нм. Специфікація 1000 Base-LX може працювати як із багатомодовим (максимальна відстань до 500 м), так і з одномодовим кабелем (максимальна відстань залежить від потужності передавача і якості кабелю й може доходити до декількох десятків кілометрів). Лінійний код, застосовуваний для цих специфікацій – 8 В/10 В.

Результати порівняння технології FDDІ з технологіями Ethernet й Token Rіng. Характеристика FDDI Ethernet Token Ring Бітова швидкість 100 Мбіт/с 16 Мбіт/c Топологія Подвійне кільце дерев Шина/зірка Зірка/кільце Метод доступу Частка від часу обороту токена CSMA/CD Пріоритетна система резервування Середовище передачі даних Многомодове оптоволокно, неекранована кручена пара Товстий або тонкий коаксіал, кручена пара, оптоволокно Екранованої й неекранована кручена пара, оптоволокно Максимальна довжина мережі (без мостів) 200 км (100 км на кільце) 2500 м 1000 м Максимальна відстань між вузлами 2 км 2500 м 100 м Максимальна кількість вузлів 500 (1000 з'єднань) 1024 260 для екранованої крученої пари, 72 для неекранованої крученої пари Відновлення після відмов Розподілена реалізація відновлення після відмов Не визначені Активний монітор

2. Технології комутації каналів та комутації пакетів

Технології комутації каналів та комутації пакетів: Технологія ISDN Стандарт X. 25 Стандарт Frame Relay Технологія ATM Технологія IP Технологія MPLS

В історичному розвитку мереж і послуг зв'язку можна виділити чотири основних етапи Кожний етап має свою логіку розвитку, взаємозв'язок з попередніми й наступними етапами. Крім того, кожний етап залежить від рівня розвитку економіки й національних особливостей окремої держави. Перший етап - побудова телефонної мережі загального користування (Тфоп - PSTN). Протягом тривалого часу кожна держава створювала свою аналогову телефонну мережу загального користування (Тфоп), Тф зв'язок надавався населенню, установам, підприємствам і ототожнювалася з єдиною послугою - передачею мовних повідомлень. Надалі за допомогою модемів - передача даних. Однак, навіть у цей час телефон залишається основною послугою зв'язку. Другий етап – цифровизация телефонної мережі. Для підвищення якості послуг зв'язку, збільшення їхнього числа, підвищення їхньої автоматизації керування й технологічності встаткування, промислово розвинені країни на початку 70 х років почали роботи із цифровизации первинних і вторинних мереж зв'язку. Були створені інтегральні цифрові мережі (IDN), що надають також в основному послуги телефонного зв'язку на базі цифрових систем комутації й передачі. Третій етап – інтеграція послуг. Користувачеві цієї мережі надається базовий доступ 2 B+D, по якому інформація Т передається по трьох цифрових каналах: два канали В зі швидкістю передачі 64 кбит/з і каналу D зі швидкістю 16 кбит/с. Канали B використаються для передачі мовних повідомлень і даних, канал D - для сигналізації й для передачі даних у режимі пакетної комутації. Для користувача з більшими потребами може бути наданий первинний доступ, що містить 30 B каналів і 2 канали сигналів синхронізації, сигналізації, службовому зв'язку й ін.

Технологія ISDN • Технологія ISDN (Іntegrated Servіces Dіgіtal Network –цифрова мережа з інтеграцією служб) була запропонована в 1971 році. Основне призначення ISDN – передача потоку 64 Кбіт/с по абонентській проводовій лінії й забезпечення інтегрування телекомунікаційних послуг (телефон, факс, дані та ін. ). Використання для цієї мети телефонних проводів має дві переваги: вони вже існують і можуть використовуватися для подачі живлення на термінальне обладнання.

Цифрова мережа з інтеграцією служб Переваги мереж ISDN: цілком цифрова мережа, що забезпечує високу надійність передачі інформації; висока швидкість передачі інтегрованої інформації різної природи; широкий набір функцій для телефонії, висока якість звуку; широкий доступ і поширеність у світі. • Основою ISDN є цифрова телефонна мережа, тобто мережа на базі цифрових телефонних каналів зі швидкістю 64 кбіт/с. Тому, по суті, ISDN — це мережа з комутацією каналів, однак у ній можлива також передача даних з комутацією пакетів. Мережа ISDN дозволяє використовувати існуючі мідні кабелі абонентської мережі. З’єднання від абонента до абонента виконуються безперервним цифровим трактом. • Щоб краще зрозуміти ISDN, дану технологію корисно порівняти зі звичайною телефонною системою. По перше, ISDN — це цифрова, а не аналогова мережа, тобто вся інформація передається в цифровому вигляді. • По друге, як випливає з назви, вона забезпечує інтегроване обслуговування, інакше кажучи, дозволяє передавати голос, дані і навіть відео по одній мережі. Іншими словами, замість трьох різних систем — телефонної мережі, виділених ліній для передачі даних і кабельного телебачення — досить однієї.

Схема подключения по ISDN S U ISDN TE 1 - terminal equipment (оконечное оборудование), ТЕ-2 - не ISDN, нужен адаптер ТА. NT 1 - устройство разделения общедоступных коммутируемых сетей. NT 2 - абонентское коммутационное оборудование, например, внутренняя АТС. Иногда все устройства TE 1, NT 2, NT 1 совмещены в одном модеме. Точка U - телефонный кабель. Точка S - две витых пары, разъем RJ-45 (раздельные пары приемпередача).

Услуги ISDN Basic Rate Interface (BRI) - 2 В-канала (по 64 Kb/сек) и один D-канал (16 Kb/сек) (2 B+D). Primary Rate Interface (PRI) (база - сети PDH) Европа: 30 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общая скорость интерфейса 2. 048 Mb/сек (канал Е 1). Америка: 23 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общая скорость интерфейса 1. 544 Mb/сек (канал Т 1). ISDN позволяет устанавливать ширину канала с кратностью в 64 кбит/с. Например, для оцифрованного видео возможно использовать канал Н 0 = 384 кбит/с (6 В-каналов). D-канал отвечает за установку, сопровождение и завершение соединений. На канальном уровне существует стек протоколов для управления потоком кадров.

Применение ISDN Интернет Маршру- Городская АТС тизатор провай- ISDN дера коммутатор офис ISDN NT Маршрутизатор Чаще всего для ISDN связи используются выделенные каналы. Вместо них могут применяться любые цифровые DSL модемы, например, ADSL (Asymmetric Digital Subsriber Line). Скорость доступа в Интернет будет определяться каналом с минимальной пропускной способностью (чаще всего "последней милей", т. е. оконечным оборудованием ISDN). Ethernet хаб

Преимущества ISDN по сравнению с обычными телефонными сетями передачи данных: o высочайшее качество; o надежность и конфиденциальность связи - улучшенная помехоустойчивость передачи речи благодаря цифровому кодированию; o мгновенное соединение с абонентом; o возможность одновременно вести телефонные переговоры и передавать данные; o подключение к сети ISDN по обычной медной паре; o возможность содержать на одной ISDN-линии до восьми аппаратов с индивидуальным номером; o удаленная служба безопасности и теленаблюдение; o широкий выбор дополнительных видов услуг.

Стандарт X. 25 Перший проект Рекомендацій Х. 25 був виданий МККТТ у 1974 році. Він переглядався в 1976, 1978, 1980 та 1984 рр. , а в 1985 р. був виданий у вигляді Рекомендацій X. 25. Стандарт Х. 25 визначає процедури обміну даними для пристроїв передачі даних між користувачем та вузлом комутації пакетів. Стандарт X. 25 визначає синхронний інтерфейс між термінальним обладнанням (DTE) і обладнанням передачі даних (DCE) для терміналів, що працюють у пакетному режимі. (DTE — Date Terminal Equipment), (DCE — Date Circuit terminating Equipment) Терміналом може служити ЕОМ або будь яка інша система, що задовольняє вимогам X. 25. З'єднання DTE здійснюється через DCE. Протокол X. 25 працює з пакетами даних довжиною, як правило, 128 байтів, які передаються за адресою, що міститься в пакеті. Але довжина пакета може лежати в межах 64 4096 байтів.

Типовий формат кадру • • Початок і кінець кадру позначається спеціальною восьмирозрядною синхронізуючою комбінацією символів 01111110, іменованою прапором. За прапором виходить поле адреси і поле керуючих символів. В інформаційному полі розташовуються дані, отримані від мережного рівня (пакети). Потім у кадрі розміщується поле перевірочних символів, які служать для виявлення помилок. Кадри призначені для керування процесами переносу інформації. Для визначення границь кадрів використовується бітове кадрування, тобто спеціальна послідовність бітів — прапор, як для вказівки початку та кінця кадру, так і для холостого заповнення. Поле перевірочних символів використовується для виявлення помилок передачі між двома станціями ланки даних. Передавальна станція здійснює обчислення над потоком даних користувача, а результат цього обчислення включається в кадр як перевірочне поле. Приймальна станція робить аналогічні обчислення та порівнює отриманий результат з перевірочним полем. Якщо має місце збіг, то велика ймовірність того, що передача пройшла без помилок.

Сети Frame Relay Массовое внедрение оптоволокна в качестве среды передачи привело к резкому снижению аппаратных ошибок связи (с 10 -5 до 109). Необходимость в гарантированной доставке данных на канальном уровне отпала. Сети Frame Relay (передача кадров с задержкой) являются логическим продолжением сетей Х. 25 и ISDN. Для увеличения скорости были убраны часть процедур, связанные с контролем ошибок, подтверждением переданных. В сетях Frame Relay кадры просто передаются от узла к узлу на основании чтения заголовочной части кадров, с ними не производится никаких действий. К тому же коммутатор Frame Relay имеет право игнорировать отдельные кадры в период перегрузок (специальный бит пометки в заголовке кадра). В качестве транспортной подсистемы в сетях Frame Relay могут использоваться каналы цифровой передачи.

Технологія Frame Relay Найперспективніші галузі використання технології FR: передача графічної інформації високої якості; передача файлів великого розміру; мультиплексування низькошвидкісних додатків в один високошвидкісний канал; передача інтерактивного трафіка, що вимагає кадрів малого розміру і має малий час затримки при передачі. • Спрощенням протоколу FR стала орієнтація на канальний рівень передачі і скасування процедур мережної маршрутизації всередині протоколу. При цьому в FR задається адреса не кінцевого абонента, а тільки найближчого вузла мережі. • У FR визначені два типи інтерфейсів: UNI (user–to network) для взаємодії користувача з мережею і NNI (network –to–network) для взаємодії між підмережами FR (рис. 7. 6). Для доступу користувача до мережі використовується спеціальне устат кування доступу в мережу FR пристрій FRAD (Frame Relay Access Device). З’єднання в FR поділяються на постійне віртуальне з’єднання (PVC) і віртуальне з’єднання, що комутується (SVC). •

Связь в Frame Relay Всем каналам в сетях Frame Relay приписаны идентификаторы DLCI (10 битовый Data-Link Connection Identifier, соответствующее поле в заголовке каждого пакета), которые выдаются на этапе установления соединения. В сети WAN может существовать несколько каналов с одним и тем же DLCI DTE DLCI сеть Frame Relay 22 DTE 64 18 DTE 81 64 31 Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs

Схема використання DLCI у мережі Frame Relay • • FR передає дані користувачів віртуальними каналами, що ідентифікуються номером ідентифікатора каналу передачі даних DLCI (Data Link Connection Identifier). Фізично підключення до мережі FR здійснюється через синхронний порт зі швидкістю від 9, 6 до 64 Кбіт/с і вище. Логічно користувач підключається по PVC (одному чи кількох) з призначеними номерами DLCI. Використання PVC з фіксованими номерами DLCI спрощує обробку пакетів у вузлах комутації. При цьому не потрібно виконувати процедури маршрутизації для кожного пакета. Тому що адресація в мережі можлива тільки на канальному рівні за номером DLCI, існує можливість того, що DLCI передачі і прийому можуть бути різними.

Приклад з’єднання в Frame Relay

Сравнение Х. 25, ISDN, FR Технология Frame Relay была разработана в начале 1980 -х для использования в сетях ISDN и для динамического разделения ресурсов физического канала между пользовательскими процессами передачи данных. Параметр ISDN X. 25 Frame relay выделение фиксированной полосы под вызов + виртуальные каналы + + высокая степень готовности + + малая величина задержки + + высокая эффективность использования канала использование в сетях WAN низкая стоимость передачи трафика Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 + + + NETS and OSs

Стандарт Frame Relay • Стандарт Frame Relay є одним з нових телекомунікаційних протоколів (1993 р. ), він забезпечує швидкість передачі даних (1. 5 Мбіт/с), менші затримки, але й меншу надійність доставки інформації, ніж протокол Х. 25. Frame Relay призначений для міжмережного обіну та орієнтований на з'єднання.

Технологія ATM • Технологія ATM, яка є широкосмуговою версією ISDN та працює на швидкості 150, 52 Мбіт/с із пакетом (чарункою) постійної довжини (53 байта) й мінімальним заголовком (5 байт), ефективна у випадку, коли основним завданням мережі оператора є передача мультимедійного трафіку реального часу й телеметрії (передача критичної до затримок інформації).

Технологія IP У цей час саме технологія ІP претендує на роль основи мережі майбутнього, хоча згодом може з'явитися й більше вдале рішення. Одне з достоїнств технології ІP полягає в тім, що за допомогою тих же ресурсів вона дозволяє надати велику кількість послуг. Єдина мультисервісна ІP мережа (поділюваний ресурс) може забезпечувати високий рівень доступності й надійності сервісу для послуг реального часу (віртуальна виділена лінія, ІP телефонія, цифрове мультимедіа) і послуг, що не вимагають жорстких часових характеристик.

IP-телефонія • • Сучасні обчислювальні мережі, побудовані на технологіях, що використовують методи комутації пакетів. Будь який вид інформації (дані, зображення, мова, звук, службові і керуючі посилки тощо) представляється у вигляді цифрової послідовності з наступним розподілом цієї послідовності на «кванти» — пакети, які вміщують всю необхідну інформацію для їхньої ідентифікації, маршрутизації, визначення пріоритету тощо. Використання даного підходу дозволяє застосовувати універсальні технології, інваріантні щодо видів переданої інформації. Оскільки в більшості обчислювальних мереж і, насамперед у мережі Інтернет, на мережному рівні використовується протокол IP (Internet Protocol), то передачу мовних сигналів по Інтернету і Інтранет мережах прийнято називати IP телефонією. Визначимо IP телефонію як технологію, що дозволяє використовувати будь яку мережу з пакетною комутацією на базі міжмережного протоколу IP як засіб організації і ведення міжнародних, міжміських і місцевих телефонних розмов і пе редачі факсів у режимі реального часу. Таким чином, IP телефонія є однією з різновидів пакетної телефонії, тобто технологією доставки мовного трафіка в режимі реального часу по мережах передачі даних за допомогою транспортних механізмів, що оперують пакетами (чи чарунками). Іноді замість терміна IP телефонія використовують Voice over IP (Vо. IP) (голос по IP мережах).

Сценарії організації зв’язку в IP-телефонії • • Розрізняють чотири сценарії організації зв’язку: n комп’ютер; n комп’ютер телефон; n телефон комп’ютер; n телефон. Схема для сценарію «комп’ютер» наведена на рисунку Зв’язок з передачею мовного сигналу організовується між користувачами персональних комп’ютерів, оснащених мультимедійним устаткуванням і спеціальними програмними засобами, що забезпечують ведення дуплексних телефонних переговорів, необхідну сигналізацію і керування. У цьому з’єднанні аналогові мовні сигнали від мікрофона абонента А перетворюються в цифрову форму за допомогою аналого цифрового перетворювача (АЦП). Послідовність мовних даних у цифровій формі потім стискається пристроєм, що кодує, та здійснює скорочення їхньої смуги. Вихідні дані після стиску формуються в пакети, додаються заголовки протоколів і далі пакети передаються через IP мережу абоненту Б. Після прийому пакетів обладнанням абонента Б, заголовки протоколу відділяються і стиснуті мовні дані посилаються в декодуваль ний пристрій, після чого ці мовні дані перетворюються на аналогову форму за допомогою цифроаналогового перетворювача (ЦАП) і надходять у телефон абонента Б.

Схема організації зв’язку за сценарієм «телефон» • • • Три інші сценарії передбачають використання спеціальних багатофункціональних пристроїв — шлюзів. Основним функціональним призначенням шлюзу є перетворення мовної інформації, що надходить від ТМЗК, у вигляд, придатний для передачі мережами з маршрутизацією пакетів IP: кодування й упакування мовної інформації у пакети RTP/UDP/IP, а також зворотне перетворення. Крім того, шлюз конвертує сигнальні повідомлення систем сигналізації R 2, DSS 1, OKC 7 та ін. у повідомлення протоколів сигналізації IP телефонії і робить зворотне перетворення. Шлюзи можуть установлюватися на серверах Інтернет провайдерів, міських телефонних станціях, установчих АТС, серверах локальних обчислювальних мереж, Web серверах компаній. Схема для сценарію «телефон» наведена на рисунку 7. 10. У цьому варіанті провайдери послуг IP телефонії надають послуги «телефон» шляхом встановлення шлюзів IP телефонії на вході і виході IP мереж. Для підключення до шлюзу провайдера ISP через ТМЗК, абоненти використовують спеціальний номер доступу.

Технології x. DSL Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия). DSL является достаточно новой технологией, позволяющей значительно расширить полосу пропускания старых медных телефонных линий, соединяющих телефонные станции с индивидуальными абонентами. Любой абонент, пользующийся в настоящий момент обычной телефонной связью, имеет возможность с помощью технологии DSL значительно увеличить скорость своего соединения, например, с сетью Интернет.

КЛАСИФІКАЦІЯ x. DSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. R-ADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения) Технология R ADSL обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой витой пары проводов. HDSL (High Bit Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия) Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. SDSL (Single Line Digital Subscriber Line — однолинейная цифровая абонентская линия) Также как и технология HDSL, технология SDSL обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т 1/Е 1, но при этом технология SDSL имеет два важных отличия. Во первых, используется только одна витая пара проводов, а во вторых, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км. В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. В определенном смысле технология SDSL является предшественником технологии HDSL 2. VDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) Технология VDSL является наиболее «быстрой» технологией x. DSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1, 5 до 2, 3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов.

Технологія Wi-Fi