3.ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ

3.1.Инфокоммуникационные сети как результат конвергенции телекоммуникационных и информационных сетей

Движущими силами развития телекоммуникационных и информационных сетей на всем протяжении их развития являлись потребности в передаче разнородного трафика с большой скоростью, хорошим качеством, высокой надежностью и оптимальными затратами. Под влиянием этих потребностей и с учетом возможностей технологий формировались эволюционные процессы в отрасли связь. Во второй половине XX века наибольшее влияние на динамику их развития оказали компьютеризация и цифровизация, фотонные технологии и микроминиатюризация, а также огромный резерв возможностей программного обеспечения.

Понятие «инфокоммуникации» появилось в результате развития телекоммуникационных и информационных технологий, позволивших отказаться от традиционного принципа построения сетей связи: «Для каждого вида инфор- мации(голос,данные,видео)своясеть».Конвергенция(отлат.сonvergo-при- ближаюсь, схожусь в отличие от integro— объединение) разнообразных телекоммуникационных и инфокоммуникационных сетей означает возникновение сходства в структуре сетей связи, в используемых ими аппаратно-программ- ных средствах и в совокупности услуг, предоставляемых абонентам. Схема, представленная на (рис.45), иллюстрирует процесс конвергенции во времени.

Несмотря на то, что схема на рис. 45, носит упрощенный характер и не включает все многообразие сетей и технологий, она отражает ключевые моменты, позволяющие понять, как происходил процесс конвергенции и как менялась сфера деятельности компаний-продавцов услуг.

Притрадиционномподходетелефонныекомпании-операторызанимались двухсторонней голосовой связью (горизонтальная линия «Голос» на рис.45); в ведении компьютерных организаций и компаний находилась передача данных (горизонтальная линия «Данные» на рис.45); телевещательные компании предоставляли видеоуслуги (горизонтальная линия «Видео» на рис.45). Появившиеся в нач. 1970-х гг. цифровые системы интегрального обслуживания (ISDN) дали телефонным (стационарным) операторам возможность расширить предоставляемые услуги связи, передавая не только голос, но и данные, а также видео; правда, видео не очень высокого качества из-за ограниченной полосы пропускания. Однако не слишком большая востребованность этих услуг населением привела на практике к полному отказу от сетей ISDN. Более динамичновпланемультисервисностиразвивалисьсетимобильныхтелефонных операторов. Первые два поколения сотовых сетей — в Европе это аналоговый стандарт 1 поколения (1G) NMT и цифровой стандарт 2 поколения (2G) GSM – обеспечивали передачу только голоса и SMS сообщений. Стрем-

60

ление повысить скорость передачи данных быстро привело к созданию стандарта2,5G,позволяющегопередаватьмультимедийные(голос+видео)данные. Мультисервисными сетями, способными передавать разнородный трафик с большой скоростью и высоким качеством, стали сети последующих поко-

лений (3G и 4G).

Рис.45. Конвергенция услуг и сетей в результате эволюционного развития технологий

ТехнологияIPTVпоявиласьтогда,когдадляпередачителевизионныхпрограмм кроме эфирного вещания уже использовались сети кабельного (чаще всего на базе коаксиального кабеля) и спутникового телевидения (непосредственный прием). IPTV обеспечивает просмотр телевизионного контента через Интернет.

Знаменательным событием в истории конвергенции телекоммуникационных и информационных сетей является создание и широкое внедрение (кон. 1980-х — нач. 1990-х) глобальной сети Интернет. Первоначально эта сеть была предназначена только для передачи данных (текстовой и графической информации). В дальнейшем, она также стала мультисервисной (данные+видео+голос). Интернет-провайдеры, используя пакетные сети IP-теле- фонии, построенные на основе технологии «Голос поверх IP (англ. Voice over IP, VoIP)», составили серьезную конкуренцию традиционным телефонным операторам, так как стоимость их услуги (IP-телефонии) была существенно меньше стоимости традиционной телефонии. Правда, плохое качество IP-те- лефонии (сети с коммутацией пакетов на основе протокола IPне гарантируют доставку) удалось побороть не сразу.

Период кон. 1990-х — нач. 2000-х гг. останется в истории телекоммуникаций как время острых дискуссий о том, какой же должна быть сеть связи

61

следующего поколения. Вопрос о разработке концепции перспективной сети

ктому времени назрел. Износ телефонных сетей общего пользования, составляющих большую часть сетей связи, предполагал их модернизацию. Инфокоммуникации стали привлекательной зоной для инвестиций и те, кто собирался строить новые сети, не меньше традиционных телефонных операторов нуждался вобосновании принимаемых технических решений. Представления отом,какойдолжнабытьсетьбудущегобылиразличнынетолькоуотдельных людей,ноиустандартизирующихорганизаций.Учитываяпостояннонарастающий рост трафика передачи данных, главным был вопрос, как встроить аналоговую голосовую связь в мультимедийный цифровой поток. Организации, близкие к традиционному телефонному рынку (например, МСЭ) отстаивали эволюционные подходы, адаптируя сервисы, связанные с передачей данных,

ктелефонной сети. Стандартизирующие организации, близкие к сети Интернет и новым технологическим решениям, видели развитие сети будущего на основепротоколаIP.Витоге,победилите,ктобылближекИнтернет-техноло- гиям, и центр тяжести в структуре построения инфокоммуникационных сетей сместилсякархитектуреинформационныхсистем,оставивзателекоммуникациями функции транспортной составляющей. Большую роль в победе IP-тех- нологий сыграла разработка механизмов, гарантирующих заданное качество обслуживанияQoS.ПослеихпоявлениявпреимуществахIP-сетей,позволяю- щихболееэффективноиспользоватьдорогуютелекоммуникационнуюинфраструктуру, уже никто не сомневался.

Рассмотрим эти механизмы: резервирование ресурсов (на время соединения запрашиваются и резервируются необходимые для выполнения приложения ресурсы); приоритизация (разделение трафика в сети на классы с приоритетным порядком обслуживания некоторых из них); перемаршрутизация, позволяющая при перегрузке в сети перевести трафик на резервный маршрут. Перечисленные меры реализуются соответственно: с помощью технологий IntServ (Integrated Services) совместно с использованием протокола резер-

вирования ресурсов RSVP (Resource Reservation Protocol) (рис.46), DiffServ (DifferentiatedServices)(рис.47),MPLS(MultiprotocolLabelSwitching)(рис.48).

Модель Diff-Serv (рис.47) описывает архитектуру сети как совокупность пограничныхучастковиядра.Поступающийвсетьтрафикклассифицируется и нормализуется пограничными маршрутизаторами. Нормализация трафика предусматривает измерение его параметров, проверку соответствия заданным правилам предоставления услуг, профилирование (при этом пакеты, не укладывающиеся в рамки установленных правил, могут быть отсеяны) и другие операции. В ядре сети магистральные маршрутизаторы обрабатывают трафик в соответствии с классом гарантированного качества.

62

Рис.46. Использование протокола резервирования ресурсов для обеспечения заданного качества IP-cети

Рис.47. Модель Diff-Serv для обеспечения заданного качества IP-cети

Рис.48. Пример сети MPLS

63

Технология MPLS удовлетворяет требованиям, предъявляемым к транспортным сетям: высокая пропускная способность, малое значение задержки, хорошаямасштабируемость,атакжегарантированноекачествообслуживания при использовании совместно с протоком RSVP. В сети MPLS пакетам данных присваиваются метки; используется LSR — маршрутизатор коммутации по меткам. Решение о дальнейшей передаче пакета данных другому узлу сети осуществляется только на основании значения присвоенной метки без необходимости изучения самого пакета данных. Последовательность маршрутизаторов (LSR1, LSR2, … LSRn), через которые проходят пакеты, принадлежащие одному потоку, образует виртуальный канал, коммутируемый по меткам

(рис.48).

Исторически сложилось так, что благодаря технологиям, обеспечивающим качество обслуживания QoS, инфокоммуникационные сети стали формироваться в значительной мере под воздействием феномена VoIP. Дешевизна транспорта IP при приемлемом качестве изменила рынок междугородной и международной телефонной связи. Под сетью следующего поколения телефонисты стали понимать техническое решение, основанное на программном коммутаторе (Softswitch) и шлюзах. Это решение позволяло предоставлять услугутелефоннойсвязисиспользованиемIP-сети.Вцелом,такоевидениене противоречило представлениям стандартизирующих организаций о будущих сетях (FN), но сужало их.

Мировое научное и инженерное сообщество в рамках деятельности МСЭ внач.2000-х гг.выработало следующие принципыпостроениясетей последу-

ющих поколений (СПП, англ. Next Generation Networks— NGN): мультисер-

висность, широкополосность, мультимедийность, интеллектуальность, инвариантность доступа, многооператорность.

В качестве основных ставились задачи обеспечения взаимодействия существующих и новых телекоммуникационных сетей, поддерживаемых единой инфраструктурой для передачи любых видов информации (голоса, данных, видео).

Передача информации в форме пакетов через NGN должна была основываться, как и в сети Интернет, на протоколах IP (Internet Protocol). Но идеология построения NGN существенно отличалась от принципов, по которым создавалась сеть Интернет. В первую очередь, это касалось поддержки в сети NGN заранее заданных показателей качества обслуживания QoS.

Вопросы для самопроверки к подразделу 3.1

1.Что такое конвергенция и в чем ее отличие от интеграции?

2.Какие факторы способствовали конвергенции сетей связи?

3.В чем смысл понятия «инфокоммуникации»?

4.Что дает конвергенция пользователям услуг связи?

64