Сети связи и системы коммутации

9.Служба «видеотекс» является телеслужбой или службой передачи?

10.К какому виду услуг относится процедура мультиплексирования: установлению связи, передаче данных или телеобработке?

11.Какой величины (большей, меньшей или равной) выбирают скорость передачи в сети управления электросвязью (ТМN) по сравнению со скоростью основной транспортной сети?

12.Позволяет ли сеть управления электросвязью изменять конфигурацию сетевого элемента в режиме удаленного доступа?

13.Чему равна степень связности k полносвязанной сети, содержащей

Ìузлов емкостью, равной N каналов каждый?

14.В каком смысле по отношению к ЭМВОС применяется термин «открытая система» — в смысле степени доступа к ней или опоры ее архитектуры на международные стандарты?

15.Можно ли считать городскую телефонную сеть, некоторые узлы которой включены в кольцо SDH, однородной?

Глава 2. Стандартизация (нормализация) в телеинформатике

2.1. Структура служб стандартизации

Основные службы стандартизации перечислены на рис. 2.1 [17].

Международные организации:

•ITU — International Telecommunications Union (Международный союз электросвязи (МСЭ)), разрабатывает и публикует рекомендации;

•IEC — International Electrotechnical Commission (МЭК — Международная электротехническая комиссия), издает стандарты под названием публикации;

•ISO — International Standards Organization (МОС — Международная организация по стандартам), разрабатывает и публикует нормы;

•IATA — International Air Transport Association (Международная ассоциация по воздушным перевозкам), включает более 100 авиакомпаний;

•OMM — Organisation Мondiale de la Metrologie (Международная организация по метрологии);

•UIC — Union Internationale des Chemins de Fer (Международный союз работников железных дорог).

Международные групповые организации:

•CEPT — Conference of European Posts and Telecommunications (Конференция европейских организаций связи);

•ECMA — European Computer Manufactures Association (Ассоциация европейских производителей компьютеров), начало 1960-õ ãã.;

•CEN — Comite Europeen de Normalisation (Европейский комитет по стандартам), 1985 г.;

•ETSI — European Telecommunication Standards Institute (Европейский институт телекоммуникационных стандартов)

Национальные организации:

•PTT (P&T) — Post Telegraph Telephone (почта, телеграф, телефон);

•EEA — Electrical Engineering Association (Ассоциация инженеров электриков);

•EIA — Electronic Industries Association (Ассоциация электронной промышленности), издает рекомендуемые стандарты (RS — Recommended Standards);

•BSI — British Standards Institute (Британский институт стандартов);

•ANSI — American National Standard Institute (Американский национальный институт стандартизации);

•BPO — British Post Office (Британская почтовая служба);

•AFNOR — Association Francaise de Normalisation (Французская ассоциация по нормализации);

•DIN — German Standards Institute (Германский институт стандартов).

Международные организации

CEPÒ ECMA Международные

групповые

организации

Национальные организации:

Рис. 2.1 — Структура служб стандартизации

ирочие международные организации по стандартизации:

•X/Open — X/Open consortium (стандартизация в области информационных компонентов сетей; Великобритания, г. Рединг), посвящена интерфейсам и объектам открытых систем, стандарты присвоения имен и адресов;

•IEEE Standards — Institute of Electrical and Electronics Engineers (Институт инженеров электриков и электронщиков), «Проект 802»;

•VESA — Video Electronics Standards Association (Международная ассоциация карт памяти для персональных компьютеров), стандарты съемных карт РС;

•EWOS — European Workshop on Open Systems (Европейская секция по открытым системам), 1987 г.;

•COS — Corporation for Open Systems (Корпорация открытых систем), 1985 г.

2.2.Ведущие производители систем

•IBM (International Business Machines) — международные бизнес машины):

— системная сетевая архитектура (SNA);

— системная прикладная архитектура (SAA).

•DEC (Digital Equipment Corporation — Корпорация дискретного оборудования):

— архитектура дискретных сетей DNA (Digital Network Architecture);

•NOVELL:

—программное обеспечение сетей NETWARE;

—операционная система для локальных сетей, 1985 г.

•General Motors — функциональный профиль MAP (Manufacturing Automation Protocol), протоколы автоматизации производства открытых систем, 1984 г.;

•Boeing Computer Service — функциональный профиль ТОР (Technical and Office Protocol).

2.3.Сектор стандартизации связи ITU-T

Сектор, обозначенный ITU-T (МСЭ-Т) организован в рамках Международного союза электросвязи (МСЭ) при Организации Объединенных Наций для координации работы по стандартам коммуникационных сетей.

До 28 февраля 1993 г. ITU (МСЭ) назывался CCITT (МККТТ) и имел три специальных Комитета:

•МККТТ (CCITT — Consultative Committee for International Telegraphy and Telephony) — Международный консультативный комитет по телеграфии

èтелефонии;

•МККР (CCIR — Consultative Committee for International Radiocommunications) — Международный консультативный комитет по радиосвязи;

•МКРЧ — Международный комитет по распределению частот.

В марте 1993 г. [18] произошла реорганизация МККТТ, создана новая структура:

•ITU-T — сектор стандартизации электросвязи (аналог ССITT), к которому добавлены функции CCIR, связанные с выходом средств связи на сети общего пользования;

•ITU-R — сектор радиосвязи (CCIR + регистрация частот);

•ITU-D — сектор развития электросвязи (стратегия и политика в области электросвязи).

С момента реорганизации вместо рекомендаций МККТТ и МККР стали выпускаться рекомендации МСЭ-Т и МСЭ-P.

ITU-T образован организациями 5 классов:

•А — национальные министерства и ведомства связи;

•В — крупные частные корпорации, занимающиеся связью;

•С — научные организации и фирмы производящие оборудование

связи;

•D — международные организации, в том числе ISO;

•E — организации из других областей, заинтересованных в деятельности сектора.

Право голоса имеют представители классов А и В. Стандарты имеют статус рекомендаций.

Приведем обзор рекомендаций МСЭ-Т.

Работа МСЭ-Т проводится в 15 Исследовательских комиссиях (ИК).

1 ИК — Определение служб. В задачи 1 ИК входят исследования, относящиеся к определениям служб электросвязи, эксплуатации служб, принципам взаимодействия служб, качеству обслуживания пользователей и челове- ческим факторам.

2 ИК — Эксплуатация сетей. В задачи 2 ИК входят исследования по вопросам эксплуатации сети, включая маршрутизацию, нумерацию, управление сетью и качество обслуживания сетей.

3 ИК — иринципы тарификации и расчетов. В задачи 3 ИК входят исследования по определению принципов тарификации и расчетов для международных служб электросвязи.

4 ИК — Техническая эксплуатация сетей. Отвечает за исследования, относящиеся к технической эксплуатации сетей, включая техническое обслуживание как сетей в целом, так и их элементов.

5 ИК — Защита от внешних электромагнитных влияний. Отвечает за исследования, относящиеся к защите от внешних электромагнитных влияний, включая защиту от перенапряжений и избыточных токов, а также вопросы электромагнитной совместимости.

6 ИК — Линейные сооружения. Отвечает за исследования, относящиеся к линейным сооружениям, например требования к конструкции, прокладке, защите от коррозии, соединению кабелей различных типов.

7 ИК — Сети передачи данных и взаимосвязь открытых систем.

Отвечает за исследования, относящиеся к сетям передачи данных, включая управление сетью, обработку сообщений, защищенность информации, а также вопросы применения средств модели взаимосвязи открытых систем.

8 ИК — Терминалы для телематических служб. В задачи 8 ИК входят исследования, относящиеся к характеристикам терминалов и протоколам верхних уровней для телематических служб.

9 ИК — иередача сигналов телевизионного и звукового вещания.

Проводит исследования совместно с Сектором радиосвязи и отвечает за технические требования для систем электросвязи с целью осуществления передачи по ним программ звукового и телевизионного вещания.

10 ИК — Языки, применяемые в электросвязи. Отвечает за исследования, относящиеся к разработке и применению алгоритмических языков и языка взаимодействия «человек — машина» в системах электросвязи.

11 ИК — Коммутация и сигнализация. Отвечает за исследования, относящиеся к цифровым системам коммутации, характеристикам этих систем, интерфейсам, а также системам сигнализации, включая ОКС-7, DSS-1 и DSS-2, и вопросам построения широкополосных узлов коммутации.

12 ИК — Характеристики передачи из конца в конец и для оконечного оборудования. Отвечает за исследования, относящиеся к характеристикам передачи речи (например, четырехполюсник АТС), а также изучает телефонометрические параметры.

13 ИК — Общие аспекты сети. Отвечает за сетевые вопросы применения ЦСИО, Ш-ЦСИО, а также принципы применения SDH в сети.

14 ИК — Модемы и методы передачи для служб данных, телеграфных и телематических служб. Отвечает за вопросы, относящиеся к модемам

и методам передачи для служб передачи данных, телеграфных и телемати- ческих служб.

15 ИК — Системы и аппаратура передачи. Отвечает за исследования, относящиеся к системам и аппаратуре передачи РDH и SDН, включая аппаратуру для цифровой передачи программ звукового и телевизионного вещания.

Перечисленные пятнадцать комиссий разрабатывают и утверждают рекомендации различных серий, определяемых следующим образом.

1.C — статистика электросвязи.

2.D — принципы тарификации.

3.Е — общая эксплуатация сетей (нумерация, маршрутизация, управление сетью, эксплуатационные характеристики, расчет нагрузки).

4.F — эксплуатация и качество обслуживания для нетелефонных служб электросвязи.

5.G — системы передачи, цифровые системы и сети.

6.Н — передача нетелефонных сигналов.

7.I — цифровые сети с интегрированным обслуживанием (ЦСИО).

8.J — передача сигналов звукового и телевизионного вещания.

9.K — защита от внешних воздействий.

10.L — конструкция, прокладка и защита кабелей и других элементов линейных сооружений.

11.М — техническая эксплуатация.

12.N — техническая эксплуатация (систем звукового и телевизионного вещания).

13.О — требования к измерительной аппаратуре.

14.Р — качество телефонной передачи.

15.Q — коммутация и сигнализация.

16.R — телеграфная передача.

17.S — оконечное оборудование телеграфных служб.

18.Т — характеристики терминалов и протоколы высоких уровней для телематических служб.

19.U — телеграфная коммутация.

20.V — передача данных по телефонной сети.

21.Х — сети передачи данных и взаимосвязь открытых систем.

22.Z — языки программирования.

До 1988 г. рекомендации издавались один раз в четыре года в виде Книг МККТТ, которые различались по цвету обложки и назывались «цветными книгами»:

•Зеленая книга (Green Book, 1973 г.);

•Желтая книга (Yellow Book, 1980 г.);

•Красная книга (Red Book, 1984 г.);

•Синяя книга (Blue Book, 1988 г.);

•Белая книга (White Book, 1992 г.).

2.4.Международная организация по стандартизации

Международная организация по стандартизации МОС (ISO — International Standards Organization) разрабатывает государственные стандарты. Организация создана в 1946 г. для международной стандартизации в индустрии. В 1987 г. совместно с IEC (International Electrotechnical Commission) создан

Объединенный технический комитет 1, разрабатывающий стандартизацию систем информационных технологий, тесно сотрудничающий с ITU (МСЭ).

В 1977 г. ISO приступила к работе по созданию модели OSI (Open Systems Interconnection — Взаимодействие открытых систем (ВОС)) по инициативе BSI (British Standard Institute). В 1979 г. она определила базовую эталонную модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС), создавшую основу для разработки широкого комплекса международных стандартов открытых систем. Модель широко известна под аббревиатурой ISO-OSI (ÌÎÑ-ÂÎÑ в русской транскрипции).

Проблема использования стандартов ISO очень сложна Поэтому в 1983 г. в рамках ISO создана SPAG (Standards Promotion and Application Group — Группа способствования реализации и применению стандартов).

Цикл разработки каждого стандарта имеет четыре этапа [1]:

1)рабочий документ WP (Working Paper);

2)проект предложения DP (Draft Proposal);

3)проект международного стандарта DIS (Draft International Standard), по которому производится 180-дневное голосование среди членов ISO;

4)международный стандарт IS (International Standard).

Длительность цикла разработки от четырех до восьми лет.

2.5. Эволюция стандартов

История развития стандартов в области телеинформатики условно может быть поделена на три этапа [19]:

•стандарты в области производства телекоммуникационной аппаратуры. Разработкой стандартов на интерфейсы в многопользовательских системах заняты организации ITU-T, CCITT, ANSI;

•стандарты в области производства компьютеров. Организации типа IEEE, EIA, ECMA разрабатывали ведомственные стандарты для закрытых систем;

•стандарты для объединенного производства компьютеров и телекоммуникационной аппаратуры. Создаются международные стандарты, разрабатываются нормы взаимодействия открытых систем (ВОС).

2.6.Открытые информационные системы

Исторически каждая страна и каждая фирма развивали свою собственную сетевую концепцию:

•ÑØÀ — SNA (System Network Architecture);

•Япония — NNA (Nippon Network Architecture);

•Европа — DNA (Digital Network Architecture).

Каждая отрасль разрабатывала свои собственные протоколы и форматы обмена данными:

•ODA (Open Document Architecture) — архитектура учрежденческих документов;

•SWIFT (Society for World-Wide Interbank Financial Telecommunications) — межбанковская электронная система для передачи информации

èсовершения платежей;

•EDIFACT (Electronic Data Interchange for Administration, Commerce and Transport) — электронный обмен данными для администрации, торговли

èтранспорта;

•прочие.

Независимое развитие протоколов привело к их несовместимости. Пользователи были замкнуты на конкретные решения поставщиков, стоимость разработки собственного программного обеспечения была очень высокой.

Появилась необходимость в разработке концепции открытых систем, основу технологии которых составляют взаимодействие открытых систем и переносимость программ на основе развития стандартов языков программирования. Впервые эти качества были реализованы на практике при создании компьютеров серии IBM 360, обладающих единым набором команд и имеющих одну и ту же операционную систему. Технология открытых систем решает проблему единого информационного пространства (ЕИП) в рамках страны и мира.

Компоненты единого информационного пространства:

1)информационные ресурсы — банки данных;

2)организационные структуры, обеспечивающие функционирование и развитие ЕИП;

3)средства информационного взаимодействия граждан и организаций. Согласно определению комитета IEEE POSIX 1003.0, открытой систе-

ìîé называется система, реализующая открытые спецификации (стандарты) на интерфейсы, службы и форматы данных, достаточные для того, чтобы обеспечить:

•возможность переноса (мобильность) прикладных систем, разработанных должным образом, на широкий диапазон систем с минимальными изменениями;

•совместную работу (интероперабельность) с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах;

•взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающем переход от системы к системе (мобильность пользователей).

Расширение совместимости и взаимодействия прикладных программ потребовало разработки стандартов POSIX (Portable Operating System Interface — интерфейс переносимой операционной системы) и стандартов коммуникаций, что обеспечивает переносимость программ на уровне пользователя, т.е. пользователи имеют возможность переходить от одной прикладной программы к другой и осуществлять передачу из одной операционной среды

âдругую.

2.6.1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Эталонная модель ISO-OSI (МОС-ВОС) описана в 1984 г. в документах Х.200 МСЭ-Т (МККТТ) и ISO.7498. В модели многочисленные функции сети разделены на группы, причем каждая группа отделена от другой стандартными интерфейсами (стыками). Любое изменение сети приводит к изменениям только в рамках определенной ограниченной группы функций, не затрагивая остальной части сети. Такие группы функций получили название уровней (Layers), а стандартные интерфейсы между ними — услуг èëè сервиса [18].

ЭМВОС содержит 7 уровней (рис. 2.2). В локальных сетях стандарты IEEE вводят также понятие уровня ¹ 0, описывающего ФСС.

Сервис (N−1)-го уровня предоставляется объектам уровня N через точ- ки доступа служб (Service Access Point) (N−1) SAP, называемые также логи- ческими портами (ðèñ. 2.4).

(N) SAP

Сервис N

Сервис (N–1)

Рис. 2.4 — Модель уровня ЭМВОС

2.6.2. Функциональные среды

Концептуально можно считать, что уровни реализуют две совокупности функций: сетевые функции и функции, связанные с приложениями. Это,

âсвою очередь, порождает три функциональные среды (рис. 2.5) [17, 19]:

•сетевую, связанную с протоколами и стандартами сетей различных

типов;

•ÂÎÑ, охватывающую сетевую среду, а также протоколы и стандарты, ориентированные на приложения;

•реальных систем, надстраиваемую из ВОС, связанную с ведомственным программным обеспечением.

Прикладным процессом, входящим в среду реальных систем, называются здесь прикладные программы пользователей. В приведенной схеме (см. рис. 2.5) учитывается, что абонентские системы (например, компьютеры) могут иметь различные операционные системы (например, один компьютер может быть персональным, а другой — большой многотерминальной системой) Следовательно, интерфейс между программой пользователя (прикладным процессом) и низлежащими службами связи может быть различным.

В среде ВОС процессы в эталонной модели разделены на три вида: собственно информационные (три верхних уровня), транспортные (четвертый уровень) и коммуникационные (три нижних уровня). Нижние три уровня являются сетезависимыми и определяют протоколы, связанные с сетью передачи данных. В отличие от нижних, верхние три уровня ориентированы на приложения и содержат протоколы, позволяющие двум оконечным прикладным процессам взаимодействовать друг с другом. Промежуточный транспортный уровень как бы изолирует верхние, ориентированные на приложения, от нижних, сетеориентированных. По существу он опирается на службы, поставляемые нижними уровнями, чтобы обеспечить верхние уровни службами, не зависящими от сетей связи.