Телекоммуникационные_системы_и_сети_Т_1_Современные_технологии_620

−построение магистральной транспортной сети Интернет на основе технологии Frame Relay или ATM.

Согласно первому способу, для того чтобы более эффективно использовать зарезервированную полосу пропускания, на оконечном или шлюзовом оборудовании должна осуществляться предварительная концентрация речевой информации. При этом IPпакеты должны формироваться не по мере поступления речевых сигналов, а с некоторой задержкой, достаточной для сборки информационного блока больших размеров. Передача речи в больших информационных блоках упрощает процедуру управления очередями на транзитных узлах, что существенно в связи с неразвитой системой приоритетов протокола IP. Однако реализация этого подхода приводит к появлению дополнительной задержки. Для резервирования полосы пропускания в сети IP может использоваться метод WFQ (Weighted Fair Queuing) или протокол RSVP (Resource Reservation Protocol), разрабатываемый группой перспективных разработчиков Интернета IETF (Internet Engineering Task Force).

Метод WFQ позволяет для каждого вида сообщений выделить определенную часть полосы пропускания. Оператор через систему административного управления может задать количество очередей (до 10 очередей для ПД и одну очередь для системных сообщений). В случае, если одна очередь не использует полностью выделенную ей полосу пропускания, то свободный резерв полосы пропускания может задействоваться для передачи информации из следующей очереди. Этот метод позволяет гибко использовать ресурсы сети. Например, если для очереди с речевой информацией зарезервировано 50 % пропускной способности, а используется 30 %, то следующая очередь будет получать в свое распоряжение дополнительно 20 % до тех пор, пока эта пропускная способность снова не потребуется очереди с речевой информацией.

Протокол RSVP предназначен только для резервирования части пропускной способности. Используя RSVP, отправитель периодически информирует получателя о своем количестве ресурсов сообщением «RSVP Resv», передаваемым в обратном направлении. Если ресурсов достаточно, то отправитель начинает передачу. Если ресурсов не достаточно, получатель должен снизить требования или прекратить передачу информации. Как альтернатива может использоваться алгоритм управления потоками на основе системы приоритетов. Механизм управления приоритетами предусматривает введение до 16 приоритетов, а также возможность организации нескольких логических потоков в рамках одного физического соединения.

Согласно второму способу (рис. 13.22), пограничные узлы IP взаимодействуют друг с другом через виртуальное соединение сети Frame Relay или АТМ, для которых обеспечиваются параметры на-

10.Произведите сопоставительный анализ высокоскоростных технологий

Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM.

11.Рассмотрите принципы построения и протоколы глобальных вычислительных сетей.

12.Произведите сопоставительный анализ протокола Х.25 и Frame Relay.

Список литературы

1.Дитер Веттиг. Novell Netware для пользователя: Пер. с нем. – К.: Торг. изд. бюро

BHV, 1994.

2.Самойленко. Сети ЭВМ. – Москва: Наука, 1986.

3.Локальные вычислительные сети. Кн. 2: Аппаратные и программные средства / Под ред. С.В. Захарова. Справочник. – М.: Финансы и статистика, 1994.

4.Уинн Л. Рош. Библия по техническому обеспечению Уинна-Роша. – Минск: МХХК

«Динамо», 1992.

5.Шварцман В.О. Передача данных: функциональные блоки, компоненты, их взаимодействие, интерфейсы // Вестн. связи. – 1996. – № 9, 10.

6.Ю. Блэк. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы / Пер. с англ.; Под ред. В.В. Василькова. – Москва: Мир, 1990.

7.Hard & Soft 1995. – № 5.

8.Бэрри Нанс. Компьютерные сети: Пер. с англ. Ш.С. Зейналов. – М.: БИНОМ, 1995.

9.Протоколы и программные средства телекоммуникации в среде Netware. Док-МП- 04. Материалы конференции. – Суздаль, 1991.

10.Фролов А.В., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. Монтаж сети, установка программного обеспечения. – М.: Диалог-МИФИ, 1994. – (Б-ка системного программиста; Т. 7).

11.Фролов А.В., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. Использование протоколов IPX, SPX, NETBIOS – М.: Диалог-МИФИ, 1995. – (Б-ка системного программиста; Т. 8).

12.Фролов А.В., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. Работа с сервером Novell Netware. – М.: Диалог-МИФИ, 1993. – (Б-ка системного программиста; Т. 9).

13.МККТТ. Сети передачи данных. Взаимосвязь открытых систем (ВОС): требования к протоколам, аттестационные испытания. Рекомендация Х.224 – «Спецификация протокола транспортного уровня взаимосвязи открытых систем для применения МККТТ». IX Пленарная Ассамблея. – Мельбурн, 1988.

14.МККТТ. Сети передачи данных. Взаимосвязь открытых систем (ВОС): требования к протоколам, аттестационные испытания. Рекомендация Х.225 – «Спецификация протокола сеансового уровня взаимосвязи открытых систем для применения МККТТ». IX Пленарная Ассамблея. – Мельбурн, 1988.

15.МККТТ. Сети передачи данных. Взаимосвязь открытых систем (ВОС): требования к протоколам, аттестационные испытания. Рекомендация Х.226 – «Спецификация протокола уровня представления взаимосвязи открытых систем для применения МККТТ». IX Пленарная Ассамблея. – Мельбурн, 1988.

16.Осадчук. А. Сетевые архитектуры современных информационно-вычислительных сетей // Компьютер-пресс/ – 1995.

17.IEEE. Local Networks. Standarts Commitee Functional Requirements Document. – Version, 1981.

18.Щербо В.К., Киреичев В.М., Самойленко С.И. Стандарты по локальным вычисли-

тельным сетям / Под ред. С.И. Самойленко: Справочник. – М.: Радио и связь, 1990.

19.Сунчелей И.Р. Кадры Ethernet // Сети. – 1995. – № 8.

20.ANSI/IEEE 802.3 Standard – 1985. Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection CSMA/CD // IEEE Press. – 1985.

21.ANSI/IEEE 802.2 Standard – Logical Link Control // IEEE Press. – 1985.

22.Лясковский Ю.К. Frame Relay – путь к цифровой суперсети связи // Сети. – 1995. –

№ 7.

23.Джон МакМален. UNIX / Пер. с англ. В.Л. Григорьева. – М.: Компьютер ЮНИТИ, 1996.

24.ANSI/IEEE 802.5 Standard – 1985. Token-passing Ring Access Method and Physical Layer Specification // IEEE Press. – 1985.

25.ANSI/IEEE 802.4 Standard – 1985. Token-passing Bus Access Method and Physical Layer Specification // IEEE Press. – 1985.

26.Фоминов О.С. Fast Ethernet – стандарты и применение // Сети. – 1995. – № 9.

27.Стивен Стром. Где и как применять Gigabit Ethernet // Сети. – 1997. – № 1.

28.Сатовский Б., Юрин. В. Gigabit Ethernet против АТМ. // Сети. – 1997. – № 1.

29.Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс. – М.: Постмаркет, 2001. – 480 с.

30.Бондаренко Д. АТМ – сетевая технология будущего. Компоненты сети АТМ // Ком- пьютер-пресс. – 1995. – № 8.

31.Максимов В.А., Пархомук Е.И. Коммерческие сети в России // Сети. – 1995. – № 7.

32.Сети и системы телекоммуникаций. Т. 1. Под ред. Н.В. Захарченко. – К.: Техника, 2000. – 297 с.

33.Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: Принципы, технологии, протоко-

лы. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008. – 960 с.

34.Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. СПб.: Питер, 2005. – 992 с.

35.Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Технология и протоколы MPLS. СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2005. – 304 с.

Глава 14. Факсимильные службы

14.1. Основы факсимильной связи

Краткая историческая справка. Область электросвязи, которая занимается передачей неподвижных изображений по каналам электрической связи, называется факсимильной связью.

Первый телефакс был запатентован в 1843 г. шотландским изобретателем А. Бейном [1]. Его «записывающий телеграф» работал на телеграфных линиях и был способен передавать только черные и белые изображения, без полутонов. Однако для того времени это было огромным достижением.

Спустя несколько лет некоторые идеи А. Бейна нашли свое применение в различных сферах. В 1865 г. возможности факсимильной техники впервые были использованы в коммерческих целях Дж. Кассели. Его пантелеграф (Pantelegraph) обеспечивал передачу документов по линии, соединяющей Париж с Лондоном. Позднее к ним присоединились и многие другие города. К 30-м годам ХХ в. системы, использующие основные принципы, разработанные А. Бэйном и Дж. Кассели, уже широко применялись в офисах издательств (для передачи свежих выпусков газет), служб защиты правопорядка (для передачи фотографий и других графических материалов).

Используемые в те годы факсимильные аппараты не были стандартизованы и отличались большим многообразием как используемых для изготовления технологий, так и основных принципов, что затрудняло или даже делало невозможным их совместное применение.

Требовалось разработать единые стандарты, которые позволяли бы любым пользователям обмениваться информацией независимо от того, кто является производителем используемого у них оборудования.

Принципы факсимильной передачи сообщений [2]. Переда-

ваемое изображение – оригинал – разбивается на элементарные площадки. Яркость этих площадок при отражении (или пропускании) падающего на них светового потока преобразуется в электрические импульсы, которые в определенной последовательности передаются по каналу связи. На приеме эти электрические сигналы в той же последовательности преобразуются в соответствующие элементы изображения на каком-либо носителе записи. В результате получается копия изображения (факсимиле).

Любое изображение можно рассматривать как совокупность большого числа элементов, способных в различной степени отражать падающий на них свет. Образование элементарных площадок (растрэлементов) происходит за счет перемещения по поверхности изображения светового луча, создаваемого светооптической системой. Процесс перемещения луча называется разверткой, в результате действия которой изображение разбивается на строки. Отраженный световой поток попадает на фотоэлектрический преобразователь, выходной электрический сигнал которого повторяет форму входного светового сигнала. Узлы передающей аппаратуры, обеспечивающие развертку изображения и фотоэлектрическое преобразование, объединяются в группу анализирующих устройств.

Вприемном аппарате осуществляется обратное преобразование переданных электрических сигналов в той же последовательности, что и на передаче. Соответствующие электрические (или преобразованные световые) сигналы вызывают окрашивание элементарных площадок на поверхности носителя записи. В результате записанное построчно изображение – копия переданного. Совокупность устройств, осуществляющих эти преобразования, объединяется в группу синтезирующих устройств.

Какое бы изображение не передавалось по каналу связи, сигнал на выходе фотоэлектрического преобразователя является аналоговым, т.е. непрерывным по уровню и времени видеосигналом.

Ваналоговых аппаратах факсимильной связи (аппараты группы 1

и2) этот сигнал после усиления переносится в область высоких частот и непосредственно передается в линию связи. Структурная схема факсимильной связи представлена на рис. 14.1.

Вцифровых факсимильных системах аналоговый сигнал подвергается квантованию, дискретизации по времени и кодированию. После этих преобразований цифровой сигнал по своей структуре ничем не отличается от аналогичных сигналов систем передачи данных. Современные факсимильные аппараты – как правило, цифровые.

Цифровые факсимильные аппараты (стандарт группа 3). Ап-

параты этой группы характеризуются плоскостной разверткой и электронным анализирующим устройством на приборах с зарядовой связью (ПЗС) [2]. Обычно используется однострочная линейка

ПЗС на 2048 элементов. Запись изображения производится многоэлектродными головками на электростатическую или электротермическую бумагу.

Известно, что факсимильное сообщение обладает большой избыточностью. Для сокращения этой избыточности применяется кодирование источника с использованием различных кодов. Одним из часто используемых является модифицированный код Хаффмена (рекомендация Т.4 МСЭ-Т). МКХ является неравномерным кодом, обеспе-

Рис. 14.1. Структурная схема факсимильной связи

чивающим сжатие дискретных факсимильных сигналов путем кодирования черных и белых элементов изображения. Каждая серия элементов изображения, длина которой больше 64, разбивается на две серии – основную длиной N × 64 (где N – целое число) и завершающую длиной 0 ... 63.

Длины серий одинаковых элементов (0 ... 63) кодируются кодовой комбинацией так называемых оконечных кодовых слов (ОКС). Длины серий, содержащих более 64 элементов, кодируются комбинацией начального кодового слова (НКС), которая соответствует требуемой длине серии, и комбинацией ОКС, которая определяет разницу между истинной длиной серии и длиной серии, закодированной НКС. За каждой кодируемой строкой должна следовать специальная кодовая комбинация конца строки (КС) 000 ... 01 (12 бит), которая не встречается в кодах длин серий.

Устранение избыточности при помощи кода МКХ обеспечивает реализацию коэффициента сжатия по битам более 4,7.

В модемах факсимильных аппаратов наиболее часто используются следующие протоколы:

V.27ter – полудуплексный протокол, в котором применяется трехкратная ОФМ с частотой несущего колебания 1,8 кГц. Существуют два режима с разными информационными скоростями: 2,4 и 4,8 Кбит/с. Линейная скорость 2,4 Кбит/с достигается при использовании двухкратной ОФМ со скоростью модуляции 1200 Бод, а 4,8 Кбит/с – трехкратной ОФМ со скоростью модуляции 1600 Бод.

Следует заметить, что существуют еще два модемных протокола данного семейства – V.27 и V.27bis, которые отличаются от V.27ter,

298 Глава 14. Факсимильные службы

в основном, типом канала, для которого они предназначены (выделенный четырехпроводной). В настоящее время V.27 и V.27bis практически не применяются.

V.29 – первый стандарт, в котором было предложено использовать QAM. В конце 70-х годов ХХ в. он нашел широкое применение в нашей стране и за рубежом для скоростной (9,6 Кбит/с) передачи данных по выделенным каналам с четырехпроводным окончанием. Позднее этот протокол был стандартизован для факсимильной связи в полудуплексном режиме и работал по обычным коммутируемым каналам. Частота несущего сигнала 1,7 кГц, модуляционная скорость 2400 Бод. Стандарт имеет режимы двухпозиционной однократной ОФМ, четырехпозиционной двухкратной ОФМ, восьмипозиционной трехкратной ОФМ, шестнадцатипозиционной QAM модуляции. Соответственно информационная скорость может быть 2,4, 4,8, 7,2 и 9,6 Кбит/с (в некоторых модемах нижний предел 4,8 Кбит/с).

V.17 – по своим параметрам точный аналог V.32bis, но предназначен только для полудуплексного режима работы. В нем используется модуляция с решетчатым кодированием без алгоритмов эхокомпенсации. Частота несущего сигнала 1,8 кГц, модуляционная скорость 2400 Бод. Имеет режимы 16-ТСМ, 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ. Информационная скорость – 7,2, 9,6, 12,0 и 14,4 Кбит/с соответственно.

14.2. Организация факсимильной связи

По принципам предоставления услуг организация служб факсимильной связи осуществляется по двум, традиционным для телеграфной подотрасли направлениям – клиентские и абонентские. К клиентской службе относится служба Бюрофакс, к наиболее ярким представителям абонентской службы – Телефакс.

Традиционные абонентские установки (телефаксы) характеризуются следующими недостатками [1]:

–подверженность значительному механическому износу. При частом использовании сканер телефакса забивается пылью и грязью, попадающими со считываемых документов. Пластиковые шестерни изнашиваются. Все это приводит к перекосам и неравномерной подаче как считываемых документов в сканер, так и термобумаги в записывающее устройство;

–сложность отправления документов большому числу адресатов;

–неэффективное использование термобумаги. Большинство факсимильных аппаратов распечатывает все получаемые сообщения (в том числе и не несущие никакой полезной информации) на специальной дорогой термобумаге. Кроме высокой цены, у этой бумаги есть еще один существенный недостаток – изображение на

щие сообщения на едином рулоне бумаги, рассматриваемые системы принимают и сохраняют их в персональных директориях пользователей, доступ к которым ограничивается паролем. Таким образом, полностью исключается просмотр важных документов посторонними людьми.

Кроме того, применение ПК для управления работой факсимильных карт позволяет реализовать множество полезных и удобных приложений. Наиболее распространены такие приложения (службы), как факс-сервер, факс по запросу и факс-рассылка. Применение факссервера сводит к минимуму временные и материальные затраты при приеме и передаче факсимильных сообщений. Факс по запросу позволяет автоматизировать процесс предоставления абонентам часто запрашиваемых документов. Факс-рассылка значительно упрощает работу персонала при рассылке большого количества разных документов большому числу адресатов.

Факс-сервер. Представляет собой компьютер, оборудованный несколькими специальными факсимильными платами (или одной многоканальной картой) и интегрированный с локальной вычислительной сетью (ЛВС). Он обладает многими преимуществами по сравнению с группой из нескольких автономных телефаксов, позволяя обмениваться факсимильными сообщениями с лучшим качеством, большими удобствами и меньшими издержками. Факс-сервер наделяет каждого пользователя ЛВС возможностью передавать и принимать факсимильные сообщения с помощью своего рабочего ПК. При его использовании отпадает необходимость в дорогой термобумаге, так как все принятые сообщения сохраняются в виде файлов, которые в случае необходимости можно распечатать с помощью обычного сетевого или локального принтера; облегчается контроль затрат на пересылку сообщений (факс-сервер регистрирует все процессы в файле-отчете); и наконец, факс-сервер является более дешевым вариантом, чем подключение каждой рабочей станции к телефонной сети с помощью мо-

дема (рис. 14.2).

Передача. На каждом ПК локальной сети устанавливается специальная программа. Она дает возможность пользователю отправлять документы со своего компьютера. Достаточно указать документ, подлежащий отправке, и телефонный номер адресата. Все остальное факс-сервер сделает сам, оповестив пользователя об успешной передаче документа адресату. Причем все несрочные сообщения могут быть сохранены на диске факс-сервера и отправлены в ночное время по более низким тарифам. Некоторые факсимильные серверы также позволяют рассылать документы большому числуадресатов.

Прием. Факс-сервер принимает каждое поступающее факсимильное сообщение и сохраняет его в общей директории либо в персональной директории пользователя, извещая об этом в первом случае