Вопрос 4. Развитие сетей с пакетной коммутацией.

Технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) - технология передачи данных является одной перспективных технологий построения высокоскоростных сетей (от локальных до глобальных). АТМ - это коммуникационная технология, объединяющая принципы коммутации пакетов и каналов для передачи информации различного типа.

Технология ATM разрабатывалась для передачи всех видов трафика, т.е. передачи разнородного трафика (цифровых, голосовых и мультимедийных данных) по одним и тем же системам и линиям связи. Скорость передачи данных в магистралях ATM составляет до 10Гбит/с.

ATM поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология ATM использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

В технологии ATM информация передается в ячейках (cell) фиксированного размера в 53 байта, из них 48 байт предназначены для данных, а 5 байт - для служебной информации (для заголовка ячейки ATM). Ячейки не содержат адресной информации и контрольной суммы данных, что ускоряет их обработку и коммутацию.

Именно, сочетание фиксированного размера ячеек для передачи данных и реализация протоколов ATM в аппаратном обеспечении дает этой технологии возможность передавать все типы трафика по одним и тем же системам и линиям связи.

Физический уровень

Физический уровень аналогично физическому уровню OSI определяет способы передачи в зависимости от среды. Стандарты ATM для физического уровня устанавливают, каким образом биты должны проходить через среду передачи, и как биты преобразовывать в ячейки. На физическом уровне ATM используют цифровые каналы передачи данных, с различными протоколами, а в качестве линий связи используются: кабели "витая пара", экранированная "витая пара", оптоволоконный кабель.

Канальный уровень (уровень ATM + уровень адаптации) Уровень ATM вместе с уровнем адаптации примерно эквивалентен второму уровню модели OSI. Уровень ATM отвечает за передачу ячеек через сеть ATM, используя информацию их заголовков. Заголовок содержит идентификатор виртуального канала, который назначается соединению при его установлении и удаляется при разрыве соединения.

Преимущества:

 одно из важнейших достоинств АТМ является обеспечение высокой скорости передачи информации;

 АТМ устраняет различия между локальными и глобальными сетями, превращая их в единую интегрированную сеть;

 стандарты АТМ обеспечивают передачу разнородного трафика (цифровых, голосовых и мультимедийных данных) по одним и тем же системам и линиям связи.

Недостатки:

 высокая стоимость оборудования, поэтому технологии АТМ тормозится наличием более дешевых технологий;

 высокие требования к качеству линий передачи данных.

1. Технология xDSL.

Это технология передачи цифровых данных по телефонным каналам связи. Высокие скорости обеспечиваются за счет приемов: за счет эффективных методов кодирования и специальных методов коррекции искажений в сети. xDSL объединяет целый ряд технологий, которые различаются по способу модуляции и по скорости передачи данных:

1. HDSL.

2. SDSL.

3. ADSL.

4. RADSL.

5. VDSL.

Наибольшее распространение получила технология ADSL.

Увеличение скорости передачи данных в ADSL обусловлено предоставлением пользователю более широкой полосы пропускания. Вместо полосы в 3,1 кГц используемой для передачи речи полоса расширена до 1 МГц, это реализовано за счет исключения на пути передачи специальных фильтров. В пределах этой полосы пропускания сформировано 3 частотные диапазона:

1. До 4 кГц.

2. До 200 кГц.

3. До 1 МГц.

Самый нижний диапазон используется для переда телефонных разговоров. Следующий низкоскоростной частотный диапазон – для передачи данных от компьютера в сеть. Широкий диапазон до 1 МГц – для передачи данных из сети в компьютер со скоростью до 24 Мбит/с. Ассиметричность диапазонов от и к компьютеру. Обусловлено особенностями работы пользователями в интернет. Как правило, от пользователя идет небольшой поток информации.

Высокие скорости передачи данных и невысокая стоимость абонентского оборудования и аренды телефонных каналов делают технологию xDSL наиболее перспективной для доступа в интернет.

2. Технология wifi.

Первым был разработан стандарт 802.11b. Он использовал частоту 2,4 ГГц и обеспечивал скорость обмена 11 Мбит/с. Этого было достаточно для работ в интернет, обмена сообщениями, загрузки почты. Однако для обмена файлов такой производительности не хватало.

Далее была предложена спецификация 802.11a, частота 5 ГГц и скорость обмена 54 Мбит/с. Достаточно производительный канал. Далее была разработана спецификация 802.11g, частота 2,4 ГГц, скорость обмена 54 Мбит/с. Самый популярный стандарт, оптимален для работы, но не для передачи видеофайлов.

Последняя разработка 802.11n, частота 2,4 ГГц, скорость 300 Мбит/с.

Преимущества беспроводных сетей:

1. Скорость и простота развертывания.

2. Сохранение инвестиций в локальную сеть при смене офиса.

3. Гибкость, т.е. быстрое реструктурирование и изменение конфигурации.

4. Мобильность пользователей.

WiFi обеспечивает наибольшую мобильность пользователям. В настоящее время альтернативы нет, данное направление интенсивно развивается.

3. Технология Bluetooth.

Технология использует небольшие приемопередатчики малого радиуса действия. Адаптеры Bluetooth работают в радиусе 10 м. Используется диапазон 2,45 ГГц. Обеспечивают прохождение радиоволн через некоторые препятствия, в которых отсутствует металл.

Основной особенностью Bluetooth: самонастраивающийся уровень мощности передатчика. Если сигнал достаточный для связи, мощность автоматически уменьшается.

Устройство стандарта Bluetooth соединяются между собой, формируя пикосети, содержащие до 256 устройств, при этом 1 устройство является ведущим, 7 ведомыми, остальные находятся в дежурном режиме.

4. Беспроводные сети на инфрокрасных сетях.

Используется для быстрого разворачивания сети. Особенности:

1. Нет необходимости в кабелях.

2. Малый радиус действия (конфиденциальность).

3. Малый уровень излучаемой мощности и хорошо изученное влияние на человека.

4. Устойчивость к радиопомехам.

5. Не требуется лицензирование частот.

Рабочая длина волны составляет 800-900 нм. Расстояние между устройствами до 20 м. Скорость передачи данных 10 Мбит/с. Обеспечивается одновременная работа 256 станций.

Недостатки:

1. Требует ориентации друг на друга.

2. Не поддерживают мобильность пользователей.

3. Малые расстояния.

4. Зависимость от погодных условий.

В настоящее время инфрокрасные системы практически полностью вытеснены система WiFi.