Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:kg:question371
Цифровизация

Одним из наиболее мощных факторов прогресса в телекоммуникациях является цифровизация информации, средств ее обработки и доставки. Начавшийся в 60-е гг. переход от аналоговой формы представления информации всех типов к цифровому формату делает более легко реализуемыми процессы обработки, накопления и транспортировки информации. Традиционно сети проектировались и строились для определенных типов трафика, таких, как речь, данные, текст или видео. Цифровые сети могут рассматриваться как сети общего назначения, обеспечивающие транспортировку любого типа трафика. Теоретически цифровые сети могут переносить все виды информации, разрушая, таким образом, устойчивые традиции, когда для передачи речи создавались телефонные сети, а видеотрафик распределялся в традиционных сетях ТВ или в сетях кабельного телевидения (КАТВ). Сети связи в настоящее время или в недалеком будущем, становятся полностью цифровыми и характеризуются широким применением вычислительных средств. Всепроникающий компьютинг означает, что микропроцессоры будут использоваться повсюду, оказывая определяющее влияние на характеристики систем. Сети начинают использоваться не только для транспортировки информации, но и для управления приложениями. Этот процесс ведет к конвергенции между электросвязью и другими тесно связанными отраслями, работающими с содержанием, такими, как издательская деятельность, обучение, развлечения и т. д.

Б. Мобильная связь

Без сомнения, мобильная связь сегодня является одной из наиболее мощных движущих сил в индустрии телекоммуникаций. Доходы от мобильной связи превосходят доходы от международной связи в стационарных телефонных сетях и прогнозы развития систем мобильной связи предсказывают высокие темпы их развития. В развитых и некоторых развивающихся странах емкость сетей сотовой связи уже превысила аналогичный показатель для стационарных сетей и плотность мобильной телефонной связи (число мобильных телефонов на 100 жителей) превышает 100%. Мобильная связь рассматривается сегодня как важная движущая сила в развивающихся регионах мира, где она может составить существенную альтернативу стационарным телефонным сетям. Высокие темпы развития сотовых сетей отмечены в России, где в 2007 г. мобильная телефонная плотность достигла 126%. Постоянно растущая мобильность пользователей будет поддержана мобильными системами третьего поколения, масштабное развертывание 15 Яновский ГГ. Современные проблемы науки в области телекоммуникаций. Эволюция и конвергенция которых уже началось. Системы подвижной связи третьего поколения, развивающиеся сегодня в рамках проектов IMT-2000 и UMTS, будут функционировать на всех континентах, предоставляя пользователям доступ к большому числу услуг, включая и широкополосные. Рост полосы пропускания, являющийся сегодня характерным для фиксированных сетей, станет необходимым условием развития наземных и спутниковых систем подвижной связи. Мобильная революция есть нечто большее, чем только мобильный телефон. Широкое применение мобильных систем и мобильных служб, в первую очередь для передачи данных, ведет к развитию таких новых форм деятельности, как телекомпьютинг или работа с удаленными приложениями с помощью средств связи в офисе, дома, во время поездок и т.д. Концепция мобильности будет играть ключевую роль в стирании границ между домом и офисом, между работой в сети своего «домашнего» оператора и «чужой» сети. Однако, несмотря на взрывоподобное развитие мобильных сетей все еще наблюдается постоянное отставание по времени между внедрением приложений в фиксированных и беспроводных сетях (Рис. 1.4). Обычно, этот временной сдвиг составляет 3 – 5 лет. Наличие постоянного отставания мобильных сетей от фиксированных можно объяснить тем обстоятельством, что стационарные сети всегда имели лучшие эксплуатационные характеристики по функциональности, быстродействию и стоимости услуг.

xDSL – семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, Цифровая абонентская линия); UMTS – Universal Mobile Telecommunications Systems (стандарт сетей сотовой связи третьего поколения); GPRS – General Packet Radio System, Общая услуга пакетной радиосвязи (технология передачи данных с коммутацией пакетов для сетей GSM); WWW – World-Wide Web, Услуга «Всемирная паутина»; HSCSD – High Speed Circuit Switched Data, Высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов (технология для сетей GSM); WAP – Wireless Applications Protocol, Протокол беспроводных приложений; SMS – Short Message System, Услуга передачи коротких сообщений

В. Развитие сетей Интернет

Рост масштабов сетей Интернет представляет собой пример наиболее быстрого принятия технологии массовым потребителем по сравнению с другими информационными технологиями. Так, например, в США число пользователей радио достигло 50 млн. через 38 лет после его открытия; для 50 млн. телевизионных зрителей этот срок составил 13 лет; персональные компьютеры стали доступны 50 млн. пользователей через 16 лет после их изобретения. В то же время число абонентов Интернет достигло 50 млн. всего через четыре года после того, как сети Интернет стали фактически сетями общего пользования (см. Рис. 1.5.)

puu.sh_gqauw_03c167a3c6.jpg

В 2007 г. емкость мировой сети Интернет достигла 0.9 миллиарда пользователей, и, основываясь на динамике, эта цифра быстро приближается к количеству пользователей фиксированных сетей (1,2 миллиарда). Рост масштабов Интернет порождает существенное увеличение требований к пропускной способности транспортных сетей и сетей доступа. Развитие сетей Интернет и сопровождающий его рост трафика данных ведут к тому, что в сетях связи происходит смещение от технологий транспортировки, основанных на коммутации каналов, в сторону технологий, базирующихся на коммутации пакетов. Следует отметить, что на этот процесс оказывает влияние не только развитие Интернет, но и растущее применение высокоскоростных локальных сетей и территориально распределенных сетей обработки данных, также использующих технологию коммутации пакетов. Коммутация пакетов, предложенная в конце 60-х гг. для передачи данных в форме блоков переменной длины, сегодня начинает все шире применяться и для других типов трафика. Проблемы, связанные с обеспечением требуемых показателей качества при пакетной передаче речи и видео в интерактивных приложениях и казавшиеся непреодолимыми еще в начале 90-х гг., начинают успешно решаться благодаря применению систем с высокой пропускной способностью и внедрению новых протоколов транспортировки информации. Наиболее ярким примером здесь является Интернет-телефония, первые коммерческие системы для которой были продемонстрированы в 1995 г. Как следствие, широкое применение сетей с коммутацией пакетов для транспортировки все больших объемов трафика быстро ведет к уменьшению роли коммутируемых телефонных сетей общего пользования и обеспечивает возможность массового доступа к недорогим телекоммуникационным услугам. Эволюция основных технологий, применяемых в современных сетях связи, рассматривается во второй части данного учебника.

1.2.3. Рост объемов и изменение структуры трафика

В течение многих лет развития электросвязи основная часть сетей обслуживала узкополосный речевой трафик, формируемый в стационарных (фиксированных) телефонных сетях, а затем и в сетях подвижной связи первого и второго поколений. В 90-е гг. объем речевого трафика продолжал расти в соответствии увеличением емкости мировой фиксированной телефонной сети - примерно на 5-7 % в год. Трафик данных в течение 1970/80-х гг. составлял лишь доли процентов от суммарного трафика речи. Этот трафик, в основном, формировался в системах электронной почты и относительно низкоскоростных локальных сетях. Многие эксперты еще сравнительно недавно, в конце 80-х гг., предполагали, что в обозримом будущем объем трафика данных будет составлять всего несколько процентов от общего трафика. Только начиная с середины 1990-х гг. (одна из основных причин - быстрый рост Интернет) трафик данных начинает резко расти. На рис. 1.6 показан рост трафика данных (в терминах требуемой пропускной способности магистральных сетей). При этом значительный вклад в трафик данных определяется (и эта тенденция будет сохраняться) трафиком, формируемым в приложениях, базирующихся на технологии Интернет, в первую очередь, WWW-приложениях, где мультимедийный трафик играет доминирующую роль.

Изменение природы трафика оказывает существенное влияние на структуру сетей. Одной из главных особенностей речевого трафика является его чувствительность к задержкам. Известно, что предельно допустимое значение задержки речи не должно превышать 250 мс, а нормы на суммарную межконцевую сетевую задержку речевого сигнала лежат в диапазоне 100-150 мс. Чувствительность речевого трафика даже к весьма небольшим задержкам определила выбор коммутации каналов в качестве единственного способа коммутации в традиционных телефонных сетях. Трафик данных менее чувствителен к задержкам даже в тех случаях, когда передача данных должна осуществляться в режиме реального времени. Допустимые задержки при передаче компьютерной информации лежат в очень широком диапазоне от нескольких секунд до сотен минут, что и определяет возможность использования коммутации пакетов как основного вида коммутации в сетях передачи данных. Коммутация каналов долгие годы была основным видом коммутации в сетях электросвязи, поскольку речевой трафик составлял основу информационных потоков в сетях. Сегодня в условиях, когда трафик данных становится основным, наблюдается сдвиг от сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов. Взрывной характер роста трафика данных определяет еще одну фундаментальную тенденцию в современных сетях - изменение требований к полосе пропускания сетей доступа и базовых сетей. Происходит постепенный переход от узкополосных сетей с пропускной способностью тракта до 2 Мбит/с к широкополосным сетям с пропускными способностями трактов порядка десятков и сотен Гбит/с, Уже сегодня речь идет о необходимости обеспечивать пропускные способности магистральных сетей в диапазоне несколько Тбит/с, Требуемые пропускные способности систем передачи в транспортных сетях могут быть обеспечены на базе систем SDH-64 и технологии DWDM. Скорости передачи трактов в базовых сетях, равные нескольким сотням Гбит/с, становятся стандартными в системах дальней связи, что приводит к значительному уменьшению стоимости передачи информации в таких системах.

1.2.4. Конвергенция сетей, процессов и услуг

Эволюция сетевых технологий сопровождается экспоненциальным ростом числа телекоммуникационных служб. Еще недавно основные услуги были связаны с голосовыми приложениями, однако сегодня и, несомненно, в будущем будет возрастать роль мультимедийных интерактивных служб, что приведет к исчезновению различий между информационными и телекоммуникационными технологиями. Глобальные тренды, характерные для современных и будущих сетей, услуг и приложений, приводят к изменениям основных концепций, доминировавших в телекоммуникационной индустрии на протяжении многих лет. Перечислим основные технологические сдвиги, сопровождающие процесс эволюции в электросвязи: • от телефонов, персональных компьютеров и ТВ-приемников - к мультимедийным терминалам; • от специализированных сетей - к открытым и взаимодействующим сетям; • от специализированных услуг - к универсальным приложениям; • от речевого трафика - к трафику данных и мультимедийному трафику. Сегодня является бесспорным фактом то, что эволюция услуг в фиксированных сетях будет определяться активным развитием мультимедийных приложений в ближайшие пять - десять лет. Этот прогноз подтверждается анализом ряда движущих сил в информационном сообществе: • растущее применение бытовой электроники - телевизоров, видеомагнитофонов, видеоигр, CD-проигрывателей, персональных компьютеров и т.д.; • развитие информационных, коммерческих и развлекательных услуг; • быстрое распространение Интернет. На развитие Интернет будут влиять новые приложения, среди которых отметим, в первую очередь, системы Voice over IP (VoIP, Голос поверх IP), корпоративные информационные системы, электронные банковские операции, электронную коммерцию и др. Основой успешного развития мультимедийных интерактивных служб является предоставление адекватной полосы пропускания в сетях доступа и магистральных сетях. Рост полосы пропускания, характерный сегодня для стационарных сетей, в ближайшем будущем будет обязательным условием развития мобильных сетей связи, в которых основные приложения сегодня связаны с передачей речевого трафика. Сегодня не вызывает сомнений, что основополагающим процессом в электросвязи становится конвергенция. Термин «Конвергенция», часто применяемый при описании эволюционных процессов в различных областях науки и техники, в последние несколько лет стал широко использоваться в телекоммуникациях. В декабре 1997 г. в документах Европейской Комиссии, конвергенция была определена как возможность различных сетевых платформ обеспечивать практически одинаковый набор услуг или объединение оконечных устройств, таких, как телефон, персональный компьютер и ТВ- приемник, в форме единого терминала. Как правило, в телекоммуникациях рассматриваются три аспекта конвергенции - конвергенция услуг, конвергенция сетей и конвергенция терминалов. Под конвергенцией услуг/приложений, обеспечивающей новые расширенные функциональные возможности для пользователей, понимается доступность всех реализуемых в сети услуг для любых видов абонентов – фиксированных или мобильных. Конвергенция сетей означает переход к единой транспортной технологии, поддерживающей весь набор услуг. Конвергенция терминалов предполагает использовать один терминал, независимо от способа доступа к предлагаемым услугам. В результате структурных изменений в телекоммуникациях начинают исчезать различия между сетями общего пользования и корпоративными сетями, сетями передачи данных и телефонными сетями. Передача речи через IP-сети предоставляет широкие возможности для пользователей, готовых обменять качество на цену услуги. Кроме того, IP-телефония позволит корпоративным пользователям уменьшить затраты на связь при использовании сетей Интернет как основной транспортной среды для всех типов информации. Постепенное улучшение показателей качества будет увеличивать число пользователей IP-телефонии, и сети IP, первоначально используемые только для передачи данных, постепенно мигрируют к мультимедийным сетям на базе технологии Интернет. Такие сети будут поддерживать все виды трафика, включая и трафик реального времени и обеспечивая показатели качества обслуживания, сравнимые с аналогичными показателями для современных телефонных сетей. Основными направлениями конвергенции электросвязи в настоящее время являются: • в фиксированных сетях – передача голоса и видео на базе протокола IP (Voice over IP, IPTV); • в области мобильных сетей – конвергенция с фиксированными сетями на базе платформы IMS (Internet Multimedia Subsystem). Вопросы конвергенции сетей рассматриваются в третьей части данного учебника.

examination/kg/question371.txt · Последние изменения: 2015/03/26 12:43 — intro