eng
Все сети делятся на две основные группы: локальные (ЛС) и глобальные (ГлС). Описывать ЛС достаточно просто, учитывая проработанность вопроса в целом, наличие сетевой модели взаимодействия открытых систем (OSI) и то, что все технологии ЛС используют первые два уровня этой модели. С ГлС все сложнее. Во-первых, они не формализованы, хотя начало их развития – 1876 год (год изобретения телефона А.Беллом). Во-вторых, они не имеют общей модели, подобной OSI, и даже не имеют формального общепринятого определения. Это и побуждает дать такое определение и проследить, соответствует ли оно технологиям, которые мы относим к глобальным. Представленная статья – дискуссионная, что только подчеркивает важность поднятой в ней проблемы.
Зачем нужны определения?
Приступая к исследованию какого-то вопроса или проводя дискуссию на какую-то тему, мы должны быть уверены, что будем правильно поняты той аудиторией, для которой эти исследования/дискуссии ведутся и на реакцию которой мы рассчитываем. Это предполагает, прежде всего, использование одинаково понятных всем технических терминов, взятых из одного тезауруса. Раньше такой тезаурус формировался и пополнялся терминологическими ГОСТами, разрабатываемыми техническими специалистами под руководством Госстандарта СССР, но с его развалом таких ГОСТов просто не стало. В технике связи стали использовать либо английские кальки, либо не всегда удачные русские смысловые переводы. Попытки организации круглых столов (предпринятые, например, журналом "Вестник связи") для обсуждения терминологии сетей связи не смогли как-то повлиять на эту ситуацию.
Так, даже на вопрос: "Что такое глобальная сеть?", как ни странно, достаточно сложно найти однозначный ответ. В частности, специалисты Cisco Systems [1] определяют: "Глобальная сеть (Wide Area Network, WAN) – это сеть для передачи данных, которая охватывает относительно большую географическую область, где часто используются носители, предоставляемые общедоступными службами, например, телефонными компаниями. Обычно WAN-технологии функционируют на трех нижних уровнях модели OSI."
В этом базовом определении указаны такие черты ГлС, как характер трафика (данные); размер территории (большая область); среда передачи (ОВ/UTP для ТфОП); используемые уровни модели OSI (1–3). Это определение ГлС, на наш взгляд, неприемлемо по ряду причин:
ГлС не является сетью передачи данных (СПД), и переход ТфОП "к цифровой форме возник совсем не из потребностей … в улучшении услуг передачи данных" [2];
размер территории – лишь один из многих признаков, используемых для классификации сетей;
использование ОВ или UTP характерно как для ГлС, так и для ЛС, и не может быть отличительной чертой только ГлС;
модель OSI разрабатывалась для ЛС, а не для ГлС, и основные из них (PDH, SDH/SONET, WDM) используют только физический уровень OSI или имеют свои, например "фотонные", многоуровневые модели (SDH/SONET) [3–4], где единственный сопоставимый с физическим уровень называется фотонным (а остальные уровни просто несопоставимы).
Два других определения приведены в [5]:
а) "Глобальная сеть (GAN – Global Area Network) – территориально-распределенная сеть, охватывающая большую часть территории земного шара, построенная с использованием спутниковых и наземных линий связи";
б) "Глобальная сеть (WAN) – территориально-распределенная сеть, которая в отличие от локальных и кампусных сетей (LAN и CAN) не имеет единой сетевой архитектуры, а построена на основе коммутируемых или выделенных каналов существующих сетей. Такие сети … обеспечивают передачу разнотипного трафика, включающего телефон, факс, компьютерные данные, аудио-, конференц- и видеосвязь и т.п. Фактически сеть WAN предоставляет услуги трех нижних уровней модели OSI и … переносит данные из одной локальной сети в другую".
В этих определениях, если отрешиться от частностей, приведен только один явный отличительный признак – географическая протяженность (масштабность). В определениях указываются и другие признаки, такие как "передача данных из одной локальной сети в другую", "три нижних уровня модели OSI" и др., но все они вторичны по отношению к первому определению.
Другие известные специалисты по сетям фиксированной связи (ассоциируемым с ГлС) [6–10] или вообще не оперируют понятием ГлС [6, 8], или не определяют его, хотя все они пишут о ГлС. В это время специалисты по ЛС начинают так же легко и с тех же позиций описывать не только технологии ЛС, но и ГлС [1, 11]. Это и не удивительно, так как из приведенных определений, в частности, следует, что на основе технологий ЛС можно, при соответствующем масштабировании, построить сети ГлС. Но это – ошибочный вывод.
Технологии ГлС изначально создавались для сетей телефонии общего пользования (ТфОП), более чем 130-летнее развитие которых, включая переход к цифровым технологиям, лишь усилило их "глобальность". Хотя надо отметить, что сами специалисты ГлС редко используют этот термин. Одни из них отдают предпочтение старым понятиям: ГТС, СТС, ЗТС, МТС (городская, сельская, зоновая, междугородняя/международная телефонные сети) и выстраивают иерархию сетей, которую венчает ТфОП [8]. Другие выстраивают аналогичные, но более сложные иерархии с узлами входящих (УВС) и исходящих (УИС) сообщений [9–10]. Наконец, третьи [6–7] считают ГлС понятием само собой разумеющимся и концентрируют внимание на их архитектуре, что, безусловно, важно, но не решает задачу определения понятия ГлС.
Формулировка определения глобальной сети важна не только (и не столько) для задачи классификации сетей, сколько для формирования четкого набора критериев, которые отличают глобальные и локальные сети. Это особенно важно сегодня, когда при постоянных разговорах о взаимопроникновении (конвергенции) сетей зачастую происходит смешение понятий, и наблюдаются попытки совместить несовместимое.
Глобальные и локальные сети
Рассмотренная ситуация – это тупик, к которому мы приходим, пытаясь применить понятия, характерные для ЛС, для объяснения ГлС. Парадокс заложен уже в определении триады: LAN, MAN, WAN. Она давала классификацию сетей по размеру охватываемой территории: маленькая, средняя, большая. Но это отражало только факт масштабируемости сети и не больше!
Для выхода из тупика предлагаем альтернативное определение: ЛС – это сеть, которая использует технологии, удовлетворяющие признакам локальности (табл.1). Оно означает, что сеть (независимо от класса: LAN, MAN, WAN или GAN) может быть названа локальной, если на ней используется локальная технология. Это определение допускает масштабирование сети ЛС по размеру охватываемой территории, т.е. MAN, WAN и GAN могут быть вариантами ЛС.
Масштабируемость зависит от среды передачи, что ясно из анализа таких технологий ЛС, как Token Ring (TR) и FDDI. Размеры используемых ими колец могут быть десятки метров, если использовать витую пару, или километры и сотни километров, если использовать волоконно-оптический кабель (ВОК).
Масштабируемость определяется и технологией. В Ethernet она зависела от времени прохождения сигнала коллизии [1, 11] из конца в конец сети, использующей коаксиальный кабель, который и определял полудуплексный режим работы. Отказ от коаксиального кабеля в процессе развития технологии [12] привел к увеличению длины сегмента сети вплоть до 40 км (ВОК с одномодовым оптоволокном (ОМ ОВ).
Ограничения на масштабируемость отсутствуют и при использовании технологии IP в ЛС. В этом смысле ответ на вопрос: "Что такое Интернет?" звучит так: "Это ЛС глобального/планетарного масштаба". Такую сеть можно было бы назвать ГлС с технологией ЛС.
Можно привести и аналогичные примеры масштабируемости ГлС типа SDH и WDM. Размеры сетей на основе этих технологий поистине глобальны, так как только одна секция этих сетей может без регенерации покрыть расстояние 600/640 км [13]. Но можно "собрать" сеть SDH/WDM из трех узлов для организации обмена трафиком трех операторов, установив мультиплексоры в одном зале общей АМТС, тогда длина сети может не превышать 10 м. Такую сеть можно было бы назвать ЛС с технологией ГлС.
Все это говорит о том, что пользоваться категориями, разработанными специалистами ЛС для классификации сетей по одному только признаку – размеру охватываемой территории, для определения сетей, использующих глобальные технологии, нельзя. Как же быть? Очень просто: определять сеть, опираясь на набор признаков (см. табл.1). Глобальная сеть – это сеть, которая использует технологии, удовлетворяющие признакам глобальности.
Таким образом, мы перенесли центр тяжести классификации на технологии, разбив их на два класса: локальные и глобальные, учитывая исторически сложившееся представление о них. Глобальные технологии – это, прежде всего, технологии, используемые на ТфОП и связанные с сетями передачи голоса.
Что же дали новые определения? Они позволили уйти от стереотипа "LAN, MAN, WAN" и конкретизировать набор признаков, убрав, как дезориентирующий, признак – размер охватываемой территории. Эти альтернативные (непересекающиеся) признаки позволяют четко определить, является ли рассматриваемая технология локальной или глобальной. Рассмотрим кратко, на чем был основан наш выбор (см. табл.1).
Предварительное установление соединения. В ГлС для передачи сообщения от узла А до узла Б требуется осуществить коммутацию отдельных звеньев сети для формирования непрерывной физической цепи между ними – это предварительное условие для всех ГлС, работающих на сетях фиксированной связи с коммутацией цепей (ТфОП – тому яркий пример). Если же эти технологии работают на сетях с коммутацией пакетов, то и тогда требуется предварительное установление непрерывного виртуального соединения (VC) между этими узлами, что исключает последующие процедуры маршрутизации (именно это и происходит в сетях ГлС с коммутацией пакетов: X.25, Frame Relay (FR) и ATM).
Для ЛС все узлы внутри сети заранее соединены шиной (Ethernet) или кольцом (TR, FDDI), а между собой отдельные ЛС соединены мостами, коммутаторами или маршрутизаторами (IP); в этих условиях предварительное соединение узлов А и Б не требуется, а устанавливается лишь маршрут следования пакетов. Такая сеть представляется в виде "облака-моря", по которому и посылают "плыть" пакет (дейтаграмму). Доплывет он или нет до отправителя – в общем случае не играет роли; такие сети называются дейтаграммными.
Синхронная или асинхронная передача. Все цифровые ГлС используют синхронную передачу, т.е. требуют тактовой синхронизации (даже если их название: режим асинхронной передачи – АТМ). Все ЛС – асинхронные (старт-стопные), они не требуют синхронизации и передают только асинхронные потоки данных (например, с ПК). Эти потоки могут передавать и ГлС, но только после того, как их преобразуют в синхронные потоки с помощью специальных устройств (например, PAD в Х.25 или FRAD в FR).
Поддержка специального типа адресации (E.164 или X.121), характерного для ТфОП, – отличительная черта всех ГлС. Отсутствие этого признака у технологии ATM не позволяло сначала называть ее глобальной, и было приложено немало усилий, чтобы она могла поддерживать адресацию E.164 [3].
Для ЛС характерны два типа адресации: физическая (MAC) и логическая (IP), которые не поддерживаются в ГлС. При использовании так называемой IP-телефонии это также было основным препятствием, для преодоления которого пришлось разрабатывать специальные сетевые шлюзы и "менеджеры" шлюзов ("привратники"), которые могли бы ими управлять, чтобы транслировать/преобразовывать адреса между ГлС и ЛС.
Модель технологии должна иметь выход на физический уровень ТфОП. Известно [7], что модели всех ГлС могут быть или одноуровневыми, или многоуровневыми, но и в том, и в другом случае физический уровень модели должен совпадать с физическим уровнем ТфОП или иметь выход на него (он может быть электрическим или фотонным [3, 4]).
Модели всех ЛС тоже имеют физический уровень (вспомним модель OSI), но этот уровень (пусть даже очень сложный, как у 10Gigabit Ethernet [12]) функционально не совпадает с физическим уровнем ТфОП. Чтобы на него выйти, требуются глобальные технологии-переносчики, такие как PDH, SDH/SONET, WDM, которые позволяют или инкапсулировать пакеты ЛС в их полезную нагрузку (PDH, SDH), или промодулировать сигналом технологии ЛС (например, сигналом IP) несущую WDM.
Классификация глобальных технологий
Для классификации глобальных технологий (см. рис.) прежде всего нужно очертить круг технологий, которые могут быть (иногда с оговорками) названы глобальными. Затем – проследить их развитие и преемственность. И, наконец, показать, что все они удовлетворяют признакам глобальности (табл.1).
Все глобальные технологии делятся на две группы. Одни используют коммутацию цепей, другие – пакетов. В отечественной литературе вместо "коммутации цепей" чаще используют термин "коммутация каналов", что не одно и то же и не совсем точно, так как канал на скоммутированной цепи еще нужно создать, используя каналообразующее оборудование. В этом смысле английский вариант "circuit switching" (коммутация цепей) более точен, и мы будем его придерживаться.
Говоря о коммутации пакетов, мы рассматриваем термин "пакет" как обобщенное понятие. Фактически это может быть: "сообщение", "фрейм", "кадр", "ячейка" и "блок". Пакет – это блок данных, имеющий стандартный вид: заголовок (H), поле полезной нагрузки (PL) и хвостовик (T).
К технологиям с коммутацией цепей мы относим такие глобальные технологии, как ISDN, ИКМ/PDH, SONET/SDH и WDM, а к глобальным технологиям с коммутацией пакетов – АТМ, FR, IP и X.25.
Итак, все глобальные технологии используют синхронную передачу и требуют синхронизации. Однако пакетные технологии (см. правую часть рисунка) могут работать как с синхронными, так и асинхронными потоками. Для этого применяются специальные устройства, позволяющие преобразовать асинхронный поток в синхронный (например, PAD и FRAD в X.25 и FR), или используется режим асинхронной загрузки ячеек при общей синхронной передаче, как в АТМ.
Физическое соединение (цепь), сформированное при установлении соединения, может сохраняться или неопределенно долго (выделенная линия связи), или только на время сеанса связи, а затем разрывается, освобождая сеть для использования другими клиентами. Если формируется виртуальное соединение, то используются два аналогичных режима: PVC – постоянная виртуальная цепь (аналогичная выделенной линии) и SVC – коммутируемая виртуальная цепь (аналогичная линии, коммутируемой на время сеанса связи).
Основные характеристики
глобальных технологий
Цифровые глобальные технологии впервые стали использоваться с 1962 года [3], когда компания Bell System (США) ввела в действие линию ИКМ с потоком T1, полученным мультиплексированием 24 каналов DS0 (64 кбит/с). Агрегатный поток этой линии стал известен впоследствии как канал DS1 (T1) [4], его скорость – 1544 кбит/с.
Канал Т1 положил начало американской версии плезиохронной цифровой иерархии – ПЦИ (PDH). На его основе (путем удвоения числа основных цифровых каналов ОЦК или DS0) был сформирован сначала поток DS1C (3 Мбит/с); затем DS2 (6 Мбит/с), известный как Т2, и DS3 (45 Мбит/с), известный как Т3. Потом появились Т3С и Т4 [4]. Скорость передачи при этом была доведена до 274–432 кбит/с. Каналы Т1, Т2 и Т3 составили основу Американской системы (АС) PDH.
В Европе на базе ИКМ был разработан первичный цифровой поток Е1, полученный мультиплексированием 32 каналов ОЦК (скорость 2048 кбит/с). Он послужил основой для Европейской системы (ЕС) PDH (Е1, Е2, Е3 и Е4 – 2, 8, 34, 140 Мбит/с).
Иерархии АС и ЕС использовались другими странами мира, кроме Японии, которая сначала ориентировалась на каналы Т1 и Т2, но потом разработала собственный вариант – Японскую систему (ЯС) PDH (T1, T2, JDS3 и JDS4 – 1,5; 6; 32 и 97 Мбит/с). Все версии PDH были узаконены ITU-T (МСЭ) в 1984 году.
Глобальные технологии
с коммутацией цепей
Технологии ИКМ и PDH были основными технологиями цифровых ГлС с коммутацией цепей до 1988 года, когда был принят стандарт синхронной цифровой иерархии (SDH). Их основные характеристики даны в табл.2.
Из табл.2 видно, что не все скорости были стандартизованы ITU-T (G.702), а для работы в ГлС (ТфОП) нужна была система кросс-мультиплексирования (для перехода из одной иерархии в другую), позволяющая организовать сквозной телефонный канал, проходящий через границы регионов с разными системами иерархии PDH.
Технология SONET/SDH
Системы ИКМ, благодаря мультиплексированию и формированию иерархии PDH, позволили увеличить скорость передачи в стандартном агрегатном канале до 140 Мбит/с (E4). Для устранения недостатков технологии PDH и исключения системы кросс-мультиплексирования, а также увеличения скорости передачи в США и Европе были разработаны технологии синхронной оптической сети (SONET в США) и синхронной цифровой иерархии (SDH в Европе) [3]. Они затем были объединены в одну технологию SONET/SDH [3, 13]. Ее развитие продолжается до сих пор. Однако сервис, предоставляемый с помощью этих технологий, все еще определяется возможностями ОЦК (64 кбит/с).
Технология ISDN
Для расширения сервисных возможностей и передачи не только голоса, но данных и видео, реализуемых в рамках одной технологии, на рубеже 1976–1980 годов стала разрабатываться новая технология цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN) [1]. В ее рамках было предложено использовать новый тип канала – канал ISDN. Он состоял из двух каналов ОЦК, несущих информацию (2B), и одного управляющего канала (D=16 кбит/с), требуя скорости передачи 144 кбит/с (а с учетом линейного кодирования – 160 кбит/с). Этот канал позволил организовать видеотелефонную связь или конференц- и видеосвязь. При последующем развитии формат ISDN был расширен до 23B+D (США) и 30B+D (Европа), получив название "широкополосная ISDN" (B-ISDN). Она требовала скорости передачи 1980 кбит/с (D=64 кбит/с).
При развитии ISDN были разработаны новые подходы и протоколы, которые способствовали появлению и развитию новых глобальных технологий, основанных на коммутации пакетов, таких как технология ретрансляции кадров, или Frame Relay, и технология режима асинхронной передачи ATM.
Технология WDM
Технология SONET/SDH в середине 1990-х годов столкнулась с проблемой роста затухания при повышении скорости передачи с 2,5 до 10 Гбит/с, вызванной поляризационной модовой дисперсией (PMD) [13]. В результате этих трудностей стали использовать в одном ОВ не одну, а несколько несущих. Это было реализовано с помощью технологии мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) [14]. Эта технология позволяет n-кратно увеличить агрегатный поток. Эта кратность максимально может достигать 320 при скорости передачи на одной несущей до 10 Гбит/с, что эквивалентно потоку 320×483840=154 828 800 ОЦК. Однако на практике число каналов в системах WDM сегодня не превышает 40–96 [14]. WDM может передавать без перестройки любые потоки, сформированные с помощью ЛС или ГлС: Ethernet, IP, X.25, FR, ATM, PDH и SDH. Для этого достаточно иметь нужный интерфейсный блок в приемопередатчике.
Глобальные технологии
с коммутацией пакетов
Технология Х.25. Первой глобальной технологией с коммутацией пакетов стала технология X.25 [15]. Она была специально разработана для сетей передачи данных (СПД) [15] и использовала модемный принцип передачи, реализованный сначала на скоростях до 64, а затем до 2048 кбит/с с помощью синхронных модемов, работающих по протоколу X.25. Ее успех и живучесть (на сетях РФ она работает и сегодня) определяются высокой надежностью передачи благодаря использованию процедуры обнаружения и коррекции ошибок типа ARQ. Сети пакетной коммутации Х.25 были рассчитаны на использование как коммутируемых (SVC), так и выделенных (PVC) линий в ТфОП с высоким уровнем битовых ошибок (BER).
Технология Frame Relay (FR). При использовании оптического волокна в качестве среды передачи уровень ошибок существенно уменьшился. На смену Х.25 пришла технология FR, при которой скорость передачи составила 2, а потом и 45/52 Мбит/с. Технология FR использовала новые подходы и протоколы, разработанные при развитии технологии ISDN: концепцию D-канала и протокол LAPD [1], хотя она базировалась и сохраняла преемственность технологии Х.25. Одна ее версия (европейская) отдает приоритет SVC, базируется на стандартах ITU-T и берет свое начало в рекомендации I.122 (1988). Другая (американская) – отдает приоритет PVC, базируется на стандартах ANSI и берет свое начало в рекомендации ANSI T1S1/88 2242. Обе рекомендации используют протокол LAPF (подмножество протокола LAPD).
Недостатком первых глобальных технологий с коммутацией пакетов была не только низкая скорость, но и их ориентация на передачу синхронных данных. Он был преодолен благодаря разработке специальных устройств сборки-разборки пакетов (СРП или PAD) для X.25 и устройств доступа в сеть FR (FRAD) для FR. Другим недостатком была невозможность передачи голоса. Этот недостаток был преодолен только для FR, для которой Форумом FR (FRF) было разработано расширение VoFR, позволяющее передавать голос по сетям FR.
Технология АТМ. Преодолеть ограниченные возможности передачи интегрированного сервиса, как это делала технология ISDN, позволила новая глобальная технология с коммутацией пакетов – ATM (режим асинхронной передачи). Ее развитие также началось в рамках разработки технологии ISDN. ATM была нацелена на предоставление любых типов сервиса: голоса, данных, видео и мультимедиа, а также на передачу синхронных и асинхронных потоков между любыми пользователями, в том числе и между узлами ЛС и ГлС (используя процедуру эмуляции ЛС – LANE).
Сначала эта технология ориентировалась на скорости PDH: (45 и 140 Мбит/с) и SDH, а затем Форум АТМ разработал интерфейсы для других скоростей: 2, 10, 34, 100 Мбит/с и 1, 10 Гбит/с, что давало ATM возможность взаимодействовать с технологиями Ethernet, цFR, IP, PDH, SDH и TR. Кроме того, АТМ могла гарантировать качество обслуживания (QoS) новой в то время концепции, знаменующей собой начало перехода к сетям новой генерации (NGN).
Технологию АТМ постигла фактически та же участь, что и ISDN. Из-за желания объять все, дойти до каждого ПК и любого клиента, АТМ слишком долго совершенствовалась, но так и не стала той единственной и универсальной мультисервисной технологией, на роль которой она претендовала. В то же время исходно ей были присущи такие недостатки, как отсутствие поддержки нужного типа адресации (E.164) и отсутствие физического уровня, совместимого с ТфОП, что не позволяло считать ее полноценной глобальной технологией. При ее дальнейшем развитии первый недостаток был преодолен, а второй – нет, что оставило технологии АТМ три альтернативы:
довольствоваться ролью технологии, используемой в локальных или корпоративных сетях;
использовать (как и раньше) инкапсуляцию в полезную нагрузку SDH для передачи по сети ТфОП;
использовать ATM-интерфейс для транспондера WDM-технологии, которая могла предоставить ей физический уровень, нужный для передачи трафика по сети ТфОП.
Учитывая последние возможности, можно говорить, что ATM обладает свойствами глобальных технологий.
Технология IP
Протокол IP, в том виде, как он используется сейчас, появился в 1981 году. Можно сказать, что до начала 90-х годов прошлого столетия IP-технология не рассматривалась как транспортная технология ЛС и корпоративных сетей, а тем более как технология ГлС.
Попытки IP выйти на простор ГлС столкнулись с необходимостью использования физического уровня сетей ТфОП и принятой в них системы адресации E.164. Сначала эти попытки свелись к разработке технологий инкапсуляции протокола IP в полезную нагрузку SONET/SDH для последующей передачи IP-трафика по сети ТфОП. Так появились технологии IPoSONET и IPoSDH. Затем (1995) была реализована технология передачи голоса в сетях IP (VoIP).
Системы VoIP используют специальные протоколы управления сеансами связи (например, IETF SIP, ITU-T H.343) для установления вызовов, а также стандартные кодеки, которые кодируют речь, позволяя передавать голосовой поток по IP-сети. На уровне концепции было легко сделать шаг к разработке технологии IPT, но для реализации этого шага на практике потребовалось приложить немало усилий как в плане сопряжения сети Интернет и ТфОП, так и при внедрении этих решений в практику операторов сетей ТфОП.
Однако IPT отражает лишь один, хотя и важный, аспект использования IP-сетей, которые сейчас применяются для передачи данных, конференц- и видеосвязи и полноценного видео (IPTV). С разработкой VoIP сеть IP получила возможность реализации услуги "triple play" – совместной передачи голоса, данных и видео.
Важной вехой становления IPT можно считать 1995 год, когда компания VocalTec опубликовала свое первое коммерческое ПО, послужившее основой IPT. С этого момента IP-технология уже могла рассматриваться как технология-претендент на интегрированное обслуживание (голос-данные-видео) в ЛС и корпоративных сетях [16]. С появлением IPT (VoIP) создавалось впечатление, что эта технология может быстро стать глобальной по примеру технологии ATM. Однако не все было так просто.
В 1996 году поддержку в становлении глобальных IP-сетей оказал ITU-T, выпустив первую версию рекомендации H.323, в которой рассматривался протокол, разработанный для поддержки передачи голоса и, опционально, данных и конференц- и видеосвязи. Затем в 1997 году появились первые разработки программных коммутаторов (softswitch), призванных обеспечить конвертирование сетевых адресов (E.164–IP) и взаимодействие IP-сетей с сетью ТфОП.
Другой протокол SIP того же назначения, что и H.323, был предложен в 1999 году рабочей группой IETF (RFC 2543 заменен в 2002 году на RFC 3261). Его развитие привело к созданию первых IP (или SIP) PBX (Asterisk) Однако прошло еще несколько лет, прежде чем началось коммерческое использование сервиса VoIP (2004). С этого момента можно считать, что IP состоялась, как технология ГлС.
Подводя итог, можно кратко охарактеризовать глобальные технологии так, как показано в табл.3.
Литература
1. Руководство по технологиям объединенных сетей. 3-е изд. (Cisco Systems). – М.: Вильямс, 2002..
2. Дж.Беллами. Цифровая телефония. 3-е изд. – М.: Эко-Трэндз, 2004.
3. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. 2-е изд., исправ. – М.: Радио и связь, 2003.
4. Uyless Black., Sharleen Waters. SONET & T1: Architectures for Digital Transport Networks. – Prentice Hall, 1997.
5. Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. – М.: МЦНТИ, 2002.
6. Концепция развития связи Российской федерации. – М.: Радио и связь, 1995.
7. SDH & WDM Network Planning. SDH Networking. ETL/H-99:0588 Rev. A. – Ericsson, 1999.
8. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации. – С.-Пб.: BHV, 2003.
9. Берлин А.Н. Коммутация в системах и сетях связи. – М.: Эко-Трендз, 2006.
10. Цифровые системы коммутации для ГТС. Под ред. В.Г.Карташевского и А.В.Рослякова. – М.: Эко-Трендз, 2008.
11. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. 2-е изд. – М., С.-Пб.: Питер, 2005.
12. Слепов Н. 10-гигабитный Ethernet: сегодня и завтра. – Первая миля, 2007, №1, с.10–18.
13. Волоконно-оптическая техника: Современное состояние и перспективы. / Под ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н., 2-е изд. перераб. и доп. – М.: АО "ВОТ", 2005.
14. Слепов Н.Н. О современной технологии WDM и не только. – Фотон-Экспресс, 2007, №1, с. 8–16.
15. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. – М.: Мир, 1990.
16. Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В., Суховицкий А.Л. IP-телефония. – М.: Радио и связь, 2001.
Приступая к исследованию какого-то вопроса или проводя дискуссию на какую-то тему, мы должны быть уверены, что будем правильно поняты той аудиторией, для которой эти исследования/дискуссии ведутся и на реакцию которой мы рассчитываем. Это предполагает, прежде всего, использование одинаково понятных всем технических терминов, взятых из одного тезауруса. Раньше такой тезаурус формировался и пополнялся терминологическими ГОСТами, разрабатываемыми техническими специалистами под руководством Госстандарта СССР, но с его развалом таких ГОСТов просто не стало. В технике связи стали использовать либо английские кальки, либо не всегда удачные русские смысловые переводы. Попытки организации круглых столов (предпринятые, например, журналом "Вестник связи") для обсуждения терминологии сетей связи не смогли как-то повлиять на эту ситуацию.
Так, даже на вопрос: "Что такое глобальная сеть?", как ни странно, достаточно сложно найти однозначный ответ. В частности, специалисты Cisco Systems [1] определяют: "Глобальная сеть (Wide Area Network, WAN) – это сеть для передачи данных, которая охватывает относительно большую географическую область, где часто используются носители, предоставляемые общедоступными службами, например, телефонными компаниями. Обычно WAN-технологии функционируют на трех нижних уровнях модели OSI."
В этом базовом определении указаны такие черты ГлС, как характер трафика (данные); размер территории (большая область); среда передачи (ОВ/UTP для ТфОП); используемые уровни модели OSI (1–3). Это определение ГлС, на наш взгляд, неприемлемо по ряду причин:
ГлС не является сетью передачи данных (СПД), и переход ТфОП "к цифровой форме возник совсем не из потребностей … в улучшении услуг передачи данных" [2];
размер территории – лишь один из многих признаков, используемых для классификации сетей;
использование ОВ или UTP характерно как для ГлС, так и для ЛС, и не может быть отличительной чертой только ГлС;
модель OSI разрабатывалась для ЛС, а не для ГлС, и основные из них (PDH, SDH/SONET, WDM) используют только физический уровень OSI или имеют свои, например "фотонные", многоуровневые модели (SDH/SONET) [3–4], где единственный сопоставимый с физическим уровень называется фотонным (а остальные уровни просто несопоставимы).
Два других определения приведены в [5]:
а) "Глобальная сеть (GAN – Global Area Network) – территориально-распределенная сеть, охватывающая большую часть территории земного шара, построенная с использованием спутниковых и наземных линий связи";
б) "Глобальная сеть (WAN) – территориально-распределенная сеть, которая в отличие от локальных и кампусных сетей (LAN и CAN) не имеет единой сетевой архитектуры, а построена на основе коммутируемых или выделенных каналов существующих сетей. Такие сети … обеспечивают передачу разнотипного трафика, включающего телефон, факс, компьютерные данные, аудио-, конференц- и видеосвязь и т.п. Фактически сеть WAN предоставляет услуги трех нижних уровней модели OSI и … переносит данные из одной локальной сети в другую".
В этих определениях, если отрешиться от частностей, приведен только один явный отличительный признак – географическая протяженность (масштабность). В определениях указываются и другие признаки, такие как "передача данных из одной локальной сети в другую", "три нижних уровня модели OSI" и др., но все они вторичны по отношению к первому определению.
Другие известные специалисты по сетям фиксированной связи (ассоциируемым с ГлС) [6–10] или вообще не оперируют понятием ГлС [6, 8], или не определяют его, хотя все они пишут о ГлС. В это время специалисты по ЛС начинают так же легко и с тех же позиций описывать не только технологии ЛС, но и ГлС [1, 11]. Это и не удивительно, так как из приведенных определений, в частности, следует, что на основе технологий ЛС можно, при соответствующем масштабировании, построить сети ГлС. Но это – ошибочный вывод.
Технологии ГлС изначально создавались для сетей телефонии общего пользования (ТфОП), более чем 130-летнее развитие которых, включая переход к цифровым технологиям, лишь усилило их "глобальность". Хотя надо отметить, что сами специалисты ГлС редко используют этот термин. Одни из них отдают предпочтение старым понятиям: ГТС, СТС, ЗТС, МТС (городская, сельская, зоновая, междугородняя/международная телефонные сети) и выстраивают иерархию сетей, которую венчает ТфОП [8]. Другие выстраивают аналогичные, но более сложные иерархии с узлами входящих (УВС) и исходящих (УИС) сообщений [9–10]. Наконец, третьи [6–7] считают ГлС понятием само собой разумеющимся и концентрируют внимание на их архитектуре, что, безусловно, важно, но не решает задачу определения понятия ГлС.
Формулировка определения глобальной сети важна не только (и не столько) для задачи классификации сетей, сколько для формирования четкого набора критериев, которые отличают глобальные и локальные сети. Это особенно важно сегодня, когда при постоянных разговорах о взаимопроникновении (конвергенции) сетей зачастую происходит смешение понятий, и наблюдаются попытки совместить несовместимое.
Глобальные и локальные сети
Рассмотренная ситуация – это тупик, к которому мы приходим, пытаясь применить понятия, характерные для ЛС, для объяснения ГлС. Парадокс заложен уже в определении триады: LAN, MAN, WAN. Она давала классификацию сетей по размеру охватываемой территории: маленькая, средняя, большая. Но это отражало только факт масштабируемости сети и не больше!
Для выхода из тупика предлагаем альтернативное определение: ЛС – это сеть, которая использует технологии, удовлетворяющие признакам локальности (табл.1). Оно означает, что сеть (независимо от класса: LAN, MAN, WAN или GAN) может быть названа локальной, если на ней используется локальная технология. Это определение допускает масштабирование сети ЛС по размеру охватываемой территории, т.е. MAN, WAN и GAN могут быть вариантами ЛС.
Масштабируемость зависит от среды передачи, что ясно из анализа таких технологий ЛС, как Token Ring (TR) и FDDI. Размеры используемых ими колец могут быть десятки метров, если использовать витую пару, или километры и сотни километров, если использовать волоконно-оптический кабель (ВОК).
Масштабируемость определяется и технологией. В Ethernet она зависела от времени прохождения сигнала коллизии [1, 11] из конца в конец сети, использующей коаксиальный кабель, который и определял полудуплексный режим работы. Отказ от коаксиального кабеля в процессе развития технологии [12] привел к увеличению длины сегмента сети вплоть до 40 км (ВОК с одномодовым оптоволокном (ОМ ОВ).
Ограничения на масштабируемость отсутствуют и при использовании технологии IP в ЛС. В этом смысле ответ на вопрос: "Что такое Интернет?" звучит так: "Это ЛС глобального/планетарного масштаба". Такую сеть можно было бы назвать ГлС с технологией ЛС.
Можно привести и аналогичные примеры масштабируемости ГлС типа SDH и WDM. Размеры сетей на основе этих технологий поистине глобальны, так как только одна секция этих сетей может без регенерации покрыть расстояние 600/640 км [13]. Но можно "собрать" сеть SDH/WDM из трех узлов для организации обмена трафиком трех операторов, установив мультиплексоры в одном зале общей АМТС, тогда длина сети может не превышать 10 м. Такую сеть можно было бы назвать ЛС с технологией ГлС.
Все это говорит о том, что пользоваться категориями, разработанными специалистами ЛС для классификации сетей по одному только признаку – размеру охватываемой территории, для определения сетей, использующих глобальные технологии, нельзя. Как же быть? Очень просто: определять сеть, опираясь на набор признаков (см. табл.1). Глобальная сеть – это сеть, которая использует технологии, удовлетворяющие признакам глобальности.
Таким образом, мы перенесли центр тяжести классификации на технологии, разбив их на два класса: локальные и глобальные, учитывая исторически сложившееся представление о них. Глобальные технологии – это, прежде всего, технологии, используемые на ТфОП и связанные с сетями передачи голоса.
Что же дали новые определения? Они позволили уйти от стереотипа "LAN, MAN, WAN" и конкретизировать набор признаков, убрав, как дезориентирующий, признак – размер охватываемой территории. Эти альтернативные (непересекающиеся) признаки позволяют четко определить, является ли рассматриваемая технология локальной или глобальной. Рассмотрим кратко, на чем был основан наш выбор (см. табл.1).
Предварительное установление соединения. В ГлС для передачи сообщения от узла А до узла Б требуется осуществить коммутацию отдельных звеньев сети для формирования непрерывной физической цепи между ними – это предварительное условие для всех ГлС, работающих на сетях фиксированной связи с коммутацией цепей (ТфОП – тому яркий пример). Если же эти технологии работают на сетях с коммутацией пакетов, то и тогда требуется предварительное установление непрерывного виртуального соединения (VC) между этими узлами, что исключает последующие процедуры маршрутизации (именно это и происходит в сетях ГлС с коммутацией пакетов: X.25, Frame Relay (FR) и ATM).
Для ЛС все узлы внутри сети заранее соединены шиной (Ethernet) или кольцом (TR, FDDI), а между собой отдельные ЛС соединены мостами, коммутаторами или маршрутизаторами (IP); в этих условиях предварительное соединение узлов А и Б не требуется, а устанавливается лишь маршрут следования пакетов. Такая сеть представляется в виде "облака-моря", по которому и посылают "плыть" пакет (дейтаграмму). Доплывет он или нет до отправителя – в общем случае не играет роли; такие сети называются дейтаграммными.
Синхронная или асинхронная передача. Все цифровые ГлС используют синхронную передачу, т.е. требуют тактовой синхронизации (даже если их название: режим асинхронной передачи – АТМ). Все ЛС – асинхронные (старт-стопные), они не требуют синхронизации и передают только асинхронные потоки данных (например, с ПК). Эти потоки могут передавать и ГлС, но только после того, как их преобразуют в синхронные потоки с помощью специальных устройств (например, PAD в Х.25 или FRAD в FR).
Поддержка специального типа адресации (E.164 или X.121), характерного для ТфОП, – отличительная черта всех ГлС. Отсутствие этого признака у технологии ATM не позволяло сначала называть ее глобальной, и было приложено немало усилий, чтобы она могла поддерживать адресацию E.164 [3].
Для ЛС характерны два типа адресации: физическая (MAC) и логическая (IP), которые не поддерживаются в ГлС. При использовании так называемой IP-телефонии это также было основным препятствием, для преодоления которого пришлось разрабатывать специальные сетевые шлюзы и "менеджеры" шлюзов ("привратники"), которые могли бы ими управлять, чтобы транслировать/преобразовывать адреса между ГлС и ЛС.
Модель технологии должна иметь выход на физический уровень ТфОП. Известно [7], что модели всех ГлС могут быть или одноуровневыми, или многоуровневыми, но и в том, и в другом случае физический уровень модели должен совпадать с физическим уровнем ТфОП или иметь выход на него (он может быть электрическим или фотонным [3, 4]).
Модели всех ЛС тоже имеют физический уровень (вспомним модель OSI), но этот уровень (пусть даже очень сложный, как у 10Gigabit Ethernet [12]) функционально не совпадает с физическим уровнем ТфОП. Чтобы на него выйти, требуются глобальные технологии-переносчики, такие как PDH, SDH/SONET, WDM, которые позволяют или инкапсулировать пакеты ЛС в их полезную нагрузку (PDH, SDH), или промодулировать сигналом технологии ЛС (например, сигналом IP) несущую WDM.
Классификация глобальных технологий
Для классификации глобальных технологий (см. рис.) прежде всего нужно очертить круг технологий, которые могут быть (иногда с оговорками) названы глобальными. Затем – проследить их развитие и преемственность. И, наконец, показать, что все они удовлетворяют признакам глобальности (табл.1).
Все глобальные технологии делятся на две группы. Одни используют коммутацию цепей, другие – пакетов. В отечественной литературе вместо "коммутации цепей" чаще используют термин "коммутация каналов", что не одно и то же и не совсем точно, так как канал на скоммутированной цепи еще нужно создать, используя каналообразующее оборудование. В этом смысле английский вариант "circuit switching" (коммутация цепей) более точен, и мы будем его придерживаться.
Говоря о коммутации пакетов, мы рассматриваем термин "пакет" как обобщенное понятие. Фактически это может быть: "сообщение", "фрейм", "кадр", "ячейка" и "блок". Пакет – это блок данных, имеющий стандартный вид: заголовок (H), поле полезной нагрузки (PL) и хвостовик (T).
К технологиям с коммутацией цепей мы относим такие глобальные технологии, как ISDN, ИКМ/PDH, SONET/SDH и WDM, а к глобальным технологиям с коммутацией пакетов – АТМ, FR, IP и X.25.
Итак, все глобальные технологии используют синхронную передачу и требуют синхронизации. Однако пакетные технологии (см. правую часть рисунка) могут работать как с синхронными, так и асинхронными потоками. Для этого применяются специальные устройства, позволяющие преобразовать асинхронный поток в синхронный (например, PAD и FRAD в X.25 и FR), или используется режим асинхронной загрузки ячеек при общей синхронной передаче, как в АТМ.
Физическое соединение (цепь), сформированное при установлении соединения, может сохраняться или неопределенно долго (выделенная линия связи), или только на время сеанса связи, а затем разрывается, освобождая сеть для использования другими клиентами. Если формируется виртуальное соединение, то используются два аналогичных режима: PVC – постоянная виртуальная цепь (аналогичная выделенной линии) и SVC – коммутируемая виртуальная цепь (аналогичная линии, коммутируемой на время сеанса связи).
Основные характеристики
глобальных технологий
Цифровые глобальные технологии впервые стали использоваться с 1962 года [3], когда компания Bell System (США) ввела в действие линию ИКМ с потоком T1, полученным мультиплексированием 24 каналов DS0 (64 кбит/с). Агрегатный поток этой линии стал известен впоследствии как канал DS1 (T1) [4], его скорость – 1544 кбит/с.
Канал Т1 положил начало американской версии плезиохронной цифровой иерархии – ПЦИ (PDH). На его основе (путем удвоения числа основных цифровых каналов ОЦК или DS0) был сформирован сначала поток DS1C (3 Мбит/с); затем DS2 (6 Мбит/с), известный как Т2, и DS3 (45 Мбит/с), известный как Т3. Потом появились Т3С и Т4 [4]. Скорость передачи при этом была доведена до 274–432 кбит/с. Каналы Т1, Т2 и Т3 составили основу Американской системы (АС) PDH.
В Европе на базе ИКМ был разработан первичный цифровой поток Е1, полученный мультиплексированием 32 каналов ОЦК (скорость 2048 кбит/с). Он послужил основой для Европейской системы (ЕС) PDH (Е1, Е2, Е3 и Е4 – 2, 8, 34, 140 Мбит/с).
Иерархии АС и ЕС использовались другими странами мира, кроме Японии, которая сначала ориентировалась на каналы Т1 и Т2, но потом разработала собственный вариант – Японскую систему (ЯС) PDH (T1, T2, JDS3 и JDS4 – 1,5; 6; 32 и 97 Мбит/с). Все версии PDH были узаконены ITU-T (МСЭ) в 1984 году.
Глобальные технологии
с коммутацией цепей
Технологии ИКМ и PDH были основными технологиями цифровых ГлС с коммутацией цепей до 1988 года, когда был принят стандарт синхронной цифровой иерархии (SDH). Их основные характеристики даны в табл.2.
Из табл.2 видно, что не все скорости были стандартизованы ITU-T (G.702), а для работы в ГлС (ТфОП) нужна была система кросс-мультиплексирования (для перехода из одной иерархии в другую), позволяющая организовать сквозной телефонный канал, проходящий через границы регионов с разными системами иерархии PDH.
Технология SONET/SDH
Системы ИКМ, благодаря мультиплексированию и формированию иерархии PDH, позволили увеличить скорость передачи в стандартном агрегатном канале до 140 Мбит/с (E4). Для устранения недостатков технологии PDH и исключения системы кросс-мультиплексирования, а также увеличения скорости передачи в США и Европе были разработаны технологии синхронной оптической сети (SONET в США) и синхронной цифровой иерархии (SDH в Европе) [3]. Они затем были объединены в одну технологию SONET/SDH [3, 13]. Ее развитие продолжается до сих пор. Однако сервис, предоставляемый с помощью этих технологий, все еще определяется возможностями ОЦК (64 кбит/с).
Технология ISDN
Для расширения сервисных возможностей и передачи не только голоса, но данных и видео, реализуемых в рамках одной технологии, на рубеже 1976–1980 годов стала разрабатываться новая технология цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN) [1]. В ее рамках было предложено использовать новый тип канала – канал ISDN. Он состоял из двух каналов ОЦК, несущих информацию (2B), и одного управляющего канала (D=16 кбит/с), требуя скорости передачи 144 кбит/с (а с учетом линейного кодирования – 160 кбит/с). Этот канал позволил организовать видеотелефонную связь или конференц- и видеосвязь. При последующем развитии формат ISDN был расширен до 23B+D (США) и 30B+D (Европа), получив название "широкополосная ISDN" (B-ISDN). Она требовала скорости передачи 1980 кбит/с (D=64 кбит/с).
При развитии ISDN были разработаны новые подходы и протоколы, которые способствовали появлению и развитию новых глобальных технологий, основанных на коммутации пакетов, таких как технология ретрансляции кадров, или Frame Relay, и технология режима асинхронной передачи ATM.
Технология WDM
Технология SONET/SDH в середине 1990-х годов столкнулась с проблемой роста затухания при повышении скорости передачи с 2,5 до 10 Гбит/с, вызванной поляризационной модовой дисперсией (PMD) [13]. В результате этих трудностей стали использовать в одном ОВ не одну, а несколько несущих. Это было реализовано с помощью технологии мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) [14]. Эта технология позволяет n-кратно увеличить агрегатный поток. Эта кратность максимально может достигать 320 при скорости передачи на одной несущей до 10 Гбит/с, что эквивалентно потоку 320×483840=154 828 800 ОЦК. Однако на практике число каналов в системах WDM сегодня не превышает 40–96 [14]. WDM может передавать без перестройки любые потоки, сформированные с помощью ЛС или ГлС: Ethernet, IP, X.25, FR, ATM, PDH и SDH. Для этого достаточно иметь нужный интерфейсный блок в приемопередатчике.
Глобальные технологии
с коммутацией пакетов
Технология Х.25. Первой глобальной технологией с коммутацией пакетов стала технология X.25 [15]. Она была специально разработана для сетей передачи данных (СПД) [15] и использовала модемный принцип передачи, реализованный сначала на скоростях до 64, а затем до 2048 кбит/с с помощью синхронных модемов, работающих по протоколу X.25. Ее успех и живучесть (на сетях РФ она работает и сегодня) определяются высокой надежностью передачи благодаря использованию процедуры обнаружения и коррекции ошибок типа ARQ. Сети пакетной коммутации Х.25 были рассчитаны на использование как коммутируемых (SVC), так и выделенных (PVC) линий в ТфОП с высоким уровнем битовых ошибок (BER).
Технология Frame Relay (FR). При использовании оптического волокна в качестве среды передачи уровень ошибок существенно уменьшился. На смену Х.25 пришла технология FR, при которой скорость передачи составила 2, а потом и 45/52 Мбит/с. Технология FR использовала новые подходы и протоколы, разработанные при развитии технологии ISDN: концепцию D-канала и протокол LAPD [1], хотя она базировалась и сохраняла преемственность технологии Х.25. Одна ее версия (европейская) отдает приоритет SVC, базируется на стандартах ITU-T и берет свое начало в рекомендации I.122 (1988). Другая (американская) – отдает приоритет PVC, базируется на стандартах ANSI и берет свое начало в рекомендации ANSI T1S1/88 2242. Обе рекомендации используют протокол LAPF (подмножество протокола LAPD).
Недостатком первых глобальных технологий с коммутацией пакетов была не только низкая скорость, но и их ориентация на передачу синхронных данных. Он был преодолен благодаря разработке специальных устройств сборки-разборки пакетов (СРП или PAD) для X.25 и устройств доступа в сеть FR (FRAD) для FR. Другим недостатком была невозможность передачи голоса. Этот недостаток был преодолен только для FR, для которой Форумом FR (FRF) было разработано расширение VoFR, позволяющее передавать голос по сетям FR.
Технология АТМ. Преодолеть ограниченные возможности передачи интегрированного сервиса, как это делала технология ISDN, позволила новая глобальная технология с коммутацией пакетов – ATM (режим асинхронной передачи). Ее развитие также началось в рамках разработки технологии ISDN. ATM была нацелена на предоставление любых типов сервиса: голоса, данных, видео и мультимедиа, а также на передачу синхронных и асинхронных потоков между любыми пользователями, в том числе и между узлами ЛС и ГлС (используя процедуру эмуляции ЛС – LANE).
Сначала эта технология ориентировалась на скорости PDH: (45 и 140 Мбит/с) и SDH, а затем Форум АТМ разработал интерфейсы для других скоростей: 2, 10, 34, 100 Мбит/с и 1, 10 Гбит/с, что давало ATM возможность взаимодействовать с технологиями Ethernet, цFR, IP, PDH, SDH и TR. Кроме того, АТМ могла гарантировать качество обслуживания (QoS) новой в то время концепции, знаменующей собой начало перехода к сетям новой генерации (NGN).
Технологию АТМ постигла фактически та же участь, что и ISDN. Из-за желания объять все, дойти до каждого ПК и любого клиента, АТМ слишком долго совершенствовалась, но так и не стала той единственной и универсальной мультисервисной технологией, на роль которой она претендовала. В то же время исходно ей были присущи такие недостатки, как отсутствие поддержки нужного типа адресации (E.164) и отсутствие физического уровня, совместимого с ТфОП, что не позволяло считать ее полноценной глобальной технологией. При ее дальнейшем развитии первый недостаток был преодолен, а второй – нет, что оставило технологии АТМ три альтернативы:
довольствоваться ролью технологии, используемой в локальных или корпоративных сетях;
использовать (как и раньше) инкапсуляцию в полезную нагрузку SDH для передачи по сети ТфОП;
использовать ATM-интерфейс для транспондера WDM-технологии, которая могла предоставить ей физический уровень, нужный для передачи трафика по сети ТфОП.
Учитывая последние возможности, можно говорить, что ATM обладает свойствами глобальных технологий.
Технология IP
Протокол IP, в том виде, как он используется сейчас, появился в 1981 году. Можно сказать, что до начала 90-х годов прошлого столетия IP-технология не рассматривалась как транспортная технология ЛС и корпоративных сетей, а тем более как технология ГлС.
Попытки IP выйти на простор ГлС столкнулись с необходимостью использования физического уровня сетей ТфОП и принятой в них системы адресации E.164. Сначала эти попытки свелись к разработке технологий инкапсуляции протокола IP в полезную нагрузку SONET/SDH для последующей передачи IP-трафика по сети ТфОП. Так появились технологии IPoSONET и IPoSDH. Затем (1995) была реализована технология передачи голоса в сетях IP (VoIP).
Системы VoIP используют специальные протоколы управления сеансами связи (например, IETF SIP, ITU-T H.343) для установления вызовов, а также стандартные кодеки, которые кодируют речь, позволяя передавать голосовой поток по IP-сети. На уровне концепции было легко сделать шаг к разработке технологии IPT, но для реализации этого шага на практике потребовалось приложить немало усилий как в плане сопряжения сети Интернет и ТфОП, так и при внедрении этих решений в практику операторов сетей ТфОП.
Однако IPT отражает лишь один, хотя и важный, аспект использования IP-сетей, которые сейчас применяются для передачи данных, конференц- и видеосвязи и полноценного видео (IPTV). С разработкой VoIP сеть IP получила возможность реализации услуги "triple play" – совместной передачи голоса, данных и видео.
Важной вехой становления IPT можно считать 1995 год, когда компания VocalTec опубликовала свое первое коммерческое ПО, послужившее основой IPT. С этого момента IP-технология уже могла рассматриваться как технология-претендент на интегрированное обслуживание (голос-данные-видео) в ЛС и корпоративных сетях [16]. С появлением IPT (VoIP) создавалось впечатление, что эта технология может быстро стать глобальной по примеру технологии ATM. Однако не все было так просто.
В 1996 году поддержку в становлении глобальных IP-сетей оказал ITU-T, выпустив первую версию рекомендации H.323, в которой рассматривался протокол, разработанный для поддержки передачи голоса и, опционально, данных и конференц- и видеосвязи. Затем в 1997 году появились первые разработки программных коммутаторов (softswitch), призванных обеспечить конвертирование сетевых адресов (E.164–IP) и взаимодействие IP-сетей с сетью ТфОП.
Другой протокол SIP того же назначения, что и H.323, был предложен в 1999 году рабочей группой IETF (RFC 2543 заменен в 2002 году на RFC 3261). Его развитие привело к созданию первых IP (или SIP) PBX (Asterisk) Однако прошло еще несколько лет, прежде чем началось коммерческое использование сервиса VoIP (2004). С этого момента можно считать, что IP состоялась, как технология ГлС.
Подводя итог, можно кратко охарактеризовать глобальные технологии так, как показано в табл.3.
Литература
1. Руководство по технологиям объединенных сетей. 3-е изд. (Cisco Systems). – М.: Вильямс, 2002..
2. Дж.Беллами. Цифровая телефония. 3-е изд. – М.: Эко-Трэндз, 2004.
3. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. 2-е изд., исправ. – М.: Радио и связь, 2003.
4. Uyless Black., Sharleen Waters. SONET & T1: Architectures for Digital Transport Networks. – Prentice Hall, 1997.
5. Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. – М.: МЦНТИ, 2002.
6. Концепция развития связи Российской федерации. – М.: Радио и связь, 1995.
7. SDH & WDM Network Planning. SDH Networking. ETL/H-99:0588 Rev. A. – Ericsson, 1999.
8. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации. – С.-Пб.: BHV, 2003.
9. Берлин А.Н. Коммутация в системах и сетях связи. – М.: Эко-Трендз, 2006.
10. Цифровые системы коммутации для ГТС. Под ред. В.Г.Карташевского и А.В.Рослякова. – М.: Эко-Трендз, 2008.
11. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. 2-е изд. – М., С.-Пб.: Питер, 2005.
12. Слепов Н. 10-гигабитный Ethernet: сегодня и завтра. – Первая миля, 2007, №1, с.10–18.
13. Волоконно-оптическая техника: Современное состояние и перспективы. / Под ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н., 2-е изд. перераб. и доп. – М.: АО "ВОТ", 2005.
14. Слепов Н.Н. О современной технологии WDM и не только. – Фотон-Экспресс, 2007, №1, с. 8–16.
15. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. – М.: Мир, 1990.
16. Гольдштейн Б.С., Пинчук А.В., Суховицкий А.Л. IP-телефония. – М.: Радио и связь, 2001.
Отзывы читателей
