Історія розвитку мереж абонентського доступу. Способи організації абонентського доступу. Моделі транспортних мереж

Мережа абонентського доступу - це сукупність технічних засобів між кінцевими абонентськими пристроями, встановленими в приміщенні користувача, і тим комутаційним обладнанням, в план нумерації (або адресації) якого входять підключаються до телекомунікаційної системі термінали.

5.1. Моделі мережі абонентського доступу

У сучасній телекомунікаційній системі змінюється не тільки роль мережі доступу. У більшості випадків розширюється і територія, в межах якої створюється мережа доступу. Для того, щоб виключити наявні в сучасних публікаціях відмінності в трактуванні місця і ролі мережі доступу, на рис. 5.1 показана модель перспективної телекомунікаційної системи.

Малюнок 5.1 - Модель телекомунікаційної системи

Перший елемент телекомунікаційної системи являє собою сукупність термінального та іншого обладнання, яке встановлюється в приміщенні абонента (користувача). В англомовній технічній літературі цей елемент телекомунікаційної системи відповідає терміну Customer Premises Equipment (CPE).

Другий елемент телекомунікаційної системи і є, власне, мережа абонентського доступу. Роль мережі абонентського доступу полягає в тому, щоб забезпечити взаємодію між обладнанням, встановленим в приміщенні абонента, і транзитною мережею. Зазвичай в точці сполучення мережі абонентського доступу з транзитною мережею встановлюється комутаційна станція. Простір, що покривається мережею абонентського доступу, лежить між обладнанням, розміщеному в приміщенні у абонента, і цієї комутаційної станцією.

Мережа абонентського доступу ділиться на дві ділянки - нижня площина рис. 5.1. Абонентські лінії (Loop Network) можна розглядати як індивідуальні засоби підключення термінального обладнання. Як правило, цей фрагмент мережі абонентського доступу являє собою сукупність АЛ. Мережа перенесення (Transfer Network) служить для підвищення ефективності засобів абонентського доступу. Цей фрагмент мережі доступу реалізується на базі систем передачі, а ряді випадків використовуються і пристрої концентрації навантаження.

Третій елемент телекомунікаційної системи - транзитна мережа. Її функції полягають у встановленні з'єднань між терміналами, включеними в різні мережі абонентського доступу, або між терміналом і засобами підтримки будь-яких послуг. У моделі транзитна мережа може покривати територію, що лежить як в межах одного міста або села, так і між мережами абонентського доступу двох різних країн.

Четвертий елемент телекомунікаційної системи ілюструє засоби доступу до різноманітних послуг електрозв'язку. На рис. 5.1, в останньому еліпсі, зазначена назва мовою оригіналу (Service Nodes), яке переведено трьома словами - вузли, що підтримують послуги. Прикладами такого вузла можуть бути робочі місця телефоністів-операторів і сервери, в яких зберігається будь-яка інформація.

Наведену на рис. 5.1 структуру слід розглядати як перспективну модель телекомунікаційної системи. Для вирішення термінологічних проблем звернемося до моделі, властивої мереж абонентського доступу аналогових АТС. Така модель показана на рис. 5.2. Розглядаючи існуючі місцеві мережі, ми, як правило, будемо оперувати двома термінами - "Абонентська мережа" або "Мережа АЛ". Слова "Мережа абонентського доступу" використовуються в тих випадках, коли мова йде про перспективну телекомунікаційній системі.

Малюнок 5.2 - Модель абонентської мережі

Ця модель справедлива як для ГТС, так і для СТС. Більш того, для ГТС наведена на рис. 5.2 модель инвариантна до структури межстанционной зв'язку. Вона ідентична для:

нерайоновані мереж, що складаються, тільки з однієї телефонної станції;

районованих мереж, які складаються з декількох районних АТС (РАТС), з'єднаних між собою за принципом "кожна з кожною";

районованих мереж, побудованих з вузлами вхідного повідомлення (УВС) або з вузлами вихідного повідомлення (УІС) і УВС.

Для всіх елементів абонентської мережі в дужках вказані терміни англійською мовою. Слід зазначити, що термін "лінія міжшафовий зв'язку" (Link cable) у вітчизняній термінології ще не застосовується, так як подібні траси в ГТС і СТС майже не використовуються.

Модель, що ілюструє основні варіанти побудови абонентської мережі, наведена на рис. 5.3. На цьому малюнку деталізовані деякі фрагменти попередньої моделі.

Малюнок 5.3 - Основні варіанти побудови

абонентської мережі

На рис. 5.3 використаний ряд позначень, що рідко зустрічаються у вітчизняній технічній літературі. Пристрій кроссіровкі кабелю (Cross-connection point) показано як дві концентричні кола. Такий символ часто використовується в документах МСЕ. Також типовим можна вважати позначення розподільної коробки (Distribution point) чорним квадратом.

Модель, показана на рис. 5.3, може вважатися універсальної щодо типу комутаційної станції. В принципі, вона однакова як для ручної телефонної станції, так і для самої сучасної цифрової системи розподілу інформації. Більш того, дана модель инвариантна до виду інтерактивної мережі, наприклад телефонного або телеграфного.

З іншого боку, для цифрової комутаційної станції може бути запропонована власна модель, яка дозволить точніше відобразити специфіку мережі абонентського доступу. Це завдання досить складна. Проблема полягає в тому, що процес впровадження цифрового комутаційної станції призводить до зміни структури місцевої телефонної мережі. У ряді випадків це помітно відбивається на структурі абонентської мережі. Характерний приклад подібної ситуації - установка цифрового комутаційної станції, що замінює кілька старих електромеханічних станцій. Пристанційний ділянку цифрової комутаційної станції - при такому способі модернізації місцевої телефонної мережі - фактично об'єднує всі території, що обслуговувалися раніше демонтованих електромеханічними АТС. Крім того, при впровадженні цифрового комутаційної станції можуть виникати специфічні (постійні або тимчасові) рішення, коли деякі групи віддалених абонентів підключаються за рахунок використання концентраторів.

Звичайно, подібні рішення повинні обов'язково прийматися до уваги на етапі розробки загальної концепції модернізації місцевої телефонної мережі. Коли відповідні концептуальні рішення прийняті, можна приступати до пошуку оптимальних варіантів побудови мережі абонентського доступу. Для гіпотетичної цифровий комутаційної станції ці варіанти представлені на рис. 5.4. Два останніх малюнка (5.3 і 5.4) мають ряд загальних моментів.

Малюнок 5.4 - Модель мережі абонентського доступу для цифрової комутаційної станції

По-перше, обидві структури мають на увазі наявність так званої "зони прямого харчування" - анклаву, в межах якого АЛ включаються в крос безпосередньо (без з'єднання кабелів в розподільних шафах).

По-друге, за "зоною прямого харчування" розташовується наступна область мережі доступу, для якої в цифрової станції доцільно використовувати виносні абонентські модулі (концентратори або мультиплексори), а для аналогової АТС - або неущільнений кабелі, або канали, утворені системами передачі.

По-третє, необхідно відзначити, що структура абонентської мережі - поза всякою залежністю від типу комутаційної станції - відповідає графу з деревовидної топологією. Це істотно з точки зору надійності зв'язку: застосування цифрової комутаційної техніки не тільки не підвищує коефіцієнт готовності АЛ, але, в ряді випадків, знижує його через введення додаткового обладнання на ділянці від кросу АТС до терміналу користувача.

Для складання переліку необхідних далі термінів і, особливо, для встановлення відповідності між поняттями, прийнятими у вітчизняній практиці і документах МСЕ, доцільно привести структуру мережі АЛ, представлену на верхній частині рис. 5.5.

Для структурної схеми АЛ (верхня частина рис. 5.5) представлені три варіанти підключення абонентського терміналу до комутаційної станції.

Верхня гілка даного малюнка показує перспективний варіант підключення ТА без використання проміжного кросового обладнання. Кабель прокладається від кросу до розподільної коробки, де за допомогою абонентської проводки здійснюється підключення ТА.

На середньої гілці малюнка зображений варіант підключення ТА по шафовий системі, коли між кросом і розподільної коробкою розміщується проміжне обладнання. У нашій моделі роль такого обладнання відведена розподільного шафі.

У ряді випадків АЛ організовується з використанням повітряних ліній зв'язку (ПЛЗ). На рис. 5.5 цей варіант показаний на нижній гілці. У такій ситуації на стовпі встановлюється кабельний ящик (КЯ) і водно-вивідні ізолятори. У місці розміщення розподільної коробки монтується абонентське захисний пристрій (АЗП), що запобігає можливий вплив на ТА небезпечних струмів і напруг. Слід зазначити, що організація АЛ або її окремих ділянок за рахунок будівництва ПЛЗ не рекомендується; але в ряді випадків - це єдиний варіант організації абонентського доступу.

Малюнок 5.5 - Структурна схема і стики обладнання абонентських ліній для ГТС і СТС

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http:// www. allbest. ru/

Випускна кваліфікаційна робота

Тема: Мережа абонентського доступу

Вступ

Однією з найважливіших проблем телекомунікаційних мереж продовжує залишатися проблема абонентського доступу до онлайн-служб. Актуальність цієї проблеми визначається в першу чергу бурхливим розвитком мережі Інтернет, доступ до якої вимагає різкого збільшення пропускної здатності мереж абонентського доступу. Основним засобом мережі доступу, незважаючи на появу нових найсучасніших бездротових способів абонентського доступу, залишаються традиційні мідні абонентські пари. Разом з тим останнім часом широко розвиваються мережі високошвидкісного абонентського доступу на основі оптоволоконних технологій зв'язку. Відмінною їх особливістю є:

* Відсутність шкідливого електромагнітного випромінювання;

* Сигнал не спотворюється електромагнітними і радіочастотними перешкодами (оптичний кабель абсолютно несприйнятливий до впливу високої напруги, електромагнітних наведень);

* Оптоволоконний кабель легше;

* Має значно більшу пропускну здатність, ніж звичайний мідний, а це значить, що оптоволокно може передати набагато більше інформації за той же час;

* Мале загасання світлового сигналу;

* Захист від несанкціонованого доступу і т.д.

Будівництво та експлуатація оптичних ліній набагато дешевше, ніж мідних, тому в міру зростання обсягу надання послуг оптичного зростання, ціни повинні знижуватися

Метою дипломного проекту є розробка проекту мережі високошвидкісного абонентського доступу на основі оптоволоконних технологій зв'язку з використанням засобів автоматизованого проектування.

Для досягнення мети дипломного проекту поставлені наступні завдання:

проаналізувати методичні та теоретичні матеріали з основ локальних і телекомунікаційних мереж;

вивчити особливості та структуру локальних і телекомунікаційних мереж абонентського доступу;

дослідити етапи проектування мереж, а також засоби і методи, що застосовуються для проектування мереж і обґрунтовано вибрати інструментарій для досягнення мети дипломного проекту;

розробити проект мережі абонентського доступу з використанням обраного інструменту проектування.

Практична значимість дипломного проекту полягає в розробці проекту мережі абонентського доступу інструментами і методами проектування і подальшої реалізації цього проекту на реальних об'єктах.

Структура дипломного проекту підпорядкована логіці вирішення поставлених завдань. У першому розділі дипломного проекту будуть представлені теоретичні основи мереж передачі даних. У другому розділі буде представлений огляд технологій мереж. Третя глава присвячена проектуванню: в ній будуть представлені основні етапи проектування, розробка проекту мережі абонентського доступу відповідно до завдання на дипломний проект, вибір інструментарію для розробки проекту. У четвертому розділі буде представлена \u200b\u200bорганізаційно-економічна частина. У п'ятому розділі мова піде про безпеку життєдіяльності.

1. Огляд мереж передачі даних

1.1 Визначення локальних мереж

Способів і засобів обміну інформацією за останнім часом запропоновано безліч: від найпростішого переносу файлів за допомогою дискети до всесвітньої комп'ютерної мережі Інтернет, здатної об'єднати всі комп'ютери світу. Яке ж місце в цій ієрархії відводиться локальним мережам?

Найчастіше термін "локальні мережі" або "локальні обчислювальні мережі" (LAN, Local Area Network) розуміють буквально, тобто це такі мережі, які мають невеликі, локальні розміри, з'єднують близько розташовані комп'ютери. Однак досить подивитися на характеристики деяких сучасних локальних мереж, щоб зрозуміти, що таке визначення не точно. Наприклад, деякі локальні мережі легко забезпечують зв'язок на відстані декількох десятків кілометрів. Це вже розміри не кімнати, не будівлі, не близько розташованих будівель, а, може бути, навіть цілого міста. З іншого боку, по глобальній мережі (WAN, Wide Area Network або GAN, Global Area Network) цілком можуть зв'язуватися комп'ютери, що знаходяться на сусідніх столах в одній кімнаті, але її чомусь ніхто не називає локальною мережею. Близько розташовані комп'ютери можуть також зв'язуватися за допомогою кабелю, що з'єднує роз'єми зовнішніх інтерфейсів (RS232-C, Centronics) або навіть без кабелю по інфрачервоному каналу (IrDA). Але такий зв'язок теж чомусь не називається локальної.

Невірно і досить часто зустрічається визначення локальної мережі як малої мережі, яка об'єднує невелику кількість комп'ютерів. Дійсно, як правило, локальна мережа пов'язує від двох до декількох десятків комп'ютерів. Але граничні можливості сучасних локальних мереж набагато вище: максимальне число абонентів може досягати тисячі. Називати таку мережу малою неправильно.

Деякі автори визначають локальну мережу як "систему для безпосереднього з'єднання багатьох комп'ютерів". При цьому мається на увазі, що інформація передається від комп'ютера до комп'ютера без будь-яких посередників і за єдиною середовищі передачі. Однак говорити про єдину середовищі передачі в сучасній локальній мережі не доводиться. Наприклад, в межах однієї мережі можуть використовуватися як електричні кабелі різних типів (кручена пара, коаксіальний кабель), так і оптоволоконні кабелі. Визначення передачі "без посередників" також не коректно, адже в сучасних локальних мережах використовуються репітери, трансивери, концентратори, комутатори, маршрутизатори, мости, які часом роблять досить складну обробку переданої інформації. Не зовсім зрозуміло, чи можна вважати їх посередниками чи ні, чи можна вважати подібну мережу локальною.

Напевно, найбільш точно було б визначити як локальну таку мережу, яка дозволяє користувачам не помічати зв'язку. Ще можна сказати, що локальна мережа повинна забезпечувати прозору зв'язок. По суті, комп'ютери, пов'язані локальною мережею, об'єднуються в один віртуальний комп'ютер, ресурси якого можуть бути доступні всім користувачам, причому цей доступ не менш зручний, ніж до ресурсів, що входять безпосередньо в кожен окремий комп'ютер. Під зручністю в даному випадку слід розуміти високу реальна швидкість доступу, швидкість обміну інформацією між додатками, практично непомітна для користувача. При такому визначенні стає зрозуміло, що ні повільні глобальні мережі, ні повільний зв'язок через послідовний або паралельний порти не потрапляють під поняття локальної мережі.

З даного визначення випливає, що швидкість передачі по локальній мережі обов'язково повинна рости в міру зростання швидкодії найбільш поширених комп'ютерів. Саме це і спостерігається: якщо ще десять років тому цілком прийнятною вважалася швидкість обміну в 10 Мбіт / с, то зараз вже средньошвидкісною вважається мережа, що має пропускну здатність 100 Мбіт / с, активно розробляються, а подекуди використовуються засоби для швидкості 1000 Мбіт / з і навіть більше. Без цього вже не можна, інакше зв'язок стане занадто вузьким місцем, буде надмірно сповільнювати роботу об'єднаного мережею віртуального комп'ютера, знижувати зручність доступу до мережевих ресурсів.

Таким чином, головна відмінність локальної мережі від будь-якої іншої - висока швидкість передачі інформації по мережі. Але це ще не все, не менш важливі й інші фактори.

Зокрема, принципово необхідний низький рівень помилок передачі, викликаних як внутрішніми, так і зовнішніми чинниками. Адже навіть дуже швидко передана інформація, яка спотворена помилками, просто не має сенсу, її доведеться передавати ще раз. Тому локальні мережі обов'язково використовують спеціально прокладаються високоякісні і добре захищені від перешкод лінії зв'язку.

Особливе значення має і така характеристика мережі, як можливість роботи з великими навантаженнями, тобто з високою інтенсивністю обміну (або, як ще кажуть, з великим трафіком). Адже якщо механізм управління обміном, використовуваний в мережі, не дуже ефективний, то комп'ютери можуть подовгу чекати своєї черги на передачу. І навіть якщо ця передача буде проводитися потім на високій швидкості і безпомилково, для користувача мережі така затримка доступу до всіх мережевих ресурсів є неприйнятною. Адже йому не важливо, чому доводиться чекати.

Механізм управління обміном може гарантовано успішно працювати тільки в тому випадку, коли заздалегідь відомо, скільки комп'ютерів (або, як ще кажуть, абонентів, вузлів) припустимо підключити до мережі. Інакше завжди можна включити стільки абонентів, що внаслідок перевантаження забуксує будь-який механізм управління. Нарешті, мережею можна назвати тільки таку систему передачі даних, яка дозволяє об'єднувати до декількох десятків комп'ютерів, але ніяк не два, як у випадку зв'язку через стандартні порти.

Таким чином, сформулювати відмітні ознаки локальної мережі можна в такий спосіб:

висока швидкість передачі інформації, велика пропускна здатність мережі. Прийнятна швидкість зараз - не менше 100 Мбіт / с;

низький рівень помилок передачі (або, що те ж саме, високоякісні канали зв'язку). Допустима ймовірність помилок передачі даних повинна бути порядку 10-8 - 10-12;

ефективний, швидкодіючий механізм управління обміном по мережі;

заздалегідь чітко обмежена кількість комп'ютерів, що підключаються до мережі.

При такому визначенні зрозуміло, що глобальні мережі відрізняються від локальних насамперед тим, що вони розраховані на необмежене число абонентів. Крім того, вони використовують (або можуть використовувати) не дуже якісні канали зв'язку й порівняно низькі швидкості. А механізм управління обміном в них не може бути гарантовано швидким. У глобальних мережах набагато важливіше не якість зв'язку, а сам факт її існування.

Нерідко виділяють ще один клас комп'ютерних мереж - міські, регіональні мережі (MAN, Metropolitan Area Network), які зазвичай за своїми характеристиками ближче до глобальних мереж, хоча іноді все-таки мають деякі риси локальних мереж, наприклад, високоякісні канали зв'язку і порівняно високі швидкості передачі. В принципі міська мережа може бути локальною з усіма її перевагами.

Правда, зараз вже не можна провести чітку межу між локальними і глобальними мережами. Більшість локальних мереж має вихід в глобальну. Але характер переданої інформації, принципи організації обміну, режими доступу до ресурсів усередині локальної мережі, як правило, сильно відрізняються від тих, що прийняті в глобальній мережі. І хоча всі комп'ютери локальної мережі в даному випадку включені також і в глобальну мережу, специфіки локальної мережі це не скасовує. Можливість виходу в глобальну мережу залишається всього лише одним з ресурсів, що розділяються користувачами локальної мережі.

За локальної мережі може передаватися найрізноманітніша цифрова інформація: дані, зображення, телефонні розмови, електронні листи і т.д. До речі, саме завдання передачі зображень, особливо повнокольорових динамічних, пред'являє найвищі вимоги до швидкодії мережі. Найчастіше локальні мережі використовуються для поділу (спільного використання) таких ресурсів, як дисковий простір, принтери і вихід в глобальну мережу, але це всього лише незначна частина тих можливостей, які надають кошти локальних мереж. Наприклад, вони дозволяють здійснювати обмін інформацією між комп'ютерами різних типів. Повноцінними абонентами (вузлами) мережі можуть бути не тільки комп'ютери, але і інші пристрої, наприклад, принтери, плоттери, сканери. Локальні мережі дають також можливість організувати систему паралельних обчислень на всіх комп'ютерах мережі, що багаторазово прискорює рішення складних математичних задач. З їх допомогою, як уже згадувалося, можна управляти роботою технологічної системи або дослідницької установки з декількох комп'ютерів одночасно.

Однак мережі мають і досить істотні недоліки, про які завжди слід пам'ятати:

мережу вимагає додаткових, іноді значних матеріальних витрат на покупку мережевого устаткування, програмного забезпечення, на прокладку сполучних кабелів і навчання персоналу;

мережу вимагає прийому на роботу фахівця (адміністратора мережі), який буде займатися контролем роботи мережі, її модернізацією, управлінням доступом до ресурсів, усуненням можливих несправностей, захистом інформації і резервним копіюванням (для великих мереж може знадобитися ціла бригада адміністраторів);

мережу обмежує можливості переміщення комп'ютерів, підключених до неї, так як при цьому може знадобитися перекладка сполучних кабелів;

мережі являють собою прекрасне середовище для поширення комп'ютерних вірусів, тому питанням захисту від них доведеться приділяти набагато більше уваги, ніж в разі автономного використання комп'ютерів, адже досить інфікувати один, і всі комп'ютери мережі будуть уражені;

мережу різко підвищує небезпеку несанкціонованого доступу до інформації з метою її крадіжки або знищення; інформаційна захист вимагає проведення цілого комплексу технічних і організаційних заходів.

Тут же слід згадати про таких найважливіших поняттях теорії мереж, як абонент, сервер, клієнт.

Абонент (вузол, хост, станція) - це пристрій, підключений до мережі і активно бере участь в інформаційному обміні. Найчастіше абонентом (вузлом) мережі є комп'ютер, але абонентом також може бути, наприклад, мережевий принтер або інше периферійне пристрій, що має можливість безпосередньо підключатися до мережі. Далі замість терміна "абонент" для простоти буде використовуватися термін "комп'ютер".

Сервером називається абонент (вузол) мережі, який надає свої ресурси іншим абонентам, але сам не використовує їх ресурси. Таким чином, він обслуговує мережу. Серверів в мережі може бути кілька, і зовсім не обов'язково, що сервер - найпотужніший комп'ютер. Виділений (dedicated) сервер - це сервер, що займається тільки мережними завданнями. Невиділений сервер може крім обслуговування мережі виконувати й інші завдання. Специфічний тип сервера - це мережевий принтер.

Клієнтом називається абонент мережі, який тільки використовує мережні ресурси, але сам свої ресурси в мережу не віддає, тобто мережа його обслуговує, а він їй тільки користується. Комп'ютер-клієнт також часто називають робочою станцією. В принципі кожен комп'ютер може бути одночасно як клієнтом, так і сервером.

Під сервером і клієнтом часто розуміють також не власними комп'ютери, а працюють на них програмні додатки. У цьому випадку той додаток, що тільки віддає ресурс у мережу, є сервером, а той додаток, що тільки користується мережевими ресурсами - клієнтом.

1.2 Типи ліній мереж зв'язку

Середовищем передачі інформації називаються ті лінії зв'язку (або канали зв'язку), за якими проводиться обмін інформацією між комп'ютерами. У переважній більшості комп'ютерних мереж (особливо локальних) використовуються провідні або кабельні канали зв'язку, хоча існують і бездротові мережі, які зараз знаходять все більш широке застосування, особливо в портативних комп'ютерах.

Інформація в мережах найчастіше передається в послідовному коді, тобто біт за бітом. Така передача повільніше і складніше, ніж при використанні паралельного коду. Однак треба враховувати те, що при більш швидкої паралельної передачі (за кількома кабелям одночасно) збільшується кількість з'єднувальних кабелів в число раз, яке дорівнює кількості розрядів паралельного коду (наприклад, в 8 разів при 8-розрядному коді). Це зовсім не дрібниця, як може здатися на перший погляд. При значних відстанях між абонентами мережі вартість кабелю цілком порівнянна з вартістю комп'ютерів і навіть може перевершувати її. До того ж прокласти один кабель (рідше два різноспрямованих) набагато простіше, ніж 8, 16 або 32. Значно дешевше обійдеться також пошук ушкоджень і ремонт кабелю.

Але це ще не все. Передача на великі відстані при будь-якому типі кабелю вимагає складної передавальної і приймальної апаратури, так як при цьому необхідно формувати потужний сигнал на передавальному кінці і детектувати слабкий сигнал на приймальному кінці. При послідовній передачі для цього потрібно всього один передавач і один приймач. При паралельній же кількість необхідних передавачів і приймачів зростає пропорційно розрядності використовуваного паралельного коду. У зв'язку з цим, навіть якщо розробляється мережа незначної довжини (близько десятка метрів) найчастіше вибирають послідовну передачу.

До того ж при паралельній передачі надзвичайно важливо, щоб довжини окремих кабелів були точно рівні один одному. Інакше в результаті проходження по кабелях різної довжини між сигналами на приймальному кінці утворюється часове зрушення, який може привести до збоїв в роботі або навіть до повної непрацездатності мережі. Наприклад, при швидкості передачі 100 Мбіт / с і тривалості біта 10 нс цей часовий зсув не повинен перевищувати 5-10 нс. Таку величину зсуву дає різниця в довжинах кабелів в 1-2 метра. При довжині кабелю 1000 м це становить 0,1-0,2%.

Треба відзначити, що в деяких високошвидкісних локальних мережах все-таки використовують паралельну передачу по 2-4 кабелям, що дозволяє при заданій швидкості передачі застосовувати більш дешеві кабелі з меншою пропускною здатністю. Але допустима довжина кабелів при цьому не перевищує сотні метрів. Прикладом може служити сегмент 100BASE-T4 мережі Fast Ethernet.

Промисловістю випускається величезна кількість типів кабелів, наприклад, тільки одна найбільша кабельна компанія Belden пропонує більше 2000 їх найменувань. Але всі кабелі можна розділити на три великі групи:

електричні (мідні) кабелі на основі кручених пар проводів (twisted pair), які діляться на екрановані (shielded twisted pair, STP) і неекрановані (unshielded twisted pair, UTP);

електричні (мідні) коаксіальні кабелі (coaxial cable);

оптоволоконні кабелі (fibre optic).

Кожен тип кабелю має свої переваги і недоліки, так що при виборі треба враховувати як особливості розв'язуваної задачі, так і особливості конкретної мережі, в тому числі і використовувану топологію.

Можна виділити наступні основні параметри кабелів, принципово важливі для використання в локальних мережах:

смуга пропускання кабелю (частотний діапазон сигналів, що пропускаються кабелем) і загасання сигналу в кабелі; два цих параметра тісно пов'язані між собою, так як з ростом частоти сигналу зростає загасання сигналу; треба вибирати кабель, який на заданій частоті сигналу має прийнятне загасання; або ж треба вибирати частоту сигналу, на якій загасання ще прийнятний; загасання вимірюється в децибелах і пропорційно довжині кабелю;

перешкодозахищеність кабелю і забезпечується їм таємність передачі інформації; ці два взаємозв'язані параметри показують, як кабель взаємодіє з навколишнім середовищем, тобто, як він реагує на зовнішні перешкоди, і наскільки просто прослухати інформацію, передану по кабелю;

швидкість поширення сигналу по кабелю або, зворотний параметр - затримка сигналу на метр довжини кабелю; цей параметр має принципове значення при виборі довжини мережі; типові величини швидкості поширення сигналу - від 0,6 до 0,8 від швидкості поширення світла у вакуумі; відповідно типові величини затримок - від 4 до 5 нс / м;

для електричних кабелів дуже важлива величина хвильового опору кабелю; хвильовий опір важливо враховувати при узгодженні кабелю для запобігання відображення сигналу від кінців кабелю; хвильовий опір залежить від форми і взаємного розташування провідників, від технології виготовлення і матеріалу діелектрика кабелю; типові значення хвильового опору - від 50 до 150 Ом.

В даний час діють такі нормативні документи на кабелі:

EIA / TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) - американський;

ISO / IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) - міжнародний;

CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) - європейський.

Ці стандарти описують практично однакові кабельні системи, але відрізняються термінологією і нормами на параметри. В даному курсі пропонується дотримуватися термінології стандарту EIA / TIA 568.

1.3 Основні положення еталонної моделі обміну інформацією відкритої системи

У мережі проводиться безліч операцій, які забезпечують передачу даних від комп'ютера до комп'ютера. Користувача не цікавить, як саме це відбувається, йому необхідний доступ до додатка або комп'ютерного ресурсу, розташованому в іншому комп'ютері мережі. Насправді ж вся передана інформація проходить багато етапів обробки.

Перш за все, вона розбивається на блоки, кожен з яких забезпечується керуючою інформацією. Отримані блоки оформляються у вигляді мережевих пакетів, потім ці пакети кодуються, передаються за допомогою електричних або світлових сигналів по мережі відповідно до обраного методу доступу, потім з прийнятих пакетів знову відновлюються укладені в них блоки даних, блоки з'єднуються в дані, які і стають доступні іншому додатку. Це, звичайно, спрощене опис процесів, що відбуваються.

Частина з зазначених процедур реалізується тільки програмно, інша частина - апаратно, а якісь операції можуть виконуватися як програмами, так і апаратурою.

Впорядкувати всі виконувані процедури, розділити їх на рівні і підрівні, взаємодіючі між собою, як раз і покликані моделі мереж. Ці моделі дозволяють правильно організувати взаємодію як абонентам всередині однієї мережі, так і самих різних мереж на різних рівнях. В даний час найбільшого поширення набула так звана еталонна модель обміну інформацією відкритої системи OSI (Open System Interchange). Під терміном "відкрита система" розуміється не замкнута в собі система, що має можливість взаємодії з якимись іншими системами (на відміну від закритої системи).

Модель OSI була запропонована Міжнародною організацією стандартів ISO (International Standarts Organization) в 1984 році. З тих пір її використовують (більш-менш строго) всі виробники мережевих продуктів. Як і будь-яка універсальна модель, OSI досить громіздка, надлишкова, і не дуже гнучка. Тому реальні мережеві засоби, що пропонуються різними фірмами, не обов'язково дотримуються прийнятого поділу функцій. Однак знайомство з моделлю OSI дозволяє краще зрозуміти, що ж відбувається в мережі.

Всі мережеві функції в моделі розділені на 7 рівнів (рисунок 1). При цьому вищі рівні виконують більш складні, глобальні завдання, для чого використовують в своїх цілях нижчі рівні, а також керують ними. Мета нижчестоящого рівня - надання послуг вищестоящому рівню, причому вищестоящому рівню не важливі деталі виконання цих послуг. Нижчі рівні виконують більш прості і конкретні функції. В ідеалі кожен рівень взаємодіє тільки з тими, які знаходяться поруч з ним (вище і нижче нього). Верхній рівень відповідає прикладної задачі, що працює в даний момент з додатком, нижній - безпосередній передачі сигналів по каналу зв'язку.

Модель OSI відноситься не тільки до локальних мереж, але і до будь-яких мереж зв'язку між комп'ютерами або іншими абонентами. Зокрема, функції мережі Інтернет також можна поділити на рівні відповідно до моделі OSI. Принципові відмінності локальних мереж від глобальних, з точки зору моделі OSI, спостерігаються тільки на нижніх рівнях моделі.

Малюнок 1 - Сім рівнів моделі OSI

Функції, що входять в показані на малюнку 1 рівні, реалізуються кожним абонентом мережі. При цьому кожен рівень на одному абонентові працює так, як ніби він має прямий зв'язок з відповідним рівнем іншого абонента. Між однойменними рівнями абонентів мережі існує віртуальна (логічна) зв'язок, наприклад, між прикладними рівнями взаємодіючих по мережі абонентів. Реальну ж, фізичний зв'язок (кабель, радіоканал) абоненти однієї мережі мають лише на самому нижньому, першому, фізичному рівні. У передавальному абонента інформація проходить всі рівні, починаючи з верхнього і закінчуючи нижнім. У приймаючому абонента отримана інформація робить зворотний шлях: від нижнього рівня до верхнього (малюнок 2).

Дані, які необхідно передати по мережі, на шляху від верхнього (сьомого) рівня до нижнього (першого) проходять процес інкапсуляції. Кожен нижченаведений рівень не тільки виробляє обробку даних, що приходять з більш високого рівня, а й постачає їх своїм заголовком, а також службовою інформацією. Такий процес обростання службовою інформацією триває до останнього (фізичного) рівня. На фізичному рівні вся ця многооболочечная конструкція передається по кабелю приймача. Там вона проробляє зворотну процедуру декапсуляціі, тобто при передачі на вищестоящий рівень забирається одна з оболонок. Верхнього сьомого рівня досягають вже дані, звільнені від усіх оболонок, тобто від усієї службової інформації нижчих рівнів. При цьому кожен рівень приймає абонента виробляє обробку даних, отриманих з нижченаведеного рівня відповідно до прибирається їм службовою інформацією.

Малюнок 2 - Шлях інформації від абонента до абонента

Якщо на шляху між абонентами в мережі включаються якісь проміжні пристрої (наприклад, трансивери, репітери, концентратори, комутатори, маршрутизатори), то і вони теж можуть виконувати функції, що входять в нижні рівні моделі OSI. Чим більше складність проміжного пристрою, тим більше рівнів воно захоплює. Але будь-який проміжний пристрій має приймати і повертати інформацію на нижньому, фізичному рівні. Всі внутрішні перетворення даних повинні проводитися двічі і в протилежних напрямках. Проміжні мережеві пристрої на відміну від повноцінних абонентів (наприклад, комп'ютерів) працюють тільки на нижніх рівнях і до того ж виконують двостороннє перетворення.

Малюнок 3 - Включення проміжних пристроїв між абонентами мережі

1.4 Стандартні мережеві протоколи

Протоколи - це набір правил і процедур, що регулюють порядок здійснення зв'язку. Комп'ютери, які беруть участь в обміні, повинні працювати за одними і тими ж протоколами, щоб в результаті передачі вся інформація відновлювалася в первісному вигляді.

Про протоколах нижніх рівнів (фізичного і канального), що відносяться до апаратури, вже згадувалося в попередніх розділах. Зокрема, до них відносяться методи кодування і декодування, а також управління обміном в мережі. Зараз слід зупинитися на особливостях протоколів більш високих рівнів, що реалізуються програмно.

Зв'язок мережевого адаптера з мережевим програмним забезпеченням здійснюють драйвери мережевих адаптерів. Саме завдяки драйверу комп'ютер може не знати ніяких апаратних особливостей адаптера (його адрес, правил обміну з ним, його характеристик). Драйвер уніфікує, робить однаковим взаємодія програмних засобів високого рівня з будь-яким адаптером даного класу. Мережеві драйвери, що поставляються разом з мережевими адаптерами, дозволяють мережевим програмами однаково працювати з платами різних постачальників і навіть з платами різних локальних мереж (Ethernet, Arcnet, Token-Ring і т.д.). Якщо говорити про стандартної моделі OSI, то драйвери, як правило, виконують функції канального рівня, хоча іноді вони реалізують і частина функцій мережного рівня (малюнок 4). Наприклад, драйвери формують передається пакет в буферній пам'яті адаптера, читають з цієї пам'яті прийшов по мережі пакет, дають команду на передачу, інформують комп'ютер про прийом пакета.

Малюнок 4 - Функції драйвера мережевого адаптера в моделі OSI

Якість написання програми драйвера багато в чому визначає ефективність роботи мережі в цілому. Навіть при найкращих характеристиках мережного адаптера неякісний драйвер може різко погіршити обмін по мережі.

Перш ніж придбати плату адаптера, необхідно ознайомитися зі списком сумісного обладнання (Hardware Compatibility List, HCL), який публікують всі виробники мережевих операційних систем. Вибір там досить великий (наприклад, для Microsoft Windows Server список включає більше сотні драйверів мережевих адаптерів). Якщо до переліку HCL не входить адаптер якогось типу, краще його не купувати.

Існує кілька стандартних наборів (або, як їх ще називають, стеків) протоколів, які отримали зараз широке поширення:

набір протоколів ISO / OSI;

IBM System Network Architecture (SNA);

Apple AppleTalk;

набір протоколів глобальної мережі Інтернет, TCP / IP.

Включення в цей список протоколів глобальної мережі цілком зрозуміло, адже, як уже зазначалося, модель OSI використовується для будь-якої відкритої системи: на базі як локальної, так і глобальної мережі або комбінації локальної і глобальної мереж.

Протоколи перерахованих наборів діляться на три основних типи:

прикладні протоколи (виконують функції трьох верхніх рівнів моделі OSI - прикладного, представницького і сеансового);

транспортні протоколи (реалізують функції середніх рівнів моделі OSI - транспортного і сеансового);

мережеві протоколи (здійснюють функції трьох нижніх рівнів моделі OSI).

Прикладні протоколи забезпечують взаємодію додатків і обмін даними між ними. Найбільш популярні:

FTAM (File Transfer Access and Management) - протокол OSI доступу до файлів;

X.400 - протокол CCITT для міжнародного обміну електронною поштою;

Х.500 - протокол CCITT служб файлів і каталогів на декількох системах;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол глобальної мережі Інтернет для обміну електронною поштою;

FTP (File Transfer Protocol) - протокол глобальної мережі Інтернет для передачі файлів;

SNMP (Simple Network Management Protocol) - протокол для моніторингу мережі, контролю за роботою мережевих компонентів і управління ними;

Telnet - протокол глобальної мережі Інтернет для реєстрації на віддалених серверах і обробки даних на них;

Microsoft SMBs (Server Message Blocks, блоки повідомлень сервера) і клієнтські оболонки або редиректори фірми Microsoft;

NCP (Novell NetWare Core Protocol) і клієнтські оболонки або редиректори фірми Novell.

Транспортні протоколи підтримують сеанси зв'язку між комп'ютерами і гарантують надійний обмін даними між ними. Найбільш популярні з них наступні:

TCP (Transmission Control Protocol) - частина набору протоколів TCP / IP для гарантованої доставки даних, розбитих на послідовність фрагментів;

SPX - частина набору протоколів IPX / SPX (Internetwork Packet Exchange / Sequential Packet Exchange) для гарантованої доставки даних, розбитих на послідовність фрагментів, запропонованих компанією Novell;

NetBEUI - (NetBIOS Extended User Interface, розширений інтерфейс NetBIOS) - встановлює сеанси зв'язку між комп'ютерами (NetBIOS) і надає верхнім рівням транспортні послуги (NetBEUI).

Мережеві протоколи управляють адресацією, маршрутизацією, перевіркою помилок і запитами на повторну передачу. Широко поширені такі з них:

IP (Internet Protocol) - TCP / IP-протокол для негарантованої передачі пакетів без встановлення з'єднань;

IPX (Internetwork Packet Exchange) - протокол компанії NetWare для негарантованої передачі пакетів і маршрутизації пакетів;

NWLink - реалізація протоколу IPX / SPX компанії Microsoft;

NetBEUI - транспортний протокол, що забезпечує послуги транспортування даних для сеансів і додатків NetBIOS.

Всі перераховані протоколи можуть бути поставлені у відповідність тих чи інших рівнях еталонної моделі OSI. Але при цьому треба враховувати, що розробники протоколів не дуже строго дотримуються цих рівнів. Наприклад, деякі протоколи виконують функції, пов'язані відразу до декількох рівнях моделі OSI, а інші - тільки частина функцій одного з рівнів. Це призводить до того, що протоколи різних компаній часто виявляються несумісні між собою. Крім того, протоколи можуть бути успішно використані виключно в складі свого набору протоколів (стека протоколів), який виконує більш-менш закінчену групу функцій. Якраз це і робить мережеву операційну систему "фірмовою", тобто, по суті, несумісною зі стандартною моделлю відкритої системи OSI.

Як приклад на малюнку 5, малюнку 6 і малюнку 7 схематично показано співвідношення протоколів, використовуваних популярними фірмовими мережевими операційними системами, і рівнів стандартної моделі OSI. Як видно з малюнків, практично ні на одному рівні немає чіткого відповідності реального протоколу якомусь рівню ідеальної моделі. Вибудовування подібних співвідношень досить умовно, так як важко чітко розмежувати функції всіх частин програмного забезпечення. До того ж компанії-виробники програмних засобів далеко не завжди детально описують внутрішню структуру продуктів.

Малюнок 5 - Співвідношення рівнів моделі OSI і протоколів мережі Інтернет

Малюнок 6 - Співвідношення рівнів моделі OSI і протоколів операційної системи Windows Server

Малюнок 7 - Співвідношення рівнів моделі OSI і протоколів операційної системи NetWare

2. Технології мереж

2.1 Мережі на основі технології PDH

Перший цифровий потік встановила в 1957 р компанія Bell System. Надалі технологія була стандартизована, і тепер відома як Т1. Зроблено це було для задоволення все зростаючих потреб операторів зв'язку. Місцева телефонія на батьківщині технології, в США, на той момент була порівняно добре розвинена. Змін на клієнтської мережі, що складається з мідних пар, не передбачалося (і не відбулося досі). Тому основні зусилля операторів зосередилися на побудові магістральних (транспортних) мереж і їх ефективного використання для передачі голосу. Природно, про передачу даних в ті часи навіть не йшлося.

Розроблені системи використовували принцип імпульсно-кодової модуляції і методи мультиплексування (підсумовування) з тимчасовим поділом каналів (Time Division Multiplexing, скорочено TDM) для передачі декількох голосових каналів, інакше званих тайм-слотами, в одному потоці даних.

У США, Канаді та Японії за основу був прийнятий потік T1, який зі швидкістю 1,536 Мбіт / с передавав 24 тайм-слота, а в Європі (і трохи пізніше в Радянському Союзі) - потік Е1, що має швидкість 2,048Мбіт / с, і дозволяє передавати 30 каналів передачі даних зі швидкістю 64 кбіт / с, плюс канал сигналізації (16 тайм слот) і синхронізації (нульовий тайм-слот). Це без перебільшення здавалося вершиною прогресу.

Подальший розвиток призвело до появи ще ряду стандартизованих потоків E2 - E3 - E4 - E5 швидкостями передачі даних відповідно 8,448 - 34,368 - 139,264 - 564,992 Мбіт / с. Вони отримали назву плезиохронной цифрової ієрархії - PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), яка до сих пір часто використовується як для телефонії, так і для передачі даних. Більш сучасні технології практично повністю витіснили PDH з оптичних комунікацій, але на застарілих мідних кабелях її позиції до сих пір непохитні. Структура мережі PDH представлена \u200b\u200bна малюнку 8.

Малюнок 8 - Структура мережі PDH

У кожному пристрої є свій тактовий генератор, який працює з невеликими відмінностями від інших. У парі приймачів провідний вузол задає свою синхронізацію (Sync 1-2), а ведений підлаштовується під нього. Єдина синхронізація для великої мережі відсутня. Тому плезиохронная в даному випадку означає "майже" синхронна. Це зручно для будівництва окремих каналів, але викликає зайві складності при створенні глобальних мереж.

2.2 Мережі на основі технології SDH

У міру об'єднання мереж різних операторів зв'язку гостро встає проблема глобальної синхронізації вузлів. Плюс до цього, ускладнення топології викликало труднощі при вилученні з потоку складових каналів. Технічні особливості незалежної синхронізації різних вузлів (наявність вирівнюють біт) робили це неможливим. Тобто, щоб витягти з потоку Е4 потік Е1, необхідно демультіплексіровать Е4 на чотири Е3, потім один з Е3 на чотири Е2, і тільки після цього отримати потрібний Е1.

У цій ситуації вдалим рішенням стала розроблена в 80-х роках синхронна оптична мережа SONET, і синхронна цифрова ієрархія SDH, які часто розглядаються як єдина технологія SONET / SDH.

Поява стандартів синхронної цифрової ієрархії передачі даних (SDH) в 1988 році ознаменувало собою новий етап розвитку транспортних мереж. Системи синхронної передачі не тільки подолали обмеження плезіохронних систем-попередниць (PDH), але і знизили накладні витрати на передачу інформації. Ряд унікальних достоїнств (доступ до низькошвидкісних каналах без повного демультиплексування всього потоку, висока відмовостійкість, розвинені засоби моніторингу та управління, гнучке управління постійними абонентськими сполуками) зумовили вибір фахівців на користь нової технології, яка стала основою первинних мереж нового покоління. На сьогоднішній день технологія SDH заслужено вважається не тільки перспективною, але і досить цією технологією для створення транспортних мереж. Технологія SDH має низку важливих переваг з призначеної для користувача, експлуатаційної та інвестиційної точок зору. А саме:

Помірна структурна складність, яка б знизила витрати на монтаж, експлуатацію і розвиток мережі, в тому числі підключення нових вузлів.

Широкий діапазон можливих швидкостей - від 155,520 Мбіт / с (STM-1) до 2,488 Гбіт / с (STM-16) і вище.

Можливість інтеграції з каналами PDH, оскільки цифрові канали PDH є вхідними каналами для мереж SDH.

Висока надійність системи завдяки централізованому моніторингу та управління, а також можливості використання резервних каналів.

Високий ступінь керованості системи завдяки повністю програмному управлінню.

Можливість динамічного надання послуг - канали для абонентів можуть створюватися і налаштовуватися динамічно, без внесення змін в інфраструктуру системи.

Високий рівень стандартизації технології, що полегшує інтеграцію та розширення системи, дає можливість застосування обладнання різних виробників.

Високий ступінь поширення стандарту в світовій практиці.

9. Стандарт SDH володіє достатнім ступенем зрілості, що робить його надійним для інвестицій. На додаток до перерахованих переваг, необхідно відзначити розвиток магістральних телекомунікацій російських операторів зв'язку на основі SDH, що надає додаткові можливості для привабливих інтеграційних рішень. Перетворення і передача даних у цій системі досить складні. Потрібно відзначити лише кілька моментів. Як мінімальної "транспортної" одиниці використовується контейнер, розмір корисного навантаження якого становить 1 890 байтів, а службової частини - 540 байтів. Спрощено, їх можна розглядати як деяку кількість каналів Т1 / Е1, об'єднаних (мультиплексованих) в один SONET / SDH канал. При цьому яка-небудь зв'язок між потоками, або їх зміна, що не передбачається (якщо не брати до уваги, що з'явилися пізніше і порівняно малопоширених крос-конекторів). Схема мережі SDH представлена \u200b\u200bна малюнку 9.

Можна бачити, що така схема створювалася суворо під потреби телефонії. Дійсно, мультиплексори (MUX) зазвичай встановлюються на АТС, де потоки Е1 (зібрані з інших мультиплексорів) переводяться в мідні аналогові лінії. Оптимізація пропускної здатності мережі (інакше кажучи, міжстанційних з'єднань) досягається підбором співвідношення кількості абонентських ліній і використовуваних потоків.

Перераховані переваги роблять рішення, засновані на технології SDH, раціональними з точки зору інвестицій. В даний час вона може вважатися базовою для побудови сучасних транспортних мереж, як для корпоративних мереж різного масштабу, так і для мереж зв'язку загального користування. SDH набуває дедалі більшого застосування для побудови сучасних цифрових первинних мереж.

Також були розроблені технології мереж Frame Relay, ISDN (Integrated Service Digital Network), АТМ (Asynchronous Transfer Mode). Але широке використання дані технології не знайшли. Пізніше були розроблені WDM (Wavelength Division Multiplexing -спектральное ущільнення каналів), техно-

Малюнок 9-Структура транспортної мережі SONET / SDH і схема можливих варіантів проходження потоків Е1

гия щільного хвильового мультиплексування (Dense Wave Division Multiplexing - DWDM), багатопротокольна комутація міток MPLS.Наібольшее поширення дані технології отримали в США, де добре розвинений ринок волоконно-оптичних систем. Використовуються вони і на мережах зв'язку інших регіонів світу, особливо в Європі, Азії та Латинській Америці.

2.3 Мережева топологія

Під мережевий топологією прийнято розуміти спосіб опису конфігурації мережі, схему розташування і з'єднання мережевих пристроїв. Існує безліч способів з'єднання мережевих пристроїв, з яких можна виділити вісім базових топологій: шина, кільце, зірка, подвійне кільце, Mesh-мережі, решітка, дерево, Fat Tree. Інші способи є комбінаціями базових. У цьому випадку такі топології називаються змішаними або гібридними.

Розглянемо деякі види мережевих топологій. Широко поширена топологія - "Загальна шина" (рисунок 10).

Малюнок 10 - Топологія "Загальна шина"

Топологія загальна шина передбачає використання одного кабелю, до якого підключаються всі комп'ютери мережі. Відправляється робочою станцією повідомлення поширюється на всі комп'ютери мережі. Кожна машина перевіряє - кому адресовано повідомлення і якщо їй, то обробляє його. Приймаються спеціальні заходи для того, щоб при роботі із загальним кабелем комп'ютери не заважали один одному передавати і приймати дані. Для того щоб виключити одночасну посилку даних, застосовується або "несе" сигнал, або один з комп'ютерів є головним і "дає слово" "маркер" іншим станціям. Типова шинна топологія має просту структуру кабельної системи з короткими відрізками кабелів. Тому в порівнянні з іншими топологиями вартість її реалізації невелика. Однак низька вартість реалізації компенсується високою вартістю управління. Фактично, найбільшим недоліком шинної топології є те, що діагностика помилок і ізолювання мережевих проблем можуть бути досить складними, оскільки тут є кілька точок концентрації. Так як середовище передачі даних не проходить через вузли, підключені до мережі, втрата працездатності одного з пристроїв ніяк не позначається на інших пристроях. Хоча використання всього лише одного кабелю може розглядатися як гідність шинної топології, проте воно компенсується тим фактом, що кабель, який використовується в цьому типі топології, може стати критичною точкою відмови. Іншими словами, якщо шина обривається, то жодне з підключених до неї пристроїв не зможе передавати сигнали.

Розглянемо Топологію "Кільце" (рисунок 11).

Малюнок 11- Топологія "Кільце"

Кільце - це топологія, в якій кожен комп'ютер з'єднаний лініями зв'язку тільки з двома іншими: від одного він тільки отримує інформацію, а іншому тільки передає. На кожній лінії зв'язку, як і у випадку зірки, працює тільки один передавач і один приймач. Це дозволяє відмовитися від застосування зовнішніх термінаторів. Робота в мережі кільця полягає в тому, що кожен комп'ютер ретранслює (відновлює) сигнал, тобто виступає в ролі репитера, тому загасання сигналу у всьому кільці не має ніякого значення, важливо тільки загасання між сусідніми комп'ютерами кільця. Чітко виділеного центру в цьому випадку немає, всі комп'ютери можуть бути однаковими. Однак досить часто в кільці виділяється спеціальний абонент, який управляє обміном або контролює обмін. Зрозуміло, що наявність такого керуючого абонента знижує надійність мережі, тому що вихід його з ладу відразу ж паралізує весь обмін.

Комп'ютери в кільці не є повністю рівноправними (на відміну, наприклад, від шинної топології). Одні з них обов'язково отримують інформацію від комп'ютера, який веде передачу в цей момент, раніше, а інші - пізніше. Саме на цій особливості топології і будуються методи керування обміном по мережі, спеціально розраховані на "кільце". У цих методах право на наступну передачу (або, як ще кажуть, на захоплення мережі) переходить послідовно до наступного по колу комп'ютера. Підключення нових абонентів в "кільце" зазвичай зовсім безболісно, \u200b\u200bхоча і вимагає обов'язкової зупинки роботи всієї мережі на час підключення. Як і в випадку топології "шина", максимальна кількість абонентів у кільці може бути досить велика (до тисячі і більше). Кільцева топологія зазвичай є найстійкішою до перевантажень, вона забезпечує впевнену роботу з найбільшими потоками переданої по мережі інформації, тому що в ній, як правило, немає конфліктів (на відміну від шини), а також відсутній центральний абонент (на відміну від зірки) .

У кільці, на відміну від інших топологій (зірка, шина), не використовується конкурентний метод посилки даних, комп'ютер в мережі отримує дані від стоїть попереднім в списку адресатів і перенаправляє їх далі, якщо вони адресовані не йому. Список адресатів генерується комп'ютером, що є генератором маркера. Мережевий модуль генерує маркерний сигнал (зазвичай близько 2-10 байт щоб уникнути загасання) і передає його наступній системі (іноді по зростанню MAC-адреси). Наступна система, прийнявши сигнал, не аналізує його, а просто передає далі. Це так званий нульовий цикл.

Наступний алгоритм роботи такий - пакет даних GRE, який передається відправником адресату починає слідувати по шляху, прокладеному маркером. Пакет передається до тих пір, поки не добереться до одержувача.

Наступний вид топології - "Зірка" (рисунок 12).

Зірка - базова топологія комп'ютерної мережі, в якій всі комп'ютери мережі приєднані до центрального вузла (зазвичай мережевий концентратор), утворюючи фізичний сегмент мережі. Подібний сегмент мережі може функціонувати як окремо, так і в складі складної мережевої топології (як правило "дерево"). Весь обмін інформацією йде виключно через центральний комп'ютер, на який таким способом лягає дуже велике навантаження, тому нічим іншим, крім мережі, він займатися не може. Як правило, саме

Малюнок 12 - Топологія "Зірка"

центральний комп'ютер є найпотужнішим, і саме на нього покладаються всі функції по управлінню обміном. Ніякі конфлікти в мережі з топологією зірка в принципі неможливі, тому що керування повністю централізоване. Робоча станція, з якої необхідно передати дані, відсилає їх на концентратор, а той визначає адресата і віддає йому інформацію. У певний момент часу тільки одна машина в мережі може пересилати дані, якщо на концентратор одночасно приходять два пакети, обидві посилки виявляються не прийнятими і відправникам потрібно буде почекати випадковий проміжок часу, щоб відновити передачу даних. Цей недолік відсутній на мережевому пристрої більш високого рівня - комутаторі, який, на відміну від концентратора, що подає пакет на всі порти, подає лише на певний порт - одержувачу. Одночасно може бути передано кілька пакетів. Скільки - залежить від комутатора.

Поряд з відомими топологиями обчислювальних мереж кільце, зірка і шина, на практиці застосовується і комбінована, наприклад деревоподібна структура (рісунок.13). Вона утворюється в основному у вигляді комбінацій вищезгаданих топологій обчислювальних мереж. Підстава дерева обчислювальної мережі розташовується в точці (корінь), в якій збираються комунікаційні лінії інформації (гілки дерева).

Обчислювальні мережі з деревоподібної структурою застосовуються там, де неможливо безпосереднє застосування базових мережних структур в чистому вигляді. Для підключення великої кількості робочих станцій відповідно адаптерні платам застосовують мережні підсилювачі і / або комутатори. Комутатор, що володіє одночасно і функціями підсилювача, називають активним концентратором.

Малюнок 13 - Топологія "Дерево"

На практиці застосовують дві їх різновиди, що забезпечують підключення відповідно восьми або шістнадцяти ліній.

Пристрій до якого можна приєднати максимум три станції, називають пасивним концентратором. Пасивний концентратор зазвичай використовують як разветвитель. Він не потребує підсилювачі. Передумовою для підключення пасивного концентратора є те, що максимальне можливу відстань до робочої станції не повинно перевищувати декількох десятків метрів.

Топологія мережі визначає не тільки фізичне розташування комп'ютерів, але, що набагато важливіше, характер зв'язків між ними, особливості поширення сигналів по мережі. Саме характер зв'язків визначає ступінь відмовостійкості мережі, необхідну складність мережної апаратури, найбільш підходящий метод керування обміном, можливі типи середовищ передачі (каналів зв'язку), допустимий розмір мережі (довжина ліній зв'язку та кількість абонентів), необхідність електричного узгодження, і багато чого іншого.

3. Розробка мережі абонентського доступу

3.1 Вихідні дані для розробки

Мережа абонентського доступу розробляється відповідно до завдання на дипломний проект для території, представленої на малюнку 14 з метою забезпечення широкосмугового доступу в Інтернет і обміну інформацією між користувачами мережі. Мережа розробляється за технологією Ethernet з використанням волоконно-оптичних ліній зв'язку та мідного кабелю і передбачає наявність декількох серверів. Передбачувана швидкість абонентського доступу з урахуванням пропускної спроможності міської мережі - 100 Мбіт / c. Раніше швидкість абонентського доступу була 10 Мбіт / с, але в зв'язку з використанням вдосконаленого обладнання вдалося забезпечити користувачам велику швидкість. Для підключення до мережі комп'ютерів висуваються наступні вимоги:

Наявність в комп'ютері мережевого адаптера з інтерфейсом Ethernet 10 / 100BaseTX;

Наявність операційної системи, що підтримує протокол TCP / IP.

3.2 Основні мережеві рішення

Для зручності сегментування мережі використовуємо квартальне поділ за типом "Зірка". Сегменти для підвищення керованості мережі ділимо на підмережі. Територію розділимо на сегменти, кожен з яких охоплюють кілька будинків (від 4 до 10). Кожен сегмент пов'язаний з квартальним обладнанням через оптичний конвертер за стандартом 1000BaseLX з використанням волоконно-оптичного кабелю з метою збільшення відстані кабельного сегмента і високій швидкості передачі інформації. Кожне квартальне обладнання підключено до центрального вузла зв'язку через оптичний конвертер за стандартом Gigabit Ethernet 1000BaseLX для збільшення пропускної спроможності на магістралі мережі.

Малюнок 14 - Територія проектування

Центральний вузол зв'язку (розташовані на АТС за погодженням сторін): Виберемо технологію доступу до мережі SDH через велику пропускну здатність трактів, гнучкості, можливості динамічно нарощувати ємність мережі без переривання трафіку. На центральному вузлі розташовані головний комутатор і маршрутизатор для доступу до мережі SDH магістрального провайдера і сервери, які відповідають за підрахунок трафіку, за моніторинг мережі, також буде встановлено DNS сервер.DNS сервер - спеціалізоване ПО для обслуговування DNS (Domain Name System - система доменних імен ), а також комп'ютер, на якому це ПО виконується. DNS-сервер може бути відповідальним за певні зони або може перенаправляти запити вищим серверам.

подібні документи

Аналіз існуючих топологій побудови мережі MetroEthernet. Оцінка типових рішення побудови мереж абонентського доступу. Розрахунок обладнання для послуг передачі мови. Розробка топологічної і ситуаційної схеми. Розрахунок трафіку послуг телефонії.

курсова робота, доданий 17.05.2016


Існуюча телефонна мережа загального користування. Розрахунок пропускної здатності для надання послуг Triple Play. Розрахунок загальної пропускної здатності мережі для передачі і прийому даних. Вибір комутатора абонентського доступу і оптичного кабелю.

дипломна робота, доданий 19.01.2016


Класифікація і характеристика мереж доступу. Технологія мереж колективного доступу. Вибір технології широкосмугового доступу. Фактори, що впливають на параметри якості ADSL. Способи конфігурації абонентського доступу. Основні компоненти DSL з'єднання.

дипломна робота, доданий 26.09.2014


Огляд сучасних систем бездротового абонентського доступу. Особливості застосування модемів OFDM і множинний доступ OFDMA. Розробка інформаційної мережі на основі технології Mobile WiMAX, оцінка економічної ефективності її впровадження.

дипломна робота, доданий 12.07.2010


Розвиток і області застосування, технічні основи PLC і технологічні передумови впровадження PLC-рішень, огляд технологій широкосмугового абонентського доступу. Принцип дії і основні можливості обладнання, приблизна схема організації мережі.

дипломна робота, доданий 28.07.2010


Сучасні засоби зв'язку і їх характеристика. Розробка структури мережі передачі даних. Вибір типу доступу. Основні рівні моделі OSI, технологія доступу. Вибір обладнання, характеристики сервера. Розрахунок вартісних показників для прокладки мережі.

курсова робота, доданий 22.04.2013


Топологія комп'ютерних мереж. Методи доступу до несучої в комп'ютерних мережах. Середовища передачі даних, їх характеристики. Структурна модель OSI, її рівні. Протокол IP, принципи маршрутизації пакетів. Фізична топологія мережі. Визначення класу підмережі.

контрольна робота, доданий 14.01.2011


Огляд існуючих технологій широкосмугового доступу (xDSL, PON, бездротовий доступ). Опис особливостей технології PON. Проект з будівництва мережі абонентського доступу на технології пасивної оптичної мережі. Схема розподільних ділянок.

дипломна робота, доданий 28.05.2016


Вибір і обгрунтування технологій побудови локальних обчислювальних мереж. Аналіз середовища передачі даних. Розрахунок продуктивності мережі, планування приміщень. Вибір програмного забезпечення мережі. Види стандартів бездротового доступу в мережу Інтернет.

курсова робота, доданий 22.12.2010


Основні принципи організації мереж абонентського доступу на базі PLC-технології. Загрози локальних мереж, політика безпеки при використанні технології PLC. Аналіз функціонування PLC будівлі інженерно-впроваджувального центру ТОВ "НВП" Інтепс Ком ".

Загальна архітектура телекомунікаційної мережі

мережі доступу

8.3.2. Технічні засоби мережі доступу

Транспортні мережі.

Структура і технології транспортних мереж

Моделі транспортних мереж

Принципи побудови транспортних мереж

Загальні тенденції розвитку транспортних мереж

Мережі з комутацією каналів

загальні положення

Принципи побудови телефонних мереж

Пакетні мережі зв'язку

Аналіз технічної реалізації IP - телефонії

Види з'єднань в мережі IP - телефонії

мережі H.323

технологія MPLS

Загальна характеристика мережі NGN

Призначення і можливості мережі NGN

Базові положення концепції NGN

У розділі 8 розглянута загальна структура телекомунікаційної мережі. відзначено,

що на даному етапі розвитку мережу електрозв'язку набуває нових властивостей, перетворюючись поступово в інфокомунікаційних мережу. Вказані переваги цифрових мереж, що дозволяє перейти від багаторівневого принципу побудови мереж до більш еффктівності дворівневому принципу, що включає мережу доступу і транспортну мережу. Наведена в розділі класифікація мереж електрозв'язку, дозволяє визначити місце і роль кожної мережі в ЕСЕ. Розглянуто принципи побудови та технології, що використовуються на мережах доступу і транспортних мережах. Відзначено роль мережі кожного рівня в Єдиній мережі електрозв'язку. Відзначається пере-хід на транспортних мережах до IP технологій передачі інформації. Розглянуто принципи побудови комутованих мереж. Важливе місце в розділі займають питання побудови Базовою телефонної мережі - як домінуючої мережі ЕСЕ. Приділено увагу принципам побудови пакетних мереж, що використовують IP технології. Розглянуто основи побудови мережі нового покоління NGN, елементи якої впроваджуються на ЕСЕ і яка є прообразом ЕСЕ в недалекому майбутньому. У розділі наведені контрольні питання, список рекомендованої літератури і глосарій.

8.1 Загальна архітектура телекомунікаційної мережі

Сучасна телекомунікаційна мережа являє собою одну з найскладніших систем, які коли-небудь створював людина. Ця мережа об'єд-нує мільйони різних джерел і споживачів інформації, якими можуть бути найпростіші сигнальні пристрої, окремі особи, комп'ютерні мережі, підприємства, а так само об'єкти, розкидані на великій території і навіть знаходяться в космосі. Основне призначення телекомунікаційної мережі - передача інформації між користувачами і забезпечення доступу до необхідної їм інформації. Архітектура телекомунікаційної мережі представлена \u200b\u200bна рис. 8.1

Малюнок 8.1 Архітектура телекомунікаційної мережі

Елементами телекомунікаційної мережі є:

· кінцеві пункти;

· вузли зв'язку;

· канали зв'язку;

· система управління мережею.

Прикінцеві пункти (ОП) (в тому числі абонентські), містять обладнання введення і виведення інформації, а іноді для її зберігання і обробки, яке призначене:

· Для прийому інформації від користувача і перетворення її в повідомлення, необхідне для передачі по мережі зв'язку;

· Для прийому повідомлення з мережі і його перетворення в вид зручний для видачі користувачеві.

Вузли зв'язку (УС) Призначені для розподілу інформації. Вузли зв'язку, в свою чергу, діляться на комутаційні (КК з комутацією каналів, повідомлень або пакетів), призначені для розподілу повідомлень, і мережеві, призначені для розподілу каналів, пучків каналів і групових трактів.

Канали зв'язку (КС)забезпечують передачу електромагнітних сигналів, обмежених по потужності в певній галузі частот, або з певною швидкістю. Канали об'єднуються в лінії зв'язку між пунктами і вузлами мережі і служать для перенесення (передачі) інформації в просторі.

Лінія звязку, Що з'єднує абонентський пункт з КК, називається абонентською лінією. Лінії зв'язку обладнані каналообразующей апаратурою, за допомогою якої в ЛС виділяються окремі канали зв'язку (КС). Каналисвязі разом з апаратурою передачі і прийому повідомлення утворюють тракт передачі повідомлення (ТПС). Два тракту передачі повідомлень і більш, з комутованих між собою за допомогою КК, утворюють сполучний тракт передачі повідомлень.

Впровадження ВЦ і БД, інтелектуальних платформ на телекомунікаційній мережі дозволяє надавати користувачам мережі практично будь-які інформаційні послуги та мережу набуває нових властивостей, перетворюючись в інфокомунікаційних мережа.

Система управління мережі зв'язку (Сусс) забезпечує:

· нормальну роботу окремих пристроїв і каналів;

· доставку повідомлень за адресою;

· Нормальне функціонування мережі, включаючи організацію ремонту і відновлення, перерозподіл каналів і трактів, перерозподіл і обмеження потоків повідомлень;

· розподіл завдань і запитів по ВЦ і оптимального використання їх потужностей;

· управління розрахунком за послуги і послугами мережі;

· функціонування мережі в цілому як галузі народного господарства і її розвиток.

Сучасні мережі зв'язку, перш за все, характеризуються:

· застосуванням цифрових систем комутації і передачі і обчислювальних засобів;

· Інтеграцією різних видів інформації, що передається (мова, зображення, дані, факсимільні і інші повідомлення).

На базі таких мереж створюються різного роду приватні (установчо) і корпоративні мережі.
Цифрова техніка доставки і розподілу інформації має ряд переваг:
По перше, Процес вдосконалення в технології виробництва великих інтегральних схем зменшує вартість цифрового обладнання і його габарити, на порядок знижує інтенсивність відмов його елементів. В даний час надійно працюють цифрові схеми з сотнями тисяч елементів при загальному часу простою кілька годин за 20 років експлуа-ції. Сучасна технологія дозволяє сформувати на кристалі, площею в кілька квадратних міліметрів, до 10 тис. Елементів і більш при дуже невеликій витраті матеріалів і електроенергії.
По-друге, Цифрові методи передачі сигналів дозволяють збільшити пропускну здатність каналів зв'язку. В даний час розроблені такі широкосмугові передають середовища, як оптичні кабелі. Однак для повної реалізації пропускної здатності оптичного кабелю потрібно стійкість притаманна тільки цифрову техніку. Низька ефективність використання абонентських ліній може бути підвищена шляхом їх цифрового ущільнення. Дані з різними швидкостями передачі набагато ефективніше можуть передаватися за допомогою цифрової техніки передачі, ніж на базі аналогової. цифровими методами в єдиному потоці можуть передаватися мова, дані і сигнали зображень, а також сигнали управління і контролю процесів встановлення з'єднань в мережі.
По-третє, цифрові методи забезпечують можливість складної обробки сигналів. Кодування аналогових сигналів дає можливість реалізувати їх цифрову обробку та істотно знизити надмірність, а використання недорогих мікропроцесорів і мікро - ЕОМ забезпечує можливість більш складною їх обробки. Цифрова інформація може оперативно накопичуватися без спотворень в цифровій пам'яті, яка зараз стає все більш дешевою і дозволяє більш ефективно використовувати обладнання мережі та забезпечити такі переваги, як регенерацію сигналів і зміна швидкості передачі.

нарешті, Цифрові методи забезпечують найкращі умови взаємодії з ЕОМ і терміналами користувачів.
Принципи, які використовуються для побудови мережі зв'язку в цілому, залежить від багатьох факторів. До них можна віднести:

· ємність національної мережі;

· площа території, яку охоплює мережу зв'язку;

· адміністративний поділ території країни;

· структуру і організацію технічної експлуатації засобів і мереж зв'язку;

· технічні засоби і технології, які використовуються для побудови мережі та реалізації послуг;

· потреба в послугах зв'язку.

У зв'язку зі сказаним, можна виділити два загальних принципу побудови мережі зв'язку:

· багаторівневий;

· дворівневий.

Багаторівневий принцип був розроблений для аналогових мереж зв'язку.
Дворівневий принцип характерний при повній цифровізації мережі та впровадженні сучасних систем комутації (асинхронних, що використовують технології пакетної комутації - АТМ, IP), а також потужних систем передачі, що використовують технологію SDH, WDM, Ethernet, що базуються на оптичних кабелях, високошвидкісні супутникові системи передачі.
Відповідно до багаторівневим принципом побудови стосовно телефонної мережі, вся територія країни ділиться на зони нумерації. До зонам нумерації ставляться такі вимоги:

· Розмір зони повинен бути таким, щоб протягом тривалого часу (50 років) не довелося змінювати систему нумерації в межах зони;

· В межах зони нумерації повинна замикатися значна частина виникає на мережі обміну;

· Ємність зони нумерації не повинна перевищувати 8-ми мільйонів номерів.

З огляду на вищесказане, межі зони, як правило, збігаються з адміні-стратівнимі межами областей, країв, республік. Допускається, в разі необхідності, освіту кількох зон на території області, краю, республіки.
В даний час на території Росії утворено 81 зона нумерації. Більшість з них створено в межах області або республік. Але в деяких областях створено по дві зони і навіть три. Наприклад, на території Московської області створено чотири зони - 495, 496, 497,499.
В межах зони нумерації створюються місцеві телефонні мережі (ГТС, СТС, ТС) і внутрішньозонова телефонна мережа (ВзТС), яка призначена для зв'язку різних місцевих телефонних мереж в межах зони нумерації і виходу користувача місцевих мереж на міжміську телефонну мережу (МГТС). Місцеві мережі і внутрізоновие мережі зони нумерації утворюють зонову телефонну мережу (ЗТС). Зонові телефонні мережі різних зон зв'язуються між собою за допомогою міжміської телефонної мережі (МГТС). Зонові і міжміський телефонні мережі утворюють Національ-ву телефонну мережу Росії. Національні мережі різних держав зв'язуються між собою за допомогою міжнародної телефонної мережі (МНТР).
Розвиток інформаційних технологій дозволяє, з урахуванням потреб користувачів в широкому спектрі телекомунікаційних послуг, вже в даний час створювати повністю цифрові широкосмугові мережі зв'язку. Як показують розрахунки, для ефективного використання засобів зв'язку, вирішення проблем якості надання послуг, багаторівневий принцип побудови широкосмугових мереж є недоцільним.
Тому для побудови широкосмугових мереж зв'язку, що отримав назву мультисервісних мереж, був запропонований дворівневий принцип побудови. Дворівневий принцип передбачає створення в межах національної мережі, а також миру, мереж доступу і транспортної мережі.
мережа доступу - мережа зв'язку, що забезпечує підключення термінальних пристроїв (багатофункціональних) до кінцевого вузла транспортної мережі зв'язку.
транспортна мережа зв'язку - це мережа, що забезпечує перенесення різних видів інформації з використанням різних протоколів передачі.

8.2 Класифікація мереж електрозв'язку

Класифікація мереж електрозв'язку за істотними ознаками дозволяє визначити місце кожної мережі в системі електрозв'язку РФ, виявити властивості мереж з різних точок зору на основі системного підходу, оцінити роль і значення кожної мережі в процесі інформатизації суспільства і економіки країни. Це дасть можливість зіставляти мережі між собою, розробляти вимоги до мереж і створювати мережі з заданими характеристиками. Мережі, що входять в ЕСЕ, можна класифікувати за такими ознаками:

· видам переданої інформації;

· територіальною ознакою;

· приладдя;

· організації каналів;

· сфері застосування для надання послуг;

· способу доставки повідомлень;

· рівню інтеграції послуг;

· увазі переданого сигналу;

· способу розподілу повідомлень;

· функціональною ознакою;

· мобільності абонентів;

· кодами нумерації;

· типу середовища поширення;

· обсягом послуг, що надаються;

· структурі мережі.

По виду переданої інформації мережі діляться на телефонні, телеграфні, передачі даних, комп'ютерні мережі, сигнальні мережі і т. д.

Єдина мережа електрозв'язку РФ складається з розташованих на території Російської Федерації мереж електрозв'язку наступних категорій:

· мережу зв'язку загального користування;

· технологічні мережі зв'язку;

· виділені мережі зв'язку;

· мережі зв'язку спеціального призначення.

Мережа зв'язку загального користування (ССОП) призначена для возмездного надання послуг електрозв'язку будь-якому користувачеві на території РФ. Вона включає в себе телефонні мережі електрозв'язку, визначаються географічно в межах території, що обслуговується і ресурсу нумерації і не можуть бути визначені географічно в межах території РФ і ресурсу нумерації, а також мережі, призначені для надання населенню інших послуг зв'язку.
Мережа зв'язку загального користування є комплексом взаємодіючих мереж електрозв'язку, в тому числі мереж зв'язку для розподілу програм радіомовлення, телевізійного мовлення і мультисервісні мережі.
Мережа ССОП має приєднання до мереж зв'язку загального користування іноземних держав.

Виділені мережі зв'язку (ВСР). Є мережі зв'язку, призначені для надання послуг електричного зв'язку обмеженому колу користувачів або груп таких користувачів. ВСС можуть взаємодіяти між собою. ВСС, як правило, не мають приєднання до мережі зв'язку загального користування, а також до ССОП іноземних держав. Технології та засоби зв'язку виділених мереж зв'язку, а також принципи їх побудови встановлюються власниками або іншими власниками цих мереж.
Мережа ВСС може бути приєднана до ССОП з перекладом в категорію мережі зв'язку загального користування, якщо ВСС відповідає вимогам, встановленим для ССОП. При цьому виділений ресурс нумерації вилучається і надається ресурс нумерації з ресурсу нумерації ССОП. Надання послуг зв'язку операторами виділених мереж зв'язку здійснюється на підставі відповідних ліцензій в межах зазначених у них територій.

Технологічні мережі зв'язку (ТСС) призначені для забезпечення виробничої діяльності організацій, управління технологічними процесами у виробництві. Технології та засоби зв'язку, що застосовуються для створення технологічних мереж зв'язку, а також принципи їх побудови встановлюються власниками або іншими власниками цих мереж. При наявності вільних ресурсів технологічної мережі зв'язку частина цієї мережі може бути приєднана до мережі ССОП з перекладом в категорію ССОП для надання платних послуг зв'язку будь-якому користувачеві на підставі відповідної ліцензії. Таке приєднання допускається, якщо:
- Частина технологічної мережі, призначеної для приєднання до ССОП, може бути технічно, або програмно, або фізично відокремлена власником від технологічної мережі.
- Приєднана до ССОП частина технологічної мережі зв'язку відповідає вимогам функціонування ССОП.
Частини ТСС, приєднаної до ССОП, виділяється ресурс нумерації з ресурсу нумерації ССОП. Національні мережі ТСС можуть бути приєднані до мереж ТСС іноземних держав для забезпечення єдиного технологічного циклу.

Мережі зв'язку спеціального призначення (СССН)призначені для потреб державного управління, оборони країни, безпеки держави та забезпечення правопорядку. Ці мережі не можуть бути використані для платного надання послуг зв'язку, якщо інше не передбачено законодавством РФ.

Виділені, технологічні та мережі спеціального призначення об'єднані в категорію мереж обмеженого користування (ОГП).

За територіальною ознакою мережі діляться на місцеві, внутрізоновие, міжміські, міжнародні, регіональні, міжрегіональні, магістральні. Зазначений ознака використовується для первинних мереж, вторинних мереж, для мереж окремих операторів і операторів міжрегіонального-нальних компаній.

ознака приналежності визначає власника мережі. Їм може бути держава, приватна особа, акціонерне товариство, організації та окремі підприємства.

За організації каналів розрізняють первинні і вторинні мережі.

За сферою застосування для надання послуг можна виділити телекомунікаційні та інформаційно-комунікаційних мережі. телекомунікаційна мережа складається з ліній і каналів зв'язку, вузлів і кінцевих станцій і призначена для забезпечення електричної зв'язком користувачів. інфокомунікаційних мережу призначена для забезпечення користувачів електричної зв'язком і доступу до необхідної їм інформації.

За способом доставки повідомлень розрізняють мережі з комутацією каналів і мережі з накопиченням (мережі з комутацією повідомлень і з комутацією пакетів).

За рівнем інтеграції послуг мережі ділять на кілька класів: моносервісние, мережі з низьким рівнем інтеграції, середнім рівнем інтеграції та мультисервісні мережі, що надають необмежений обсяг послуг. До моносервісной мережі відноситься телеграфна мережа. До мереж з низьким рівнем інтеграції можна віднести аналогову телефонну мережу. До мереж із середнім рівнем інтеграції послуг відноситься мережу N - ISDN, мережа мобільного зв'язку 2G. Мультисервісна мережа це мережа нового покоління NGN.

За формою переданих сигналів ділять мережі на аналогові, аналогово-цифрові і цифрові.

За способом розподілу повідомлень мережі діляться: на комутовані, некомутовані, циркулярного зв'язку.

За функціональною ознакою розрізняють мережі доступу та транспортні мережі.

За мобільності абонентів можна виділити мережі фіксованого та мобільного зв'язку. Абоненти фіксованого зв'язку мають стаціонарні термінали на відміну від абонентів мережі мобільного зв'язку.

Дзвінки по кодах нумерації мережі діляться на мережі географічних (коди ABC) і негеографіческіх (коди DEF) зон. Використання зазначених кодів пов'язано зі створенням виділених, в тому числі мобільних мереж, на мережі ЕСЕ РФ.

За типом використовуваного середовища поширення мережі поділяють: на провідні, радіомережі та змішані. У свою чергу, радіомережі поділяються на мережі наземні і супутникові.

За обсягом послуг, що надаються можна виділити мережі, що займають істотне становище (пропускають більше 25% трафіку і мають більш 25% монтованої ємності комутації від загальної ємності мережі). Такий мережі володіє домінуючий оператор зв'язку.

Важливим класифікаційним ознакою є структура мережі зв'язку. На ріс.8.3 представлені типові структури мереж, які відрізняються один від одного числом ліній зв'язку, характером взаємодії вузлів, связностью вузлів і т. П.

Повнозв'язна мережу (мал. 8.3А) - «кожен з кожним». У такій мережі число ліній зв'язку одно N (N-1) / 2, де N - число вузлів на мережі. Можливості підключення h \u003d N-1.

деревоподібна мережа (Рис. 8.3б). У такій мережі між будь-якими двома вузлами може бути тільки один шлях, т. Е. Мережу однозв'язна h \u003d 1. Число ліній зв'язку в такій мережі одно N - 1. Окремими випадками деревовидної мережі є: радіально-вузлова мережу (рис. 8.2в) , зіркоподібна мережа (рис. 8.3г) і лінійна мережа (рис. 8.3д).

Петльова (шлейфного, кільцева) мережу (рис. 8.3е). У ній число ліній зв'язку одно N, і між кожними двома вузлами є по два шляхи (h \u003d 2).

Сітка - сетеобразной мережу (Рис. 8.3 ж - м). У такій мережі кожен вузол смеж тільки з невеликим числом інших вузлів. Вибір тієї чи іншої структури мережі визначається, перш за все, економічними показниками і вимогами до надійності і живучості мережі.

Малюнок 8.3 Структура мереж різного виду

8.3 Мережі доступу

В даний час все більше визнання отримує поділ мережі зв'язку на дві частини: транспортну мережу і мережу доступу. Транспортна мережа представлена \u200b\u200bміжміського та внутрішньозонових мережами зв'язку. Мережа доступу представлена \u200b\u200bмісцевими мережами і призначена для підключення різноманітних абонентських терміналів до транспортної мережі зв'язку.
На малюнку 8.4 показана модель перспективної телекомунікаційної системи та місце мережі абонентського доступу.
Перший елемент телекомунікаційної системи являє собою сукупність термінального та іншого обладнання, яке встановлюється в приміщенні абонента.

Малюнок 8.4 Структура телекомунікаційної системи

другий елемент мережу абонентського доступу. Зазвичай в точці сполучення мережі абонентського доступу з транзитною мережею встановлюється комутаційна станція. Простір, що покривається мережею абонентського доступу, лежить між обладнанням, розміщеним в приміщенні абонента, і цієї комутаційної станцією.

У ряді робіт мережу абонентського доступу ділиться на дві ділянки:

· абонентські лінії (АЛ) розглядаються як індивідуальні засоби підключення термінального обладнання;

· мережу перенесення, Що служить для підвищення ефективності засобів абонентського доступу.

третій елемент телекомунікаційної системи - транспортна мережа. Її функції полягають у встановленні з'єднань між терміналами, включеними в різні мережі абонентського доступу, або між терміналом і засобами підтримки будь-яких послуг.
Четвертий елемент телекомунікаційної системи - засоби доступу до послуг,які забезпечують доступ користувачів до різноманітних послуг електрозв'язку.

Розвиток абонентського доступу

Істотні якісні зміни, властиві сучасній телекомунікаційній системі, торкнулися один з найконсервативніших елементів мережі електрозв'язку - абонентську лінію (АЛ). Особливість сучасної телекомунікаційної системи полягає в тому, що роль АЛ і принципи її створення змінюються дуже істотно. Поняття "абонентська лінія" вже не відображає суті елемента мережі електрозв'язку між терміналом користувача і комутаційної станцією. У технічній літературі з'явився новий, прийнятий вже в міжнародних стандартах і рекомендаціях, термін "Access Network" - "мережа доступу". Мережа абонентського доступу складається з двох основних елементів. Перший елемент мережі дступ являє собою сукупність АЛ, а другий - мережа перенесення. Найчастіше АЛ асоціюються з індивідуальної двухпроводной ланцюгом, що забезпечує обмін інформацією в смузі пропускання тональної частоти (ТЧ). Мережа перенесення призначена для зниження капітальних витрат на лінійно-кабельні споруди в рамках системи абонентського доступу. Цей фрагмент мережі доступу реалізується на базі систем передачі і, в ряді випадків, пристроїв концентрації навантаження. В окремому випадку, мережа перенесення може бути відсутнім. Тоді, поняття мережу АЛ і мережу доступу (СД) стають тотожними.
Мережа абонентського доступу можна розглядати як сукупність первинної мережі та декількох вторинних мереж. Слід підкреслити, що в процесі розвитку засобів електрозв'язку, відмінності між первинною мережею і вторинними мережами стають все менш помітними.

Організація мережі абонентського доступу

Мережа абонентського доступу - сукупність технічних засобів для передачі повідомлень на ділянці від абонентського пристрою до кінцевої станції місцевої телефонної мережі;

Варіанти організації абонентського доступу

У сьогоднішньому світі телекомунікацій все більшого значення набуває фактор співіснування стандартних і нових технологій. Ця ситуація є базою для мереж наступного покоління NGN. Призначена для користувача і сигнальна інформація завжди передаються через інтерфейси і за заздалегідь визначеними протоколами.

Технологія Triple play забезпечує одночасну передачу мови, відео, роботу в мережі Інтернет, передачу даних. Технологія реалізується з використанням оптичного волокна в абонентської лінії.

інтерфейс різнорідних пристроїв. Інтерфейси завжди реалізують будь-які протоколи.

Поняття інтерфейсу включає в себе:

Апаратні засоби, що зв'язують різні пристрої між собою або з користувачем (лінії зв'язку, пристрої сполучення, фізичні характеристики каналу зв'язку)

Програмні засоби, що забезпечують зв'язок різних пристроїв між собою або з користувачем (програми, що забезпечують передачу інформації між різними користувачами; типи даних; список доступних областей пам'яті; набір допустимих процедур і операцій і їх параметрів)

Правила та алгоритми, на основі яких функціонують програмні і апаратні засоби. (Наприклад, способи перетворення сигналів і даних)

протокол - це програмно-апаратні засоби, призначені для сполучення однорідних пристроїв. Протокол забезпечує взаємодію між елементами, що знаходяться на одному ієрархічному рівні, але в різних вузлах мережі.

Протокол - це сукупність правил взаємодії УУ всередині ЦСК і на мережі, що визначають:

Алгоритм взаємодії пристроїв, програм, систем обробки даних, процесів або користувачів.

Правила адресації мережевого обладнання.

Коди, що використовуються для представлення даних.

Швидкості передачі інформації.

Методи передачі інформації.

Формати повідомлень.

Правила формування пакетів повідомлень.

Методи виявлення та виправлення помилок.

Способи електричних з'єднань.

Вибір маршруту передачі повідомлень.

Цифрові АБОНЕНТСЬКІ ЛІНІЇ ISDN

ISDN - (Integrated Services Digital Network) - цифрові мережі інтегрального обслуговування. Технологія ISDN дозволяє по однією фізичної лінії організувати кілька тимчасових каналів

ITU-T визначив такі групи абонентських пристроїв ISDN:
ТЕ1 - термінал ISDN. Термінали цього типу повністю сумісні зі стандартами ISDN і підключаються до мережі через 4-провідну лінію, в якій організовано 3 тимчасових інтервалу (ВІ): В, В, D.
ТЕ2 - термінал, несумісний зі стандартом ISDN. В якості такого терміналу розглядаються телефонний апарат ТА, апарати факсиміле, телексний, відеотексний, ПЕОМ.
ТА - термінальний адаптер для підключення терміналів, несумісних з ISDN. ТА перетворює сигнали інших стандартів в стандарт ISDN.
NT - мережне закінчення, що забезпечує наступні функції:

подача живлення до абонентської установки,

забезпечення технічного обслуговування ліній,

контроль робочих характеристик, синхронізація,

мультиплексування, комутація та концентрація,

вирішення конфліктів доступу.

Мережеве закінчення може являти собою єдине фізичне обладнання NT, а може і розділятися на мережеві закінчення двох категорій: NT1 і NT2 з урахуванням категорій абонентів, що обслуговуються.
(NT1 - мережне закінчення рівня 1. (Це рівні еталонної моделі взаємодії відкритих систем). У функції NT1 входить подача живлення до абонентської установки, забезпечення технічного обслуговування ліній, контроль робочих характеристик, синхронізація, мультиплексування, вирішення конфліктів доступу.
NT2 - мережне закінчення рівнів 2,3. Виконує функції обробки протоколів рівнів 2 і 3, мультиплексування, комутація та концентрація, забезпечення технічного обслуговування ліній, контроль робочих характеристик, вирішення конфліктів доступу. Як функціональний блоку NT2 можуть виступати, наприклад, УПАТС, ЛВС.)
LT - лінійне закінчення ЦСК, до якого підключена лінія ISDN. LT являє собою інтегральний узгоджувальний лінійний комплект.
ET - станційне закінчення ЦСК, що представляє собою абонентський модуль підключення абонентів ISDN. (Наприклад, в S-12 це модуль ISM).
Інтерфейси в опорних точках:
Інтерфейс в точці R пов'язує несумісне з ISDN обладнання ТЕ2 з термінальним адаптером ТА.

Інтерфейс в точці Т пов'язує обладнання користувача з мережевим закінченням NT або два види мережевого закінчення NT1 і NT2.

Інтерфейс в точці U є інтерфейсом між обладнанням NT і обладнанням АТС ТМЗК і забезпечує:

лінійне кодування інформації для передачі по парам мідних проводів;

двосторонній обмін інформацією з будь-яких існуючих фізичних парам проводів;

підключення абонентів ISDN по двухпроводной схемі через NT.

Інтерфейс в точці Sзабезпечує підключення абонентів ISDN по 4-провідній схемі без NT.
Інтерфейс в точці V (V5.1 і V5.2) надає можливість спільного використання обладнання різних виробників з різними системами абонентського доступу, включаючи бездротові лінії зв'язку, оптіковолоконние лінії і мідні кабелі

Кінцеві пристрої АБОНЕНТСЬКОГО ДОСТУПУ

(Кінцеві пристрої введення-виведення телекомунікаційних систем та периферійні пристрої ПЕОМ)

Вступ

Завданням даного модуля є вивчення студентами кінцевих (периферійних ) Пристроїв введення виведення (УВВ) телекомунікаційних систем (систем передачі даних, ПЕОМ або ПК). При цьому основна увага буде приділена вивченню принципів функціонування УВВ, їх апаратному та програмному забезпеченню, а також багатофункціонального обладнання за допомогою якого забезпечується доступ до телекомунікаційних систем передачі інформації.

Так як в даний час ПК виступає в якості телекомунікаційної системи при апаратно - програмному способі реалізації, то при вивченні даного модуля будемо приділено увагу вивченню принципів функціонування персонального комп'ютера (ПК), апаратному та програмному забезпеченню та обслуговуватись, а також УВВ ПК.

Крім того буде приділено увагу:

пристроїв перетворення сигналів (УПС) і їх протоколів взаємодії. Як до УПС можуть виступати модеми для різних систем зв'язку (телефонних, кабельних і радіо);

Вивченню принципів побудови факсимільних систем передачі і їх протоколів взаємодії.

За визначенням СПД - це сукупність технічних засобів - УВВ, АПД і середовища передачі, включаючи фізичні лінії зв'язку і каналообразующей апаратуру.

АПД, фізичні лінії зв'язку і каналообразующей апаратуру ви вивчили раніше, а УВВ будете вивчати в цьому модулі

абонентський доступ

За визначенням, абонентський доступ - це доступ користувача до будь-якої інформаційної телекомунікаційної системи передачі (аналогового або цифрового типу) за допомогою кінцевих пристроїв введення виведення і ліній зв'язку (каналу) або інтерфейсного обладнання.

Від надійності САД більшою мірою залежить успішне здійснення багатьох найважливіших планів і заходів в різних галузях народного господарства.

Мережею абонентського доступу (САД) будемо називати - сукупність технічних засобів, між кінцевими абонентськими пристроями і телекомунікаційними системами (системи передачі даних, ПК).

При цьому в якості кінцевих пристроїв введення виведення виступатимуть різні кінцеві установки введення виведення будь-якого виду інформації.

Класифікація систем абонентського доступу

Сьогодні існує безліч технологій для побудови мережі доступу. Всі їх можна розділити на дві великі групи: провідні та безпровідні технології абонентського доступу. Як мережа доступу, так і мережа розподілу можуть бути побудовані на основі провідних і бездротових технологій.

У зарубіжній літературі можна також зустріти абревіатуру LL (Local Loop), т. Е. Система абонентського доступу.

серед дротових технологій для створення мережі розподілу найчастіше застосовують системи передачі, побудовані на мідному, оптоволоконному чи коаксіальному кабелі.

бездротові радіосистеми Local Loop (LL) мають абревіатуру WLL (Wireless Local Loop), т. Е. Система бездротового абонентського доступу. Іноді WLL називають ще RLL(Radio Local Loop), т. Е. Система абонентського радіодоступу.

У числі провідних слід згадати вже розроблені і стали доступними технології, що дозволяють організувати навіть на основі існуючих мідних кабельних ліній високошвидкісні цифрові абонентські лінії.

це - HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Loop), ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Loop) і SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Loop).

З їх допомогою можна передавати дані по звичайному телефонному мідному кабелю зі швидкістю від 2 до 10 Мбіт / с.

Системи передачі на оптоволоконному або коаксіальному кабелі забезпечують передачу даних зі швидкістю до 1 Гбіт / с.

Можна виділити три основні класи таких систем:

Системи абонентського доступу до мереж передачі даних;

Системи для підключення абонентів до телефонної мережі загального користування;

Системи інтегрального типу.

У свою чергу, системи абонентського доступу до мереж передачі даних можна розділити на наступні підкласи:

а) системи, орієнтовані на обслуговування абонентів з невеликою індивідуальною інтенсивністю коротких транзакцій (системи моніторингу різного призначення, платіжні системи безготівкового розрахунку і ін.);

б) системи, орієнтовані на забезпечення доступу до мережевих інформаційних ресурсів (Інтернету, послуг ISDN і віддаленого доступу до локальних комп'ютерних мереж та ін.). Системи інтегрального типу сполучають в собі системи перших двох типів і є більш універсальними. Спектр послуг, що надається системами даного класу, надзвичайно широкий.

радіосистеми для підключення абонентів до телефонної мережі іноді ще називають "телефонними радіоподовжувачами". Як правило, основне призначення таких систем - забезпечити підключення телефонних абонентів до телекомунікаційних мереж загального користування. Часто бездротові "телефонні подовжувачі" надають також послуги передачі даних через модем і факсимільних повідомлень.

Системи абонентського бездротового доступу, як засіб підключення абонентів до мереж зв'язку зараз набувають у всьому світі широку популярність. Це пояснюється, в основному, дешевизною, короткими термінами впровадження та рівнем послуг, яке можна порівняти з рівнем послуг дротових технологій зв'язку. Вважається, що системи WLL є оптимальним рішенням для країн зі слабкою або застарілою інфраструктурою мереж зв'язку. Тому такі мережі активно розгортаються у всьому світі. Проблема підключення абонентів до АТС або мереж передачі даних зараз дуже актуальна.

Системи WLL розробляються багатьма фірмами, серед яких Alvarion, Motorola, Alcatel, Philips, Ericsson, Qualcomm, Siemens.

Типова структура системи абонентського доступу, як правило, включає в себе мережу доступу (Access network) і мережу розподілу (Distribution network).

термін " мережу доступу"Використовується для опису частини мережі між абонентським обладнанням і точкою доступу до ресурсу первинної мережі.

термін " мережу розподілу"Має на увазі частину мережі між точкою доступу і точкою розподілу.

Мережа розподілу може бути відсутнім, якщо мережа доступу починається безпосередньо від точки розподілу ресурсу первинної мережі. У точці доступу повинна забезпечуватися реалізація протоколів мережі доступу при взаємодії з абонентськими блоками, протоколів мережі загального користування при роботі з вузлом комутації, а також взаємна конвертація цих протоколів і керування потоком даних в системі абонентського доступу.

На практиці ці функції виконують такі пристрої: маршрутизатори (в мережах передачі даних), концентратори і Базові станції (в стільникових мережах і системах бездротового абонентського доступу), комутатори та міні-АТС (в провідних телефонних мережах) та інші.

Як для мережі доступу, так і для мережі розподілу можуть бути використані різні технології. Можна розгортати гібридні мережі типу "кабель-радіолінія" або "радіолінія-кабель". Допустимі різноманітні конфігурації мережі, які залежать від пропускної здатності, вартості планованої мережі, топології, обмежень, що вводяться різними регулюючими організаціями, і т. Д.

У разі організації радіолінії між точкою доступу і абонентами в зоні радиовидимости Базовою станції розташовуються мобільні термінальні пристрої користувачів або абонентські блоки, що утворюють одну клітинку. Якщо охопити всіх абонентів за допомогою однієї базової станції неможливо, то використовують многосотовую принцип.

мобільний термінал - компактне переносний пристрій, за допомогою якого абонент має безпосередній доступ до мережі зв'язку.

Абонентський блок - це стаціонарне приймально-передавальний радіопристрій невеликих розмірів з внутрішньої або зовнішньої антеною.

Кінцеве обладнання користувача (РС, або телефонний апарат) підключається безпосередньо до абонентського блоку і через радіоканал має доступ до мережі зв'язку.

Коли мережу доступу реалізована у вигляді радіоліній, то вона зазвичай має одно- або двочастотних структуру. У першому випадку використовується одна смуга частот для передачі пакетів до базової станції і від неї. Ця структура має ряд істотних недоліків, що обмежують її застосування в мережах з великою кількістю абонентів.

Іншим варіантом є двохчастотна структура. На одній з частот реалізується канал множинного доступу, де всі абоненти здійснюють передачу на базову станцію, а на іншій - прийом з базової станції, звідки абоненти приймають пакети.