Анализ развития электронных технологий в США

ВВЕДЕНИЕ

Анализ развития электронных технологий в США за последние 15 лет, подготовленный специалистами Lucent Technologies (США) в 1998 г. [1], показывает, что за это время скорость работы запоминающих устройств возросла в 90 раз (с 450 до 5 нс), скорость работы центральных процессоров узлов коммутации повысилась в 250 раз (с 1 до 250 Мбит/с), а скорость передачи информации по линиям связи увеличилась в 11 тыс. раз (с 56 кбит/с до 622 Мбит/с). В связи с этим появилась необходимость в создании высокопроизводительной коммутационной техники для построения широкополосных мультисервисных сетей связи, которая могла бы обеспечить порядка 10 тыс. вызовов в минуту при времени установления соединения не более 100 мкс [1]. В 1987 г. бывшим международным комитетом по телефонии и телеграфии в качестве технической основы сетей такого класса была одобрена технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode – АТМ). Указанная технология постановлением Минсвязи России № 176 от 29 января 1997 г. также была рекомендована государственным операторам связи как основа для внедрения мультимедийных услуг в нашей стране. Широкополосные цифровые сети с интеграцией служб (Ш-ЦСИС), построенные на АТМ-технологии, способны обеспечить функционирование самых различных приложений в общей высокоскоростной сетевой среде с заданным качеством обслуживания (QoS – Quality of Service) [2-7]. Передача трафика любой природы в сети АТМ осуществляется ячейками (cell) фиксированного размера (53 байт), каждая из которых имеет адрес, идентифицирующий ее связь с конкретным логическим соединением. Последнее поколение АТМ-коммутаторов позволяет обрабатывать до 8 млн. вызовов в час наибольшей нагрузки (ЧНН) и обеспечивать скорость коммутации порядка 1 Тбит/с [1].

Как известно [8, 9], основной проблемой построения любой цифровой сети с интеграцией служб является совмещение разнородных потоков информации в процессе коммутации и передачи с учетом требований к количественным параметрам трафика и качеству его обслуживания, которые задаются соответствующими приложениями. Главной особенностью Ш-ЦСИС на технологии АТМ, в отличие от существующих широкополосных сетевых пакетных технологий, является наличие в ней механизма такого совмещения, который позволяет организовать в сети пять категорий обслуживания поступающей нагрузки с предоставлением требуемого качества сервиса QoS. Таким образом, на основе технологии АТМ в Ш-ЦСИС организована транспортная система (ТС) доставки сообщений или собственно сеть АТМ, которая обеспечивает интеграцию и качественный перенос (транспортировку) разнородного трафика между конкретными сетевыми приложениями с требуемой скоростью.

В настоящее время отсутствуют универсальные методики анализа и синтеза сетей АТМ, базирующиеся на системном подходе к рассматриваемому вопросу. На практике это приводит к значительным излишним капитальным затратам при их создании и неоптимальному использованию конкретным приложением и/или оператором связи сетевых ресурсов: пропускной способности цифровых трактов передачи, вычислительной мощности коммутационного оборудования узлов (коммутаторов АТМ) и емкости их буферных накопителей для промежуточного хранения информации.

Целью настоящей работы является проведение анализа особенности построения архитектуры сети АТМ и определение общих принципов проектирования сетей указанного класса, а также создание инженерных методик расчета основных числовых характеристик их транспортных соединений.

1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЕРЕДАЧЕ ТРАФИКА В Ш-ЦСИС

1.1. Особенности передачи речевых сигналов 1.2. Передача факсимильной информации 1.3. Передача видеоинформации 1.4. Особенности передачи данных 1.5. Особенности передачи мультимедийного трафика 1.6. Организация обслуживания трафика в сети АТМ

Анализ и сравнение основных потоков информации, циркулирующих в любой сети с интеграцией служб, показывает, что построение сети указанного класса требует решения задачи совмещения по крайней мере двух типов трафика, а именно: изохронного (речь, видео, факсимиле) и асинхронного (данные, файлы).