Transportverbinding. Transmissiesystemen voor het transportnetwerk

Transportnetwerk– een reeks verbindingsroutes nederzettingen respectievelijk land, regio (stad). Het transportnetwerk is er één van essentiële elementen, die het niveau van potentiële transportservicebaarheid van een bepaald gebied en de transportcapaciteit karakteriseert. Het transportnetwerk van een land of een aparte regio bestaat uit spoorwegen, wegen, zee en binnenland waterwegen, luchtroutes, hoofdpijpleidingen. Om communicatieroutes aan te duiden die de belangrijkste steden en industriële centra van een land of regio verbinden, wordt de term ‘ hoofdvervoer».

In deze zin niet-hoofdlijn is industrieel en stedelijk transport. Er worden toegangswegen tot magazijnen, industriële ondernemingen en andere afdelingsfaciliteiten genoemd toegangswegen.

Elk type vervoer over land heeft pad, op het aardoppervlak gelegd. Onder het pad en de opstelling van ijzer en snelwegen, kanalen, pijpleidingen, bovenwegen en transportbanden wordt een strook terrein toegewezen ( voorrang).

Waterwegen- Dit zijn communicatieroutes tussen zee- en binnenvaartvervoer. Zeeroutes- dit zijn de routes die schepen volgen, veelal natuurlijke, waarvoor ligplaatsen, havens en soms kunstmatige vaarwegen of kanalen worden aangelegd. Binnenwateren- Dit zijn binnenwaterruimten die worden gebruikt voor navigatie en houtvlotten. Ze kunnen natuurlijk zijn (binnenzeeën, meren en rivieren) en kunstmatig (kanalen, kunstmatige reservoirs, sluisrivieren).

Luchtwegen ze zijn ontworpen voor vliegtuigvluchten, verbinden de luchtruimen van luchtvaartterreinen en zijn beperkt in hoogte en breedte; Luchthavens met de nodige infrastructuur zijn uitgerust voor het opstijgen en landen van vliegtuigen en helikopters, en voor het technisch onderhoud van vluchten.

Vereist element transport netwerk beginnen, eindigen en tussenliggende punten, waar vracht- en passagiersstromen worden gevormd, ontbonden en hervormd, worden ze genoemd vervoersknooppunten. Op transportknooppunten wordt de vracht klaargemaakt voor verzending, worden vrachtzendingen gevormd, wordt vracht overgedragen aan de vervoerder en van de vervoerder naar de ontvanger, wordt er van de ene vervoerswijze overgegaan op de andere, wordt vracht op korte termijn opgeslagen, worden vrachtzendingen ontbonden en andere technologische operaties. Functies van transportknooppunten met ontwikkeling van diensten transportdiensten zijn aan het uitbreiden. Laad- en lospunten, dat de rol speelde van het ontvangen, vormen van goederenzendingen en het verzenden ervan naar hun bestemming, veranderde geleidelijk in terminals– waarbij zendingen van kleine batches worden omgezet in zendingen van volledige batches voor transport in grote batches. Terminals zijn grote vrachtageworden met uitgebreide mechanisatie van laad-, los- en opslagactiviteiten; de laatste tijd de functies van de terminals worden uitgebreid met vrachtvervoer, douane, uitwisseling, informatie en andere diensten die verband houden met het goederenverkeer. Er is een nieuwe term verschenen voor dergelijke knooppunten - “ naven».

De intensieve ontwikkeling van de internationale economische betrekkingen vereiste nieuwe benaderingen om de tijd voor productie en verkoop van producten te verkorten. Een speciale plaats in dit probleem wordt ingenomen door snelheid van de vrachtaflevering. Verschillen in transportmiddelen en communicatieroutes, infrastructuur, controle- en managementsystemen en wettelijke vereisten in verschillende landen leiden tot een stijging van de kosten van het internationaal transporteren van goederen, vaak tot een verlies aan kwaliteit van goederen en, als gevolg daarvan, tot een verlies aan afzetmarkt. De logistieke benadering van transportsystemen heeft de noodzaak aangetoond om zogenaamde corridors te creëren in de belangrijkste richtingen van vrachtverkeer.

Transportcorridor – is een verzameling van verschillende vervoerswijzen die in dezelfde richting opereren rekening houdend met vracht- en passagiersstromen met een ontwikkelde transportinfrastructuur van internationale klasse met unificatie van vereisten voor apparatuur, technologie, informatie, juridische relaties enz. Verenigd technische eisen, implementatie geavanceerde technologieën en het creëren van een single informatie ruimte voor ondersteuning en veiligheid van het transportproces zijn een voorwaarde voor efficiënt werken in transportcorridors.

Transportcommunicatienetwerk is een netwerk dat de overdracht van verschillende soorten informatie mogelijk maakt met behulp van verschillende transmissieprotocollen.

Transportnetwerken kunnen worden verdeeld drie niveaus. Netwerken eerste niveau - lokaal of lokaal. Ze zijn georganiseerd in stedelijke of landelijke gebieden. Netwerken van de tweede niveau – regionaalof intrazonaal. Het derde niveau is het mondiale (backbone) netwerk. Bij het bouwen van transportnetwerken op verschillende niveaus wordt uniformiteit gehandhaafd in de methoden voor het transporteren van informatie, methoden voor netwerkbeheer en synchronisatie. De verschillen in netwerken van verschillende niveaus bestaan ​​alleen uit de hiërarchie van de gebruikte snelheden, de architectuur van netwerken (ring, ster, lineair, enz.) en de kracht van kruisverbindingsknooppunten. Glasvezeltransmissielijnen, radiorelais- en satelliettrunks en coaxkabels worden gebruikt als transmissielijnen in transportnetwerken.

Figuur 2.8 toont de structuur van een lokaal (stads)vervoernetwerk op basis van SDH-technologie.

Rijst. 2.8 Structuur van het transportnetwerk van de stad op basis van technologieSDH

Voor de aanleg van moderne transport- en bedrijfsnetwerken van elk niveau zijn de meest gebruikte netwerktechnologieën PDH/PDH, SDH/SDH en ATM. ATM-technologie bestrijkt, in tegenstelling tot PDH- en SDH-technologieën, niet alleen het primaire of transportnetwerkniveau, maar combineert ook de niveaus van secundaire netwerken en toegangsnetwerken met het primaire netwerk. De afgelopen jaren zijn dergelijke technologieën zoals DWDM, IP over ATM en IP over SDH. Momenteel is de grootste vooruitgang geboekt bij het creëren van backbone-netwerken op basis van de bovengenoemde technologieën. Er zijn nieuwe technologieën voor het verzenden van IP-verkeer ontstaan ​​met uniforme verbindingen van IP-routers die technologieën als WDM, DWDM, SDH en dark fiber als kanaalmedium gebruiken. Transportnetwerken gebruiken een hiërarchie van transmissiesnelheden in overeenstemming met internationale ITU-T-aanbevelingen en de meest gebruikte Europese standaard, die wordt gebruikt op Russische communicatienetwerken. PDH-technologie ondersteunt de volgende niveaus van digitale kanaalhiërarchie: abonnee- of hoofdkanaal E0 (64 kbit/s) en gebruikerskanalen van niveaus E1 (2,048 Mbit/s), E2 (8,448 Mbit/s), E3 (34,368 Mbit/s) , E4 (139,264 Mbps). Niveau digitaal kanaal E5 (564.992 Mbit/s) wordt gedefinieerd in de ITU-T-aanbevelingen, maar wordt in de praktijk meestal niet gebruikt. Digitale PDH-kanalen vormen de input (payload) voor de gebruikersinterfaces van SDH-netwerken.

Een modern digitaal primair of transportnetwerk wordt in de regel gebouwd op basis van een combinatie van PDH- en SDH-apparatuur. Digitale kanalen van het transportnetwerk met een capaciteit (transmissiesnelheid) van 64 kbit/s tot 39813,12 Mbit/s worden gecreëerd op basis van PDH- en SDH-technologieën (Tabel 8.4.1, Tabel 8.4.2). PDH- en SDH-technologieën werken met elkaar samen via multiplex- en demultiplexprocedures voor digitale stromen E1, E3 en E4 PDH in SDH-apparatuur. Tabel 8.4.1 laat zien algemene kenmerken digitaal hoofdkanaal E0 en netwerkpaden E1, E2, E3 en E4 PDH.

SDH-technologie heeft vergeleken met PDH de volgende kenmerken en voordelen:

 voorziet in synchrone transmissie en multiplexing, wat leidt tot de noodzaak om netwerksynchronisatiesystemen te bouwen;

 biedt directe multiplexing en directe demultiplexing (input-output) van digitale PDH-stromen;

 gebaseerd op standaard optische en elektrische interfaces, wat compatibiliteit van apparatuur garandeert diverse fabrikanten;

 stelt u in staat PDH-systemen van de Europese en Amerikaanse hiërarchie te combineren;

 biedt volledige compatibiliteit met PDH-, ATM- en IP-apparatuur;

 biedt beheer op meerdere niveaus en zelfdiagnose van het transportnetwerk.

ATM-technologie, gebaseerd op statistische multiplexing van verschillende ingangssignalen, werd voor het eerst ontwikkeld als onderdeel van breedband technologie B-ISDN. Het is ontworpen voor snelle transmissie van heterogeen verkeer: spraak, data, video en multimedia, en is gericht op het gebruik van de fysieke laag van hogesnelheidsverkeer. netwerktechnologieën zoals SDH, FDDI, enz. In de ATM-technologie komen de basiswaarden van de transmissiesnelheden voor toegangsinterfaces (gebruikersinterfaces) overeen met de digitale kanalen E1 (2 Mbit/s), E3 (34 Mbit/s), E4 (140 Mbit/s) PDH, ATM (25 Mbit/s), Fast Ethernet, FDDI (100 Mbit/s) en enkele andere. De basissnelheden van lineaire transmissie-interfaces komen overeen met de transmissiesnelheden van STM-N digitale kanalen (N=1, 4, 16, 64 (Tabel 2)) van het SDH-systeem.

ATM-technologie was de eerste technologie op basis waarvan het de bedoeling was om, in plaats van standaard en talrijke netwerken (telefoon-, telegraaf-, fax- en datanetwerken), één enkel digitaal netwerk te bouwen, gebaseerd op het wijdverbreide gebruik van glasvezellijnen. Vanwege de hoge kosten van geldautomaatapparatuur en de wijdverbreide penetratie van het IP-protocol in mondiale netwerken werden deze plannen echter niet volledig geïmplementeerd. IP-technologie is de basis van internet en bestaat uit een reeks protocollen die de TCP/IP-protocolstack worden genoemd, en het IP Transmission Control Protocol wordt het internetprotocol genoemd. Hij is het die de internetwerkuitwisseling implementeert. Het belangrijkste voordeel is dat de TCP/IP-protocolstack hierin voorziet betrouwbare communicatie tussen netwerkapparatuur van verschillende fabrikanten. De protocollen van de TCP/IP-stack beschrijven het formaat van berichten en geven aan hoe fouten moeten worden afgehandeld, waardoor een mechanisme wordt geboden voor het verzenden van berichten via het netwerk, ongeacht het type apparatuur dat wordt gebruikt. Tijdens het bestaan ​​van de TCP/IP-protocolstack zijn echter zwakke punten en tekortkomingen van de TCP/IP-protocolarchitectuur aan het licht gekomen. In veel gevallen kan IP-technologie niet voldoen aan de eisen van nieuwe toepassingen. Allereerst moet het een hogere doorvoer bieden. Dit is echter niet genoeg. Er is behoefte om IP-technologie aan te vullen met bandbreedtebeheermogelijkheden die applicaties de QoS bieden die ze nodig hebben.

De ontwikkeling van informatie- en telecommunicatietechnologieën wordt voortdurend gestimuleerd door de zoektocht naar kansen en technologieën die netwerken op de meest effectieve manier kunnen combineren en deze kunnen omzetten in breedband met meerdere diensten en ultrabreedband. Momenteel is de grootste vooruitgang geboekt bij het creëren van mondiale backbone-netwerken op basis van IP over ATM- en IP over SDH-technologieën. Er zijn nieuwe technologieën opgekomen voor het verzenden van IP-verkeer, die uniforme routerverbindingen mogelijk maken via systemen en media, zoals WDM, DWDM en dark fiber. Een voorbeeld van een dergelijke technologie is de technologie die in 1999 werd voorgesteld. Cisco Systems ontwikkelde het SRP-protocol (Spatial Reuse Protocol), dat later bekend werd als DPT (Dynamic Packet Transport). DPT-technologie belichaamt de beste eigenschappen van technologieën als SDH, FDDI, enz. Met DPT-technologie kunt u tussenliggende protocollen van andere netwerktechnologieën, bijvoorbeeld SDH en ATM, vermijden bij het verzenden van IP-verkeer via glasvezel. De belangrijkste voordelen van DPT-technologie zijn onder meer de volgende. Door het gebruik van het SDH-formaat (STM-1-niveau) kan DPT-verkeer worden verzonden SDH-netwerken, waardoor hun compatibiliteit wordt gegarandeerd. Tegelijkertijd nemen trunkpaden alleen bandbreedte in beslag tussen de punten van verzending en ontvangst van signalen, wat een efficiënter gebruik van bandbreedte mogelijk maakt ringtopologie DPT-netwerken. DPT-technologieën hebben mogelijkheden voor verkeersback-up ontwikkeld door de implementatie van herstelmechanismen in de ringnetwerktopologie. Het gebruik van het IP-protocol maakt end-to-end monitoring van het gehele DPT-netwerk mogelijk, van de backbone (transport) tot toegangsnetwerken.

Zal de operator nieuwe diensten kunnen lanceren in het bestaande transportnetwerk, zal hij de transmissie van supersnel multimediadataverkeer aankunnen?

Zorgen van de exploitant

Met de overgang naar UMTS-technologie zijn de directe en retourkanalen verkeerstransmissie aanzienlijk toeneemt.

Veranderingen in de structuur van het verzonden verkeer zijn ook duidelijk. Nog steeds binnen mobiele netwerken Spraakverkeer domineert, maar met de transitie naar 3G zal de rol van datadiensten toenemen en zal hun bijdrage aan het totale verkeersvolume aanzienlijk toenemen. Op een gegeven moment zal IP-verkeer dominant worden, vooral gezien de algehele migratie van spraak van circuit- naar pakketschakeling.

Het onmiddellijk opgeven van traditionele technologieën en de overgang naar IP is onmogelijk, en daarom ook de transportomgeving van de operator mobiele communicatie geleidelijke migratie moeten garanderen. De mogelijkheid om verkeer via traditionele protocollen (TDM, ATM en FR) over een IP-netwerk te verzenden met behulp van PWE3-technologie (Pseudo Wire Emulation End-to-End) maakt de IP-omgeving universeel in termen van ondersteuning van diensten van de tweede en derde generatie.

IN algemeen geval In het transportnetwerk van een mobiele operator kunnen twee hoofdsegmenten worden onderscheiden: het backbone-transportnetwerk en het radiotoegangsnetwerk (RAN). De principes van het bouwen van een backbone-netwerk van een mobiele operator hebben hun eigen kenmerken, maar vallen over het algemeen samen met de principes van het bouwen van andere backbone-netwerken.

De situatie bij de ontwikkeling van RAN-transportnetwerken is anders. In netwerken van de tweede generatie gebruiken operators mobiele TDM-kanalen met lage snelheid om basisstations en controllers met elkaar te verbinden. Aanvankelijk waren ze gedwongen de meeste kanalen van vaste en vaste zenders te huren communicatie op lange afstand, maar nu verbetert de situatie. Veel mobiele bedrijven hebben hun eigen optische infrastructuur SDH/PDH, radiorelaisapparatuur en verminderen het aantal gehuurde kanalen. Als gevolg hiervan worden de operationele kosten voor het onderhoud van het netwerk verlaagd. Er zijn echter maar weinig exploitanten die IP-technologie als zo beschouwen mogelijke manier het oplossen van problemen die verband houden met de uitbreiding van het RAN-transportnetwerk, maar het is de constructie van IP-RAN die ons in staat stelt veel problemen bij het moderniseren van het toegangsniveau op te lossen.

Zoals reeds opgemerkt, vereisen nieuwe diensten een grotere bandbreedte. Als voorheen de capaciteit van een speciaal kanaal van 2 Mbit/s (E1) voldoende was om verkeer van het basisstation naar de controller te verzenden, dan hebben 3G BS's vier E1-kanalen nodig. In de nabije toekomst zullen basisstations een bandbreedte van 14,4 Mbit/s nodig hebben, en dit is niet de limiet. Om één BS aan te sluiten, heb je een hele "bundel" E1-kanalen nodig, wat lastig is en een aantal beperkingen kent.

Door IP als transportmedium te gebruiken, is het mogelijk om eenvoudig een bandbreedte van 100 of 1.000 Mbit/s te verkrijgen, wat vele malen groter is dan de capaciteit van E1-kanalen.

Typische IP-RAN-constructiescenario's

Afhankelijk van de gebruikte soorten apparatuur en de kenmerken van transportnetwerken variëren de IP-RAN-ontwerpopties. We zullen verschillende scenario’s één voor één bekijken.

Het eerste scenario is typisch voor alle operators van de tweede generatie die de transitie naar 3G plannen: dit is de transmissie van 2G BS-verkeer via Ethernet-kanalen. Traditioneel basisstations mobiele operators van de tweede generatie zijn via TDM-kanalen verbonden met controllers, waardoor zowel spraakpakketten als signaleringsverkeer worden verzonden, evenals een even belangrijk synchronisatiesignaal voor het coördineren van de werking van alle BS'en en controllers. Het voordeel van TDM boven Ethernet in mobiele netwerken was dat deze de werking van de apparatuur niet konden synchroniseren. Met de ontwikkeling van IP-technologieën werd het probleem echter opgelost. Er zijn nu verschillende technologieën beschikbaar om het probleem van het verzenden van een kloksignaal over een IP-netwerk op te lossen, bijvoorbeeld adaptieve klokhersteltechnologieën, synchroon Ethernet, enz. Bijgevolg kan het overwogen scenario voor het creëren van een IP-RAN-netwerk volledig worden geïmplementeerd op basis van Ethernet.

Het tweede scenario is ook typisch voor netwerken van de tweede generatie de meeste verkeer bestaat uit gesproken informatie. Wanneer twee mensen praten, spreekt één van hen in de regel, en de tweede luistert. Daarom zijn de kanalen bij gebruik van TDM-technologieën minstens halfvol met niet-informatief verkeer, dat wil zeggen stilte. Alle niet-informatieve pakketten kunnen worden gedetecteerd op apparaten die toegang hebben tot het IP-netwerk en worden weggegooid als onnodig. Voordat informatiepakketten naar het netwerk worden verzonden, kunnen ze op het toegangsapparaat worden geoptimaliseerd met behulp van een principe dat vergelijkbaar is met het archiveren van bestanden. Dit alles maakt het mogelijk om het volume van het verkeer dat vanaf het basisstation wordt verzonden en de behoefte aan bandbreedte aanzienlijk te verminderen, het volume van de verzonden informatie en de operationele kosten voor het onderhouden van het transportnetwerk te verminderen.

Het derde scenario is typisch wanneer er basisstations zijn die ATM-technologie ondersteunen. In dit geval moeten toegangsapparaten de ATM IMA-standaard ondersteunen voor het verbinden van basisstations en PWE3-technologie voor het organiseren van virtuele ATM-kanalen via een IP-netwerk. Door organisatiemethoden virtuele kanalen en verzending van het kloksignaal is het derde scenario vergelijkbaar met het eerste.

Het vierde scenario is typisch voor Europa mobiele operators, dat voorheen afhankelijk was van goed ontwikkeld transport ATM-netwerken en kon het verdere gebruik ervan niet onmiddellijk weigeren. In Europese 3G-netwerken is er sprake van een verdeling van het verkeer over verschillende transmissiemedia. Spraakverkeer en kloksignalen worden dus traditioneel via het ATM-netwerk verzonden, wat garanties biedt hoge kwaliteit dienst. A extra verkeer Diensten die niet kritisch zijn voor de kwaliteit van de dienstverlening worden via de nieuwe IP-transportinfrastructuur verzonden. Dit betekent niet dat Europese bedrijven er niet op vertrouwen dat IP-technologieën worden overgedragen sleutelverkeer, maar geeft alleen aan dat ze met een minimum aan extra investeringen het netwerk zoveel mogelijk proberen te ontlasten. Ethernet-kanalen en koperen DSL-lijnen kunnen worden gebruikt als IP-toegangskanalen, waardoor de kosten voor het bouwen van een IP-RAN aanzienlijk kunnen worden verlaagd.

Het vijfde scenario wordt gebruikt bij de implementatie van een nieuwe generatie IP-gebaseerde BS. Dergelijke basisstations kunnen een geaggregeerd multicast-kanaal gebruiken dat uit verschillende E1-stromen bestaat. In dit geval is het, wanneer meerdere BS'en via microgolf- of bekabelde kanalen op één toegangsapparaat worden aangesloten, een rationele oplossing om Multilink PPP-sessies op het toegangsapparaat te beëindigen en IP-verkeer samen te voegen tot één enkele stroom. Het verkeer van elk basisstation wordt bepaald op basis van zijn IP-adres.

Het laatste, zesde scenario wordt gedicteerd door de transitie van operators naar netwerken van de derde generatie. Dit proces zal niet onmiddellijk plaatsvinden en de dynamiek van de vraag naar nieuwe diensten is moeilijk te voorspellen. Operators blijven ontvangen hoge inkomens van 2G-netwerken en zullen deze niet afsluiten, dus de exploitatie van BS van de tweede en derde generatie op dezelfde locatie is niet uitgesloten. IN in dit geval het toegangsapparaat moet verkeer ontvangen van basisstations verschillende soorten(IP, TDM, ATM) en zorgen voor de transmissie ervan via virtuele IP-kanalen. Het kloksignaal wordt eveneens via een IP-netwerk verzonden.

De meeste problemen bij het bouwen van een op IP gebaseerd RAN worden veroorzaakt door de noodzaak om de mogelijkheden van pakkettechnologie “af te stemmen” op de vereisten van mobiele apparatuur die oorspronkelijk werkte met de TDM- en ATM-protocollen. Nieuwe IP-technologieën, zoals PWE3 of de transmissie van een kloksignaal via IP-kanalen, stellen operators echter in staat universele multiservice-transportnetwerken op te bouwen om 2G- en 3G-diensten te leveren en aanvullende diensten te ontwikkelen.

Merk op dat Huawei de eerste was die basisstations op de markt aanbood die op het IP-netwerk waren aangesloten met ondersteuning Ethernet-technologieën en TDM-over-IP. Tegelijkertijd krijgen klanten niet individuele netwerkelementen, maar alomvattende oplossingen IP-RAN. Niet beperkt tot nieuwe basisstations, heeft Huawei een hele reeks apparatuur uit de CX-serie uitgebracht die TDM, ATM, IP via MPLS-verkeerstechnologieën ondersteunt en kloksignaaloverdracht via IP implementeert. Hoge dichtheid Met poorten E1, IMA E1, FE kunt u basisstations van de tweede en derde generatie op één CX-apparaat aansluiten. Om de betrouwbaarheid van de IP-RAN-oplossing te verbeteren, worden betrouwbare RPR- en RRPP-ringstructuurtechnologieën geïmplementeerd op de toegangslaag. In gevallen waarin toegangsringen voor gebouwen niet mogelijk zijn, zorgen CX-apparaten voor netwerkconstructie boomtopologie gebaseerd op STP- en RSTP-protocollen.

Alexey Gordienko ( [e-mailadres beveiligd]) - Dbij Huawei

Classificatie van transportnetwerken. Herziening van technologieën voor het transportnetwerk (TN)

Eerst was daar het woord. Het woord bevatte informatie die bedoeld was om van persoon tot persoon te worden overgedragen. En pas toen begonnen mensen geleidelijk te beseffen dat communicatie noodzakelijk is voor normale informatie-uitwisseling duiven post en kamelenkaravanen tot telefoons, computers en glasvezelsnelwegen. Wat er vandaag de dag in de wereld van de telecommunicatie is gebeurd, kan meer als een revolutie dan als een evolutie worden geclassificeerd. Zo groot is het verschil tussen wat de telefoon gisteren was en de toegenomen verspreiding van informatie en invloed van het internet vandaag de dag. Bestaat vandaag telefoonnetwerk openbaar gebruik(PSTN) en daarmee ook de circuitswitchingtechnologie zelf op het punt van uitsterven staat. In plaats daarvan is er een pakketgeschakeld netwerk dat de transmissie van spraak, video en data zal verzorgen. Het proces van informatisering wint over de hele wereld aan kracht. In moderne mondiale wereld Het niveau van informatisering zorgt voor het concurrentievermogen en de veiligheid van het land.

Nog maar tien jaar geleden had elke communicatietechnologie twintig tot dertig jaar kunnen bestaan. Nu “sterven” veel technologieën binnen 1-2 jaar, omdat communicatieapparatuur sterk onderhevig is aan veroudering (dat wil zeggen: de apparatuur kan nog steeds functioneren, maar reageert niet meer moderne trends en vereisten). En voor nieuwe apparatuur die op stations wordt geïnstalleerd, zijn gekwalificeerde werknemers nodig, dus specialisten die met nieuwe technologieën werken, moeten hun kennis en vaardigheden voortdurend verbeteren.

De komende transitie van het internet naar het efficiëntere IPv6-protocol zal helpen complexere algoritmen te implementeren voor het bedienen van abonnees en zelfs het ‘internet der dingen’ te bouwen, wanneer tandenborstels, koelkasten en auto’s toegang zullen hebben tot het netwerk en veel sensoren zullen worden gebruikt. gecombineerd tot zelforganiserende netwerken. En het aantal ‘gebruikers’ langs de ‘machine-tomachine’ (of M2M)-lijn zal tientallen miljarden apparaten bedragen.

Telecomoperatoren moeten afstand nemen van de consument en proberen diensten te genereren die echt heel belangrijk voor hem zijn, zelfs met zijn deelname. En we zullen allemaal gelukkig zijn. Geluk is tenslotte als een vlinder: hoe harder je hem vangt, hoe succesvoller hij ontsnapt. Maar als je je aandacht op andere dingen verlegt, komt het rustig op je schouder zitten.

Het was uitweiding. Laten we nu eens naar de omslag hiervan kijken leermiddel, waar een figuur staat die de concepten illustreert: "transportnetwerk" en "toegangsnetwerk".

Transportnetwerk is een verzameling netwerk elementen, die verkeerstransmissie verzorgen. Transport is dat deel van het communicatienetwerk dat de functies vervult van het overbrengen (transporteren) van berichtenstromen van hun bronnen vanuit het ene toegangsnetwerk naar berichtontvangers van een ander toegangsnetwerk.

Toegang tot netwerk is een reeks netwerkelementen die abonnees toegang bieden tot transportnetwerkbronnen om diensten te ontvangen. Het toegangsnetwerk verbindt de bron (ontvanger) van berichten met het toegangsknooppunt, dat de grens vormt tussen het toegangsnetwerk en het transportnetwerk.

Op de foto op de omslag van de handleiding is dat duidelijk te zien voornaamst technologieën van een modern transportnetwerk zijn: WDM, NGSDH (nieuwe generatie SDH), MPLS en natuurlijk 10GE.

IN modern netwerk toegang wordt momenteel in grote hoeveelheden gebruikt verschillende technologieën, Bijvoorbeeld: verschillende soorten DSL (ADSL, HDSL, VDSL); verschillende soorten optische toegang (FTTH - optiek naar een appartement, FTTB - optiek naar een gebouw, FTTC - optiek naar een straatkast); verschillende soorten radiotoegang (Wi-Fi, WiMAX, LTE), MetroEthernet, GPON, enz.

Op basis van het type aangesloten abonneeterminals zijn BSS-netwerken onderverdeeld in:

netwerken vaste lijn , het verzorgen van aansluitingen voor vaste abonneeterminals;

mobiele netwerken, dat voorziet in de aansluiting van mobiele (verplaatsbare of draagbare) abonneeterminals.

Bovendien worden netwerken, volgens de methode van het organiseren van kanalen, traditioneel verdeeld in primair en secundair (figuur 1.1).

Primair netwerk is een reeks kanalen en transmissiepaden gevormd door de uitrusting van knooppunten en transmissielijnen (of fysieke circuits) die deze knooppunten verbinden. Het primaire netwerk biedt transmissiekanalen (fysieke circuits) voor secundaire netwerken om communicatieverbindingen te vormen.

Secundair netwerk is een reeks communicatiekanalen gevormd op basis van het primaire netwerk door het routeren en schakelen in schakelknooppunten en het organiseren van de communicatie daartussen abonnee-apparaten gebruikers.

Figuur 1.1 – Structuur van het telecommunicatiesysteem

De constructie van een klassiek telecommunicatiesysteem is gebaseerd op een primair netwerk, dat een signaalvoortplantingsmedium en signaaloverdrachtapparatuur omvat die zorgt voor het creëren van standaardkanalen en paden van het primaire netwerk. Het primaire netwerk kan worden opgebouwd op basis van analoge transmissiesystemen (ATS) of op basis daarvan digitale systemen transmissies (PDH, SDH).

Typische kanalen en paden van het primaire netwerk worden gebruikt door verschillende secundaire netwerken: telefonienetwerken, datanetwerken, radiocommunicatie, televisie, mobiele netwerken.

Het is erg belangrijk om de classificatie van communicatienetwerken te begrijpen door territoriale verdeling :

hoofdlijn is een netwerk dat knooppunten van vakcentra met elkaar verbindt Russische Federatie. Het backbone-netwerk zorgt voor de doorvoer van berichtenstromen tussen zonenetwerken;

zonaal(of regionaal) zijn communicatienetwerken gevormd op het grondgebied van een of meerdere samenstellende entiteiten van de Russische Federatie (regio's);

lokaal– dit zijn communicatienetwerken die zijn gevormd binnen een administratief of anderszins afgebakend gebied en geen verband houden met regionale communicatienetwerken. Lokale netwerken verdeeld in stedelijk en landelijk;

Internationale is een openbaar netwerk dat is verbonden met communicatienetwerken van het buitenland.

IP-telefonie

Afkorting VoIP (Voice-over Internet Protocol staat voor Voice over Internet Protocol. Oorsprong VoIP-technologieën bevinden zich in 1876, toen de Amerikaan Alexander Bell de eerste uitvoerde telefoontje en patenteerde wat hij uitvond “ pratende telegraaf“Dit toestel had geen bel en de abonnee werd via de hoorn gebeld met een fluitje. De opkomst van VoIP gaat terug tot 1995, toen het kleine Israëlische bedrijf VocalTec het eerste programma voor internettelefonie uitbracht. Het programma heette Internet Phone en was bedoeld voor bellen vanaf een thuiscomputer.

In netwerken op basis van het IP-protocol worden alle gegevens (spraak, tekst, video) in de vorm van pakketten verzonden. Elke computer en terminal op een dergelijk netwerk heeft zijn eigen unieke IP-adres, en verzonden pakketten worden naar de ontvanger gerouteerd in overeenstemming met dit adres dat in de header wordt aangegeven. Gegevens kunnen worden overgedragen gelijktijdig tussen veel gebruikers op dezelfde lijn. Wanneer zich problemen voordoen, kunnen IP-netwerken de route wijzigen om de defecte secties te omzeilen. In dit geval vereist het IP-protocol geen speciaal kanaal voor signalering.

Figuur 2.1 – Pakketgeschakelde netwerkverbinding

Analoog signaal komt van de abonnee naar de IP-telefoniegateway .

In de gateway gebeurt het volgende:: In de eerste fase wordt stemdigitalisering uitgevoerd. De gedigitaliseerde gegevens worden vervolgens geanalyseerd en verwerkt om het fysieke volume aan gegevens dat naar de ontvanger wordt verzonden, te verminderen. In de regel worden in dit stadium onnodige pauzes onderdrukt en achtergrondgeluid, evenals compressie. In de volgende fase wordt de ontvangen datareeks opgedeeld in pakketten en wordt er protocolinformatie aan toegevoegd: het adres van de ontvanger, het volgnummer van het pakket voor het geval ze niet opeenvolgend worden afgeleverd, en aanvullende gegevens voor foutcorrectie. In dit geval wordt de benodigde hoeveelheid gegevens tijdelijk verzameld om een ​​pakket te vormen voordat deze rechtstreeks naar het netwerk worden verzonden.

Verzonden steminformatie extraheren uit ontvangen pakketten gebeurt erin ontvangstpoort ook in verschillende fasen. Eerst wordt hun ordinale volgorde gecontroleerd. Omdat IP-netwerken geen levertijd garanderen, kunnen pakketten met hogere serienummers kan eerder aankomen, bovendien kan het ontvangsttijdsinterval ook fluctueren.

Om de oorspronkelijke volgorde en synchronisatie te herstellen, worden pakketten tijdelijk geaccumuleerd. Sommige pakketten kunnen echter tijdens de bezorging volledig verloren gaan, of de vertraging bij de bezorging overschrijdt de aanvaardbare variatie. Onder normale omstandigheden vraagt ​​de ontvangende terminal om hertransmissie van foutieve of verloren gegane gegevens. Maar spraakoverdracht is te kritisch in termen van levertijd, dus in dit geval wordt óf een benaderingsalgoritme ingeschakeld, dat het mogelijk maakt om de verloren gegevens bij benadering te herstellen op basis van de ontvangen pakketten, óf deze verliezen worden eenvoudigweg genegeerd, en de hiaten worden willekeurig gevuld met gegevens.

De aldus verkregen gegevensreeks wordt gedecomprimeerd en direct omgezet in een audiosignaal dat spraakinformatie naar de ontvanger overbrengt.

Dus met een hoge mate van waarschijnlijkheid komt de ontvangen informatie niet overeen met het origineel (vervormd) en wordt vertraagd (verwerking aan de zend- en ontvangstzijde vereist tussentijdse accumulatie). Binnen bepaalde grenzen maakt de redundantie van gesproken informatie het echter mogelijk dergelijke verliezen te tolereren.

IN huidige tijd in IP-telefonie wel twee belangrijke manieren overdrachten spraakpakketten via een IP-netwerk.

DISCIPLINE-TUTORIAL

"VERVOERNETWERKEN"

Voor studenten van specialiteit 210709

"Meerkanaals telecommunicatiesystemen"

Ontwikkeld door KHIIK-docent Nekrasova EM

Chabarovsk 2014

Referenties

1 Olifer V.G. Olifer N.A. Grondbeginselen van computernetwerken, leerboek, St. Petersburg: Peter, 2009.

2 AV Roslyakov, M.Yu. Samsonov, I.V. Shibaeva. IP-Telefonie - M.: Eco-trends, 2003.

3 SV Zapechnikov, N.G. Mioslavskaja, A.I. Tolstoj's basisprincipes van het bouwen van virtuele particuliere netwerken, leerboek. – Hotline– Telecom, 2003

4 Filimonov A.Yu. Bouw van multiservice Ethernet-netwerken– Sint-Petersburg: BHV - Petersburg, 2007

5 Baklanov I.G. “NGN: principes van constructie en organisatie”, - M.: ECO-TRENDS, 2008

6 BS Goldstein AB Goudstein. "SOFTSWITCH" "BHV - Sint-Petersburg" 2006

7 Olifer V.G. Olifer N.A. Computernetwerken. Principes, technologieën, protocollen.

4e druk – St. Petersburg: Peter, 2010, 944 pp.

7 Goldshtein B.S., Pinchuk A.V., Sukhovitsky A.L. IP-telefonie. - M.: Radio en communicatie, 2001c

Classificatie van transportnetwerken. Herziening van technologieën voor het transportnetwerk (TN)

“De geest gaat niet alleen over kennis,

maar ook in het vermogen om kennis in de praktijk toe te passen”

Aristoteles.

Eerst was daar het woord. Het woord bevatte informatie die bedoeld was om van persoon tot persoon te worden overgedragen. En pas toen begonnen mensen geleidelijk te beseffen dat voor normale informatie-uitwisseling communicatie nodig is – van duivenpost en kamelenkaravanen tot telefoons, computers en glasvezelsnelwegen. Wat er vandaag de dag in de wereld van de telecommunicatie is gebeurd, kan meer als een revolutie dan als een evolutie worden geclassificeerd. Zo groot is het verschil tussen wat de telefoon gisteren was en de toegenomen verspreiding van informatie en invloed van het internet vandaag de dag. Het huidige openbare telefoonnetwerk (PSTN) en daarmee de schakeltechnologie zelf staan ​​op het punt van uitsterven. In plaats daarvan is er een pakketgeschakeld netwerk dat de transmissie van spraak, video en data zal verzorgen. Het proces van informatisering wint over de hele wereld aan kracht. In de moderne mondiale wereld zorgt het niveau van informatisering voor het concurrentievermogen en de veiligheid van het land.

Nog maar tien jaar geleden had elke communicatietechnologie twintig tot dertig jaar kunnen bestaan. Nu "sterven" veel technologieën binnen 1-2 jaar, omdat communicatieapparatuur sterk onderhevig is aan veroudering (dat wil zeggen, de apparatuur kan nog steeds functioneren, maar zal niet langer voldoen aan de moderne trends en eisen). En voor nieuwe apparatuur die op stations wordt geïnstalleerd, zijn gekwalificeerde werknemers nodig, dus specialisten die met nieuwe technologieën werken, moeten hun kennis en vaardigheden voortdurend verbeteren.

De komende transitie van het internet naar het efficiëntere IPv6-protocol zal helpen complexere algoritmen te implementeren voor het bedienen van abonnees en zelfs het ‘internet der dingen’ te bouwen, wanneer tandenborstels, koelkasten en auto’s toegang zullen hebben tot het netwerk en veel sensoren zullen worden gebruikt. gecombineerd tot zelforganiserende netwerken. En het aantal ‘gebruikers’ langs de ‘machine-tomachine’ (of M2M)-lijn zal tientallen miljarden apparaten bedragen.

Telecomoperatoren moeten afstand nemen van de consument en proberen diensten te genereren die echt heel belangrijk voor hem zijn, zelfs met zijn deelname. En we zullen allemaal gelukkig zijn. Geluk is tenslotte als een vlinder: hoe harder je hem vangt, hoe succesvoller hij ontsnapt. Maar als je je aandacht op andere dingen verlegt, komt het rustig op je schouder zitten.

Het was een lyrische uitweiding. Laten we nu eens kijken naar de omslag van deze tutorial, die een tekening bevat die de concepten ‘transportnetwerk’ en ‘toegangsnetwerk’ illustreert.

Transportnetwerk is een reeks netwerkelementen die zorgen voor verkeerstransmissie. Transport is dat deel van het communicatienetwerk dat de functies vervult van het overbrengen (transporteren) van berichtenstromen van hun bronnen vanuit het ene toegangsnetwerk naar berichtontvangers van een ander toegangsnetwerk.

Toegang tot netwerk is een reeks netwerkelementen die abonnees toegang bieden tot transportnetwerkbronnen om diensten te ontvangen. Het toegangsnetwerk verbindt de bron (ontvanger) van berichten met het toegangsknooppunt, dat de grens vormt tussen het toegangsnetwerk en het transportnetwerk.

Op de foto op de omslag van de handleiding is dat duidelijk te zien voornaamst technologieën van een modern transportnetwerk zijn: WDM, NGSDH (nieuwe generatie SDH), MPLS en natuurlijk 10GE.

In een modern toegangsnetwerk worden momenteel een groot aantal verschillende technologieën gebruikt, bijvoorbeeld: verschillende soorten DSL (ADSL, HDSL, VDSL); verschillende soorten optische toegang (FTTH - optiek naar een appartement, FTTB - optiek naar een gebouw, FTTC - optiek naar een straatkast); verschillende soorten radiotoegang (Wi-Fi, WiMAX, LTE), MetroEthernet, GPON, enz.

Op basis van het type aangesloten abonneeterminals zijn BSS-netwerken onderverdeeld in:

vaste lijnnetwerken, het verzorgen van aansluitingen voor vaste abonneeterminals;

mobiele netwerken, dat voorziet in de aansluiting van mobiele (verplaatsbare of draagbare) abonneeterminals.

Bovendien worden netwerken, volgens de methode van het organiseren van kanalen, traditioneel verdeeld in primair en secundair (figuur 1.1).

Primair netwerk is een reeks kanalen en transmissiepaden gevormd door de uitrusting van knooppunten en transmissielijnen (of fysieke circuits) die deze knooppunten verbinden. Het primaire netwerk biedt transmissiekanalen (fysieke circuits) voor secundaire netwerken om communicatieverbindingen te vormen.

Secundair netwerk is een reeks communicatiekanalen gevormd op basis van het primaire netwerk door het routeren en schakelen in schakelknooppunten en het organiseren van communicatie tussen gebruikersabonneeapparaten.

Figuur 1.1 – Structuur van het telecommunicatiesysteem

De constructie van een klassiek telecommunicatiesysteem is gebaseerd op een primair netwerk, dat een signaalvoortplantingsmedium en signaaloverdrachtapparatuur omvat die zorgt voor het creëren van standaardkanalen en paden van het primaire netwerk. Het primaire netwerk kan worden opgebouwd op basis van analoge transmissiesystemen (ATS) of op basis van digitale transmissiesystemen (PDH, SDH).

Typische kanalen en paden van het primaire netwerk worden gebruikt door verschillende secundaire netwerken: telefonienetwerken, datanetwerken, radiocommunicatie, televisie, mobiele netwerken.

Het is erg belangrijk om de classificatie van communicatienetwerken te begrijpen door territoriale verdeling :

hoofdlijn is een netwerk dat de knooppunten van de centra van de samenstellende entiteiten van de Russische Federatie verbindt. Het backbone-netwerk zorgt voor de doorvoer van berichtenstromen tussen zonenetwerken;

zonaal(of regionaal) zijn communicatienetwerken gevormd op het grondgebied van een of meerdere samenstellende entiteiten van de Russische Federatie (regio's);

lokaal– dit zijn communicatienetwerken die zijn gevormd binnen een administratief of anderszins afgebakend gebied en geen verband houden met regionale communicatienetwerken. Lokale netwerken zijn onderverdeeld in stedelijk en landelijk;

Internationale is een openbaar netwerk dat is verbonden met communicatienetwerken van het buitenland.

IP-telefonie

Afkorting VoIP(Voice Over Internet Protocol) betekent overdracht van spraak via het internetprotocol. De oorsprong van de VoIP-technologie gaat terug tot 1876, toen de Amerikaan Alexander Bell het eerste telefoongesprek voerde en patenteerde op de door hem uitgevonden 'sprekende telegraaf'. Dit apparaat had geen bel en het gesprek naar de abonnee werd gevoerd via de handset een fluitje. De opkomst van VoIP gaat terug tot 1995, toen het kleine Israëlische bedrijf VocalTec het eerste programma voor internettelefonie uitbracht. Het programma heette Internet Phone en was bedoeld voor bellen vanaf een thuiscomputer.

In netwerken op basis van het IP-protocol worden alle gegevens (spraak, tekst, video) in de vorm van pakketten verzonden. Elke computer en terminal op een dergelijk netwerk heeft zijn eigen unieke IP-adres, en verzonden pakketten worden naar de ontvanger gerouteerd in overeenstemming met dit adres dat in de header wordt aangegeven. Gegevens kunnen worden overgedragen gelijktijdig tussen veel gebruikers op dezelfde lijn. Wanneer zich problemen voordoen, kunnen IP-netwerken de route wijzigen om de defecte secties te omzeilen. In dit geval vereist het IP-protocol geen speciaal kanaal voor signalering.

Figuur 2.1 – Pakketgeschakelde netwerkverbinding

Van de abonnee wordt een analoog signaal ontvangen naar de IP-telefoniegateway .

In de gateway gebeurt het volgende:: In de eerste fase wordt stemdigitalisering uitgevoerd. De gedigitaliseerde gegevens worden vervolgens geanalyseerd en verwerkt om het fysieke volume aan gegevens dat naar de ontvanger wordt verzonden, te verminderen. In de regel worden in dit stadium onnodige pauzes en achtergrondgeluiden onderdrukt, evenals compressie. In de volgende fase wordt de ontvangen datareeks opgedeeld in pakketten en wordt er protocolinformatie aan toegevoegd: het adres van de ontvanger, het volgnummer van het pakket voor het geval ze niet opeenvolgend worden afgeleverd, en aanvullende gegevens voor foutcorrectie. In dit geval wordt de benodigde hoeveelheid gegevens tijdelijk verzameld om een ​​pakket te vormen voordat deze rechtstreeks naar het netwerk worden verzonden.

Verzonden steminformatie extraheren uit ontvangen pakketten gebeurt erin ontvangstpoort ook in verschillende fasen. Eerst wordt hun ordinale volgorde gecontroleerd. Omdat IP-netwerken de bezorgtijd niet garanderen, kunnen pakketten met hogere volgnummers eerder aankomen; bovendien kan het ontvangsttijdsinterval fluctueren.

Om de oorspronkelijke volgorde en synchronisatie te herstellen, worden pakketten tijdelijk geaccumuleerd. Sommige pakketten kunnen echter tijdens de bezorging volledig verloren gaan, of de vertraging bij de bezorging overschrijdt de aanvaardbare variatie. Onder normale omstandigheden vraagt ​​de ontvangende terminal om hertransmissie van foutieve of verloren gegane gegevens. Maar spraakoverdracht is te kritisch in termen van levertijd, dus in dit geval wordt óf een benaderingsalgoritme ingeschakeld, dat het mogelijk maakt om de verloren gegevens bij benadering te herstellen op basis van de ontvangen pakketten, óf deze verliezen worden eenvoudigweg genegeerd, en de hiaten worden willekeurig gevuld met gegevens.

De aldus verkregen gegevensreeks wordt gedecomprimeerd en direct omgezet in een audiosignaal dat spraakinformatie naar de ontvanger overbrengt.

Dus met een hoge mate van waarschijnlijkheid komt de ontvangen informatie niet overeen met het origineel (vervormd) en wordt vertraagd (verwerking aan de zend- en ontvangstzijde vereist tussentijdse accumulatie). Binnen bepaalde grenzen maakt de redundantie van gesproken informatie het echter mogelijk dergelijke verliezen te tolereren.

Momenteel is er in IP-telefonie sprake van twee belangrijke manieren verzending van spraakpakketten via een IP-netwerk:

1) door mondiaal netwerk Internet (internettelefonie);