Ім'я файлу: Лекція1.docx
Розширення: docx
Розмір: 189кб.
Дата: 25.05.2021
скачати
Пов'язані файли:
Курсова.docx

Лекція1

Вступ



Конкуренція на ринку послуг зв'язку призвела до заміщення аналогових систем передачі цифровими системами PDH та SDH. Подальший розвиток Інтернет сервісів призвів до впровадження на транспортних мережах операторів зв'язку технології спектрального ущільнення оптичного волокна DWDM. Ідея розробки концепції мереж наступних поколінь (NGN) була запропонована в 2001 році Європейським інститутом стандартів електрозв'язку ETSI та Сектором стандартизації телекомунікацій Міжнародного союзу електрозв'язку МСЕ-Т і дозволила вирішити наступні проблеми:

  • швидке впровадження нових послуг зв'язку з мінімальними витратами;

  • побудову інтегрованої цифрової мережі на базі обладнання з комутацією пакетів;

  • впровадження послуг Triple Play для стаціонарних та мобільних користувачів.

Істотною відмінністю мереж NGN від попередніх є відокремлення функцій надання послуг (сервісів) та функцій передачі трафіка. Це надало мережам NGN принцип модульності, який полягає у можливості модернізації обладнання надання послуг окремо від транспортного обладнання. Основою для побудови транспортного ядра мереж NGN є системи передачі оптичної транспортної ієрархії (OTH). Також можливо використовувати технологію синхронних систем передачі нового покоління (NG-SDH) для модернізації існуючих транспортних мереж та побудови нових фрагментів мереж доступу.

Метою дисципліни "Волоконно-оптичні пристрої в сучасних системах передачі" є вивчення принципів побудови архітектури мереж NGN, архітектури та принципів функціонування систем NG-SDH і OTH. Детально розглянута технологія основної процедури формування кадрів (GFP), яка використовується у системах NG-SDH та OTH для інкапсуляції трафіка користувача. Також надається увага схемі керування пропускної здатності лінії (LCAS), яка є логічним доповненням до ідеї конкатенації (зчеплення) інформаційних структур систем NG-SDH і OTH.

1 Принципи побудови сучасних телекомунікаційних мереж


    1. Глобальна інформаційна інфраструктура та еволюція мереж зв'язку Кінцевою метою еволюції телекомунікаційних та інформаційних мереж є

створення Глобальної Інформаційної Інфраструктури (ГІІ), загальні принципи

якої були прийняті на засіданні Комісії по Європейській Економічній Спільноті у лютому 1995 року.

Глобальна інформаційна інфраструктура – це сукупність мереж, обладнання користувачів, інформації та людських ресурсів, які можуть бути використані для: 1) доступу до різної інформації; 2) зв'язку між собою;

  1. навчання; 4) роботи; 5) проведення дозвілля в будь-який час і з будь-якого місця у світовому масштабі [Рек. ITU Y.101].

У процесі створення глобальної інформаційної структури відбувається поступове зближення та конвергенція багатьох галузей господарства – в основному це телекомунікації, інформаційно-обчислювальні технології та індустрія розваг (побутової електроніки та проведення дозвілля). Глобальна інформаційна структура є центром конвергенції та постійно збільшується в обсязі.

Вона складається із трьох елементів:

    1. людей, здатних створювати, використовувати та оперувати інформацією;

    2. інформаційних пристроїв, які використовуються для зберігання, оброблення та здійснення доступу до інформації;

    3. галузі зв'язку, яка передає інформацію між географічно рознесеними інформаційними пристроями.

Взаємодія елементів продемонстрована на рис. 1.1.

Інформаційний пристрій – термін, що використовується для опису термінального пристрою, який використовується обслуговуючим додатком.

Додаток – структурований набір можливостей, який забезпечує додаткову функціональність, підтримувану однією або більшою кількістю послуг.

Згідно з вищенаведеним визначенням, однією з головних складових глобальної інформаційної структури є регіональні, магістральні та глобальні телекомунікаційні мережі операторів зв'язку.

Телекомунікаційна мережа (ТкМ) – це сукупність систем передавання, комутаційних систем та інших технічних засобів, об'єднаних у єдиному технологічному процесі, що забезпечує утворення з’єднань між двома і більше пунктами та підтримує процес надання користувачам телекомунікаційних послуг. Основними складовими є територіально рознесені мережі доступу і транспортна мережа, що їх з'єднує.

Мережа доступу – це частина телекомунікаційної мережі, що забезпечує фізичне та логічне з’єднання пунктів закінчення мережі з найближчим вузлом транспортної мережі.

Транспортна мережа – це частина телекомунікаційної мережі, яка здійснює взаємне з’єднання мереж доступу.



Інформаційний пристрій

Галузь зв'язку
Рисунок 1.1 – Взаємодія елементів ГІІ

Інформаційний пристрій


За історію свого існування (з моменту винайдення телефонного зв'язку в 1876 р. пройшло більше 140 років), телекомунікаційна мережа в різні часи будувалася на базі кількох ідеологій побудови та функціонування (рис. 1.2).




Рисунок 1.2 – Етапи еволюції телекомунікаційних мереж
Довгий час варіант організації телекомунікаційної мережі опирався на поняттях первинної та вторинної мереж. Первинна мережа складалася з сукупності каналів та трактів передавання, створених обладнанням вузлів та ліній передавання, що з’єднували ці вузли. Первинна мережа надавала канали в експлуатацію вторинним мережам. Вторинна мережа складалася з каналів зв’язку первинної мережі, обладнання комутації та розподілу з метою організації зв’язку між абонентськими пристроями користувачів.

Наступним етапом еволюції телекомунікаційної мережі була розробка концепції цифрової мережі з інтегрованими службами (ISDN), що передбачала надання численних послуг на базі цифрових каналів з швидкостями від 64 до 2048 кбіт/с.

Подальше збільшення кількості послуг телекомунікаційної мережі виконувалося шляхом запровадження послуг інтелектуальної мережі (ІМ). Архітектура інтелектуальної мережі дозволяла розширити функціональність телекомунікаційної мережі шляхом її доповнення системою комутації послуг (SSP) та пунктів управління послугами (SCP).

Загальним недоліком трьох вищенаведених етапів еволюції телекомунікаційної мережі була її побудова на базі аналогових та цифрових систем передавання з комутацією каналів. Їх загальним недоліком була невисока ефективність використання пропускної здатності систем передавання та відсутність достатньої гнучкості у виборі типів цифрових каналів для надання послуг. Всі недоліки були враховані при розробці та впровадженні мультисервісних мереж, що базувалися на принципах комутації пакетів.

Мультисервісна мережа (МсМ) – це єдина пакетна мережа, яка здатна передавати голос, відеозображення та дані з використанням єдиної інфраструктури. Основним стимулом до появи та розвитку цих мереж була підтримка складних мультимедійних програм, зменшення вартості обладнання мережі та його обслуговування. Концепція мультисервісної мережі включає в себе кілька наступних аспектів:

  1. конвергенція загрузки мережі, яка визначає передавання різнотипного трафіку за допомогою єдиного формату представлення даних (пакети);

  2. конвергенція протоколів, що передбачає перехід від великої кількості різнотипних протоколів до одного загального (наприклад, IP);

  3. фізична конвергенція, що передбачає використання єдиної мережної інфраструктури для передавання різних типів трафіку;

  4. конвергенція пристроїв, яка приводить до інтеграції в одному корпусі обладнання комутації (Ethernet та ATM) і маршрутизації IP. В додаток до цього, пристрої можуть виконувати функції по обробці даних та підтримувати пакетну телефонію.

Всі ці, а також багато інших переваг мультисервісної мережі були покладені в основу концепції мереж наступних поколінь.


    1. Архітектура сучасних систем NGN


Мережа наступних поколінь – це мережа з пакетною комутацією, придатна для надання послуг електрозв'язку і для використання декількох широкосмугових технологій транспортування із включеною функцією QoS, у якій пов'язані з обслуговуванням функції не залежать від застосованих технологій, що забезпечують транспортування. Забезпечує вільний доступ користувачів до мереж і конкуруючих постачальників послуг/або обираним ними послугам. Підтримує універсальну мобільність, яка забезпечує постійне і повсюдне надання послуг зв'язку.

Для задоволення вищезазначених вимог архітектура мережі NGN передбачає використання зв'язаних між собою кількох груп функцій, взаємодія між якими визначає функціональну архітектуру мережі. Вона включає наступні принципи:

      1. підтримка численних технологій доступу з метою формування гнучкості на мережах доступу;

      2. розподілене керування, необхідне для адаптації до розподіленої природи мереж з комутацією пакетів та підтримки прозорості розташування при розподілених обчисленнях;

      3. відкрите керування, що вимагає відкритості обладнання контролю мережі з метою підтримки можливості створення послуг, відновлення та можливості підключення сервісних послуг третіми особами;

      4. поліпшений захист і безпека як базовий принцип відкритої архітектури для захисту інфраструктури мережі шляхом використання відповідних механізмів.


Інші провайдери послуг

Інші провайдери послуг
Однією з вимог NGN є зв’язність (connectivity, англ.) – прямо або за допомогою інших мереж (рис. 1.3). Дана схема передбачає використання наступних стандартних інтерфейсів.



Термінальне обладнання
UNI






Мережі користувачів
UNI






Корпоративні мережі

NGN
UNI





Медіа трафік

(мова, відео, дані)

Трафік керування та сигналізації

ANI







SNI







NNI






NNI






NNI







Інші мережі NGN




ТФМЗК / ISDN

Інші мережі IP
Рисунок 1.3 – Зв'язність мережі NGN

Інтерфейс користувач мережа (User – network interface, UNI) використовується для підімкнення до термінального обладнання, мереж користувачів або корпоративних мереж.

Інтерфейс мережа мережа (Network – network interface, NNI) використовується для підімкнення NGN до інших мереж NGN (на рівні послуг або транспорту), існуючих мереж на базі IP протоколу або ТФМЗК/ISDN.

Інтерфейс додаток мережа (Application – network interface, ANI) служить для організації обміну між NGN і додатками, що виконуються на обладнанні сторонніх провайдерів послуг.

Мережний інтерфейс послуг (Service network interface, SNI) забезпечує канал взаємодії та обміну між NGN та іншими провайдерами послуг, наприклад провайдерами контенту [ITU-T Y.1910].


Функції менеджменту
Функціональна архітектура мережі NGN показана на рис. 1.4 [Рек.


Функції інших провайдерів послуг
Y.2012].


Функції кінцевого користувача

Функції від інших мереж
Трафік медіа Трафік керування та контролю
Рисунок 1.4 – Функціональна архітектура мережі NGN
Вона підтримує описані раніше еталонні точки UNI, NNI, ANI and SNI. Функції NGN поділяються на функції рівня транспорту, рівня послуг та керування (рис. 1.5). Рівень транспорту забезпечує наступні з'єднання: користувач – користувач, користувач – платформа надання послуг (сервісна платформа) і сервісна платформа – сервісна платформа.

У загальному випадку, на рівні транспорту можуть бути використані типи технологій передачі згідно з рекомендаціями ITU G.805 і G.809:

  1. з встановленням з'єднання та комутацією каналів (connection-oriented circuit-switched, CO-CS);

  2. з встановленням з'єднання та комутацією пакетів (connection-oriented packet-switched, CO-PS);

  3. без встановлення з'єднання та комутацією пакетів (connectionless packet-switched, CLPS).

Обмін даними, керування і сигналізація здійснюється за допомогою протоколу IP.




Рисунок 1.5 – Розподіл функцій надання послуг і транспорту в NGN
Крім відповідних функцій, обидва ці рівні включають функції керування і контролю. Тому в літературі з NGN часто описується трирівнева модель мережі. Слід враховувати, що функції рівня транспорту реалізуються обладнанням транспортної мережі (транспортного ядра NGN) і мереж доступу. Тому рівень транспорту розділяється на два підрівні: транспортного ядра і доступу. У випадку виділення цих підрівнів у якості окремих рівнів, отримуємо чотирирівневу архітектуру мережі NGN: рівень транспорту, доступу, надання послуг і керування.

Структурна схема мережі NGN (рис. 1.6) містить високошвидкісне транспортне ядро IP, яке поєднує розподілене обладнання надання послуг і керування. Для підключення мереж доступу та існуючих ТФМЗК / ISDN використовуються відповідні шлюзи (AG, TG і SG).


    1. Технології транспортного рівня NGN


Раніше було зазначено, що транспортний рівень NGN підрозділяється на підрівні доступу і транспортного ядра. Основною вимогою до систем передавання обох підрівнів є можливість транспортування трафіка IP. На підрівні доступу можливе використання більшості існуючих технологій передачі (табл. 1.1).

До систем передачі підрівня транспортного ядра висуваються наступні вимоги:

      1. можливість транспортування трафіка IP. Слід зазначити, що сучасне транспортне обладнання (мультиплексори OTH/DWDM, NG-SDH, маршрутизатори і т.п.) має трибутарні інтерфейси Ethernet, тому ця вимога зводиться до можливості транспортування трафіка Ethernet;






скачати

© Усі права захищені
написати до нас