Отчет
О прохождении
Учебной практики
Выполнил: студент бИКТСипу-31
Поливановская Е.А.
Номер зачетной книжки:
Преподаватель:
Дрогайцева О.В.
2021 г.
Содержание отчета:
Введение. 3
Сети связи. 4
Сеть первого поколения. 5
Сеть второго поколения. 5
Сеть третьего поколения. 6
Транспортный уровень. 7
Уровень доступа. 10
Технологии xDSL. 13
Беспроводный IP-доступ. 14
Иерархическая модель сети. 16
Уровень управления. 17
Уровень услуг. 18
Список использованных источников. 19
Введение
Основу теории и техники электросвязи составляет передача на расстояние различного рода сообщений (информации). Под информацией понимают совокупность сведений о каких-либо предметах, событиях, процессах чьей-либо деятельности и т.д. Форма представления информации называется сообщением. Это может быть речь или музыка, рукописный или машинописный текст, чертежи, рисунки, телевизионное изображение.
Для передачи по каналам связи каждое сообщение преобразуется в электрический сигнал. Сигнал – физический процесс, отображающий передаваемое сообщение (физический носитель сообщения). Физическая величина изменением, которой обеспечивается отображение сообщений, называется информационным или представляющим параметром сигнала.
Перенос сообщений из одной точки пространства в другую осуществляет система электросвязи. Система электросвязи (телекоммуникационная система) – комплекс технических средств, обеспечивающий передачу сообщений от источника к получателю на расстояние.
Сети связи
Сеть связи — это совокупность среды распространения и технических средств, которые обеспечивают распределение и передачу данных от множества источников к множеству потребителей.
В настоящее время принято выделять три основных этапа развития телефонных сетей общего пользования, оборудование которых продолжает активно использоваться. Схемы распределения функций узла коммутации в различных сетевых конструкциях, рассматриваемых ниже, представлены на рисунке 1.
Рисунок -1 Распределение функций узла коммутации.
Сеть первого поколения
Обычная старая телефонная служба (POTS) или простая обычная телефонная система - это ретроним для голосовой телефонной службы, использующей передачу аналогового сигнала по медным шлейфам. POTS была стандартной услугой, предлагаемой телефонными компаниями в США с 1876 по 1988 год, когда был представлен интерфейс базовой скорости (BRI) цифровой сети с интегрированными услугами (ISDN), за которым последовали сотовые телефонные системы и передача голоса по IP (VoIP). POTS остается основной формой подключения бытовых услуг и услуг малого бизнеса к телефонной сети во многих частях мира. Этот термин отражает технологию, которая была доступна с момента появления системы телефонной связи общего пользования в конце 19 века, в практически неизменной форме, несмотря на введение тонального набора номера, электронных телефонных станций и оптоволоконной связи в коммутируемую телефонную сеть общего пользования.
К POTS относят сети, использующие аналоговые системы передачи и узлы коммутации декадно-шаговых, координатных, квазиэлектронных и ранних версий цифровых систем коммутации.
Сеть второго поколения
ISDN (Integrated Services Digital Network) — данная технология обеспечивает передачу цифрового сигнала по телефонным каналам с предоставлением различных служб.
Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64 кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.
Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология TDM (англ. Time Division Multiplexing, мультиплексирование по времени). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса, которая называется элементарным каналом (или стандартным каналом). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по отдельному каналу, который называется каналом внеканальной сигнализации.
Сеть третьего поколения
В конце 90-х годов с появлением Интернета основными пользователями стали физические лица, что привело к увеличению разветвленности и повышению емкости сети. В результате возникла потребность в сетевой структуре, не уступающей по своим масштабным характеристикам телефонной сети общего пользования (ТфОП). Однако использование двух параллельных сетевых структур по экономическим и эксплуатационным показателям было не эффективным. Это потребовало разработки технологических решений, обеспечивающих передачу различных видов информации и предоставления различных видов услуг связи в рамках единой сетевой структуры. В основе такого решения должен был лежать единый метод передачи информации на основе коммутации пакетов. Формирование этого метода привело к появлению сетей третьего поколения – сетей NGN (Next Generation Network).
NGN (next generation networks, new generation networks) — мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи.
Согласно простейшему определению, сеть NGN — это открытая, стандартная пакетная инфраструктура, которая способна эффективно поддерживать всю гамму существующих приложений и услуг, обеспечивая необходимую масштабируемость и гибкость, позволяя реагировать на новые требования по функциональности и пропускной способности.
Транспортный уровень
Транспортный уровень (англ. Transport layer) — 4-й уровень сетевой модели OSI, предназначен для доставки данных. При этом неважно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть, он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размеры которых зависят от протокола: короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP, SCTP.
Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции, например, функции передачи данных без подтверждения приема, и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных.
Некоторые протоколы транспортного уровня, называемые протоколами без установки соединения, не гарантируют, что данные доставляются по назначению в том порядке, в котором они были посланы устройством-источником. Некоторые транспортные уровни справляются с этим, собирая данные в нужной последовательности до передачи их на сеансовый уровень. Мультиплексирование (multiplexing) данных означает, что транспортный уровень способен одновременно обрабатывать несколько потоков данных (потоки могут поступать и от различных приложений) между двумя системами. Механизм управления потоком данных — это механизм, позволяющий регулировать количество данных, передаваемых от одной системы к другой. Протоколы транспортного уровня часто имеют функцию контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных.
Уровень доступа
На современном этапе развития инфокоммуникационной системы формируется спрос на услуги, требующие существенного расширения пропускной способности доступа. Решение данных задач может осуществляться за счет использования проводных и беспроводных средств связи.
На заре развития связи ручные коммутаторы, установленные в городских телефонных сетях (ГТС) были основой телефонной сети общего пользования (ТфОП). Позже они были вытеснены автоматическими телефонными станциями (АТС).
В телефонных сетях применялись также машинные АТС. Между координатными и цифровыми АТС на телекоммуникационном рынке – в небольших объемах – появилось квазиэлектронное коммутационное оборудование. Цифровые системы коммутации, по всей видимости, – последнее поколение АТС. На смену им приходят системы распределения информации, отвечающие требованиям NGN.
Развитию сетей доступа свойственны иные законы. После появления двухпроводных абонентских линий начался период, который можно назвать стагнацией. Двухпроводные физические цепи надолго стали единственным средством построения сетей доступа, хотя экономически он был и остается не эффективным. Долгое время другого решения не было.Период стагнации сменился почти одновременным появлением множества решений, среди которых можно выделить три крупных направления: xDSL (цифровой тракт по физически цепям), FTTx (доведение кабеля с оптическими волокнами до некоторой точки «x», BWA (широкополосные беспроводные средства доступа, которые ориентированы на подключение терминалов без использования кабелей связи). В семейство решений BWA входит и технология WiMAX. В связи с тем, что все новые системы доступа появились практически одновременно, каждой из систем приходится доказывать свое преимущество и определять оптимальную сферу своего применения.
С уровнем доступа чаще всего сталкиваются клиенты сети. Под термином «доступ» подразумевается очень широкое понятие от цифровых абонентских линий до пограничных шлюзов и конвергентной сигнализации. Доступ в общем виде – это все оборудование, которое связывает сеть NGN с традиционными TDM – сетями и даже небольшими локальными сетями передачи данных. Естественно, здесь нельзя забывать и абонентов сети. Можно выделить несколько способов включения их в сеть следующего поколения. Наиболее интересный – это непосредственное подключение пользователей к пакетной сети через IP-телефоны. Такое подключение наиболее «удобно» с точки зрения NGN, предоставление мультимедийного трафика, управления ресурсами сети. Однако в силу многих технологических трудностей, связанных с невозможностью доставить к абоненту сеть Ethernet или MPLS в чистом виде, операторы не могут оказать такой услуги. IP-телефонами чаще всего пользуются корпоративные абоненты, постоянно работающие в интегрированной локальной NGN сети. Остальные абоненты включаются в сеть через широкополосную сеть доступа. Природа такого подключения может быть разной: DSL-системы, использующие медные кабельные пары (наиболее часто встречающийся тип), системы кабельного телевизионного вещания, активно развивающиеся сейчас беспроводныесистемы (Wi-Fi и WiMAX), оптические технологии доступа, например, PON. Объединяет их одно – в качестве конечного интерфейса абоненту они предоставляют IP-подключения, которые дают возможность использовать интеллектуальный терминал с доступом к большому количеству дополнительных сервисов. Гораздо сложнее ситуация с подключением абонентов TDM –сетей. Единственный возможный вариант для них – это опосредованное включение в NGN через шлюзы стандартной телефонии.Естественно абоненты «старой» сети не могут получить всего перечня услуг, доступного IP-абонентам, но даже здесь NGN позволяет предоставлять некоторые услуги цифровой сети нового поколения всем абонентам.
С экономической точки зрения наиболее оптимальным решением выглядит введение в эксплуатацию оборудования, способного включаться как в традиционные сети с коммутацией каналов (по тракту Е1 через интерфейсы V5.2 и PRI), так и в перспективные сети с коммутацией пакетов (по протоколам SIP, MGCP, MEGACO/H.248). Одним из примеров такого типа оборудования может послужить мультисервисный абонентскийконцентратор(Media Gateway, MG).
Media Gateway, MG – это представитель оборудования нового поколения для предоставления абонентам услуг интегрированного широкополосного доступа. Он обеспечивает доступ к традиционным сетям ТфОП, к сетям передачи данных и к мультисервисным сетям NGN. В случае поддержки одной или нескольких технологий семейства DSL такой концентратор может использоваться в качестве IP DSLAN.
В сельских сетях применение концентраторов предпочтительно ввиду нерациональности использования больших АТС в сетях малой емкости.
Технологии xDSL
xDSL (digital subscriber line) — семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.
Технологии xDSL появились в середине 90-х годов как альтернатива цифровому абонентскому окончанию ISDN.
В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия; также есть другой вариант названия — Digital Subscriber Loop — цифровой абонентский шлейф). Технологии xDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии xDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий xDSL различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.
Службы xDSL разрабатывались для достижения определённых целей: они должны работать на существующих телефонных линиях, они не должны мешать работе различной аппаратуры абонента, такой как телефонный аппарат, факс и т. д., скорость работы должна быть выше теоретического предела в 56 Кбит/сек., и наконец, они должны обеспечивать постоянное подключение. Широкое распространение технологий xDSL должно сопровождаться некоторой перестройкой работы поставщиков услуг Интернета и поставщиков услуг телефонных сетей, так как их оборудование теперь должно работать совместно. Возможен также вариант, когда альтернативный оператор связи берёт оптом в аренду большое количество абонентских окончаний у традиционного местного оператора или же арендует некоторое количество модемов в DSLAM.
К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.
Иерархическая модель сети
В модернизированной сети работой концентраторов MG управляет мультисервисный коммутатордоступа Media Gateway Controller (MGC), выполняющий функции Softswitch.
Для организации внутризоновой, междугородной и международной связи MGC включают в магистральный или транзитный коммутатор, что определяется принципом организации дальней связи, принятым в регионе. При этом MG функционирует как вынос от центральной станции. Такое включение целесообразно для большинства групп пользователей.
Для взаимодействия оборудования MG и MGC чаще всего используются проколы SIP или H.248. Оборудование технического обслуживания для сбора аварийных сигналов, контроля состояния аппаратно-программных средств и ведение статистики чаще всего поддерживается протоколом SNMP.
Для связи MGC с уже эксплуатируемыми коммутационными станциями целесообразно устанавливать шлюзы (IP-Telephony Gatewav, ITG). Эти шлюзы обеспечивают взаимодействие с любыми (по типу оборудования и уровню иерархии) станциями ТфОП за счет поддержки сигнализации по E-DSS1, ОКС7 и 2ВСК.
Весьма эффективное использование ITG обеспечивается в тех случаях, когда они состоят из тех же аппаратно-программных средств, которые применяются для построения MG. При последующей замене старых коммуникационных станций на MG в оборудование шлюза необходимо лишь вставить дополнительные платы и добавить соответствующее программное обеспечение. Такое решение приводит к тому, что шлюзы, в отличие от большинства используемых ныне конверторов, при модернизации сети не утилизируются, а преобразуются в MG. Данный подход способствует снижению расходов на модернизацию телефонной сети.
Уровень управления
Все многообразие устройств, которые транслируют и коммутируют трафик данных, преобразуют информацию, заложенную в пакеты, в стандартную телефонную сигнализацию и соединения, сопрягают цифровые сети различной природы, терминируют на себе различные виды трафика, управляется из одного мощного ядра. Это третий уровень NGN – управляющий.
Данный уровень часто связывают с таким понятием, как SoftSwitch. Основная функция третьего уровня NGN – управление соединением абонента А с абонентом Б. Занимается этим специализированный сервер, или «сервер соединений» – по терминологии SoftSwitch. Большая мощность и производительность подобных серверов – важное условие бесперебойной работы сети. Кроме того, при проектировании SoftSwitch учитывают специфические факторы IP-сетей – это необходимость обеспечения параметров качества обслуживания (QoS) сети VoIP, разделение маршрутов потоков голоса и данных, управление маршрутизацией при наличии довольно пестрого спектра устройств: маршрутизаторов, конверторов сигнализации, пограничных контроллеров, шлюзов, прокси-серверов, абонентских терминалов, мультиплексоров и контроллеров абонентского доступа различной природы.
Уровень услуг
Последним уровнем NGN принято считать уровень приложений. Его задача – обеспечение всего спектра услуг, доступного на сетях следующего поколения. Идеология построения NGN обеспечивает возможность предоставленияабонентам услуг Triple-Play (передача речи, данных и видео) на базе мультисервисных сетей, создаваемых путем модернизации существующих сетей электросвязи.
Переход к NGN открывает практически неограниченные возможности по реализации услуг и для корпоративного сектора. В традиционных сетях такие услуги предоставляются локальными операторами, и их подключение нередко требует больших временных или финансовых затрат. В случае использования однородной IP-среды существует единый набор услуг для всех пользователей. Механизм их подключения также заметно упрощается: достаточно выбрать интересующую услугу из списка и послать соответствующий запрос. Уже сегодня популярны новые широкополосные услуги: «видео по требованию», «расширенное телевидение» (ТВ+Интернет), ТВ – коммерция и т. д.
Таким образом, переход к сетям нового поколения предопределен. Перспективным направлением модернизации выглядит постепенный переход к NGN за счет внедрения в традиционные сети оборудования, способного работать с технологиями обоих поколений.