Цель занятия: изучение вопросов, связанных со сменой парадигм телекоммуникаций

Парадигмы телекоммуникаций

«Профессионал предсказуем, но мир полон дилетантов» Закон Мэрфи

Цель занятия: изучение вопросов, связанных со сменой парадигм телекоммуникаций

В научно-технических кругах широко обсуждается вопрос смены парадигмы телекоммуникаций [1, 2, 8]. Термин " парадигма " широко используется в современной философии. Под ним обычно понимается исходная концептуальная схема, модель постановки проблемы и её решения, методы исследования, господствующие в течение определённого исторического периода в науке [3], т.е. то, что необходимо знать будущим магистрам.

Термин "смена парадигмы" (paradigm shift) введен в научный обиход американским философом, физиком и историком науки Томасом Куном (Thomas Kuhn) в 1962 году в работе "Структура научных революций" [4]. В этой и последующих работах он показал, что развитие науки происходит не эволюционно, а скачками, проходя через периодические "рево­люции", которые в терминологии Т. Куна и называются "сменой парадигм". Понятие "смена парадигм" Томас Кун относит к научным взглядам, но не к общественным явлениям. В своих работах Т. Кун выделяет три вида парадигм:

• общенаучные, признаваемые всем научным сообществом и общественным сознанием независимо от отрасли знаний, вида деятельности, страны;

• частные, затрагивающие конкретные отрасли знаний;

• локальные, отражающие взгляды всего научного сообще­ства или специалистов отдельных отраслей той или иной страны или локальной цивилизации с учётом присущего ей менталитета.

Если следовать логике Томаса Куна, то, говоря о парадигмах телекоммуникаций, имеют в виду частные парадигмы, отражающие революционные преобразования, проходящие в отрасли телекоммуникаций. Они определяют взгляд на функциони­рование телекоммуникаций как сложных систем [5]. По мнению автора [2], широкое развитие сетей подвижной связи не является сменой парадигмы телекоммуника­ций. Подвижность существенно повлияла на различные стороны жизни потребителей, но для телекоммуникаций это было всего лишь одно из технических решений задачи организации доступа к сетям связи. Данное решение, базирующиеся на прогрессе микроэлектроники и развитии программных продук­тов, не внесло революционных изменений в функционирование телекоммуникационных систем. Другими словами, теле­коммуникационная парадигма – это не смена технологий, но смена идей.

Из истории развития телекоммуникаций известно, что более чем 150 лет назад возникли сначала телеграфные сети, затем телефонные сети, сети радиовещания, телевидения и т.д. Каждая из этих сетей создавалась и развивалась по своим законам и использовала собственные технические средства.

В начале прошлого века появилась идея использования общих проводных и/или кабельных систем для различных видов электросвязи. Для того времени это была революцион­ная идея, нашедшая отклик во всем мире. Использование общих кабельных систем стало первой сменой парадигмы телекоммуникаций, которую можно назвать парадигмой общей среды [2]. Логичным развитием данной парадигмы стало применение общих уни­фицированных каналов связи для различных сетей ­связи.

Середина прошлого века ознаменовалась новой телеком­муникационной идеей создания единой сети каналов и трактов для различных видов электросвязи. Появилась парадигма топологии сети. В Советском Союзе эта идея нашла отражение в концепции создания Единой автоматизированной си­стемы связи (ЕАСС), выдвинутой в 1962 году академиком А.А. Харкевичем. Структура ЕАСС предусматривала использова­ние передачи всех видов сообщений на базе общей сети трактов и каналов передачи – первичной сети.

Сегодня происходит очередное революционное преоб­разование в области телекоммуникаций, характеризующееся пере­ходом к единой транспортной системе для всех видов сообщений. Новая парадигма телекоммуникаций характери­зуется переходом к сети нового поколения NGN (Next Generation Network), основанной на коммутации пакетов. С точки зрения традиционного построения российских сетей связи, это означает, что вместо единой первичной и множества вторичных сетей будет создаваться единая мультисервисная сеть.

Телекоммуникационный мир только начал реализа­цию этой новой парадигмы, а уже говорят о переходе от сетей NGN к IMS (IP Multimedia Subsystem – IP-подсистема мультимедийной связи), т.е. к созданию единой среды для передачи различных видов сервиса.

Интересно провести сопоставление теле­коммуникационных парадигм и эталонной модели взаимодей­ствия открытых систем (ВОС). Эта модель даёт только общее предста­вление об архитектуре телекоммуникационной системы и о сетевой стратегии [1, 7], но не даёт конкретных технологических решений, что близко к идеологии смены парадигм в телекоммуникациях.

Парадигма общей среды соответствует первому уровню эталонной модели ВОС, т.е. физическому уровню. Именно на этом уровне осуществляется унификация каналов связи.

Парадигма топологии сети соответствует второму уровню эталонной модели. На канальном уровне обеспечивается транзит любого вида данных через физический канал.

Парадигма перехода к NGN соответствует транспортному уровню эталонной модели ВОС. В обозримом будущем здесь просматривается сеть пакетной коммутации. Идеальным решением могла бы стать сеть ATM.

Технология ATM (Asynchronous Transfer Mode – асинхронный режим переноса информации) пред­ставляет собой технологию, основанную на формировании, передаче и коммутации коротких пакетов постоянной дли­ны, именуемых ячейками [6]. Технология ATM использует асинхронное мультиплексирование разделённых времен­ных интервалов. Базовым транспортным элементом прото­кола ATM является информационный блок фиксированной длины – ячейка, равная 53 байтам. Ячейка содержит заголо­вок (5 байт) и информационное поле. Основное назначение заголовка – идентифицировать ячейки, принадлежащие конкретному виртуальному каналу внутри мультиплексиро­ванных временных интервалов. Технология ATM позволяет унифицировать доступ к транспортной сети различных ис­точников информации, гибко использовать сетевые ресур­сы, осуществлять автоматическую коммутацию и маршрути­зацию потоков информации, обеспечить динамическое вы­деление полосы пропускания по запросу.

Сеть ATM может сочетать в себе функции первичной и вторичной сетей, поддерживать функции коммутации и маршрутизации нагрузки. На базе такой сети могут создаваться различные службы, ориентированные на предоставление услуг конкретным пользователям. В на­стоящее время технология ATM нашла применение на се­тях связи ряда стран.

Однако по ряду причин (высокая стоимость технологии ATM и др.) ведущее положение занял не "чистый" протокол пакетной коммутации, а стек протоколов TCP/IP [1] (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – Протокол управления передачей/Протокол сети Интернет). Он охватывает не только третий, но и четвертый уровни эталонной модели ВОС. Следуя этой логике, можно прогнозировать, что следующая парадигма развития телекоммуникаций будет уже на уровне информационных технологий.