Вибір пакетної технології для магістральної мультисервисной мережі України, необхідність створення якої сьогодні вже ніким незаперечується і широко обговорюється в кулуарах, - проблема актуальна. Не менш важливим є вибір пакетної технології і для мережі доступу.

Аналіз пакетних технологій

До теперішнього часу в арсеналі розроблювачів мережних технологій мається велика кількість уже впроваджених і апробованих методів. Різні пакетні технології є далеко не рівнозначними по своїх можливостях. Оцінивши можливості цих технологій з обліком трьох найважливіших критеріїв: максимальної відстані передачі, швидкості передачі і можливості організації мультисервисной мережі (тобто можливості передачі даних і діалогової мови), ми визначили двох фаворитів - це АТМ і ІР.

телекомунікаційна мережа комутація

Таблиця 1 Особливості технологій пакетної комутації

Порівняємо ці дві технології.

Короткий опис пакетних технологій

ТЕХНОЛОГІЇ ATM Технологія ATM (рис. 1) передбачає транспортування всіх видіе інформації пакетами (чарунками) фіксованої довжини, коли потоки їх від різних користувачів асинхронно мультиплексуються в єдиному цифровому тракті. За протокольну одиницю в ATM прийнято пакет фіксованої довжини, до якого входять заголовок та інформаційне поле. Застосування коротких пакетів (53 байти), мінімізація виконуваних під час комутації функцій та використання елементної бази за технологіями інтегральних схем і великих інтегральних схем уможливили досягнення продуктивності комутаторів ATM 10 Гбіт/с і більше.

Основною позитивною рисою методу ATM є можливість транспортування інформації незалежно від швидкості передавання, вимог до семантичної й часової прозорості мережі та пульсування чарункового трафіка. Це обумовило появу рішення Міжнародної спілки електрозв'язку про те, що АТМ є режимом транспортування інформації для широкосмугової цифрової мережі з інтегральним обслуговуванням (ШЦМІО).

Рис. 1. Сутність технології АТМ

Мережі АТМ не мають недоліків мереж з іншими режимами перенесення інформації. Саме технологія АТМ забезпечує гнучкість мережі, ефективність використання мережних ресурсів та можливість створення єдиної універсальної мережі для всіх нинішніх і майбутніх мереж.

Через обмеженість функцій, виконуваних заголовком, обслуговування пакета АТМ вважається досить простою процедурою, що здійснюється на над високих швидкостях, які забезпечують незначне затримання пакетів у черзі буферних пристроїв комутаторів АТМ.

Ідея створення ШЦМІО на технології АТМ виникла як принципово новий метод побудови мереж зв'зку. Замість стандартних і численних мереж телефонного, телеграфного, факсимільного зв'язку і мереж передавання даних, кожна з яких розрахована на забезпечення лише одного виду зв'язку тим чи іншим способом перенесення інформації, передбачається побудувати єдину цифрову мережу на базі широкого використання волоконно-оптичних ліній і єдиного методу транспортування мережею всіх видів інформації за допомогою технології асинхронного режиму перенесення пакетів фіксованої довжини.

Завдяки технології ATM усе комутаційне устаткування стає однорідним і таким, шо виконує для всіх видів інформації одне завдання - швидку комутацію фіксованих пакетів (чарунок) та асинхронний часовий розподіл ресурсів, за якого численні віртуальні з'єднання з різними швидкостями асинхронно мультиплексуються в єдиному фізичному каналі зв'язку - цифровому тракті.

Мережа ATM, яка спроможна транспортувати єдиним методом усі види інформації, забезпечує;

1. високу гнучкість і адаптацію щодо зміни вимог користувачів до обсягу, швидкості, якості доставляння інформації та щодо появи вимог про надання "нових послуг, які потребують наявності в мережі інтелекту;

2. зниження загальних витрат на проектування, будівництво й експлуатацію мережі.

Проте основною проблемою, що виникає в мережах ATM, є задоволення вимог різних служб до часової й семантичної прозорості мережі та їх адаптації до єдиного методу перенесення.

Можна зробити висновок, що ATM, передбачаючи інтегроване передавання мови, даних, рухомих і нерухомих зображень методом статистичного мультиплексування в єдиному цифровому тракті, дає змогу побудувати ефективну мережу. Передавання всіх видів Інформації пакетами фіксованої довжини сприяє відмові від традиційної форми розподілу ресурсів у вигляді каналів з постійною смугою пропускання і переходу до розподілу за вимогою, коли кожен споживач у будь-який момент часу отримує той мережний ресурс, який йому потрібний у вигляді віртуального каналу зі змінною швидкістю передавання. Отже, технологія ATM характеризується одночасною реалізацією двох принципів - пакетної комутації та встановлення віртуальних з'єднань.

ТЕХНОЛОГІЯ ІР

Технологія IP на сьогоднішній день є найпоширенішою мережною технологією. Спочатку вона була орієнтована винятково на передачу даних, однак зараз IP вважається універсальної і пристосовується для передачі усіх видів інформації. Багато фахівців вважають її конкурентом №1 для всіх інших мережних технологій.

Основу протокольного стека технології IP складає протокол IP (межсетевой протокол). Основні функції протоколу IP

Основу транспортних засобів стека протоколів TCP/IP складає протокол міжмережної взаємодії (Internet Protocol, IP). Він забезпечує передачу дейтаграм від відправника до одержувачів через з'єднану систему комп'ютерних мереж

Назва даного протоколу -- Intrenet Protocol -- відображає його суть: він повинен передавати пакети між мережами. В кожній наступній мережі, що лежить на шляху переміщення пакету, протокол IP викликає засоби транспортування, прийняті в цій мережі, щоб з їх допомогою передати цей пакет на маршрутизатор, який веде до наступної мережі, або безпосередньо на вузол - одержувач.

Протокол IP відноситься до протоколів без встановлення з'єднань. Перед IP не ставиться задача надійної доставки повідомлень від відправника до одержувача, Протокол IP обробляє кожний IP-пакет як незалежну одиницю, яка не має зв'язків ні з якими іншими IP-пакетами. В протоколі IP немає механізмів, які завжди вживаються для збільшення достовірності кінцевих даних: відсутнє «квитирование» -- обмін підтвердженнями між відправником і одержувачем, немає процедури впорядковування, повторних передач або інших подібних функцій. Якщо під час просування пакету відбулася яка-небудь помилка, то протокол IP no своїй ініціативі нічого не робить для виправлення цієї помилки, Наприклад, якщо на проміжному маршрутизаторі пакет був відкинутий унаслідок закінчення часу життя або через помилку в контрольній сумі, то модуль IP не намагається наново послати зіпсований або втрачений пакет. Всі питання забезпечення надійності доставки даних по складовій мережі в стеку TCP/IP вирішує протокол TCP, що працює безпосередньо над протоколом IP. Саме TCP організовує повторну передачу пакетів, коли в цьому виникає необхідність.

Важливою особливістю протоколу IP, що відрізняє його від інших мережних протоколів (наприклад, від мережного протоколу IPX), є його здатність виконував динамічну фрагментацію пакетів при передачі їх між мережами з різними, максимально допустимими значеннями поля даних кадрів MTU. Властивість фрагментації багато в чому сприяла тому, що протокол IP зміг зайняти домінуючі позиції в складних складових мережах.

Є прямий зв'язок між функціональною складністю протоколу і складністю заголовка пакетів, які цей протокол використовує. Це пояснюється тим, що основні службові дані, на підставі яких протокол виконує ту або іншу дію, переносяться між двома модулями, що реалізовують цей протокол на різних машинах, саме в полях заголовків пакетів. Тому дуже корисно вивчити призначення кожного поля заголовка IP-пакету, і це вивчення дає не тільки формальні знання про структуру пакету, але і пояснює всі основні режими роботи протоколу по обробці і передачі ІР-дейтаграмм.

Технологія IP спочатку не передбачала особливих заходів для забезпечення якості передачі. Тому сьогодні Інтернет у переважній більшості випадків забезпечує якість обслуговування на рівні "Best Effort Service" (краще з можливого). Це обумовило розробку нових протоколів, що вирішують дану проблему.

РИС 2. Модель мережі електрозв'язку

II. РОЗРАХУНОК ЕКОНОМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

2.1 Розрахунок ефекту від створення пакетної мережі

Позитивний ефект від створення і впровадження пакетної мережі визначається підвищенням ефективності використання каналів і трактів первинної мережі. При збільшенні ефективності зменшується кількість необхідних каналів і трактів, що приходиться орендувати у власника первинної мережі. Тому позитивний ефект визначиться в такий спосіб:

Еф = А - А/Ксж, (1)

де:

А - витрати на оренду трактів і каналів до впровадження мережі з пакетною комутацією;

Ксж - показує підвищення ефективності використання каналів (трактів) при використанні пакетної мережі. Для передачі даних так само, як і для передачі мови Ксж орієнтовно можна прийняти рівним 4.

Далі приводяться міркування стосовно визначення цих величин.

Витрати на оренду каналів і трактів до впровадження мережі з пакетною комутацією можуть бути визначені, якщо буде визначена структура мережі з комутацією каналів. Природно, що ця структура буде відрізнятися від мережі з пакетною комутацією, тому що необхідна пропускна здатність каналів і трактів при одному і тому ж вихідному завантаженні буде вище (орієнтовно в Ксж раз). Що ж стосується топології мережі, те її можна вважати незмінної, принаймні, стосовно до порівняльних розрахунків даної роботи. Таким чином, модель мережі залишається незмінної і для випадку використання комутації каналів.

Це дозволяє визначити витрати на оренду каналів і трактів до впровадження мережі з пакетною комутацією А по тій же моделі.

Для визначення необхідної пропускної здатності (а, отже, і орендованих трактів) проведемо розрахунок трафику на всіх рівнях мережі. При цьому будемо виходити з наступних міркувань, що випливають з вихідних даних:

на початку розрахункового періоду кількість абонентів у мережі Naб складає близько 13 млн., а до кінця розрахункового періоду вона зростає до Nаб млн. Для спрощення розрахунків думаємо, що динаміка росту кількості абонентів описується лінійним законом;

завантаження однієї абонентської лінії телефонною розмовою складає в середньому 0,02 Эрланга в годину, у годину пік - у 5 разів більше;

середній трафик мови визначаємо по формулі

Тм сер = 0,02 Naб

Тм сер=0,02*28=0,56 (2)

піковий трафик мови