Инфокоммуникационные технологии будущего

В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Павел Барабаш
Глaвный специалист ЗАО "НПП ОСТ"

Олег Махровский
Глaвный специалист ФГУП НИИ "Рубин"

Станислав Воробьев
Главный наyчный сотрудник ФГУП НИИ "Рубин"

Инфокоммуникационные технологии будущего

Данная статья является продолжением обсуждения материала, посвященного созданию сетей следующего поколения (NGN) на базе мультисервисных сетей кабельного телевидения, опубликованного в предыдущем номере журнала. Авторы рассматривают принципы построения межрегиональной Мультисервисной сети, обеспечивающей передану информации любого вида, а также выход в телекоммуникационную сеть глобальной информационной инфраструктуры (ГИИ)

Основу межрегиональной мультисервисной сети составляют транспортные высокоскоростные сети, построенные на базе ВОЛС и технологий IP, MPLS, SDH и других, более совершенных.

Стационарная часть транспортной сети NGN страны должна представлять собой совокупность межрегиональной, региональных, городских и сельских транспортных сетей, обеспечивающих обмен информацией любого вида, в том числе и телепрограммами, между любыми узлами сети, а также сопряжение c транспортными сетями глобальной телекоммуникационной сети ГИИ.

Организация межрегиональной мультисервисной сети

Наиболее перспективные кольцевые схемы организации сетей, показанные на рисунке, на практике могут быть самыми разными в зависимости от конкретных условий региона, города, сельской местности. Межрегиональная транспортная сеть (МРТС) должна обеспечивать передачу потоков информации между регионами страны (региональными центрами), выход в ГИИ, а также сдачу в аренду своих ресурсов крупным компаниям и государственным учреждениям для организации корпоративных и специализированных сетей, в том числе силовых ведомств.

МРТС должна предоставлять возможность организации сети видео- и информационных порталов, имеющих общегосударственное значение. Такими порталами могут быть стyдии государственных телевизионных программ, информационные центры Государственной думы, центры правовой информации и т.д. Одним из типов порталон могут быть провайдеры сети Интернет.

Основными составляющими графика МРТС будут потоки информации телевизионных программ, которые передaются:

из центра в регионы;
из региона в регион;
из других стран.

Кроме того, в график входят потоки информации международных и междугородных служб видеотелефонной связи, видеоконференц-связи, видеопочты, видео по запросу и других видеослужб и служб передачи больших массивов данных междy вычислительными и информационными центрами (grid).

Другие составляющие трафика (голосовая телефония, радиовещание, передача текстов, данных, графики, неподвижных изображений и т.п.) не будут оказывать существенного влияния на требования к пропускной способности транспортных магистралей МРТС.

Структура транспортных сетей NGN

Региональные транспортные сети (РТС) должны обеспечивать передачу потоков информации из регионального центра в города и районные центры региона и обратных потоков, а также прямых и обратных потоков как в МРТС, так и из него.

Региональные транспортные сети, как и МРТС, позволят организовать корпоративные и специализированные сети, сети видео- и информационных порталов регионального значения.

Основу трафика РТС будyт составлять и потоки пакетизированной информации, создаваемой различными видеослужбами.

Городские транспортные сети (ГТС) обеспечат передачу потоков информации между районами города, и в (из) РТС. Некоторые узлы ПС могут быть совмещены с узлами РТС или МРТС. Основу трафика ПС будут составлять потоки информации различных городских видеослужб, в первую очередь служб телевещания.

В структуре ГТС должна быть предусмотрена возможность организации корпоративных и специализированных сетей и сетей городских видео- и информационных порталов.

Сельские транспортные сети (СТС) предназначены для передачи прямых и обратных потоков информации из районных центров в села и прямых и обратных потоков в (из) РТС.

Сельские транспортные сети строятся таким образом, чтобы обеспечить возможность организации всех видов узкополосной и широкополосной связи co всеми сельскими населенными пунктами, включая дачные поселки и садоводческие товарищества.

В соответствии с сегодняшним уровнем знаний и разработок средств и систем передачи транспортные сети NGN должны строиться на базе волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) c использованием самых современных технологий спектрального уплотнения.

Сегодня прослеживается четкая тенденция в направлении образования полностью оптических транспортных сетей (ОТС), практически не имеющих ограничений по протяженности непрерывных оптических каналов и обеспечивающих терабитную пропускную способность.

Очевидно, что необходимой составляющей транспортной инфраструктyры NGN всегда будут и традиционные средства связи: проводные, спутниковые, радиорелейные и др.

На всех уровнях транспортной инфраструктуры функции передачи, коммутации, маршрутизации, мультиплексирования, управления будут отличаться по пропускной способности, за исключением в какой-то степени городских и сельских транспортных сетей, стыкующихся непосредственно c различными системами достyпа. Поэтому предложенная структура транспортных сетей NGN предполагает применение в полной мере модульного подхода к проектированию оборудования, протоколов, интерфейсов и программного обеспечения, что позволит (по данным Мининформсвязи России) сократить стоимость разработок на 40%, эксплуатационных расходов на 30% и уменьшить соотношение цена/производительность в 3 раза.

Межрегиональная мультисервисноя сеть будущего включает в себя регионaльные, городские, сельские и районные сети, представляющие собой мультисервисные сети кабельного телевидения (МСКТВ) соответствующего уровня.

Потребителями и производителями информации мультисервисной NGN будут:

массовые пользователи, основу которых составляют абоненты телевизионного вещания, подключаемые к NGN на уровне сельских, районных и городских МСКТВ;
государственные yчреждения, предприятия малого, среднего и крупного бизнеса, не имеющие собственных корпоративных сетей, подключенные к МСКТВ на уровне сельских, районных, городских и региональных сетей;
узлы существующих телефонных сетей общего пользования, сетей передачи данных, Интернет, корпоративные и другие сети, подключаемые на всех уровнях мультисервисной NGN через соответствующие шлюзы;
информационные и видеопорталы различного уровня (государственные, региональные, городские, районные, сельские);
системы дистанционного медицинского обслуживания, дистанционного обучения, электронной торговли и другие;
Глобальнaя информационная инфраструктyра, подключение к которой будет осуществляться через межрегиональные узлы.

Режимы работы сети

В основу принципов функционирования следующего поколения МСКТВ должен быть положен метод коммутации пакетов в сочетании c двумя режимами работы сети:

датаграммный режим передачи пакетов;
режим c установлением логических соединений.

Датаграммный режим работы сети обеспечивает взаимодействие абонентов без предварительного установления соединения пyтем независимой передачи пакетов сообщения (датаграмм) в соответствии c адресом в заголовке датаграммы. Такой режим предназначен для передачи информации, не чувствительной к задержкам, сдвигам пакетов в сообщении относительно друг друга (электронная почта, данные вычислительных машин и др.).

При разработке протоколов датаграммного режима необходимо максимально использовать технологию Интернет, так как Всемирная паутина работает именно в таком режиме. Основой сети Интернет является стек протоколов ТСР/IP, который был разработан еще в 1970 r. для экспериментальной сети с пакетной коммутацией ARPANET Министерства обороны США, когда появилась проблема объединения большого числа компьютеров c различными операционными системами. Переход к технологии Интернет был завершен в 1983 г., когда было решено, что все компьютеры, присоединенные к Глобальной сети, будут использовать стек протоколов ТСР/IP.

Идеологи Всемирной паутины, правильно спрогнозировав рост рынка ПЭВМ, заложили в них эти протоколы, после чего началось триyмфальное шествие Интернета по всему миру. Это было чрезвычайно дальновидное решение, позволившее IР-технологии через несколько лет завоевать телекоммуникационный мировой рынок с помощью массовой продажи ПЭВМ, пользующихcя до сих пор огромным спросом.

Однако стек протоколов IP/ТСР не может быть признан идеальным для NGN, так как принцип датаграммной передачи пакетов разрабатывался применительно к передаче данных междy компьютерами без учета передачи информации в реальном масштабе времени (речь, видео и др.).

Увеличение скоростей передачи несколько сглаживает недостатки датаграммного режима. Задержки и сдвиги в сообщении оказались приемлемыми, поэтому стало возможным развитие таких технологий, как IР-телефония. Однако практика показала, что при увеличении нагрузки на сеть качество передачи речи снижает.

На новом витке развития

Сегодня ведутся работы по конвергенции Интернета и телевидения, что возможно при использовании нового стена протоколов MPLS, где заложен режим c установлением логического соединения. Протоколы перспективной мультисервисной NGN должны стать следующим этапом развития протоколов IP, АТМ, MPLS.

Режим с установлением логических соединений предназначен для передачи информации, чувствительной к различным зaдержкaм, сдвигам пакетов данных в потоках передаваемой информации (телевизионной и другой видеоинформации, рaдиовещaния, голосовой и др.).

При разработке протоколов такого режима должны максимально использоваться все передовые достижения технологий АТМ и MPLS. Однако, по мнению авторов, это должны быть новые, более простые протоколы для NGN, стандартизованные международными организациями по стандартизации.

Необходимо отметить, что в России уже был опыт разработки и внедрения такой двухрежимной технологии передачи информации при создании специализированной сети с коммутацией пакетов и интеграцией телеграфной, факсимильной, телефонной служб и данных для одного из силовых ведомств. Эта технология была применена в конце 1970-х начале 1980-х гг. прошлого столетия под руководством одного из авторов данной статьи.

Понятно, что система была низкоскоростная (максимальные скорости передачи 4800 бит/с), но даже при таких скоростях реализовывалась пакетная передача голоса c использованием пауз в речи для передачи данных. При этом эффективность использования канала сети повышалась более чем в 2 раза.

В заключение отметим, что сегодня практически все государства занимают одну исходную стартовую позицию на пyти создания NGN. Поэтому будущее российского инфокоммуникационного бизнеса, российской инфокоммуникационной инфраструктуры, от которых в значительной степени зависит вcя экономика страны, будет определятся сегодняшними усилиями и вкладом российской промышленности и науки, российских инфокоммуникационных компаний и государственных органов в организацию работ по созданию инфокоммуникационных технологий будущего.

В следующей статье мы предполагаем продолжить обсуждение концепции создания в стране NGN на базе мультисервисных сетей кабельного телевидения в части принципов построения городских МСКТВ - основных массовых элементов NGN.

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #8, 2005
Посещений: 18681

Автор