Історія розвитку мереж абонентського доступу. Цифрові абонентські лінії ISDN. Моделі транспортних мереж

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http:// www. allbest. ru/

Випускна кваліфікаційна робота

Тема: Мережа абонентського доступу

Вступ

Однією з найважливіших проблем телекомунікаційних мереж залишається проблема абонентського доступу до мережевих послуг. Актуальність цієї проблеми визначається насамперед бурхливим розвитком мережі Інтернет, доступ до якої потребує різкого збільшення пропускної спроможності мереж абонентського доступу. Основним засобом мережі доступу, незважаючи на появу найсучасніших бездротових способів абонентського доступу, залишаються традиційні мідні абонентські пари. Разом з тим, останнім часом широко розвиваються мережі високошвидкісного абонентського доступу на основі оптоволоконних технологій зв'язку. Відмінною їх особливістю є:

* Відсутність шкідливого електромагнітного випромінювання;

* сигнал не спотворюється електромагнітними та радіочастотними перешкодами (оптичний кабель абсолютно несприйнятливий до впливу високої напруги, електромагнітних наведень);

* оптоволоконний кабель легше;

* має набагато більшу пропускну здатність, ніж звичайний мідний, а це означає, що оптоволокно може передати набагато більше інформації за той же час;

* мале згасання світлового сигналу;

* Захист від несанкціонованого доступу і т.д.

Будівництво та експлуатація оптичних ліній набагато дешевше, ніж мідних, тому в міру зростання обсягу надання послуг оптичного зростання ціни повинні знижуватися

Метою дипломного проекту є розробка проекту мережі високошвидкісного абонентського доступу на основі оптоволоконних технологій зв'язку із використанням засобів автоматизованого проектування.

Для досягнення мети дипломного проекту поставлено такі завдання:

проаналізувати методичні та теоретичні матеріали з основ локальних та телекомунікаційних мереж;

вивчити особливості та структуру локальних та телекомунікаційних мереж абонентського доступу;

дослідити етапи проектування мереж, а також засоби та методи, що застосовуються для проектування мереж та обґрунтовано вибрати інструментарій для досягнення мети дипломного проекту;

розробити проект мережі абонентського доступу за допомогою вибраного інструменту проектування.

Практична значущість дипломного проекту полягає у розробці проекту мережі абонентського доступу інструментами та методами проектування та подальшої реалізації цього проекту на реальних об'єктах.

Структура дипломного проекту підпорядкована логіці вирішення поставлених завдань. У першому розділі дипломного проекту будуть представлені теоретичні засади мереж передачі даних. У другому розділі буде представлено огляд технологій мереж. Третій розділ присвячений проектуванню: у ньому будуть представлені основні етапи проектування, розробка проекту мережі абонентського доступу відповідно до завдання на дипломний проект, вибір інструментарію для розробки проекту. У четвертому розділі буде представлено організаційно-економічну частину. У п'ятому розділі йтиметься про безпеку життєдіяльності.

1. Огляд мереж передачі

1.1 Визначення локальних мереж

Способів та засобів обміну інформацією останнім часом запропоновано безліч: від найпростішого перенесення файлів за допомогою дискети до всесвітньої комп'ютерної мережі Інтернет, здатної об'єднати всі комп'ютери світу. Яке ж місце у цій ієрархії приділяється локальним мережам?

Найчастіше термін " локальні мережі " чи " локальні обчислювальні мережі " (LAN, Local Area Network) розуміють буквально, тобто це такі мережі, які мають невеликі, локальні розміри, з'єднують близько розташовані комп'ютери. Однак достатньо подивитися на характеристики деяких сучасних локальних мереж, щоб зрозуміти, що таке визначення не є точно. Наприклад, деякі локальні мережі легко забезпечують зв'язок з відривом кількох десятків кілометрів. Це вже розміри не кімнати, не будівлі, не близько розташованих будівель, а можливо навіть цілого міста. З іншого боку, по глобальній мережі (WAN, Wide Area Network або GAN, Global Area Network) можуть зв'язуватися комп'ютери, що знаходяться на сусідніх столах в одній кімнаті, але її чомусь ніхто не називає локальною мережею. Близько розташовані комп'ютери можуть зв'язуватися за допомогою кабелю, що з'єднує роз'єми зовнішніх інтерфейсів (RS232-C, Centronics) або навіть без кабелю інфрачервоним каналом (IrDA) . Але такий зв'язок теж чомусь не називається локальним.

Визначення локальної мережі як малої мережі, що неправильно й досить часто зустрічається, яка об'єднує невелику кількість комп'ютерів. Справді, зазвичай, локальна мережу пов'язує від двох до кількох десятків комп'ютерів. Але граничні можливості сучасних локальних мереж набагато вищі: максимальна кількість абонентів може досягати тисячі. Називати таку мережу мало неправильно.

Деякі автори визначають локальну мережу як "систему безпосереднього з'єднання багатьох комп'ютерів". При цьому мається на увазі, що інформація передається від комп'ютера до комп'ютера без посередників і по єдиному середовищі передачі. Однак говорити про єдине середовище передачі в сучасній локальній мережі не доводиться. Наприклад, в межах однієї мережі можуть використовуватися як електричні кабелі різних типів (кручена пара, коаксіальний кабель), так і оптоволоконні кабелі. Визначення передачі "без посередників" також не коректне, адже в сучасних локальних мережах використовуються репітери, трансівери, концентратори, комутатори, маршрутизатори, мости, які часом роблять досить складну обробку інформації, що передається. Не зовсім зрозуміло, чи можна вважати їх посередниками, чи можна вважати подібну мережу локальною.

Напевно, найбільш точно було визначити як локальну таку мережу, яка дозволяє користувачам не помічати зв'язку. Ще можна сказати, що локальна мережа має забезпечувати прозорий зв'язок. По суті, комп'ютери, пов'язані локальною мережею, об'єднуються в один віртуальний комп'ютер, ресурси якого можуть бути доступні всім користувачам, причому цей доступ не менш зручний, ніж ресурсів, що входять безпосередньо в кожен окремий комп'ютер. Під зручністю у разі розуміється висока реальна швидкість доступу, швидкість обміну інформацією між додатками, практично непомітна користувача. При такому визначенні стає зрозуміло, що ні повільні глобальні мережі, ні повільний зв'язок через послідовний чи паралельний порти не підпадають під поняття локальної мережі.

З цього визначення випливає, що швидкість передачі локальною мережею обов'язково повинна зростати зі зростанням швидкодії найбільш поширених комп'ютерів. Саме це й спостерігається: якщо ще десять років тому цілком прийнятною вважалася швидкість обміну в 10 Мбіт/с, то зараз уже середньошвидкісною вважається мережа, що має пропускну здатність 100 Мбіт/с, активно розробляються, а де-не-де використовуються засоби для швидкості 1000 Мбіт/с з і навіть більше. Без цього вже не можна, інакше зв'язок стане надто вузьким місцем, надмірно уповільнюватиме роботу об'єднаного мережею віртуального комп'ютера, знижуватиме зручність доступу до мережевих ресурсів.

Таким чином, головна відмінність локальної мережі від будь-якої іншої – висока швидкість передачі інформації по мережі. Але це ще не все, не менш важливі інші чинники.

Зокрема, необхідний низький рівень помилок передачі, викликаних як внутрішніми, і зовнішніми чинниками. Адже навіть дуже швидко передана інформація, яка спотворена помилками, просто не має сенсу, її доведеться передавати ще раз. Тому локальні мережі обов'язково використовують високоякісні і добре захищені від перешкод лінії зв'язку, що спеціально прокладаються.

Особливе значення має і така характеристика мережі, як можливість роботи з великими навантаженнями, тобто з високою інтенсивністю обміну (або, як кажуть, з великим трафіком). Адже якщо механізм управління обміном, який використовується в мережі, не надто ефективний, то комп'ютери можуть довго чекати своєї черги на передачу. І навіть якщо ця передача буде здійснюватися потім на високій швидкості і безпомилково, для користувача мережі така затримка доступу до всіх ресурсів мережі неприйнятна. Адже йому не важливо, чому доводиться чекати.

Механізм управління обміном може гарантовано успішно працювати тільки в тому випадку, коли заздалегідь відомо, скільки комп'ютерів (або, як ще кажуть, абонентів, вузлів) можна підключити до мережі. Інакше завжди можна ввімкнути стільки абонентів, що внаслідок перевантаження забуксує будь-який механізм керування. Нарешті, мережею можна назвати тільки таку систему передачі, яка дозволяє об'єднувати до кількох десятків комп'ютерів, але не два, як у зв'язку через стандартні порти.

Таким чином, сформулювати відмітні ознаки локальної мережі можна так:

висока швидкість передачі, велика пропускна спроможність мережі. Прийнятна швидкість зараз - не менше 100 Мбіт/с;

низький рівень помилок передачі (або, що те саме, високоякісні канали зв'язку). Припустима ймовірність помилок передачі має бути близько 10-8 -- 10-12;

ефективний, швидкодіючий механізм управління обміном через мережу;

наперед чітко обмежена кількість комп'ютерів, що підключаються до мережі.

При такому визначенні зрозуміло, що глобальні мережі від локальних передусім тим, що вони розраховані на необмежену кількість абонентів. Крім того, вони використовують (або можуть використовувати) не надто якісні канали зв'язку та порівняно низьку швидкість передачі. А механізм управління обміном у них може бути гарантовано швидким. У глобальних мережах набагато важливіша не якість зв'язку, а сам факт її існування.

Нерідко виділяють ще один клас комп'ютерних мереж - міські, регіональні мережі (MAN, Metropolitan Area Network), які зазвичай за своїми характеристиками ближчі до глобальних мереж, хоча іноді все-таки мають деякі риси локальних мереж, наприклад, високоякісні канали зв'язку та порівняно високі швидкість передачі. У принципі, міська мережа може бути локальною з усіма її перевагами.

Щоправда, зараз уже не можна провести чіткий кордон між локальними та глобальними мережами. Більшість локальних мереж мають вихід у глобальну. Але характер інформації, що передається, принципи організації обміну, режими доступу до ресурсів всередині локальної мережі, як правило, сильно відрізняються від тих, що прийняті в глобальній мережі. І хоча всі комп'ютери локальної мережі в цьому випадку включені також і до глобальної мережі, специфіки локальної мережі це не скасовує. Можливість виходу в глобальну мережу залишається лише одним із ресурсів, що поділяються користувачами локальної мережі.

По локальній мережі може передаватися різна цифрова інформація: дані, зображення, телефонні розмови, електронні листи тощо. До речі, саме завдання передачі зображень, особливо повнокольорових динамічних, висуває найвищі вимоги до швидкодії мережі. Найчастіше локальні мережі використовуються для поділу (спільного використання) таких ресурсів, як дисковий простір, принтери і вихід у глобальну мережу, але це лише незначна частина тих можливостей, які надають засоби локальних мереж. Наприклад, вони дозволяють обмінюватись інформацією між комп'ютерами різних типів. Повноцінними абонентами (вузлами) мережі можуть бути не тільки комп'ютери, а й інші пристрої, наприклад, принтери, плотери, сканери. Локальні мережі дають можливість організувати систему паралельних обчислень усім комп'ютерах мережі, що багаторазово прискорює вирішення складних математичних завдань. З їхньою допомогою, як згадувалося, можна керувати роботою технологічної системи чи дослідницької установки з кількох комп'ютерів одночасно.

Однак мережі мають і досить суттєві недоліки, про які слід пам'ятати:

мережа вимагає додаткових, іноді значних матеріальних витрат за купівлю мережного устаткування, програмного забезпечення, прокладання з'єднувальних кабелів і навчання персоналу;

мережа вимагає прийому на роботу спеціаліста (адміністратора мережі), який займатиметься контролем роботи мережі, її модернізацією, управлінням доступом до ресурсів, усуненням можливих несправностей, захистом інформації та резервним копіюванням (для великих мереж може знадобитися ціла бригада адміністраторів);

мережа обмежує можливості переміщення комп'ютерів, підключених до неї, оскільки при цьому може знадобитися переведення кабелів;

мережі являють собою прекрасне середовище для поширення комп'ютерних вірусів, тому питанням захисту від них доведеться приділяти набагато більше уваги, ніж у разі автономного використання комп'ютерів, адже достатньо інфікувати один, і всі комп'ютери мережі будуть вражені;

мережа різко підвищує небезпеку несанкціонованого доступу до інформації з метою її крадіжки чи знищення; інформаційний захист вимагає проведення цілого комплексу технічних та організаційних заходів.

Тут слід згадати такі найважливіші поняття теорії мереж, як абонент, сервер, клієнт.

Абонент (вузол, хост, станція) - це пристрій, підключений до мережі та що бере активну участь в інформаційному обміні. Найчастіше абонентом (вузлом) мережі є комп'ютер, але абонентом також може бути, наприклад, мережний принтер або інший периферійний пристрій, який має можливість безпосередньо підключатися до мережі. Далі замість терміна "абонент" для простоти використовуватиметься термін "комп'ютер".

Сервером називається абонент (вузол) мережі, який надає свої ресурси іншим абонентам, але не використовує їх ресурси. Таким чином він обслуговує мережу. Серверів у мережі може бути кілька, і зовсім не обов'язково, що сервер найпотужніший комп'ютер. Виділений (dedicated) сервер - це сервер, що займається лише мережевими завданнями. Невиділений сервер може, крім обслуговування мережі, виконувати й інші завдання. Специфічний тип сервера - це мережний принтер.

Клієнтом називається абонент мережі, який тільки використовує мережеві ресурси, але сам свої ресурси в мережу не віддає, тобто мережу його обслуговує, а він лише користується. Комп'ютер-клієнт часто називають робочою станцією. У принципі, кожен комп'ютер може бути одночасно як клієнтом, так і сервером.

Під сервером і клієнтом часто розуміють також не самі комп'ютери, а програмні програми, що працюють на них. У цьому випадку та програма, яка тільки віддає ресурс у мережу, є сервером, а те програма, яка тільки користується мережевими ресурсами - клієнтом.

1.2 Типи ліній мереж зв'язку

Середовищем передачі називаються лінії зв'язку (чи канали зв'язку), якими виробляється обмін інформацією між комп'ютерами. У переважній більшості комп'ютерних мереж (особливо локальних) використовуються провідні або кабельні канали зв'язку, хоча існують і бездротові мережі, які зараз знаходять все ширше застосування, особливо в портативних комп'ютерах.

Інформація в мережах найчастіше передається у послідовному коді, тобто біт за бітом. Така передача повільніша і складніша, ніж при використанні паралельного коду. Однак треба враховувати те, що при більш швидкій паралельній передачі (за кількома кабелями одночасно) збільшується кількість з'єднувальних кабелів у число разів, що дорівнює кількості розрядів паралельного коду (наприклад, у 8 разів при 8-розрядному коді). Це зовсім не дрібниця, як може здатися на перший погляд. При значних відстанях між абонентами мережі вартість кабелю цілком можна порівняти з вартістю комп'ютерів і навіть може перевершувати її. До того ж прокласти один кабель (рідше два різноспрямовані) набагато простіше, ніж 8, 16 або 32. Значно дешевше обійдеться також пошук пошкоджень та ремонт кабелю.

Але це ще не все. Передача на великі відстані при будь-якому типі кабелю вимагає складної передавальної та приймальної апаратури, так як при цьому необхідно формувати потужний сигнал на кінці і детектувати слабкий сигнал на приймальному кінці. При послідовній передачі для цього потрібно лише один передавач і один приймач. При паралельній кількості необхідних передавачів і приймачів зростає пропорційно розрядності використовуваного паралельного коду. У зв'язку з цим навіть якщо розробляється мережа незначної довжини (близько десятка метрів) найчастіше вибирають послідовну передачу.

До того ж при паралельній передачі надзвичайно важливо, щоб довжини окремих кабелів дорівнювали один одному. Інакше в результаті проходження кабелями різної довжини між сигналами на приймальному кінці утворюється тимчасовий зсув, який може призвести до збоїв у роботі або навіть до повної непрацездатності мережі. Наприклад, при швидкості передачі 100 Мбіт/с і тривалості біта 10 нс цей тимчасовий зсув не повинен перевищувати 5-10 нс. Таку величину зсуву дає різниця в довжинах кабелів 1-2 метри. При довжині кабелю 1000 метрів це становить 0,1-0,2%.

Треба відзначити, що в деяких високошвидкісних локальних мережах все-таки використовують паралельну передачу по 2-4 кабелях, що дозволяє при заданій швидкості передачі застосовувати дешевші кабелі з меншою смугою пропускання. Але допустима довжина кабелів у своїй не перевищує сотні метрів. Прикладом може бути сегмент 100BASE-T4 мережі Fast Ethernet.

Промисловістю випускається величезна кількість типів кабелів, наприклад, лише одна найбільша кабельна компанія Belden пропонує понад 2000 найменувань. Але всі кабелі можна поділити на три великі групи:

електричні (мідні) кабелі на основі кручених пар проводів (twisted pair), які діляться на екрановані (shielded twisted pair, STP) та неекрановані (unshielded twisted pair, UTP);

електричні (мідні) коаксіальні кабелі (coaxial cable);

оптоволоконні кабелі (fibre optic).

Кожен тип кабелю має свої переваги і недоліки, так що при виборі треба враховувати як особливості задачі, що вирішується, так і особливості конкретної мережі, в тому числі і використовувану топологію.

Можна виділити такі основні параметри кабелів, які є важливими для використання в локальних мережах:

смуга пропускання кабелю (частотний діапазон сигналів, що пропускаються кабелем) та згасання сигналу в кабелі; два цих параметри тісно пов'язані між собою, оскільки зі зростанням частоти сигналу зростає згасання сигналу; треба вибирати кабель, який на заданій частоті сигналу має прийнятне згасання; або ж треба вибирати частоту сигналу, на якій загасання ще прийнятне; згасання вимірюється в децибелах та пропорційно довжині кабелю;

помехозащищенность кабелю і таємність передачі інформації, що їм забезпечується; ці два взаємопов'язані параметри показують, як кабель взаємодіє з навколишнім середовищем, тобто як він реагує на зовнішні перешкоди, і наскільки просто прослухати інформацію, що передається кабелем;

швидкість поширення сигналу по кабелю або зворотний параметр - затримка сигналу на метр довжини кабелю; цей параметр має важливе значення при виборі довжини мережі; типові величини швидкості поширення сигналу - від 06 до 08 від швидкості поширення світла у вакуумі; відповідно типові величини затримок – від 4 до 5 нс/м;

для електричних кабелів дуже важливою є величина хвильового опору кабелю; хвильовий опір важливо враховувати при узгодженні кабелю для запобігання відображенню сигналу від кінців кабелю; хвильовий опір залежить від форми та взаєморозташування провідників, від технології виготовлення та матеріалу діелектрика кабелю; Типові значення хвильового опору - від 50 до 150 Ом.

В даний час діють такі стандарти на кабелі:

EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) – американський;

ISO/IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) – міжнародний;

CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) – європейський.

Ці стандарти описують практично однакові кабельні системи, але відрізняються термінологією та нормами на параметри. У цьому курсі пропонується дотримуватись термінології стандарту EIA/TIA 568.

1.3 Основні положення еталонної моделі обміну інформацією відкритої системи

У мережі виконується безліч операцій, що забезпечують передачу даних від комп'ютера до комп'ютера. Користувача не цікавить, як саме це відбувається, йому необхідний доступ до програми або комп'ютерного ресурсу, розташованого в іншому комп'ютері мережі. Насправді ж вся інформація, що передається, проходить багато етапів обробки.

Насамперед, вона розбивається на блоки, кожен із яких забезпечується управляючою інформацією. Отримані блоки оформляються у вигляді мережевих пакетів, потім ці пакети кодуються, передаються за допомогою електричних або світлових сигналів по мережі відповідно до обраного методу доступу, потім з прийнятих пакетів знову відновлюються блоки даних, блоки з'єднуються в дані, які і стають доступними. іншому додатку. Це, звичайно, спрощений опис процесів, що відбуваються.

Частина із зазначених процедур реалізується лише програмно, інша частина - апаратно, а якісь операції можуть виконуватися як програмами, так і апаратурою.

Упорядкувати всі процедури, що їх виконують, розділити їх на рівні та підрівні, що взаємодіють між собою, якраз і покликані моделі мереж. Ці моделі дозволяють правильно організувати взаємодію як абонентам всередині однієї мережі, так і різним мережам на різних рівнях. В даний час найбільшого поширення набула так звана еталонна модель обміну інформацією відкритої системи OSI (Open System Interchange). Під терміном " відкрита система " розуміється не замкнута у собі система, має можливість взаємодії з іншими системами (на відміну закритої системи).

Модель OSI була запропонована Міжнародною організацією стандартів ISO (International Standarts Organization) у 1984 році. З того часу її використовують (менш-менш суворо) всі виробники мережевих продуктів. Як і будь-яка універсальна модель, OSI досить громіздка, надмірна, і не надто гнучка. Тому реальні мережеві засоби, пропоновані різними фірмами, необов'язково дотримуються прийнятого поділу функцій. Однак знайомство з моделлю OSI дозволяє краще зрозуміти, що відбувається в мережі.

Усі мережні функції моделі розділені на 7 рівнів (рисунок 1). При цьому вищестоящі рівні виконують складніші, глобальні завдання, для чого використовують у своїх цілях нижчестоящі рівні, а також керують ними. Ціль нижчестоящого рівня - надання послуг вищому рівню, причому вищому рівню не важливі деталі виконання цих послуг. Нижчі рівні виконують більш прості та конкретні функції. В ідеалі кожен рівень взаємодіє тільки з тими, що знаходяться поруч з ним (вище і нижче за нього). Верхній рівень відповідає прикладній задачі, що працює в даний момент додатку, нижній - безпосередньої передачі сигналів каналу зв'язку.

Модель OSI стосується не тільки локальних мереж, але й будь-яких мереж зв'язку між комп'ютерами або іншими абонентами. Зокрема, функції Інтернету також можна розділити на рівні відповідно до моделі OSI. p align="justify"> Принципові відмінності локальних мереж від глобальних, з точки зору моделі OSI, спостерігаються тільки на нижніх рівнях моделі.

Малюнок 1 – Сім рівнів моделі OSI

Функції, що входять у показані малюнку 1 рівні, реалізуються кожним абонентом мережі. При цьому кожен рівень на одному абоненті працює так, начебто він має прямий зв'язок із відповідним рівнем іншого абонента. Між однойменними рівнями абонентів мережі існує віртуальний (логічний) зв'язок, наприклад, між прикладними рівнями абонентів, що взаємодіють по мережі. Реальний фізичний зв'язок (кабель, радіоканал) абоненти однієї мережі мають тільки на самому нижньому, першому, фізичному рівні. У передавальному абоненті інформація проходить усі рівні, починаючи з верхнього та закінчуючи нижнім. У абоненті отримана інформація здійснює зворотний шлях: від нижнього рівня до верхнього (рисунок 2).

Дані, які необхідно передати через мережу, на шляху від верхнього (сьомого) рівня до нижнього (першого) проходять процес інкапсуляції. Кожен нижченаведений рівень як виробляє обробку даних, які надходять із вищого рівня, а й забезпечує їх своїм заголовком, і навіть службовою інформацією. Такий процес обростання службовою інформацією продовжується до останнього (фізичного) рівня. Фізично вся ця багатооболонкова конструкція передається по кабелю приймачеві. Там вона робить зворотну процедуру декапсуляції, тобто при передачі на вищий рівень забирається одна з оболонок. Верхнього сьомого рівня досягають дані, звільнені від усіх оболонок, тобто від усієї службової інформації нижчих рівнів. При цьому кожен рівень приймаючого абонента проводить обробку даних, отриманих з нижченаведеного рівня відповідно до службової інформації, що прибирається ним.

Малюнок 2 - Шлях інформації від абонента до абонента

Якщо на шляху між абонентами в мережі включаються деякі проміжні пристрої (наприклад, трансівери, репітери, концентратори, комутатори, маршрутизатори), то вони теж можуть виконувати функції, що входять в нижні рівні моделі OSI. Чим більша складність проміжного пристрою, тим більше рівнів він захоплює. Але будь-який проміжний пристрій повинен приймати та повертати інформацію на нижньому, фізичному рівні. Усі внутрішні перетворення даних мають проводитися двічі й у протилежних напрямах. Проміжні мережеві пристрої на відміну повноцінних абонентів (наприклад, комп'ютерів) працюють лише з нижніх рівнях і до того ж виконують двостороннє перетворення .

Рисунок 3 - Увімкнення проміжних пристроїв між абонентами мережі

1.4 Стандартні мережеві протоколи

Протоколи - це набір правил та процедур, що регулюють порядок здійснення зв'язку. Комп'ютери, що беруть участь в обміні, повинні працювати по одних і тих самих протоколах, щоб у результаті передачі вся інформація відновлювалася в початковому вигляді.

Про протоколи нижніх рівнів (фізичного та канального), що належать до апаратури, вже згадувалося в попередніх розділах. Зокрема, до них належать методи кодування та декодування, а також управління обміном у мережі. Тепер слід зупинитися на особливостях протоколів вищих рівнів, реалізованих програмно.

Зв'язок мережного адаптера з мережним програмним забезпеченням здійснюють драйвери мережевих адаптерів. Саме завдяки драйверу комп'ютер може не знати жодних апаратних особливостей адаптера (його адрес, правил обміну з ним, його характеристик). Драйвер уніфікує, робить однаковою взаємодію програмних засобів високого рівня з будь-яким адаптером цього класу. Мережеві драйвери, що постачаються разом із мережевими адаптерами, дозволяють мережним програмам однаково працювати з платами різних постачальників і навіть із платами різних локальних мереж (Ethernet, Arcnet, Token-Ring тощо). Якщо говорити про стандартну модель OSI, то драйвери зазвичай виконують функції канального рівня, хоча іноді вони реалізують і частину функцій мережевого рівня (рисунок 4). Наприклад, драйвери формують пакет, що передається в буферній пам'яті адаптера, читають з цієї пам'яті пакет, що прийшов по мережі, дають команду на передачу, інформують комп'ютер про прийом пакета.

Рисунок 4 - Функції драйвера мережевого адаптера моделі OSI

Якість написання програми драйвера багато в чому визначає ефективність роботи мережі загалом. Навіть при найкращих характеристиках мережного адаптера неякісний драйвер може різко погіршити обмін мережею.

Перш ніж придбати плату адаптера, необхідно ознайомитись зі списком сумісного обладнання (Hardware Compatibility List, HCL), який публікують усі виробники мережевих операційних систем. Вибір там досить великий (наприклад, для Microsoft Windows Server список включає більше сотні драйверів мережевих адаптерів). Якщо до списку HCL не входить адаптер якогось типу, краще його не купувати.

Існує кілька стандартних наборів (або, як їх ще називають, стеків) протоколів, що набули зараз широкого поширення:

набір протоколів ISO/OSI;

IBM System Network Architecture (SNA);

Apple AppleTalk;

набір протоколів глобальної мережі Інтернет, TCP/IP.

Включення до цього списку протоколів глобальної мережі цілком зрозуміло, адже, як зазначалося, модель OSI використовується будь-якої відкритої системи: з урахуванням як локальної, і глобальної мережі чи комбінації локальної та глобальної мереж.

Протоколи перелічених наборів поділяються на три основні типи:

прикладні протоколи (що виконують функції трьох верхніх рівнів моделі OSI - прикладного, представницького та сеансового);

транспортні протоколи (що реалізують функції середніх рівнів моделі OSI - транспортного та сеансового);

мережеві протоколи (що здійснюють функції трьох нижніх рівнів моделі OSI).

Прикладні протоколи забезпечують взаємодію додатків та обмін даними між ними. Найбільш популярні:

FTAM (File Transfer Access and Management) – протокол OSI доступу до файлів;

X.400 – протокол CCITT для міжнародного обміну електронною поштою;

Х.500 - протокол CCITT служб файлів та каталогів на кількох системах;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол глобальної мережі Інтернет для обміну електронною поштою;

FTP (File Transfer Protocol) – протокол глобальної мережі Інтернет для передачі файлів;

SNMP (Simple Network Management Protocol) – протокол для моніторингу мережі, контролю за роботою мережевих компонентів та управління ними;

Telnet – протокол глобальної мережі Інтернет для реєстрації на віддалених серверах та обробки даних на них;

Microsoft SMBs (Server Message Blocks, блоки повідомлень сервера) та клієнтські оболонки чи редиректори фірми Microsoft;

NCP (Novell NetWare Core Protocol) та клієнтські оболонки чи редиректори фірми Novell.

Транспортні протоколи підтримують сеанси зв'язку між комп'ютерами та гарантують надійний обмін даними між ними. Найбільш популярні з них такі:

TCP (Transmission Control Protocol) - частина набору протоколів TCP/IP для гарантованої доставки даних, розбитих послідовність фрагментів;

SPX - частина набору протоколів IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) гарантованої доставки даних, розбитих на послідовність фрагментів, запропонованих компанією Novell;

NetBEUI – (NetBIOS Extended User Interface, розширений інтерфейс NetBIOS) – встановлює сеанси зв'язку між комп'ютерами (NetBIOS) та надає верхнім рівням транспортні послуги (NetBEUI).

Мережеві протоколи керують адресацією, маршрутизацією, перевіркою помилок та запитами на повторну передачу. Широко поширені такі:

IP (Internet Protocol) – TCP/IP-протокол для негарантованої передачі пакетів без встановлення з'єднань;

IPX (Internetwork Packet Exchange) – протокол компанії NetWare для негарантованої передачі пакетів та маршрутизації пакетів;

NWLink – реалізація протоколу IPX/SPX компанії Microsoft;

NetBEUI – транспортний протокол, що забезпечує послуги транспортування даних для сеансів та додатків NetBIOS.

Усі перелічені протоколи може бути поставлені у відповідність тим чи іншим рівням еталонної моделі OSI. Але при цьому треба враховувати, що розробники протоколів не надто суворо дотримуються цих рівнів. Наприклад, деякі протоколи виконують функції, які стосуються відразу кількох рівнів моделі OSI, інші - лише частина функцій однієї з рівнів. Це призводить до того, що протоколи різних компаній часто виявляються несумісними між собою. Крім того, протоколи можуть бути успішно використані виключно у складі свого набору протоколів (стека протоколів), який виконує більш менш закінчену групу функцій. Саме це і робить мережну операційну систему "фірмовою", тобто, по суті, несумісною зі стандартною моделлю відкритої системи OSI.

Як приклад на малюнку 5, малюнку 6 та малюнку 7 схематично показано співвідношення протоколів, що використовуються популярними фірмовими мережевими операційними системами, та рівнів стандартної моделі OSI. Як видно з малюнків, практично на жодному рівні немає чіткої відповідності реального протоколу якомусь рівню ідеальної моделі. Вибудовування подібних співвідношень є досить умовним, оскільки важко чітко розмежувати функції всіх частин програмного забезпечення. До того ж, компанії-виробники програмних засобів далеко не завжди докладно описують внутрішню структуру продуктів.

Рисунок 5 - Співвідношення рівнів моделі OSI та протоколів мережі Інтернет

Рисунок 6 - Співвідношення рівнів моделі OSI та протоколів операційної системи Windows Server

Рисунок 7 - Співвідношення рівнів моделі OSI та протоколів операційної системи NetWare

2. Технології мереж

2.1 Мережі з урахуванням технології PDH

Перший цифровий потік встановила 1957 р. компанія Bell System. Надалі технологія була стандартизована і тепер відома як Т1. Зроблено це було задоволення все зростаючих потреб операторів зв'язку. Місцева телефонія на батьківщині технології, у США, на той момент була порівняно добре розвинена. Змін на клієнтській мережі, що складається з мідних пар, не передбачалося (і не відбулося досі). Тому основні зусилля операторів зосередилися на побудові магістральних (транспортних) мереж та їх ефективного використання передачі голосу. Звичайно, про передачу даних у ті часи навіть не йшлося й мови.

Розроблені системи використовували принцип імпульсно-кодової модуляції та методи мультиплексування (підсумовування) з тимчасовим поділом каналів (Time Division Multiplexing, скорочено TDM) для передачі кількох голосових каналів, інакше званих тайм-слотами, в одному потоці даних.

У США, Канаді та Японії за основу був прийнятий потік T1, який зі швидкістю 1,536 Мбіт/с передавав 24 тайм-слоти, а в Європі (і трохи пізніше в Радянському Союзі) - потік Е1, що має швидкість 2,048 Мбіт/с, і що дозволяє передавати 30 каналів передачі зі швидкістю 64 кбіт/с, плюс канал сигналізації (16 тайм слот) і синхронізації (нульовий тайм-слот). Це без перебільшення здавалося вершиною прогресу.

Подальший розвиток спричинив появу ще ряду стандартизованих потоків E2 - E3 - E4 - E5 швидкостями передачі даних відповідно 8,448 - 34,368 - 139,264 - 564,992 Мбіт/с. Вони отримали назву плезіохронної цифрової ієрархії – PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), яка досі часто використовується як для телефонії, так і для передачі даних. Більш сучасні технології практично повністю витіснили PDH із оптичних комунікацій, але на застарілих мідних кабелях її позиції досі непохитні. Структура мережі PDH представлена ​​малюнку 8.

Малюнок 8 - Структура мережі PDH

Кожен пристрій має свій тактовий генератор, який працює з невеликими відмінностями від інших. У парі приймачів провідний вузол задає свою синхронізацію (Sync 1-2), а ведений підлаштовується під нього. Єдиної синхронізації для великої мережі немає. Тому плезіохронна в даному випадку означає "майже" синхронна. Це зручно для будівництва окремих каналів, але спричиняє зайві складності при створенні глобальних мереж.

2.2 Мережі на основі технології SDH

У міру об'єднання мереж різних операторів зв'язку гостро постає проблема глобальної синхронізації вузлів. Плюс до цього, ускладнення топології викликало труднощі під час вилучення з потоку складових каналів. Технічні особливості незалежної синхронізації різних вузлів (наявність біт, що вирівнюють) робили це неможливим. Тобто, щоб витягти з потоку Е4 потік Е1, необхідно демультиплексувати Е4 на чотири Е3 потім один з Е3 на чотири Е2, і тільки після цього отримати потрібний Е1.

У цій ситуації вдалим рішенням стала розроблена в 80-х роках синхронна оптична мережа SONET і синхронна цифрова ієрархія SDH, які часто розглядаються як єдина технологія SONET/SDH.

Поява стандартів синхронної цифрової ієрархії передачі даних (SDH) у 1988 році ознаменувала собою новий етап розвитку транспортних мереж. Системи синхронної передачі як подолали обмеження плезіохронних систем-попередниць (PDH), а й знизили накладні витрати на передачу інформації. Ряд унікальних переваг (доступ до низькошвидкісних каналів без повного демультиплексування всього потоку, висока стійкість до відмов, розвинені засоби моніторингу та управління, гнучке управління постійними абонентськими з'єднаннями) зумовили вибір фахівців на користь нової технології, що стала основою первинних мереж нового покоління. На сьогоднішній день технологія SDH заслужено вважається не тільки перспективною, а й технологією, що досить використовується, для створення транспортних мереж. Технологія SDH має ряд важливих переваг з користувальницької, експлуатаційної та інвестиційної точок зору. А саме:

Помірна структурна складність, що знижує витрати на монтаж, експлуатацію та розвиток мережі, у тому числі підключення нових вузлів.

Широкий діапазон можливих швидкостей – від 155,520 Мбіт/с (STM-1) до 2,488 Гбіт/с (STM-16) та вище.

Можливість інтеграції з каналами PDH, оскільки цифрові PDH є вхідними каналами для мереж SDH.

Висока надійність системи завдяки централізованому моніторингу та управлінню, а також можливості використання резервних каналів.

Високий рівень керованості системи завдяки повністю програмному управлінню.

Можливість динамічного надання послуг – канали для абонентів можуть створюватись та налаштовуватись динамічно, без внесення змін до інфраструктури системи.

Високий рівень стандартизації технології, що полегшує інтеграцію та розширення системи, дає можливість застосування обладнання різних виробників.

Висока міра поширення стандарту у світовій практиці.

9. Стандарт SDH має достатній рівень зрілості, що робить його надійним для інвестицій. На додаток до перерахованих переваг, необхідно відзначити розвиток магістральних телекомунікацій російських операторів зв'язку на основі SDH, що надає додаткові можливості для привабливих інтеграційних рішень. Перетворення та передача даних у цій системі досить складні. Слід зазначити лише кілька моментів. Як мінімальна "транспортна" одиниця використовується контейнер, розмір корисного навантаження якого становить 1890 байтів, а службової частини - 540 байтів. Спрощено їх можна розглядати як деяку кількість каналів Т1/Е1, об'єднаних (мультиплексованих) в один SONET/SDH канал. При цьому якийсь зв'язок між потоками, або їх зміна, не передбачається (якщо не брати до уваги з'явилися пізніше і порівняно малопоширених крос-конекторів). Схема мережі SDH представлена ​​малюнку 9.

Можна бачити, що така схема створювалася строго під потреби телефонії. Справді, мультиплексори (MUX) зазвичай встановлюються АТС, де потоки Е1 (зібрані з інших мультиплексорів) переводяться в мідні аналогові лінії. Оптимізація пропускної спроможності мережі (інакше кажучи, міжстанційних з'єднань) досягається підбором співвідношення кількості абонентських ліній і потоків, що використовуються.

Перелічені переваги роблять рішення, засновані на технології SDH, раціональними з погляду інвестицій. В даний час вона може вважатися базовою для побудови сучасних транспортних мереж як для корпоративних мереж різного масштабу, так і для мереж зв'язку загального користування. SDH отримує дедалі більше застосування побудови сучасних цифрових первинних мереж.

Також було розроблено технології мереж Frame Relay, ISDN (Integrated Service Digital Network), АТМ (Asynchronous Transfer Mode). Але широкого використання ці технології не знайшли. Пізніше було розроблено WDM (Wavelength Division Multiplexing -спектральне ущільнення каналів), техноло-

Малюнок 9- Структура транспортної мережі SONET/SDH та схема можливих варіантів проходження потоків Е1

гія щільного хвильового мультиплексування (Dense Wave Division Multiplexing - DWDM), багатопротокольна комутація міток MPLS. Найбільшого поширення дані технології набули в США, де добре розвинений ринок волоконно-оптичних систем. Використовуються вони і мережах зв'язку інших регіонів світу, особливо у Європі, Азії та Латинської Америки.

2.3 Мережева топологія

Під мережевою топологією прийнято розуміти спосіб опису конфігурації мережі, схему розташування та з'єднання мережевих пристроїв. Існує безліч способів з'єднання мережевих пристроїв, з яких можна виділити вісім базових топологій: шина, кільце, зірка, подвійне кільце, пориста топологія, ґрати, дерево, Fat Tree. Інші методи є комбінаціями базових. І тут такі топології називаються змішаними чи гібридними.

Розглянемо деякі види мережевих топологій. Широко поширена топологія – "Загальна шина" (рисунок 10).

Малюнок 10 - Топологія "Загальна шина"

Топологія загальна шина передбачає використання одного кабелю, якого підключаються всі комп'ютери мережі. Повідомлення, що надсилається робочою станцією, поширюється на всі комп'ютери мережі. Кожна машина перевіряє - кому адресовано повідомлення і якщо їй обробляє його. Вживаються спеціальні заходи для того, щоб під час роботи із загальним кабелем комп'ютери не заважали один одному передавати та приймати дані. Для того щоб виключити одночасне надсилання даних, застосовується або "несучий" сигнал, або один з комп'ютерів є головним і "дає слово" "МАРКЕР" іншим станціям. Типова шинна топологія має просту структуру кабельної системи із короткими відрізками кабелів. Тому, порівняно з іншими топологіями, вартість її реалізації невелика. Проте, низька вартість реалізації компенсується високою вартістю управління. Фактично, найбільшим недоліком шинної топології є те, що діагностика помилок та ізолювання мережевих проблем можуть бути досить складними, оскільки тут є кілька точок концентрації. Оскільки середовище передачі даних не проходить через вузли, підключені до мережі, втрата працездатності одного з пристроїв не позначається на інших пристроях. Хоча використання лише одного кабелю може розглядатися як гідність шинної топології, проте воно компенсується тим фактом, що кабель, що використовується в цьому типі топології, може стати критичною точкою відмови. Іншими словами, якщо шина обривається, то жоден із підключених до неї пристроїв не зможе передавати сигнали.

Розглянемо Топологію "Кільце" (рисунок 11).

Малюнок 11- Топологія "Кільце"

Кільце - це топологія, в якій кожен комп'ютер з'єднаний лініями зв'язку тільки з двома іншими: від одного він отримує інформацію, а іншому тільки передає. На кожній лінії зв'язку, як і у випадку зірки, працює лише один передавач та один приймач. Це дозволяє відмовитись від застосування зовнішніх термінаторів. Робота в мережі кільця полягає в тому, що кожен комп'ютер ретранслює (відновлює) сигнал, тобто виступає в ролі репітера, тому згасання сигналу в усьому кільці не має ніякого значення, важливим є лише згасання між сусідніми комп'ютерами кільця. Чітко виділеного центру у разі немає, всі комп'ютери може бути однаковими. Однак досить часто у кільці виділяється спеціальний абонент, який керує обміном або контролює обмін. Зрозуміло, що наявність такого абонента, що управляє, знижує надійність мережі, тому що вихід його з ладу відразу ж паралізує весь обмін.

Комп'ютери в кільці є повністю рівноправними (на відміну, наприклад, від шинної топології). Одні з них обов'язково одержують інформацію від комп'ютера, який веде передачу в цей момент, раніше, а інші пізніше. Саме на цій особливості топології і будуються методи управління обміном через мережу, спеціально розраховані на "кільце". У цих методах право на наступну передачу (або, як ще кажуть, на захоплення мережі) переходить послідовно до наступного комп'ютера. Підключення нових абонентів у "кільце" зазвичай зовсім безболісно, ​​хоча і вимагає обов'язкової зупинки роботи всієї мережі на час підключення. Як і у випадку топології "шина", максимальна кількість абонентів у кільці може бути досить великою (до тисячі та більше). Кільцева топологія зазвичай є найстійкішою до перевантажень, вона забезпечує впевнену роботу з найбільшими потоками переданої через мережу інформації, тому що в ній, як правило, немає конфліктів (на відміну від шини), а також відсутній центральний абонент (на відміну від зірки) .

У кільці, на відміну від інших топологій (зірка, шина), не використовується конкурентний метод посилки даних, комп'ютер у мережі отримує дані від того, хто стоїть попереднім у списку адресатів і перенаправляє їх далі, якщо вони адресовані не йому. Список адресатів генерується комп'ютером, що є генератором маркера. Мережевий модуль генерує маркерний сигнал (зазвичай близько 2-10 байт щоб уникнути загасання) і передає його наступній системі (іноді за зростанням MAC-адреси). Наступна система, прийнявши сигнал, не аналізує його, а передає далі. Це так званий нульовий цикл.

Наступний алгоритм роботи такий - пакет даних GRE, переданий відправником адресату починає слідувати шляхом, прокладеному маркером. Пакет передається до тих пір, поки не дістанеться одержувача.

Наступний вид топології – "Зірка" (рисунок 12).

Зірка - базова топологія комп'ютерної мережі, де всі комп'ютери мережі приєднані до центральному вузлу (зазвичай мережевий концентратор), утворюючи фізичний сегмент мережі. Подібний сегмент мережі може функціонувати як окремо, так і склад складної мережевої топології (як правило "дерево"). Весь обмін інформацією йде виключно через центральний комп'ютер, на який у такий спосіб лягає дуже велике навантаження, тому нічим іншим, окрім мережі, він не може займатися. Як правило, саме

Малюнок 12 - Топологія "Зірка"

центральний комп'ютер є найпотужнішим, і саме на нього покладаються всі функції управління обміном. Жодні конфлікти в мережі з топологією зірка в принципі неможливі, тому що управління повністю централізоване. Робоча станція, з якої необхідно передати дані, надсилає їх на концентратор, а той визначає адресата та віддає йому інформацію. У певний час лише одна машина в мережі може пересилати дані, якщо на концентратор одночасно приходять два пакети, обидві посилки виявляються не прийнятими і відправникам потрібно буде почекати випадковий проміжок часу, щоб відновити передачу даних. Цей недолік відсутня на мережному пристрої вищого рівня - комутаторі, який, на відміну концентратора, подає пакет попри всі порти, подає лише певний порт - одержувачу. Одночасно може бути передано кілька пакетів. Скільки – залежить від комутатора.

Поруч із відомими топологіями обчислювальних мереж кільце, зірка і шина, практично застосовується і комбінована, наприклад деревоподібна структура (рисунок.13). Вона утворюється переважно у вигляді комбінацій вищезгаданих топологій обчислювальних мереж. Основа дерева обчислювальної мережі розташовується у точці (корінь), у якій збираються комунікаційні лінії інформації (гілки дерева).

Обчислювальні мережі з деревоподібною структурою застосовуються там, де неможливе безпосереднє застосування базових мережевих структур у чистому вигляді. Для підключення великої кількості робочих станцій відповідно адаптерними платами застосовують мережеві підсилювачі та/або комутатори. Комутатор, що має одночасно і функції підсилювача, називають активним концентратором.

Малюнок 13 - Топологія "Дерево"

На практиці застосовують два їх різновиди, що забезпечують підключення відповідно до восьми або шістнадцяти ліній.

Пристрій якого можна приєднати максимум три станції, називають пасивним концентратором. Пасивний концентратор зазвичай використовують як розгалужувач. Він не потребує підсилювача. Передумовою для підключення пасивного концентратора є те, що максимальна відстань до робочої станції не повинна перевищувати кількох десятків метрів.

Топологія мережі визначає як фізичне розташування комп'ютерів, але, що набагато важливіше, характер зв'язків з-поміж них, особливості поширення сигналів через мережу. Саме характер зв'язків визначає ступінь відмовостійкості мережі, необхідну складність мережевої апаратури, найбільш підходящий метод управління обміном, можливі типи середовищ передачі (каналів зв'язку), допустимий розмір мережі (довжина ліній зв'язку та кількість абонентів), необхідність електричного узгодження та багато іншого.

3. Розробка мережі абонентського доступу

3.1 Вихідні дані розробки

Мережа абонентського доступу розробляється відповідно до завдання на дипломний проект для території, представленої на малюнку 14 з метою забезпечення широкосмугового доступу до Інтернету та обміну інформацією між користувачами мережі. Мережа розробляється за технологією Ethernet з використанням волоконно-оптичних ліній зв'язку та мідного кабелю та передбачає наявність кількох серверів. Передбачувана швидкість абонентського доступу з урахуванням пропускної спроможності міської мережі – 100 Мбіт/c. Раніше швидкість абонентського доступу була 10 Мбіт/с, але через використання вдосконаленого обладнання вдалося забезпечити користувачам велику швидкість. Для підключення до мережі до комп'ютерів висуваються такі вимоги:

Наявність у комп'ютері мережевого адаптера з інтерфейсом Ethernet 10/100BaseTX;

Наявність операційної системи, яка підтримує протокол TCP/IP.

3.2 Основні мережеві рішення

Для зручності сегментування мережі використовуємо квартальний поділ типу "Зірка". Сегменти підвищення керованості мережі ділимо на підмережі. Територію розділимо на сегменти, кожен з яких охоплює кілька будинків (від 4 до 10). Кожен сегмент пов'язаний із квартальним обладнанням через оптичний конвертер за стандартом 1000BaseLX з використанням волоконно-оптичного кабелю з метою збільшення відстані кабельного сегмента та високої швидкості передачі інформації. Кожне квартальне обладнання підключено до центрального вузла зв'язку через оптичний конвертер за стандартом Gigabit Ethernet 1000BaseLX збільшення пропускної спроможності на магістралі мережі.

Малюнок 14 - Територія проектування

Центральний вузол зв'язку (розташуємо на АТС за узгодженням сторін): Виберемо технологію доступу до мережі SDH через велику пропускну здатність трактів, гнучкість, можливість динамічно нарощувати ємність мережі без переривання трафіку. На центральному вузлі розташуємо головний комутатор і маршрутизатор для доступу до мережі SDH магістрального провайдера та сервери, що відповідають за підрахунок трафіку, за моніторинг мережі, також буде встановлений DNS сервер. DNS сервер - спеціалізоване програмне забезпечення для обслуговування DNS ), а також комп'ютер, на якому це програмне забезпечення виконується. DNS-сервер може бути відповідальним за деякі зони або може перенаправляти запити вищим серверам.

Подібні документи

Аналіз існуючих топологій побудови мережі MetroEthernet. Оцінка типових рішень побудови мереж абонентського доступу. Розрахунок устаткування послуг передачі мови. Розробка топологічної та ситуаційної схеми. Розрахунок трафіку послуг телефонії.

курсова робота , доданий 17.05.2016


Існуюча телефонна мережа загального користування. Розрахунок пропускної спроможності надання послуг Triple Play. Розрахунок загальної пропускної спроможності мережі передачі та прийому даних. Вибір комутатора абонентського доступу та оптичного кабелю.

дипломна робота , доданий 19.01.2016


Класифікація та характеристика мереж доступу. Технологія мереж колективного доступу Вибір технології широкосмугового доступу. Чинники, що впливають параметри якості ADSL. Методи конфігурації абонентського доступу. Основні компоненти DSL з'єднання.

дипломна робота , доданий 26.09.2014


Огляд сучасних систем бездротового доступу. Особливості застосування модемів OFDM та багатостанційного доступу OFDMA. Розробка інформаційної мережі на основі технології Mobile WiMAX, оцінка економічної ефективності її впровадження.

дипломна робота , доданий 12.07.2010


Розвиток та сфери застосування, технічні основи PLC та технологічні передумови впровадження PLC-рішень, огляд технологій широкосмугового абонентського доступу. Принцип дії та основні можливості обладнання, зразкова схема організації мережі.

дипломна робота , доданий 28.07.2010


Сучасні засоби зв'язку та їх характеристика. Розробка структури мережі передачі. Вибір типу доступу. Основні рівні моделі OSI, технології доступу. Вибір обладнання, параметри сервера. Розрахунок вартісних показників для прокладання мережі.

курсова робота , доданий 22.04.2013


Топологія комп'ютерних мереж. Методи доступу до несучої в комп'ютерних мережах. Середовища передачі, їх характеристики. Структурна модель OSI, її рівні. Протокол ІР, принципи маршрутизації пакетів. Фізична топологія мережі. Визначення класу підмережі.

контрольна робота , доданий 14.01.2011


Огляд існуючих технологій широкосмугового доступу (xDSL, PON, бездротовий доступ). Опис особливостей технології PON. Проект будівництва мережі абонентського доступу на технології пасивної оптичної мережі. Схема розподільчих ділянок.

дипломна робота , доданий 28.05.2016


Вибір та обґрунтування технологій побудови локальних обчислювальних мереж. Аналіз середовища передачі. Розрахунок продуктивності мережі, планування приміщень. Вибір програмного забезпечення мережі. Види стандартів бездротового доступу до мережі Інтернет.

курсова робота , доданий 22.12.2010


Основні засади організації мереж абонентського доступу з урахуванням PLC-технологии. Загрози локальним мережам, політика безпеки під час використання технології PLC. Аналіз функціонування PLC будівлі інженерно-впроваджувального центру ТОВ "НВП "Інтепс Ком".

Сучасний розвиток місцевих мереж електрозв'язку орієнтований на надання найбільш повного спектру послуг, починаючи від стандартної телефонії до сучасних мультимедійних послуг. Це дозволяє розглядати елементи мереж як з погляду наявності певних лінійних споруд та різної апаратури, а й функціонального призначення.

Мережа абонентського доступу - це сукупність технічних засобів між кінцевими абонентськими пристроями, встановленими в приміщенні користувача, і тим комутаційним обладнанням, до плану нумерації (або адресації) якого входять термінали, що підключаються до телекомунікаційної системи.

Виходячи з даного визначення, межі мережі абонентського доступу досить широко варіюються в залежності від типу інформації, що передається (аналогова телефонія, послуги ЦСІС, передача даних та інтернет, радіомовлення, телебачення) і включають різні фрагменти традиційних провідних і бездротових мереж. У деяких випадках це лише абонентські лінії, у яких - це абонентські лінії, абонентські концентратори і з'єднувальні лінії до опорних АТС, у яких - це сукупність активного устаткування xDSL і мідних чи оптичних ліній зв'язку тощо.

Також як середовище перенесення інформації можуть використовуватись фрагменти мережі кабельного телебачення, апаратура бездротового зв'язку.

Мережі абонентського доступу, що працюють на основі дротових технологій, можна умовно поділити на такі види:

Аналогові абонентські лінії АТС та цифрові системи ущільнення абонентських ліній, що дозволяють організувати кілька телефонних ліній по одній парі мідного кабелю;

Цифрова мережа з інтеграцією послуг (ISDN), що передбачає організацію цифрових абонентських ліній з урахуванням інтерфейсів базового (BRI) та первинного доступу (PRI). Нерідко крім терміналів ЦСІО (ISDN) до даних мережі включається обладнання установчих та установчо-виробничих АТС корпоративних користувачів послуг зв'язку;

У) мережу з урахуванням технології ADSL (асиметрична цифрова абонентська лінія), що дозволяє організовувати одночасно з аналогової телефонією асиметричний канал передачі. Найбільше розвиток цієї технології пов'язані з зростанням потреби доступу до мережі Internet. Мережа забезпечує за низької вартості виділений канал доступу до Internet, працює з існуючим абонентським лініям і використовується, переважно, індивідуальними клієнтами телефонної мережі зв'язку;

Мережа доступу на основі технологій xDSL (крім ADSL), що забезпечує різні варіанти (швидкість, вид інформації, що передається) доступу до мереж зв'язку. Мережа призначена для підключення корпоративних та індивідуальних користувачів і може працювати за мідними та оптичними лініями зв'язку;

Мережа бездротового абонентського доступу WLL (бездротова абонентська лінія), що передбачає стаціонарне розміщення або обмежену рухливість абонентського радіообладнання і не потребує розгортання великих витрат на будівництво кабельних споруд. Ця мережа може будуватися з урахуванням апаратури, працюючої за стандартом DECT.

Технології дротового абонентського доступу має п'ять основних груп за критерієм середовища передачі та категоріями користувачів. На рис. 1 представлена ​​їхня класифікація.

LAN (Local Area Network) – група технологій, призначених для надання корпоративним користувачам послуг доступу до ресурсів локальних обчислювальних мереж та які використовують як середовище передачі структуровані кабельні системи категорій 3, 4 та 5, коаксіальний кабель та оптоволоконний кабель.

DSL (Digital Subscriber Line) – група технологій, призначених для надання користувачам ТФОП послуг мультимедіа та використовують як середовище передачі існуючу інфраструктуру ТфОП.

КТВ (кабельне телебачення) – група технологій, призначених для надання користувачам мереж КТВ мультимедійних послуг (за рахунок організації зворотного каналу) і які використовують як середовище передачі оптоволоконний та коаксіальний кабелі.

OAN (Optical Access Networks) – група технологій, призначених для надання користувачам широкосмугових послуг, лінії доступу до мультимедійних послуг та використовуючих як середовище передачі оптоволоконний кабель.

СКД (мережі колективного доступу) – група гібридних технологій для організації мереж доступу у багатоквартирних будинках; як середовище передачі використовується існуюча в будинках інфраструктура ТФОП, радіотрансляційних мереж та мереж електроживлення.

В даний час відомі три основні способи підвищення ефективності використання АЛ за наявності аналогових систем комутації:

• 1) застосування спареного включення двох абонентів;
• 2) включення телефонних апаратів ТА за схемою із високочастотним ущільненням АЛ (АВУ);
• 3) використання підстанцій аналогових АТС.

Спареним включеннямназивають підключення двох близько розташованих абонентських терміналів з різними номерами до однієї абонентської лінії АТС. Як правило, номери абонентів відрізняються лише останньою чи передостанньою цифрою номера. Особливість такого включення у тому, що з занятті лінії однією з абонентів термінал іншого автоматично відключається. Виклик з боку АТС надходить лише на той апарат, номер якого було набрано. У станційній частині мережі (на АТС) є комплекти спарених апаратів (КСА), а абонентської частини вмонтовані розділові діодні ланцюга. Принцип роботи апаратури спареного включення телефонного апарату (ТА) показано малюнку 3.1.

Мал. 3.1.

Комплект спарених апаратів здійснює постійне опитування абонентів шляхом зміни полярності лінії з частотою 0,5...1,0 Гц. Робота приставки діодного поділу заснована на забезпеченні живленням ТА, що зайняв абонентську лінію, та блокування ланцюга живлення іншого ТА, паралельно включеного через блокатор. Це досягається включенням блокувальних діодів так, щоб діоди одного ТА були спрямовані назустріч діодам іншого апарату. Тому напруга подається на кожен апарат по черзі. Абонент, який першим знімає трубку, займає лінію. При цьому на АТС станційний пристрій спарювання встановлює ту полярність, яка забезпечує харчування ТА, що зайняв лінію.

У спарених телефонах змінна напруга викликного сигналу подається не щодо нульового потенціалу, а щодо полярності напруги живлення, що викликається ТА. Сигнали змінного струму (розмовного чи викликаного) пропускаються діодами тільки з двох ТА, з якого надходить або якого направляється виклик. Цим забезпечується вибірковість виклику.

Система абонентського високочастотного ущільнення(АВУ) на одній АЛ дозволяє організувати, крім основного вихідного немодульованого сигналу з частотами 0,3...3,4 кГц, ще один додатковий високочастотний канал. Цей канал виходить одноразовим перетворенням вихідної смуги частот розмовного сигналу в лінійну смугу передачі і зворотного перетворення прийомі. Таким чином, при використанні АВП по одній абонентській лінії можна передавати сигнали від двох абонентів одночасно. На малюнку 3.2 показані спектри частот основного каналу, сигнал яким передається без перетворення, і каналу, утвореного АВУ.

Мал. 3.2.

Основний канал займає смугу частот до 34 кГц. Для передачі високочастотним каналом від ТА до АТС використовується частота 28 кГц, як від АТС до ТА - частота 64 кГц. За допомогою цих несучих формуються сигнали, спектри яких займають діапазони частот, що взаємно не перетинаються. При цьому від абонента до станції передається сигнал у діапазоні 24,6...31,4 (28±3,4) кГц, а від станції до абонента - 60,6...67,4 (64±3,4) кГц. У лінію передаються несуча і дві бічні частоти, що виявилися під час перетворення вихідного сигналу. При такому методі більшість потужності лінійного сигналу витрачається марно, але побудова системи дуже спрощується і здешевлюється.

Система АВУ (рис. 3.3) складається з двох фільтрів для виділення частот основного каналу (Д-3,5), двох фільтрів для виділення частот додаткового каналу (К-20) та двох блоків високочастотних перетворювачів: станційного (ВЧС) та лінійного (ВЧЛ) ). Система АВУ має невисоку надійність та низьку якість зв'язку (особливо високочастотний канал), що обумовлює необхідність її заміни на цифрові системи.

Загальна архітектура телекомунікаційної мережі

Мережі доступу

8.3.2. Технічні засоби мережі доступу

Транспортні мережі.

Структура та технології транспортних мереж

Моделі транспортних мереж

Принципи побудови транспортних мереж

Загальні тенденції розвитку транспортних мереж

Мережі з комутацією каналів

загальні положення

Принципи побудови телефонних мереж

Пакетні мережі зв'язку

Аналіз технічної реалізації IP – телефонії

Види з'єднань у мережі IP – телефонії

Мережі H.323

Технологія MPLS

Загальна характеристика мережі NGN

Призначення та можливості мережі NGN

Основні положення концепції NGN

У розділі 8 розглянуто загальну структуру телекомунікаційної мережі. Зазначено,

що на даному етапі розвитку мережа електрозв'язку набуває нових властивостей, перетворюючись поступово на інфокомунікаційну мережу. Вказано переваги цифрових мереж, що дозволяє перейти від багаторівневого принципу побудови мереж до більш ефективного дворівневого принципу, що включає мережу доступу та транспортну мережу. Наведена в розділі класифікація мереж електрозв'язку дозволяє визначити місце і роль кожної мережі в ЄСЕ. Розглянуто принципи побудови та технології, що використовуються на мережах доступу та транспортних мережах. Відзначено роль мережі кожного рівня Єдиної мережі електрозв'язку. Відзначається перехід на транспортних мережах до ІР технологій передачі інформації. Розглянуто принципи побудови мереж, що комутуються. Важливе місце у розділі посідають питання побудови Базової телефонної мережі як домінуючої мережі ЄСЕ. Приділено увагу принципам побудови пакетних мереж, які використовують ІР технології. Розглянуто основи побудови мережі нового покоління NGN, елементи якої впроваджуються на ЄСЕ та є прообразом ЄСЕ у недалекому майбутньому. У розділі наведено контрольні питання, список літератури, що рекомендується, і глосарій.

8.1 Загальна архітектура телекомунікаційної мережі

Сучасна телекомунікаційна мережа є однією з найскладніших систем, які коли-небудь створював людина. Ця мережа об'єднує мільйони різних джерел і споживачів інформації, якими можуть бути найпростіші сигнальні пристрої, окремі особи, комп'ютерні мережі, підприємства, а також об'єкти, розкидані на великій території і навіть у космосі. Основне призначення телекомунікаційної мережі - передача інформації між користувачами та забезпечення доступу до необхідної інформації. Архітектура телекомунікаційної мережі представлена ​​на рис. 8.1

Малюнок 8.1 Архітектура телекомунікаційної мережі

Елементами телекомунікаційної мережіє:

· кінцеві пункти;

· вузли зв'язку;

· канали зв'язку;

· система керування мережею.

Кінцеві пункти(ОП) (у тому числі абонентські), містять обладнання введення та виведення інформації, а іноді для її зберігання та обробки, яке призначене:

· Для прийому інформації від користувача та перетворення її на повідомлення, необхідне для передачі по мережі зв'язку;

· Для прийому повідомлення з мережі та його перетворення на вигляд зручний для видачі користувачеві.

Вузли зв'язку (УС) призначені для розподілу інформації. Вузли зв'язку, у свою чергу, поділяються на комутаційні (КК з комутацією каналів, повідомлень або пакетів), призначені для розподілу повідомлень, та мережні, призначені для розподілу каналів, пучків каналів та групових трактів.

Канали зв'язку (КС)забезпечують передачу електромагнітних сигналів, обмежених за потужністю у певній області частот, або з певною швидкістю. Канали об'єднуються в лінії зв'язку між пунктами та вузлами мережі та служать для перенесення (передачі) інформації у просторі.

Лінія звязку, що з'єднує абонентський пункт із КК, називається абонентською лінією. Лінії зв'язку обладнані каналоутворюючою апаратурою, за допомогою якої у ЛЗ виділяються окремі канали зв'язку (КС). Канали зв'язку разом з апаратурою передачі та прийому повідомлення утворюють тракт передачі повідомлення (ТПС). Два тракти передачі повідомлень і більше з комутованих між собою за допомогою КК утворюють сполучний тракт передачі повідомлень.

Впровадження ВЦ та БД, інтелектуальних платформна телекомунікаційній мережі дозволяє надавати користувачам мережі практично будь-які інформаційні послуги та мережа набуває нових властивостей, перетворюючись на інфокомунікаційнумережа.

Система управління мережею зв'язку(СУСС) забезпечує:

· нормальну роботу окремих пристроїв та каналів;

· доставку повідомлень на адресу;

· нормальне функціонування мережі, включаючи організацію ремонту та відновлення, перерозподіл каналів та трактів, перерозподіл та обмеження потоків повідомлень;

· розподіл завдань та запитів щодо ВЦ та оптимального використання їх потужностей;

· управління розрахунком за послуги та послуги мережі;

· функціонування мережі загалом як галузі народного господарства та її розвиток.

Сучасні мережі зв'язку, перш за все, характеризуються:

· застосуванням цифрових систем комутації та передачі та обчислювальних засобів;

· Інтеграцією різних видів переданої інформації (мова, зображення, дані, факсимільні та інші повідомлення).

На базі таких мереж створюються різноманітні приватні (установчі) та корпоративні мережі.
Цифрова техніка доставки та розподілу інформаціїмає ряд переваг:
По перше, процес удосконалення технології виробництва великих інтегральних схем зменшує вартість цифрового устаткування та її габарити, значно знижує інтенсивність відмов його елементів. В даний час надійно працюють цифрові схеми з сотнями тисяч елементів при загальному часі простою кілька годин за 20 років експлуатації. Сучасна технологія дозволяє сформувати на кристалі, площею кілька квадратних міліметрів, до 10 тис. елементів і більше за дуже невеликі витрати матеріалів і електроенергії.
По-друге, Цифрові методи передачі сигналів дозволяють збільшити пропускну здатність каналів зв'язку. В даний час розроблені такі широкосмугові передавальні середовища як оптичні кабелі. Однак для повної реалізації пропускної спроможності оптичного кабелю потрібна стійкість до перешкод властива тільки цифровій техніці. Низька ефективність використання абонентських ліній може бути підвищена шляхом їх цифрового ущільнення. Дані з різними швидкостями передачі набагато ефективніше можуть передаватися з допомогою цифрової техніки передачі, ніж аналогової. Цифровими методами в єдиному потоціможуть передаватися мова, дані та сигнали зображень, а також сигнали керування та контролю процесів встановлення з'єднань у мережі.
По-третє,Цифрові методи забезпечують можливість складної обробки сигналів. Кодування аналогових сигналів дає можливість реалізувати їх цифрову обробку і суттєво знизити надмірність, а використання недорогих мікропроцесорів та мікро-ЕОМ забезпечує можливість більш складної їх обробки. Цифрова інформація може оперативно накопичуватись без спотворень у цифровій пам'яті, яка зараз стає дешевшою і дозволяє більш ефективно використовувати обладнання мережі та забезпечити такі переваги, як регенерацію сигналів та зміна швидкості передачі.

Нарешті, цифрові методи забезпечують найкращі умови взаємодії з ЕОМ та терміналами користувачів.
Принципи, що використовуються для побудови мережі зв'язку в цілому, залежать від багатьох факторів. До них можна віднести:

· ємність національної мережі;

· площу території, яку охоплює мережу зв'язку;

· адміністративний поділ території країни;

· структуру та організацію технічної експлуатації засобів та мереж зв'язку;

· технічні засоби та технології, що використовуються для побудови мережі та реалізації послуг;

· потреба у послугах зв'язку.

У зв'язку зі сказаним, можна виділити два загальні принципи побудови мережі зв'язку:

· багаторівневий;

· дворівневий.

Багаторівневий принцип розроблено для аналогових мереж зв'язку.
Двохрівневий принцип характерний при повній цифровізації мережі та впровадженні сучасних систем комутації (асинхронних, що використовують технології пакетної комутації – АТМ, IP), а також потужних систем передачі, що використовують технологію SDH, WDM, Ethernet, що базуються на оптичних кабелях, високошвидкісні супутникові системи передачі.
Відповідно до багаторівневого принципу побудови стосовно телефонної мережі, вся територія країни ділиться на зони нумерації. До зон нумераціїпред'являються такі вимоги:

· Розмір зони повинен бути таким, щоб протягом тривалого часу (50 років) не довелося змінювати систему нумерації в межах зони;

· У межах зони нумерації повинна замикатися значна частина обміну, що виникає на мережі;

ємність зони нумерації не повинна перевищувати 8 мільйонів номерів.

Враховуючи вищесказане, межі зони, як правило, збігаються з адміністративними межами областей, країв, республік. Допускається, у разі потреби, утворення кількох зон біля області, краю, республіки.
В даний час на території Росії утворено 81 зону нумерації. Більшість із них створено у межах області чи республік. Але в деяких областях створено по дві зони і навіть три. Наприклад, біля Московської області створено чотири зони – 495, 496, 497,499.
В межах зони нумерації створюються місцеві телефонні мережі (ГТС, СТС, ТС) та внутрішньозонова телефонна мережа (ВЗТС), яка призначена для зв'язку різних місцевих телефонних мереж у межах зони нумерації та виходу користувача місцевих мереж на міжміську телефонну мережу (МГТС). Місцеві мережі та внутрішньозонові мережі зони нумерації утворюють зонову телефонну мережу (ЗТС). Зонові телефонні мережі різних зон зв'язуються між собою за допомогою міжміської телефонної мережі (МГТС). Зонові та міжміська телефонні мережі утворюють Національну телефонну мережу Росії. Національні мережі різних держав зв'язуються між собою за допомогою міжнародної телефонної мережі (МНТС).
Розвиток інформаційних технологій дозволяє, з урахуванням потреб користувачів у широкому спектрі телекомунікаційних послуг, вже зараз створювати повністю цифрові широкосмугові мережі зв'язку. Як показують розрахунки, для ефективного використання засобів зв'язку, вирішення проблем якості надання послуг багаторівневий принцип побудови широкосмугових мереж є недоцільним.
Тому для побудови широкосмугових мереж зв'язку, що отримав назву мультисервісних мереж, було запропоновано дворівневий принцип побудови. Двохрівневий принцип передбачає створення в межах національної мережі, а також світу, мереж доступу та транспортної мережі.
Мережа доступу- Мережа зв'язку, що забезпечує підключення термінальних пристроїв (багатофункціональних) до кінцевого вузла транспортної мережі зв'язку.
Транспортна мережазв'язку – це мережа, що забезпечує перенесення різних видів інформації з допомогою різних протоколів передачі.

8.2 Класифікація мереж електрозв'язку

Класифікація мереж електрозв'язкуза істотними ознаками дозволяє визначити місце кожної мережі у системі електрозв'язку РФ, виявити властивості мереж із різних точок зору з урахуванням системного підходу, оцінити роль і значення кожної мережі у процесі інформатизації нашого суспільства та економіці страны. Це дасть можливість зіставляти мережі між собою, розробляти вимоги до мереж та створювати мережі із заданими характеристиками. Мережі, що входять до ЄСЕ, можна класифікуватиза такими ознаками:

· видам інформації, що передається;

· територіальної ознаки;

· приладдя;

· організації каналів;

· сфери застосування для надання послуг;

· способу доставки повідомлень;

· рівнем інтеграції послуг;

· виду сигналу, що передається;

· способу розподілу повідомлень;

· функціональною ознакою;

· мобільності абонентів;

· кодів нумерації;

· типу середовища розповсюдження;

· обсягу послуг, що надаються;

· структура мережі.

По виду інформації, що передаєтьсямережі діляться на телефонні, телеграфні, передачі, комп'ютерні мережі, сигнальні мережі тощо.

Єдина мережа електрозв'язку РФ складається з розташованих на території Російської Федерації мереж електрозв'язку наступних категорій:

· мережу зв'язку загального користування;

· технологічні мережі зв'язку;

· виділені мережі зв'язку;

· мережі зв'язку спеціального призначення.

Мережа зв'язку загального користування (ССОП)призначена для надання послуг електрозв'язку будь-якому користувачеві на території РФ. Вона включає в себе телефонні мережі електрозв'язку, що визначаються географічно в межах території, що обслуговується, і ресурсу нумерації і не визначаються географічно в межах території РФ і ресурсу нумерації, а також мережі, призначені для надання населенню інших послуг зв'язку.
Мережа зв'язку загального користування є комплексом взаємодіючих мереж електрозв'язку, у тому числі мереж зв'язку для розподілу програм радіомовлення, телевізійного мовлення та мультисервісні мережі.
Мережа ССОП має приєднання до мереж зв'язку загального користування іноземних держав.

Виділені мережі зв'язку (ВСС).Є мережі зв'язку, призначені для надання послуг електронного зв'язку обмеженому колу користувачів або групам таких користувачів. ВСС можуть взаємодіяти між собою. ВСС, зазвичай, немає приєднання до мережі зв'язку загального користування, і навіть до ССОП іноземних держав. Технології та засоби зв'язку виділених мереж зв'язку, а також принципи їхньої побудови встановлюються власниками або іншими власниками цих мереж.
Мережа ВСС може бути приєднана до ССОП з переведенням до категорії мережі зв'язку загального користування, якщо ВСС відповідає вимогам, встановленим для ССОП. При цьому виділений ресурс нумерації вилучається та надається ресурс нумерації з ресурсу нумерації ССЗП. Надання послуг зв'язку операторами виділених мереж зв'язку здійснюється на підставі відповідних ліцензій у межах зазначених у них територій.

Технологічні мережі зв'язку (ТСС)призначені для забезпечення виробничої діяльності організацій, управління технологічними процесами у виробництві. Технології та засоби зв'язку, які застосовуються для створення технологічних мереж зв'язку, а також принципи їх побудови встановлюються власниками чи іншими власниками цих мереж. За наявності вільних ресурсів технологічної мережі зв'язку частина цієї мережі може бути приєднана до мережі РСЗП з переведенням у категорію РСЗП для надання платних послуг зв'язку будь-якому користувачеві на підставі відповідної ліцензії. Таке приєднання допускається, якщо:
- Частина технологічної мережі, призначеної для приєднання до ССОП, може бути технічно або програмно, або фізично відокремлена власником від технологічної мережі.
- Приєднана до ССОП частина технологічної мережі зв'язку відповідає вимогам функціонування ССОП.
Частині ТСС, приєднаної до ССОП, виділяється ресурс нумерації з ресурсу нумерації ССОП. Національні мережі ТСС можуть бути приєднані до мереж ТСС іноземних держав задля забезпечення єдиного технологічного циклу.

Мережі зв'язку спеціального призначення (СССН)призначені для потреб державного управління, оборони країни, безпеки держави та забезпечення правопорядку. Ці мережі неможливо знайти використані платного надання послуг зв'язку, якщо інше передбачено законодавством РФ.

Виділені, технологічні та мережі спеціального призначення об'єднані у категорію мереж обмеженого користування (ОДП).

За територіальною ознакоюмережі поділяються на місцеві, внутрішньозонові, міжміські, міжнародні, регіональні, міжрегіональні, магістральні. Зазначена ознака використовується для первинних мереж, вторинних мереж, для мереж окремих операторів та операторів міжрегіональних компаній.

Ознака приналежностівизначає власника мережі Ним може бути держава, приватна особа, акціонерне товариство, організації та окремі підприємства.

По організації каналіврозрізняють первинні та вторинні мережі.

За сферою застосуваннядля надання послуг можна виділити телекомунікаційні та інфокомунікаційні мережі. Телекомунікаційна мережаскладається з ліній та каналів зв'язку, вузлів та кінцевих станцій та призначена для забезпечення електричним зв'язком користувачів. Інфокомунікаційна мережапризначена для забезпечення користувачів електричним зв'язком та доступу до необхідної інформації.

За способом доставки повідомленьрозрізняють мережі з комутацією каналів та мережі з накопиченням (мережі з комутацією повідомлень та з комутацією пакетів).

За рівнем інтеграції послугмережі ділять на кілька класів: моносервісні мережі з низьким рівнем інтеграції, середнім рівнем інтеграції та мультисервісні мережі, що надають необмежений обсяг послуг. До моносервісної мережі належить телеграфна мережа. До мереж із низьким рівнем інтеграції можна віднести аналогову телефонну мережу. До мереж із середнім рівнем інтеграції послуг відноситься мережа N-ISDN, мережа мобільного зв'язку 2G. Мультисервісна мережа – це мережа нового покоління NGN.

За формою переданих сигналівділять мережі на аналогові, аналогово-цифрові та цифрові.

За способом розподілу повідомленьмережі діляться: на комутовані, некомутовані, циркулярного зв'язку.

За функціональною ознакоюрозрізняють мережі доступу та транспортні мережі.

По мобільності абонентівможна виділити мережі фіксованого та мобільного зв'язку. Абоненти фіксованого зв'язку мають стаціонарні термінали, на відміну від абонентів мережі мобільного зв'язку.

За кодами нумераціїмережі поділяються на мережі географічних (коди ABC) та негеографічних (коди DEF) зон. Використання зазначених кодів пов'язані з створенням виділених, зокрема мобільних мереж, на мережі ЄСЕ РФ.

За типом використовуваного середовища розповсюдженнямережі поділяють: на провідні, радіомережі та змішані. У свою чергу, радіомережі поділяються на мережі наземні та супутникові.

За обсягом послуг, що надаютьсяможна виділити мережі, що займають суттєве становище (пропускають понад 25% трафіку і мають понад 25% монтованої ємності комутації від загальної ємності мережі). Такий мережі володіє домінуючий оператор зв'язку.

Важливою класифікаційною ознакоює структура мережізв'язку. На рис.8.3 представлені типові структури мереж, які відрізняються одна від одної числом ліній зв'язку, характером взаємодії вузлів, зв'язністю вузлів тощо.

Повнозв'язкова мережа (Мал. 8.3а) - "кожен з кожним". У такій мережі число ліній зв'язку дорівнює N(N-1)/2, де N – число вузлів мережі. Зв'язність h = N-1.

Деревоподібна мережа(Рис. 8.3б). У такій мережі між будь-якими двома вузлами може бути лише один шлях, тобто мережа однозв'язна h = 1. Число ліній зв'язку в такій мережі дорівнює N – 1. Приватними випадками деревоподібної мережі є: радіально-вузлова мережа (рис. 8.2в) , зіркоподібна мережа (рис. 8.3г) та лінійна мережа (рис. 8.3д).

Петльова (шлейфна, кільцева)мережу (рис. 8.3е). У ній число ліній зв'язку дорівнює N, і між кожними двома вузлами є два шляхи (h = 2).

Сітка – мережна мережа(Рис. 8.3 ж - м). У такій мережі кожен вузол зміщений лише з невеликою кількістю інших вузлів. Вибір тієї чи іншої структури мережі визначається, перш за все, економічними показниками та вимогами до надійності та живучості мережі.

Малюнок 8.3 Структура мереж різного виду

8.3 Мережі доступу

В даний час все більше визнання отримує поділ мережі зв'язку на дві частини: транспортну мережу та мережу доступу. Транспортна мережа представлена ​​міжміськими та внутрішньозоновими мережами зв'язку. Мережа доступу представлена ​​місцевими мережами та призначена для підключення різноманітних абонентських терміналів до транспортної мережі зв'язку.
На малюнку 8.4 показано модель перспективної телекомунікаційної системи та місце мережі абонентського доступу.
Перший елемент телекомунікаційної системи є сукупність термінального та іншого устаткування, яке встановлюється у приміщенні абонента.

Малюнок 8.4 Структура телекомунікаційної системи

Другий елемент мережу абонентського доступу.Зазвичай, у точці сполучення мережі абонентського доступу з транзитною мережею встановлюється комутаційна станція. Простір, що покривається мережею абонентського доступу, лежить між обладнанням, розміщеним у приміщенні абонента, та цією комутаційною станцією.

У низці робіт мережа абонентського доступуділиться на дві ділянки:

· абонентські лінії (АЛ)розглядаються як індивідуальні засоби підключення термінального обладнання;

· мережа перенесення, що служить підвищення ефективності коштів абонентського доступу.

Третій елементтелекомунікаційної системи - транспортна мережа. Її функції полягають у встановленні з'єднань між терміналами, включеними до різних мереж абонентського доступу, або між терміналом і засобами підтримки будь-яких послуг.
Четвертий елемент телекомунікаційної системи засоби доступу до послуг,які забезпечують доступ користувачів до різних послуг електрозв'язку.

Розвиток абонентського доступу

Суттєві якісні зміни, властиві сучасній телекомунікаційній системі, торкнулися одного з найконсервативніших елементів мережі електрозв'язку – абонентської лінії (АЛ). Особливість сучасної телекомунікаційної системи полягає в тому, що роль АЛ та принципи її створення змінюються дуже суттєво. Поняття " абонентська лінія " вже не відображає суті елемента мережі електрозв'язку між терміналом користувача та комутаційною станцією. У технічній літературі з'явився новий, прийнятий у міжнародних стандартах і рекомендаціях, термін “Access Network” - “мережа доступу”. Мережа абонентського доступу і двох основних елементів. Перший елемент мережі дступа є сукупністю АЛ, а другий – мережу переносу. Найчастіше АЛ асоціюються з індивідуальним двопровідним ланцюгом, що забезпечує обмін інформацією смуги пропускання тональної частоти (ТЧ). Мережа перенесення призначена зниження капітальних витрат за лінійно-кабельні споруди у межах системи абонентського доступу. Цей фрагмент мережі доступу реалізується на основі систем передачі і, у ряді випадків, пристроїв концентрації навантаження. В окремому випадку, мережа перенесення може бути відсутня. Тоді, поняття мережа АЛ та мережа доступу (ЦД) стають тотожними.
Мережа абонентського доступу можна як сукупність первинної мережі та кількох вторинних мереж. Слід підкреслити, що в процесі розвитку засобів електрозв'язку, відмінності між первинною мережею та вторинними мережами стають менш помітними.

Кінцеві пристрої АБОНЕНТСЬКОГО ДОСТУПУ

(Кінцеві пристрої введення-виведення телекомунікаційних систем та периферійні пристрої ПЕОМ)

Вступ

Завданням даного модуля є вивчення студентами кінцевих (периферійних ) пристроїв введення виводу(УВВ) телекомунікаційних систем (систем передачі, ПЕОМ чи ПК). При цьому основна увага буде приділена вивченню принципів функціонування ПВР, їх апаратного та програмного забезпечення, а також інтерфейсного обладнання за допомогою якого забезпечується доступ до телекомунікаційних систем передачі інформації.

Так як в даний час ПК виступає як телекомунікаційна система при апаратно - програмному способі реалізації, то при вивченні даного модуля будемо приділено увагу вивченню принципів функціонування персонального комп'ютера (ПК), апаратного та програмного забезпечення та його технічного обслуговування, а також УВВ ПК.

Крім того, буде приділено увагу:

пристроїв перетворення сигналів(УПС) та їх протоколів взаємодії. Як УПС можуть виступати модеми для різних систем зв'язку (телефонних, кабельних і радіо);

Вивчення принципів побудови факсимільних систем передачіта їх протоколів взаємодії.

За визначенням СПД - це сукупність технічних засобів - УВВ, АПД та середовища передачі, включаючи фізичні лінії зв'язку та каналоутворюючу апаратуру.

АПД, фізичні лінії зв'язку та каналоутворюючу апаратуру ви вивчили раніше, а УВВ вивчатимете в цьому модулі

Абонентський доступ

За визначенням, абонентський доступ- це доступ користувача до будь-якої інформаційної телекомунікаційної системи передачі (аналогового чи цифрового типу) у вигляді кінцевих пристроїв введення виведення й ліній зв'язку (каналу) чи інтерфейсного устаткування.

Від надійності САД більшою мірою залежить успішне здійснення багатьох найважливіших планів та заходів у різних галузях народного господарства.

Мережею абонентського доступу (САД) називатимемо - сукупність технічних засобів, між кінцевими абонентськими пристроями та телекомунікаційними системами (системи передачі даних, ПК).

При цьому як кінцеві пристрої введення виводу будуть виступати різні кінцеві установки введення виводу будь-якого виду інформації.

Класифікація систем абонентського доступу

Сьогодні є безліч технологій для побудови мережі доступу. Усі їх можна розділити на дві великі групи: дротові та бездротовітехнології абонентського доступу Як мережа доступу, так і мережа розподілу можуть бути побудовані на основі дротових та бездротових технологій.

У зарубіжній літературі можна також зустріти абревіатуру LL(Local Loop), тобто система абонентського доступу.

Серед провіднихТехнологій створення мережі розподілу найчастіше застосовують системи передачі, побудовані на мідному, оптоволоконном чи коаксіальному кабелі.

Бездротовірадіосистеми Local Loop (LL) мають абревіатуру WLL(Wireless Local Loop), тобто система бездротового абонентського доступу. Іноді WLL називають ще RLL(Radio Local Loop), тобто система абонентського радіодоступу.

У числі провідних слід згадати вже розроблені та доступні технології, що дозволяють організувати навіть на основі існуючих мідних кабельних ліній високошвидкісні цифрові абонентські лінії.

Це - HDSL(High-bit-rate Digital Subscriber Loop), ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Loop) та SDSL(Symmetrical Digital Subscriber Loop).

З їх допомогою можна передавати дані по звичайному телефонному мідномукабелю зі швидкістю від 2 до 10 Мбіт/с.

Системи передачі на оптоволоконнийабо коаксіальномукабелі забезпечують передачу даних із швидкістю до 1 Гбіт/с.

Можна виділити три основні класи таких систем:

Системи абонентського доступу до мереж передачі даних;

Системи підключення абонентів до телефонної мережі загального користування;

Системи інтегрального типу.

У свою чергу, системи абонентського доступу до мереж передачі даних можна розділити на такі підкласи:

а) системи, орієнтовані обслуговування абонентів з невеликою індивідуальною інтенсивністю коротких транзакцій (системи моніторингу різного призначення, платіжні системи безготівкового розрахунку та інших.);

б) системи, орієнтовані забезпечення доступу до мережевих інформаційних ресурсів (Інтернету, послуг ISDN і віддаленого доступу до локальних комп'ютерних мереж та інших.). Спектр послуг, що надається системами цього класу, надзвичайно широкий.

Радіосистемидля підключення абонентів до телефонної мережі іноді ще називають "телефонними подовжувачами". Як правило, основне призначення таких систем – забезпечити підключення телефонних абонентів до телекомунікаційних мереж загального користування. Часто бездротові телефонні подовжувачі надають також послуги передачі даних через модем і факсимільних повідомлень.

Системи абонентського бездротового доступу як засіб підключення абонентів до мереж зв'язку зараз набувають у всьому світі широкої популярності. Це пояснюється, в основному, дешевизною, короткими термінами впровадження та рівнем послуг, порівнянним із рівнем послуг провідних технологій зв'язку. Вважається, що системи WLL є оптимальним рішенням для країн із слабкою або застарілою інфраструктурою мереж зв'язку. Тому такі мережі активно розвертаються у всьому світі. Проблема підключення абонентів до АТС чи мереж передачі зараз дуже актуальна.

Системи WLL розробляються багатьма фірмами, серед яких Alvarion, Motorola, Alcatel, Philips, Ericsson, Qualcomm, Siemens.

Типова структура системи абонентського доступу, як правило, включає в себе мережа доступу(access network) та мережа розподілу(Distribution network).

Термін " мережа доступувикористовується для опису частини мережі між абонентським обладнанням і точкою доступу до ресурсу первинної мережі.

Термін " мережа розподілу" передбачає частину мережі між точкою доступу та точкою розподілу.

Мережа розподілу може бути відсутня, якщо мережа доступу починається безпосередньо від точки розподілу ресурсу первинної мережі. У точці доступу має забезпечуватись реалізація протоколів мережі доступу при взаємодії з абонентськими блоками, протоколів мережі загального користування під час роботи з вузлом комутації, а також взаємна конвертація цих протоколів та керування потоком даних у системі абонентського доступу.

На практиці ці функції виконують такі пристрої: маршрутизатори (у мережах передачі даних), концентратори та Базові станції (у стільникових мережах та системах бездротового абонентського доступу), комутатори та міні-АТС (у провідних телефонних мережах) та інші.

Як мережі доступу, так мережі розподілу можуть бути використані різні технології. Можна розгортати гібридні мережі типу "кабель-радіолінія" або "радіолінія-кабель". Допустимі різноманітні конфігурації мережі, які залежать від пропускної спроможності, вартості запланованої мережі, топології, обмежень, що вводяться різними регулюючими організаціями, тощо.

У разі організації радіолінії між точкою доступу та абонентами в зоні радіовидимості Базової станції розташовуються мобільні термінальні пристрої користувачів або абонентські блоки, що утворюють одну комірку. Якщо охопити всіх абонентів з допомогою однієї базової станції неможливо, використовують багатосотовий принцип.

Мобільний термінал- компактний портативний пристрій, за допомогою якого абонент має безпосередній доступ до мережі зв'язку.

Абонентський блок - це стаціонарне приймально-передавальне радіопристрій невеликих розмірів із внутрішньою або зовнішньою антеною.

Кінцеве користувальницьке обладнання (РС, або телефон) підключається безпосередньо до абонентського блоку і через радіоканал має доступ до мережі зв'язку.

Коли мережа доступу реалізована як радіоліній, вона зазвичай має одно- чи двухчастотную структуру. У першому випадку використовується одна смуга частот передачі пакетів до базової станції і від неї. Ця структура має низку істотних недоліків, що обмежують її застосування в мережах з великою кількістю абонентів.

Іншим варіантом є двочастотна структура. На одній із частот реалізується канал множинного доступу, де всі абоненти здійснюють передачу на базову станцію, а на іншій - прийом із базової станції, звідки абоненти приймають пакети.