ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Начало функционирования WWW

12 3 4 5 6

Лекция 2 Движущие силы, определяющие развитие мирового телекоммуникационного сектора - 4часа

Содержание.

Движущие силы, определяющие развитие мирового телеком-муникационного сектора. Переход от монополий к конкурентной среде в телекоммуникационном секторе. Технологические инновационные циклы и ключевые инфокоммуника-ционные технологии. Инновационные циклы Кондратьева и их роль в развитии современ-ного общества Основные технологии, формирующие эволюционные процессы в ин-фокоммуникацияхБазовые технологические тренды в инфокоммуникациях. Рост объемов и изменение структуры трафика. Глобальная информационная инфраструктура и построение сетей NGN Концепция глобальной информационной инфраструктуры. Эволюция сетей электросвязи в направлении построения NGN. Эталонные модели NGN Выводы Контрольные вопросы

Движущие силы, определяющие развитие мирового телекоммуникационного сектораСегодня является общепризнанным фактом, что электросвязь во всем мире находится на этапе интенсивного развития и в этом секторе экономи-ки имеют место существенные изменения как на макро-, так и на микро-уровнях. Среди глобальных изменений на макроуровне, в первую очередь, отметим формирование новой законодательной и регулирующей среды. Второй глобальный процесс, происходящий на макроуровне – эволюция сетей, служб и терминального оборудования в направлении конвергенции, определяемая, с одной стороны, прогрессом в ключевых технологиях и, с другой – новыми требованиями и растущими ожиданиями пользователей. В данном разделе дается детальные характеристики основных эволюционных процессов, характерных сегодня для индустрии телекоммуникаций, и опре-деляем ключевые факторы, влияющие на природу этих процессов.

1.1. Переход от монополий к конкурентной среде в телекоммуникационном сектореФормирование новой регулирующей и законодательной сред, опре-деляется развитием в телекоммуникациях таких процессов, как либерали-зация и приватизация. Ключевым фактором, оказавшим огромное влияние на мировые телекоммуникации, является либерализация, существо которой состоит в ослаблении или полной отмене государственного контроля над различными видами экономической деятельности и экономическими пара-метрами. Либерализация и приватизация в телекоммуникационном секторе в 90-х г. г., определяющие переход от монопольной структуры рынка к конкурентной среде, привели к тектоническим сдвигам в индустрии элек-тросвязи. Последствия либерализации и приватизации проявляются и будут продолжать проявляться не только в телекоммуникациях, но и во всей ми-ровой экономике. По своим результатам введение нового регулирования в секторе электросвязи, основанного на либерализации мировых рынков, можно сравнить с последствиями падения Берлинской стены. Одним из наиболее важных явлений, определивших возможность глобального распространения либерализации и приватизации в мировом телекоммуникационном секторе, стало принятие в феврале 1997 г., после 11 лет детальных обсуждений, соглашения, разработанного Всемирной торговой организацией (ВТО), которое уже оказало влияние на структуру телекоммуникационного сектора в мире. Это соглашение определяет переход к широкой либерализации миро-вого телекоммуникационного рынка, открывая пути для конкуренции во многих странах. Поддержка соглашения более чем 70 национальными пра-

вительствами означает начало борьбы между операторами не только за пользователей в своих собственных странах, но и дает возможность опера-торам и поставщикам услуг распространить свою активность за пределами своих стран. Результатом действия соглашения ВТО являются изменения на миро-вых телекоммуникационных рынках. Телекоммуникационная карта Евро-пы, где большинство рынков было открыто для конкуренции в начале 1998 г., уже подверглась существенным изменениям и эти изменения происхо-дят постоянно. В начале 90-х гг. прошлого столетия большинство телеком-муникационных компаний в мире находилось под управлением государст-ва. Сегодня практически во всех странах мира начался процесс либерали-зации и телекоммуникационные рынки открыты для конкуренции и ино-странных инвестиций. Благодаря этому процессу, национальные админист-рации связи могут привлекать иностранных партнеров для развития теле-коммуникационной инфраструктуры, для обеспечения доступа к услугам связи всего населения страны. Эти процессы обеспечивают существенный выигрыш всем участникам телекоммуникационного сценария – регулято-рам, операторам, производителям оборудования и, что наиболее важно, пользователям. Другой ключевой фактор – приватизация телекоммуникационного сектора. В течение многих лет, начиная с первых сетей связи и на протяже-нии более ста лет, услуги связи почти во всех странах мира традиционно предоставлялись монопольными операторами, которые, как правило, при-надлежали государству. Эта ситуация сохранялась до начала 90-х гг. 20-го века. Сегодня ситуация коренным образом изменилась. Практически во всех странах мира начался процесс приватизации и бывшие государствен-ные телекоммуникационные операторские компании постепенно переходят в руки частных инвесторов. На рис. 1.1 представлены возможные направления реформы сектора телекоммуникаций. Государство может осуществлять реформу отрасли тремя путями: а) через приватизацию, б) через либерализацию, в) с помо-щью их комбинации, которая ведет к полной реформе сектора. Последний вариант реформы сектора редко осуществляется за один этап. Обычно страны начинают либо с приватизации, либо с либерализации перед тем, как использовать сочетание обоих подходов. Либерализация характеризу-ется полным или частичным открытием рынка и, как следствие, предостав-лением доступа на рынок конкурентам. В то же время существующие ком-пании остаются в собственности правительства, но попадают в конкурент-ную среду. Например, для конкуренции может быть открыт сектор местной телефонной связи, сектор услуг по передаче данных, рынок мобильной свя-зи, тогда как рынок дальней связи может оставаться под монополией суще-ствующих компаний, принадлежащих государству.

Рис. 1.1. Этапы процесса реформы телекоммуникационного сектора

С другой стороны, если сектор приватизируется, правительство про-дает всю или часть своей доли в существующих компаниях частным инве-сторам. Наконец, если правительство идет по пути комбинированного под-хода, когда либерализация и приватизация осуществляются одновременно, тогда создаются условия как для повышения эффективности существую-щих телекоммуникационных компаний, так и для создания конкуренции. В результате реформы участники рынка – существующие компании и новые игроки, получают возможность формировать набор предоставляемых услуг, а также определять цены на эти услуги. Либерализация и приватизация рынка связи являются следствием ряда процессов в технике, экономике, социальной жизни мирового сообщества. Определение движущих сил, ве-дущих к широкому распространению либерализации, является достаточно сложной задачей. Однако без сомнений в качестве одного из ключевых факторов здесь следует рассматривать технологический прогресс. Растущая производительность микропроцессоров, прогресс в области волоконно-оптических систем связи, появление мощных цифровых сиг-нальных процессоров, создание высокоэффективных методов компрессии и транспортировки информации – все эти процессы определяют технологи-ческие инновации, ведущие к ускорению развития сетевых технологий, к появлению сетей с очень высокими пропускными способностями, к увели-чению числа и к снижению стоимости услуг связи. По существу, рост конкуренции и уровень охвата телекоммуникаци-онными услугами являлись основными целями введения нового регулиро-вания в последние годы. Но для того, чтобы эти задачи могли быть успешно решены, реформа должна повлиять на несколько факторов, основными из которых являются:

· возможность доступа к услугам;

· уровень конкурентоспособности цен;

· возможность выбора услуг;

· правила присоединения для сетей Интернет и передачи данных;

· процент фиксированных и мобильных линий доступа, позволяющих использовать их для доступа в Интернет.

Реформы также должны взаимодействовать с другими экономиче-скими факторами инфокоммуникационного рынка (например, плотность персональных компьютеров или проникновение интерактивного телевиде-ния). Например, в США операторские компании проводили политику бес-платных местных вызовов и отсутствия платы за передачу данных, что сде-лало пользование услугами Интернет бесплатным. В то же время в ряде стран пользователи платят за коммутируемый доступ в Интернет на поми-нутной основе. Безусловно, такие различные стратегии в существенной степени влияют на отношение пользователей к услугам Интернет. В тех случаях, когда пользователи оплачивают пользование услугами Интернет по единому тарифу (так называемые гладкие тарифы), они лучше воспри-нимают широкополосные услуги, так как в этом случае ценность доступа, не измеряемого по времени, становится намного понятнее. В целом, существует определенный набор мер, которые должны осуществить регулирующие органы для успешного проведения реформ от-расли связи. Прежде всего, в отрасли необходимо создать стабильную сре-ду для успешного технологического развития и формирования современ-ной инфраструктуры инфокоммуникаций. Если к тому же государство бу-дет поддерживать продвижение новых технологий с помощью собственных инвестиций, например, участвуя в государственных программах, таких как создание электронного правительства, развитие нанотехнологий и др., это будет означать мощную дополнительную поддержку реформ.

Правила регулирования должны активно поддерживать развитие фиксированного и мобильного доступа, т.е. содействовать увеличению ем-кости сетей связи. Регулирующие органы должны понимать и огромное значение технологий широкополосного доступа. И операторы, и конечные пользователи будут удовлетворены, если цены регулируются не правитель-ственными учреждениями, а конкуренцией среди операторов.Понимание важности перечисленных выше деталей и конструктивные последователь-ные шаги, направленные на улучшение структуры регулирования в стране, будут поддерживать центральную роль реформ в будущем развитии инфо-коммуникаций. И либерализация, и приватизация в электросвязи тесно свя-заны с технологическим прогрессом. Оба этих процесса поддерживаются новыми связными технологиями, в первую очередь, такими как Интернет и мобильная связь, коренным образом меняющими стандартные формы ра-боты и отдыха людей.

1.2. Технологические инновационные циклы и ключевые инфокоммуникационные технологии 1.2.1. Инновационные циклы Кондратьева и их роль в развитии современного общества Сегодня влияние информации на все аспекты деятельности человече-ского общества свидетельствует о том, что человечество находится на эта-пе построения мирового информационного сообщества. Во многом успех решения этой глобальной задачи определяется развитием инфокоммуника-ционных технологий, использованием вычислительной техники и средств связи в повседневной жизни людей и в бизнесе. Рост влияния инфокомму-никационных технологий на жизнедеятельность каждой страны и на взаи-модействие между странами определяет тенденцию построения глобально-го информационного пространства, обеспечивающего не только эффектив-ные деловые взаимоотношения, но эффективное интеллектуальное взаимо-действие между людьми, их доступ к мировым духовным ресурсам, удов-летворение их потребностей в информационных продуктах и услугах. В на-стоящее время темпы развития инфокоммуникаций опережают темпы раз-вития других отраслей, что свидетельствует о наступлении информацион-ной эры, сменившей индустриальную эру. Свидетельством перехода к новому этапу развития человеческого об-щества может служить такой показатель, как процент занятости рабочей силы в тех или иных отраслях производства. Взглянув на последние два столетия (рис. 1.2), можно наблюдать последовательное уменьшение заня-тости сначала в сельском хозяйстве (аграрная эра, начало и середина 19-го века), сопровождаемое нарастанием занятости в промышленности (про-мышленная эра, конец 19-го – начало 20-го веков). Затем видим уменьше-ние занятости в промышленности и нарастание занятости в сфере инфо-коммуникаций (информационная эра, вторая половина 20-го и начало 21-го веков). Переход к новой эре сопровождается снижением занятости рабочей силы в уходящей сфере производства с одновременным увеличением заня-тости в новой сфере. Информационные и телекоммуникационные техноло-гии обладают огромным потенциалом для будущей занятости рабочей силы с появлением новых продуктов, решений и услуг. Одновременно на многие годы можно ожидать сохранения тенденции к увеличению занятости и в сфере услуг.

Рис. 1.2. Тенденции занятости рабочей силы в различных отраслях в период 1800 – 2000 гг.

При анализе периодов развития человеческого общества сегодня в мире общепринятой является модель волн, которая была разработана Ни-колаем Кондратьевым (1892 – 1938) – русским ученым с мировым именем. В соответствии с моделью Кондратьева динамика экономических процес-сов, начиная с конца 18-го века, определяется большими волнами, т.е. рос-том и падением значений экономических показателей. По Кондратьеву на-растающий фронт каждой волны характеризуется более короткими про-мышленными инновационными циклами, которые имеют место примерно в течение двух-трех десятилетий в начале нарастающей фазы каждой новой волны. Короткие инновационные циклы характеризуются большим количе-ством новых технических открытий и изобретений, приводящих к реорга-низации существующих производственных отношений. Но каждая большая волна Кондратьева начинается со значительного изобретения или разра-ботки принципиально новой технологии, которые и определяют профиль каждой следующей большой волны.

Рис. 1.3. Инновационные циклы (по Кондратьеву)Н. Кондратьев рассматривал промышленные (технологические) инновационные циклы, начиная с изо-бретения паровой машины. На рис. 1.3 первая волна определяется изобре-тением паровой машины, затем последовательно появляются изобретения в области электричества, химии и т.д. Мы сегодня находимся в начале инно-вационного цикла, связанного с открытиями в области обработки и переда-чи информации. Очевидно, что сегодня инфокоммуникации являются до-минирующей отраслью с мировым годовым доходом €1,3 трлн. Ключевыми составляющими этого инновационного цикла, форми-рующими профиль новой эры, являются широкополосные территориально распределенные/глобальные сети связи на базе технологии IP (Всемирная паутина, World Wide Web), приложения, связанные с мобильными сетями и устройствами, и огромное количество доступных услуг в областях коммер-ции, здравоохранения, образования и развлечений, формируемых с помо-щью инфокоммуникационных систем. В качестве основных приоритетов новой эры развития человечества выступают проблемы обеспечении здоро-вья и безопасности и личного благосостояния. Оценивая в целом прогресс в сфере инфокоммуникаций, можно счи-тать, что мы находимся на очень важном перекрестке на пути построения глобального информационного сообщества. Мы подошли к той точке, где в сегменте инфокоммуникаций фактически происходит процесс конверген-ции телекоммуникаций, среды распространения информации и индустрии развлечений. В этих условиях возможно появление совершенно новых воз-можностей бизнеса и моделей бизнеса, и возникают в больших количествах.

1.2.2. Основные технологии, формирующие эволюционные процессы в инфокоммуникациях Как уже было отмечено выше, развитие каждой новой волны эволю-ции определяется успехом в области определенных технологий. Для совре-менного этапа перехода к информационному обществу наиболее важными движущими силами, определяющими развитие вычислительных средств, сетей и услуг связи являются достижения в микроэлектронике и фотонных технологиях. А. Микроэлектроника Сегодня общепризнанным является тот факт, что изменение произво-дительности и стоимости систем и устройств на полупроводниковых инте-гральных схемах на протяжении последних нескольких десятилетий соот-ветствует известному закону Мура. Гордон Мур (Gordon Moor) – один из основателей корпорации Intel, в 1964 г. сформулировал следующий техно-логический принцип: производительность интегральных схем (измеряемая в числе операций в секунду) будет удваиваться каждые 18 месяцев, а их стоимость будет уменьшаться при этом на 50%, и эта закономерность будет сохраняться в течение нескольких десятилетий. Рост производительности интегральных схем и рост памяти на микропроцессорах, отвечающие зако-ну Мура, иллюстрируются на рис. 1.4. Микроэлектроника является основной базой развития систем инфо-коммуникаций. Сегодня микропроцессоры и чипы памяти используются практически в почти каждом изделии, имеющемся на телекоммуникацион-ном рынке. После почти сорока лет существования этого закона можно по-лагать, что закон Мура будет выполняться, по крайней мере, еще два деся-тилетия. Что это означает в нашей реальной жизни? Например, современ-ный сотовый телефон, оборудованный мультимедийной картой, позволяет хранить и проигрывать высококачественное видео в течение нескольких часов. Однако, в последние 10 лет наблюдается определенное замедление в динамике закона Мура. Так, к концу первого десятилетия 21-го века вре-менной интервал удвоения производительности микропроцессоров увели-чился до 3 лет. А это означает, что разработчики кремниевых устройств подошли к некоему физическому пределу и необходимо искать новые фи-зические среды для реализации микропроцессорных устройств.

Рис. 1.4. Изменение числа транзисторов на один чип по годам

(иллюстрация к закону Мура) Объемы оперативной памяти растут, и сегодня на рынке имеются чи-пы с емкостью несколько Гбайт. Однако можно ожидать появления еще более мощных систем памяти. По прогнозам через 15 – 20 лет емкость опе-ративной памяти может достигать фантастических значений в несколько Тбайт (рис. 1.4). Мы можем сохранить и обработать любой объем инфор-мации. Смело можно утверждать, что на предстоящие годы объем памяти на микропроцессорах не будет являться ограничивающим фактором с точ-ки зрения информации и телекоммуникаций. По существу, в области микроэлектроники два процесса рассматри-ваются как ключевые: увеличение производительности компьютеров и рост объемов доступной памяти, с одной стороны, и с другой стороны – умень-шение цены устройств. На рис. 1.5 показано изменение цены 1 Мбайта опе-ративной памяти. Там же показано ее сопоставление с ценой товарных эк-вивалентов за последние 30 лет. В 1973 году для 1 Мбайта оперативной па-мяти DRAM требовалось около 1000 чипов, и его цена могла доходить до стоимости половины дома (в немецких марках). В 2017 году 1 Мбайт будет представлять собой небольшую часть чипа памяти (возможно, 1/256000), которая предположительно будет стоить не дороже обычной скрепки для бумаг. Эрозия цены является ключевой движущей силой новых приложе-ний в сфере инфокоммуникаций, которые появятся в будущем.

150 000 DM

1973 1977 1981 1984 1987 1991 1995

10 000 DM

800 DM

240 DM

10 DM

60 DM

1 DM

1999 2005 2009 2013 2017

0,03E

0,01E

0,005E0,001E

0,15E

История Прогноз

Источник: Weick, Manfred, ZT IKM

0,05E

Жевательная резинка

Игрушка

Лист бумаги

Скрепка

Наклейка

Рис. 1.5. Цены 1 Мбайта оперативной памяти

В соответствии с законом Мура непрерывно растет показатель, опре-

деляемый отношением производительности компьютера к его стоимости

(рис. 1.6). Интересно взглянуть на то, какую сравнительную производи-

тельность имеют наши калькуляторы на сумму 1000 долларов. В 2002 г. эта

величина определялась в 1 MIPS (Million Instructions per Second, число

млн команд/с). Если мы воспользуемся законом Мура и экстраполируем се-

годняшнюю стоимость в зону около 2030 года, то сможем купить за 1000

долларов персональный компьютер с вычислительной мощностью, равной

мозгу человека. Сегодня цена такого ПК составила бы примерно 1 млрд

100 млн долларов.

Среди других важных следствий закона Мура отметим уменьшение

потребляемой мощности и увеличение миниатюризации полупроводнико-

вых устройств. С учетом непрерывного роста числа транзисторов на одну

микросхему, можно ожидать в ближайшем будущем появления терминаль-

ных устройств (персональных компьютеров, ПК, мобильных телефонов и

др.) в виде одиночных чипов.

Вместе с тем транзисторы на базе полупроводников, которые повсеме-

стно используются сегодня, могут быть миниатюризированы до 2015 или

2020 года. Затем, как предсказывают эксперты, в силу физических и техно-

логических причин нам понадобятся новые устройства. В настоящее время

уже известны некоторые типы устройств, которые заменят традиционные

транзисторы и которые по своим характеристикам будут соответствовать

закону Мура. В числе новых элементов схемотехники отметим углеродные

Рис. 1.6. Эволюция отношения «Производительность процессора/Стоимость»

(на примере известных типов вычислительных машин)

нанотрубки, органические транзисторы, молекулярные устройства и кван-

товые процессоры.

Б. Волоконно-

оптические технологии

Прогресс в сетевых технологиях в будущем связан не только с успе-

хами в области полупроводников, но и с достижениями в волоконно-

оптических технологиях, которые являются второй ключевой движущей

силой в развитии инфокоммуникаций. Применение волоконно-оптических

систем на сетях связи началось в середине 70-х гг. прошлого столетия.

Основные тенденции развития волоконно-оптических систем переда-

чи состоят в следующем:

· переход от многомодового волокна к одномодовому;

· изменение длины волны используемого спектрального окна с

l =0,85 мкм до l =1,33/1,55 мкм;

· уменьшение затухания в волокне от нескольких десятков дБ/км до

значений порядка 0,2 дБ/км;

· увеличение скоростей передачи, сопровождаемое уменьшением

стоимости систем.

Быстрое продвижение на телекоммуникационный рынок волоконно-

оптических систем связи, характеризуемых существенно большими пропу-

скными способностями по сравнению с системами на традиционных ме-

таллических кабелях, привело к появлению мифа о том, что замена метал-

лических кабелей на волоконно-оптические позволит решать все проблемы, порождаемые недостатком сетевых ресурсов. Однако, развитие в последние годы новых приложений и служб, связанных с генерацией, транспортиров-кой и обработкой громадных объемов трафика, привело к ситуации, когда проблема нехватки полосы пропускания, причем как в транспортных сетях, так и в сетях доступа вновь встала с большой остротой. Необходимость быстрого наращивания пропускной способности се-тей связи обусловлена, в первую очередь, взрывным характером роста суммарного трафика, особенно, трафика данных. Этот рост вызван как рос-том числа пользователей, так и появлением новых приложений, предъяв-ляющих высокие требования к пропускной способности сетей Интернет. Наиболее впечатляющие результаты в росте пропускной способности достигнуты в магистральных сетях, где применение волоконно-оптических кабелей и систем передачи SDH позволило уже в начале 90-х гг. получить скорости передачи информации порядка 10 Гбит/с. Однако переход к более высоким скоростям передачи на основе технологии SDH ограничивается определенными физическими явлениями в волокне. Дальнейший рост про-пускной способности транспортных сетей стал возможным при примене-нии технологии DWDM, основанной на принципе волнового мультиплек-сирования или разделения каналов по длине волны и позволяющей полу-чить скорости передачи несколько сотен Гбит/с и даже десятков Тбит/с в одном волокне. Возможности новой технологии таковы, что весь сего-дняшний мировой телефонный трафик можно передать по одной паре во-локон. Внедрение технологии DWDM позволяет решить проблему «узких» мест в магистральных крупномасштабных сетях. Новая технология сегодня применяется и в региональных сетях. В то же время сегодня поставщики оборудования и операторы осознают, что соответствующее качество муль-тимедийных услуг может быть обеспечено только при адекватных пропу-скных способностях как магистральных сетей, так и сетей доступа. В по-следние несколько лет появились разработки, позволяющие развертывать эффективные системы на базе технологии DWDM и в сетях доступа.

Новые технологии на базе применения волоконно-оптических систем обеспечивают сегодня практически экспоненциальный рост пропускной способности сетей, существенно увеличивая сетевые возможности и уменьшая стоимость передачи информации. Как разработчики оборудова-ния, так и операторы полагают, что применение высокоскоростных техно-логий в магистральных сетях может привести к значительному снижению удельной стоимости передачи информации (т.е. стоимости передачи одного бита). Возможности таких новых транспортных технологий, как DWDM, с одной стороны, и конкуренция, с другой, оказывают столь сильное влияние на стоимость транспортировки информации, что в настоящее время актив-

но обсуждается возможность построения так называемых «гладких сетей», в которых тарифы могут практически не зависеть от расстояния. Прогресс в области применения волоконно-оптических систем на се-тях связи позволит в недалеком будущем построить фотонные сети, в кото-рых все процессы передачи и обработки информации осуществляются на базе только оптических сигналов. При этом преобразование электрических сигналов в оптические и обратно осуществляется в источнике сигналов и в оптическом приемнике. Пропускная способность фотонных сетей растет быстрее, чем систем на базе полупроводниковых технологий. Пропускная способность волоконно-оптических систем передачи удваивалась каждые 10 – 12 месяцев на интервале последних тридцать лет 20-го века (сравним с законом Мура для полупроводников, где производительность процессоров удваивалась в тот же период каждые полтора года). В настоящее время системы DWDM позволяют передавать по волокну информацию со скоростью десятки Тбит/с. Для того чтобы читатели могли представить размер этой пропускной способности, приведем два факта. Се-годня пропускная способность, требуемая для передачи всего объема ми-рового международного и междугородного трафика, не превышает 1 Тбит/c, т. е. этот суммарный трафик можно передать по одному волокну. И второе: система с пропускной способностью 10 Тбит/с может передать ин-формацию, хранящуюся в человеческом мозге, через Атлантический океан за промежуток времени от 1 до 10 с (требуемая пропускная способность находится в пределах 10 – 100 Тбит/с). 1.2.3. Базовые технологические тренды в инфокоммуникациях В число основных (глобальных) тенденций, определяющих инфоком-муникации в будущем, входят: · всепроникающая цифровизация; · рост сетей мобильной связи; · рост масштабов сетей Интернет;

· конвергенция сетей связи, терминалов, услуг и отраслей инфоком-муникационной индустрии.

В этом разделе рассмотрим первые три тенденции; введение в кон-вергенцию рассматривалось во введении и теме конвергенции посвящена вся книга. Основные тренды в услугах и сетях телекоммуникаций иллюстриру-ются на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Основные тренды в современных телекоммуникациях

Телефония

Приложения IP

Коммутация каналов

Коммутация пакетов

СЕГОДНЯ ЗАВТРА

Мобильные сети

Проводные сети

Сети, не ориентированные

на соединения

Сети,

ориентированные на

соединения

Мобильные сети

Коммутация

пакетов Сети, не

ориентированные

на соединения

Приложения IP

Телефония

Сети, ориентированные

на соединения

Коммутация каналов

Проводные сети

Аналоговые Цифровые Фиксированные Мобильные Речь Данные

КОНВЕРГЕНЦИЯ

А. Цифровизация

Одним из наиболее мощных факторов прогресса в телекоммуникаци-

ях является цифровизация информации, средств ее обработки и доставки.

Начавшийся в 60-е гг. переход от аналоговой формы представления ин-

формации всех типов к цифровому формату делает более легко реализуе-

мыми процессы обработки, накопления и транспортировки информации.

Традиционно сети проектировались и строились для определенных

типов трафика, таких как речь, данные, текст или видео. Цифровые сети

могут рассматриваться как сети общего назначения, обеспечивающие

транспортировку любого типа трафика. Теоретически цифровые сети могут

переносить все виды информации, разрушая таким образом устойчивые

традиции, когда для передачи речи создавались телефонные сети, а ви-

део трафик распределялся в традиционных сетях ТВ или в сетях кабельного

телевидения (КАТВ).

Сети связи в настоящее время или в недалеком будущем, становятся

полностью цифровыми и характеризуются широким применением вычис-

лительных средств. Всепроникающий компьютинг означает, что микро-

процессоры будут использоваться повсюду, оказывая определяющее влия-

ние на характеристики систем. Сети начинают использоваться не только

для транспортировки информации, но и для управления приложениями.

Этот процесс ведет к конвергенции между электросвязью и другими тесно

связанными отраслями, работающими с содержанием, такими как изда-

тельская деятельность, обучение, развлечения и т. д.

Б. Мобильная связь Без сомнения, мобильная связь сегодня является одной из наиболее мощных движущих сил в индустрии телекоммуникаций. Доходы от мо-бильной связи превосходят доходы от международной связи в стационар-ных телефонных сетях и прогнозы развития систем мобильной связи пред-сказывают высокие темпы их развития. В развитых и некоторых разви-вающихся странах емкость сетей сотовой связи уже превысила аналогич-ный показатель для стационарных сетей и плотность мобильной телефон-ной связи (число мобильных телефонов на 100 жителей) превышает 100%. Мобильная связь рассматривается сегодня как важная движущая сила в развивающихся регионах мира, где она может составить существенную альтернативу стационарным телефонным сетям. Постоянно растущая мобильность пользователей будет поддержана мобильными системами 3-го поколения, масштабное развертывание кото-рых уже началось. Системы подвижной связи 3-го поколения, развиваю-щиеся сегодня в рамках проектов IMT-2000 и UMTS, будут функциониро-вать на всех континентах, предоставляя пользователям доступ к большому числу услуг, включая и широкополосные. Рост пропускной способности, являющийся сегодня характерным для фиксированных сетей, становится необходимым условием развития наземных и спутниковых систем подвиж-ной связи. И, как показывает опыт развития мобильной связи, сегодня эта проблема успешно решается в сетях мобильной связи 4-го поколения, раз-вивающихся на базе стандартов LTE и WiMAX. Мобильная революция есть нечто большее, чем только мобильный телефон. Широкое применение мобильных систем и мобильных служб, в первую очередь, для передачи данных, ведет к развитию таких новых форм деятельности, как телекомпьютинг или работа с удаленными приложения-ми с помощью средств связи в офисе, дома, во время поездок и т.д. Кон-цепция мобильности будет играть ключевую роль в стирании границ между домом и офисом, между работой в сети своего «домашнего» оператора и «чужой» сети. Однако несмотря на взрывоподобное развитие мобильных сетей все еще наблюдается постоянное отставание по времени между внедрением приложений в фиксированных и беспроводных сетях (рис. 1.8). Обычно, этот временной сдвиг составляет 3 – 5 лет. Наличие постоянного отстава-ния мобильных сетей от фиксированных можно объяснить тем обстоятель-ством, что стационарные сети всегда имели лучшие эксплуатационные ха-рактеристики по функциональности, быстродействию и стоимости услуг.

1991 1994 1997 2000 2003

Начало функционирования WWW

(«Всемирной Паутины»)

Функциональность

Год

Лет

Широкополосные

Аудио и видео (xDSL,

КАТВ и т. д.)

Узкополосные

Аудио и видео

Картинки

Графика

WWW

Текст

Передача коротких

Сообщений SMS

Картинки

Графика

HSCSD

WAP

Узкополосные аудио и

Видео (GPRS)

Локализованные услуги

Широкополосные

Аудио и видео

(UMTS)

Рис. 1.8. Отставание по времени беспроводных сетевых приложений

от приложений в стационарных сетях

Примечание: xDSL – семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, Цифровая або-

нентская линия); UMTS – Universal Mobile Telecommunications Systems (стандарт сетей

сотовой связи третьего поколения); GPRS – General Packet Radio System, Общая услуга

пакетной радиосвязи (технология передачи данных с коммутацией пакетов для сетей

GSM); WWW – World-Wide Web, Услуга «Всемирная паутина»; HSCSD – High Speed

Circuit Switched Data, Высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов (тех-

нология для сетей GSM); WAP – Wireless Applications Protocol, Протокол беспроводных

приложений; SMS – Short Message System, Услуга передачи коротких сообщений

В. Развитие сетей Интернет

Современная сеть Интернет, как уже отмечалось выше, имеет соро-

калетнюю историю. Созданная в конце 60-х годов прошлого столетия на

заре развития цифровых технологий и первых успехов систем передачи на

базе волоконно-оптических технологий, инфраструктура Интернет демон-

стрирует сегодня взрывоподобные темпы развития в терминах числа сетей,

поддерживающих стек протоколов TCP/IP, количества пользователей, объ-

емов трафика, разнообразия приложений.

Одна из проблем развития сети интернет – рост числа пользователей.

В 2008 г. число пользователей, подключенных к сети Интернет через фик-

сированные сети, достигло 1,2 млрд. В конце первого десятилетия 21-

го века с учетом мобильных пользователей, использующих доступ в Ин-

тернет, эта цифра быстро приближается к 2 млрд. Рост масштабов Интер-

нет порождает существенное увеличение требований к пропускной способ-

ности транспортных сетей и сетей доступа. Развитие сетей Интернет и со-

провождающий его рост трафика данных ведут к тому, что в сетях связи

происходит смещение от технологий транспортировки, основанных на коммутации каналов, в сторону технологий, базирующихся на коммутации пакетов. Следует отметить, что на этот процесс оказывает влияние не толь-ко развитие Интернет, но и растущее применение высокоскоростных ло-кальных сетей и территориально распределенных сетей обработки данных, также использующих технологию коммутации пакетов. Вторая проблема в сегодняшних сетях Интернет определяется огром-ным ростом объемов трафика, обусловленным как ростом числа потреби-телей, так и увеличением количества и разнообразия приложений. Потре-бители информации все большее внимание уделяют приложениям, связан-ным с мгновенной передачей сообщений, социальными и игровыми веб-сайтами, загрузкой видео и музыкальных файлов. По оценкам компании Cisco видео приложения в Интернет занимают примерно от 20 до 30% об-щего объема трафика. Например, в США в 2000 году общий объем ежеме-сячного суммарного магистрального трафика Интернет (генерируемого всеми приложениями) составлял 25 Пбайт, тогда как в 2007 году только объемы видео трафика оценивались величиной порядка 29 Пбайт. Ожидается, что к 2015 году объемы мирового трафика Интернет воз-растут примерно в 20 – 50 раз по сравнению с 2009 годом. Объемы трафика в Интернет определяются следующими основными приложениями:

· WWW, электронная почта, пересылка файлов (без учета одноран-говых приложений);

· одноранговые приложения (Peer-to-Peer, P2P) распределения;

· файлов (Freenet, Gnutella, Morpheus, Kazaa и др.);

· видеоприложения, включая видеотелефонию, YouTube, IPTV;

· видео по требованию;

· приложения __________обработки данных, в которых программное обеспече-ние предоставляется пользователю как интернет-сервис;

· игры, распространяемые через Интернет;

· приложения, связанные с телеучастием – телеобучение, телемеди-цина.

Большинство новых приложений, требующих большого объема сете-вых ресурсов, получило название «пожирателей полосы». Ответом на эту проблему явилось внедрение технологий на базе волоконно-оптических се-тей, существенный рост пропускных способностей во всех сегментах сети Интернет – магистральных и городских сетях, а также в сетях доступа. Пропускная способность магистральных сегментов Интернет выросла за прошедшие 10 лет от сотен Мбит/с до десятков и сотен Гбит/с; в сотни раз возросли скорости доступа в Интернет. Возможности, связанные с более высокими скоростями, привели к созданию аудио- и видеоархивов (напри-мер, YouTube), также, как и к развитию одноранговых сетей для разделения

цифрового контента. Протокол VoIP, еще 15 лет назад рассматривавшийся как экзотическая новинка, сегодня отвоевал у традиционной телефонии примерно 25% речевого трафика. В сети Интернет получили широкое рас-пространение видеоконференции, услуги определения местонахождения, анализ карт, научных данных, результатов измерений датчиков и т.д. Рост масштабов сетей Интернет представляет собой пример наиболее быстрого принятия технологии массовым потребителем по сравнению с другими информационными технологиями. Так, например (рис. 1.9), в США число пользователей радио достигло 50 млн через 38 лет после его открытия; для 50 млн телевизионных зрителей этот срок составил 13 лет; персональные компьютеры стали доступны 50 млн пользователей через 16 лет после их изобретения. В то же время число абонентов Интернет дос-тигло 50 млн всего через четыре года после того, как сети Интернет стали фактически сетями общего пользования. Коммутация пакетов, предложенная в конце 60-х гг. для передачи дан-ных в форме блоков переменной длины, сегодня начинает все шире приме-няться и для других типов трафика. Проблемы, связанные с обеспечением требуемых показателей качества при пакетной передаче речи и видео в ин-терактивных приложениях начинают успешно решаться, благодаря приме-нению систем с высокой пропускной способностью и внедрению новых протоколов транспортировки информации. Наиболее ярким примером здесь является услуга Интернет-телефонии, основанная на передаче голо-совой информации в среде Интернет. Первые коммерческие системы для которой были продемонстрированы в 1995 г., а уже в конце первого деся-тилетия 21 века Интернет-телефония отвоевала у традиционной телефонии более 25% доходов дальней связи.

Рис. 1.9. Скорость проникновения различных технологий/услуг на рынок США Как следствие, широкое применение сетей с коммутацией пакетов для транспортировки все больших объемов трафика быстро ведет к умень-

шению роли коммутируемых телефонных сетей общего пользования и обеспечивает возможность массового доступа к недорогим телекоммуни-кационным услугам. 1.2.4. Рост объемов и изменение структуры трафика В течение многих лет развития электросвязи основная часть сетей об-служивала узкополосный речевой трафик, формируемый в стационарных (фиксированных) телефонных сетях, а затем и в сетях подвижной связи первого и второго поколений. В 90-е гг. объем речевого трафика продолжал расти в соответствии увеличением емкости мировой фиксированной теле-фонной сети – примерно на 5–7 % в год. Трафик данных в течение 1970/80-х гг. составлял лишь доли процен-тов от суммарного трафика речи. Этот трафик, в основном, формировался в системах электронной почты и относительно низкоскоростных локальных сетях. Многие эксперты еще сравнительно недавно, в конце 80-х гг., пред-полагали, что в обозримом будущем объем трафика данных будет состав-лять всего несколько процентов от общего трафика. Только начиная с сере-дины 1990-х гг. (одна из основных причин – быстрый рост Интернет) тра-фик данных начинает резко расти. На рис. 1.10 показан рост трафика данных (в терминах требуемой пропускной способности магистральных сетей). При этом значительный вклад в трафик данных определяется (и эта тенденция будет сохраняться) трафиком, формируемым в приложениях, базирующихся передаче мульти-медийного трафика, начинающего играть доминирующую роль в сетях Ин-тернет (количественные данные, характеризующие рост трафика данных, приведены в п. 1.2.2). Изменение природы трафика оказывает существенное влияние на структуру сетей. Одной из главных особенностей речевого трафика являет-ся его чувствительность к задержкам. Известно, что предельно допустимое значение задержки речи не должно превышать 250 мс, а нормы на суммар-ную межконцевую сетевую задержку речевого сигнала лежат в диапазоне 100–150 мс. Чувствительность речевого трафика даже к весьма небольшим задержкам определила выбор коммутации каналов в качестве единственно-го способа коммутации в традиционных телефонных сетях.

Рис. 1.10. Прогноз роста глобального трафика речи и данных Трафик данных менее чувствителен к задержкам даже в тех случаях, когда передача данных должна осуществляться в режиме реального време-ни. Допустимые задержки при передаче компьютерной информации лежат в очень широком диапазоне от нескольких секунд до сотен минут, что и определяет возможность использования коммутации пакетов как основного вида коммутации в сетях передачи данных. Коммутация каналов долгие годы была основным видом коммутации в сетях электросвязи, поскольку речевой трафик составлял основу информационных потоков в сетях. Сего-дня в условиях, когда трафик данных становится основным, наблюдается сдвиг от сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов. Взрывной характер роста трафика данных определяет еще одну фун-даментальную тенденцию в современных сетях – изменение требований к полосе пропускания сетей доступа и базовых сетей. Происходит постепен-ный переход от узкополосных сетей с пропускной способностью тракта до 2 Мбит/с к широкополосным сетям с пропускными способностями трактов порядка десятков и сотен Гбит/с. Уже сегодня речь идет о необходимости обеспечивать пропускные способности магистральных сетей в диапазоне несколько Тбит/с, Требуемые пропускные способности систем передачи в транспорт-ных сетях могут быть обеспечены на базе систем SDH и технологии DWDM. Скорости передачи трактов в базовых сетях, равные нескольким сотням Гбит/с, становятся стандартными в системах дальней связи. Это

приводит к значительному уменьшению стоимости передачи информации в таких системах. 1.3. Глобальная информационная инфраструктура и построение сетей NGN 1.3.1. Концепция глобальной информационной инфраструктуры Глобализация социальных и экономических процессов, конвергенция технологий потребовали разработки новых подходов в сфере инфокомму-никационных технологий. В результате усилий международных организа-ций в области стандартизации в середине 90-х гг. прошлого столетия была принята концепция создания глобальной информационной инфраструктуры (GII), как основы создания глобального информационного общества (GIS), предусматривающей объединение национальных информационных инфра-структур (NII). Идея построения глобальной информационной инфраструктуры за-ключается в объединении возможностей использования ресурсов информа-ционных технологий и развитой инфраструктуры электросвязи. Целью по-строения GII является обеспечение взаимосвязи всех пользователей для по-лучения любого вида информации в реальном масштабе времени вне зави-симости от расстояния и используемых технических средств. Националь-ные сети электросвязи (или NII) ориентируются на обеспечение возможно-сти соединения с сетями и системами, используемыми в других странах во всем мире, на базе оборудования, поставляемого различными производите-лями. Претворение в жизнь идеи создания GII потребовало от мирового со-общества электросвязи разработки международных норм, определяющих общие принципы создания и функционирования Глобальной информаци-онной инфраструктуры, включая архитектуру, функциональную модель, принципы взаимодействия, компоненты. Начатая международными организациями стандартизации в 1995 г. разработка стандартов в области создания GII, привела к подготовке Реко-мендаций серии Y МСЭ-Т (Сектор стандартизации электросвязи МСЭ), оп-ределивших концепцию, основные направления разработки стандартов, не-обходимых для создания и внедрения GII. Согласно принятой концепции GII должна стать инфраструктурой, которая облегчает развитие, реализацию и взаимодействие существующих и будущих информационных служб и применений с помощью индустрии телекоммуникаций, информационных технологий, бытовой электроники и производства контента.

GII должна обеспечить взаимодействие между множеством прило-жений и различными платформами через бесшовное объединение компью-

теров и коммуникационных инфраструктур, включающих проводные и беспроводные технологии с установлением или без установления соедине-ния. Области применения должны быть неограниченными и фактически безграничными. Области применения должны включать в себя электрон-ную торговлю, телемедицину, городские информационные службы, интел-лектуальные транспортные системы, дистанционное обучение, электрон-ные библиотеки и музеи и т.д. Реализация концепции создания GII требует учета новых факторов, характеризующих сегодня инфокоммуникационные технологии. В частности, для современного этапа развития инфокоммуникаций характерны следующие особенности:

· конкуренции между операторами, связанной с либерализацией рынка;

· существенный рост цифрового трафика, обусловленный возрас-тающим использованием Интернет;

· рост потребностей пользователей в новых мультимедийных служ-бах;

· возможности доступа к сетям и службам связи в любое время в любом месте и др.

Эти проблемы выходили за рамки программы стандартизации GII и требовали для своего разрешения отдельного проекта. Новым проектом МСЭ по конкретной реализации концепции создания GII стала разработка концепции сетей NGN.

1.3.2. Эволюция сетей электросвязи в направлении построения NGN В течение многих лет телефонные сети являлись основой систем электросвязи. Эти сети предназначались для передачи, главным образом, узкополосного речевого трафика (ТфОП, сети подвижной связи поколений 1G и 2G). В начале 90-х годов 20-го века трафик данных составлял порядка долей процентов от суммарного речевого трафика, но именно тогда трафик данных начал резко расти. Это явилось следствием развития сети Интернет, ее доступностью не только корпоративным, но и частным пользователям, что привело к росту объема таких услуг, как электронная почта, web-приложения и т.п.

Изменение структуры трафика оказало существенное влияние на структуру сетей. Взрывной характер роста трафика данных вызвал измене-ние требований к пропускной способности и производительности как сетей доступа, так и транспортных сетей. Сети передачи данных определили пе-реход от коммутации каналов к коммутации пакетов. Перечисленные про-цессы привели к идее создания единой сети общего пользования, поддер-живающей передачу различных видов трафика, построенной на базе уни-

версальной технологии, обеспечивающей оговоренное в рамках конкретной услуги качество обслуживания. Такая сеть получила название сети сле-дующего поколения (NGN). На современном этапе развития телекоммуникаций эволюция совре-менных сетей к NGN разделяется на две задачи (рис. 1.11):

· эволюция телефонных сетей к NGN: задача перехода от речи, пе-редаваемой по сети с КК (коммутацией каналов), к речи в форме пакетов;

· эволюция сетей передачи данных к NGN: проблема совместимости технологий и стандартов (обеспечение передачи трафика различных при-ложений в единой транспортной сети).

Рис. 1.11. Эволюция современных сетей к NGN В рамках развития NGN как единой сети общего пользования реша-ются задачи двух типов:

· краткосрочные: стирание существующей разницы в транспорти-ровке речи и данных, предоставление новых возможностей в области раз-вития услуг, сравнительная простота реализации;

· долгосрочные: построение простой и эффективной единой сети, снижение стоимости сетевых компонентов, активное развитие новых видов услуг.

В связи с этим в 2001 г. были разработаны «Концептуальные поло-жения по построению мультисервисных сетей на ВСС России», в которых представлены базовые положения концепции NGN и определены практиче-ские вопросы построения единой мультисервисной сети на взаимоувязан-ной сети связи России. В «Концептуальных положениях» приведены функ-циональная модель NGN, архитектура единой мультисервисной сети обще-

го пользования (рис. 1.12), рассмотрены вопросы организации доступа и

управления.

Рис. 1.12. Архитектура единой мультисервисной сети общего пользования, реа-

лизованной в рамках концепции NGN

Работы по созданию следующего поколения в РФ опираются на ре-

комендации, по NGN разработанные Международным союзом электросвя-

зи (МСЭ). В рекомендации МСЭ-Т Y.2001 в 2004 году дается определение

NGN:

«Сеть следующих поколений (Next Generation Network, NGN) – это

сеть с пакетной коммутацией, способной предоставлять услуги электросвя-

зи и использующей нескольких широкополосных технологий транспорти-

ровки, поддерживающих требуемое качество обслуживания (QoS), в кото-

рой связанные с обслуживанием функции не зависят от примененных тех-

нологий, обеспечивающих транспортировку информации. Она обеспечива-

ет свободный доступ пользователей к различным поставщикам услуг и/или

выбираемым ими услугами. Она поддерживает универсальную мобиль-

ность, которая обеспечивает постоянное и повсеместное предоставление

услуг пользователям».

В «Проекте NGN 2004» определяются следующие основные характе-

ристики сетей NGN:

· передача на базе пакетной коммутации;разделение функций

управления между функциями переноса данных, вызовом/сеансом, и при-

ложением/услугой;

· разъединение предоставления услуг от сети, и предоставление от-крытых интерфейсов;

· поддержка широкого набора услуг, приложений и механизмов, основанных на стандартных блоках услуг (включая услуги в реальном вре-мени/поточные/вне реального времени и мультимедиа);

· широкополосные возможности с межконцевой поддержкой QoS и прозрачность;

· межсетевое взаимодействие с традиционными сетями через от-крытые интерфейсы;

· обобщенная мобильность, т.е. пользователь рассматривается как одно лицо, когда он использует различные технологии доступа;

· неограниченный доступ пользователей к различным провайдерам услуг;

· многообразие схем идентификации, которые могут быть обеспе-чены для адресов IP для обеспечения маршрутизации в сетях IP;

· унифицированные характеристики услуг для той же самой услуги, как она воспринимается пользователем;

· конвергенция услуг между фиксированными/подвижными сетями;

· независимость функций, связанных с услугами, от основных транспортных технологий;

· соответствие всем требованиям регулирующих органов, например, касающимся аварийной связи и обеспечения безопасности, конфиденци-альности и т.д.

Судя по наметившимся тенденциям развития услуг, предполагается, что единая сеть должна использовать передачу информации в пакетной форме. На сегодняшний день данные – наиболее быстро растущий сегмент рынка благодаря успеху Интернет, растущему использованию электронной почты, росту трафика данных в бизнес-приложениях. В связи с этим одним из важных вопросов при построении сетей сле-дующего поколения стал вопрос выбора технологии. Согласно Концепции NGN, в качестве технологической основы построения транспортного уров-ня мультисервисных сетей следующего поколения рассматривается техно-логия IP. Использование технологии IP позволит реализовать ряд задач, стоя-щих перед мультисервисными пакетными сетями:

· разработка шлюзов для взаимодействия различных сетей с сетью с коммутацией пакетов;

· разработка протоколов управления шлюзами;

· разработка новых протоколов сигнализации;

· разработка протоколов взаимодействия между различными уров-нями сети;

· поддержка различных услуг и приложений для каждого вида тра-фика.

Концепция NGN во многом опирается на технические решения, уже разработанные международными организациями стандартизации. Напри-мер, предполагается, что взаимодействие сетевых узлов в процессе предос-тавления услуг будет осуществляться на базе протоколов MEGACO и TIPHON, а для управления услугами будут использованы протокол SIP и стек рекомендаций H.323. Такой подход позволит сделать плавный переход от существующей структуры сетей к NGN. Модель такой IP-ориентированной мультисервис-ной сети, учитывающей особенности современной сетевой инфраструктуры, может быть представлена двумя основными уровнями: услуг и транспорт-ным. В связи с вышеперечисленными требованиями, на сегодняшний день построение сетей, реализующих концепцию NGN, сталкивается с рядом сложностей. Первая из них – это обеспечение надежности сети. В настоя-щее время проблема надежности узлов все еще не решена. Ближайшая цель – достижение значения коэффициента готовности «пять девяток». Вторая проблема – поддержка требуемого качества обслуживания (Quality of Service, QoS) каждому типу приложения. Под качеством обслу-живания подразумевается «суммарный эффект рабочих характеристик об-служивания, который определяет степень удовлетворенности пользователя этой услугой».

Эталонные модели NGN

А. Основная эталонная модель NGN Одной из основных характеристик NGN является отделение услуг от транспорта, что позволяет предлагать их отдельно и развивать независимо. Поэтому в архитектуре NGN должно быть четкое разделение между функ-циями обслуживания и функциями транспортировки. Концепция NGN по-зволяет предоставлять как существующие, так и новые услуги вне зависи-мости от используемой сети и типа доступа. В базовой функциональной модели NGN выделяют два уровня/слоя: транспортный и сервисный (услуг). Под транспортным уровнем понимает-ся уровень или группа уровней, обеспечивающий передачу информации между равноправными объектами. Транспортный слой включает в себя сетезависимые уровни OSI. Он обеспечивает перенос информации между двумя географически разделѐн-ными точками. В частности, транспортный слой обеспечивает обмен информацией между следующими объектами:

· пользователь – пользователь;

· пользователь – сервисная платформа;

· сервисная платформа – сервисная платформа.

В транспортном слое могут применяться все типы сетевых техноло-гий, а именно:

· ориентированная на соединение коммутация каналов (connection-oriented circuit-switched – CO-CS);

· ориентированная на соединение коммутация пакетов connection-oriented packet-switched – CO-PS);

· неориентированная на соединение коммутация пакетов (connection-less packet-switched – CL-PS).

Под уровнем услуг (сервисов) понимается уровень или группа уров-ней, касающийся приложения и его услуг, которые должны быть задейст-вованы между равноправными объектами. Услуги могут относиться к голо-су, данным или видео приложениям, организованным отдельно или в неко-торой комбинации в случае мультимедийных приложений. Сервисный слой может включать в себя сложный набор географиче-ски распределѐнных сервисных платформ или в простейшем случае набор функций, реализованный двумя конечными пользователями. Для предос-тавления полного набора услуг в сервисный слой включаются прикладные функции. Примерами услуг, реализуемых на данном уровне, могут быть передача речи, данных, видео или любая их комбинация. На рис. 1.13 пока-зан принцип разделения модели NGN на два слоя. Б. Обобщѐнная функциональная модель NGN Для построения сети, удовлетворяющей концепции Глобальной ин-формационной инфраструктуры. (Global Information Infrastructure, GII), в функциональной модели NGN МСЭ-Т выделяет три категории объектов: функции, сервисы, ресурсы. Сервисы реализуются различными функциями с помощью доступных ресурсов. Один и тот же сервис может реализовываться разным набором функций и наоборот, одна функция может использоваться для реализации различных сервисов. Их взаимосвязь показана на рис. 1.14. Сеть NGN, основанная на пакетной коммутации, может быть исполь-зована для создания новых услуг посредством интеграции проводной и беспроводной связи и вещания для управления конвергентными услугами. Поддержка мультимедиа услуг является, ключевой областью изуче-ния функциональной архитектуры NGN. Существует строгая связь между рассматриваемой услугой и путем доступа к услуге, а также ресурсами, ко-торые требуются для поддержки осуществляемой услуги.

Рис. 1.13. Разделение услуг и транспорта в NGN

Транспортный слой NGN

Транспортный слой

Плоскость пользователя

Плоскость контроля

Плоскость менеджмента

Транспортный слой NGN

Сервисный слой

Плоскость пользователя

Плоскость контроля

Плоскость менеджмента

Рис. 1.14. Основная эталонная модель NGN

Разработка концепции эволюции существующих сетей (ТфОП, сетей передачи данных, сетей мобильной связи) в направлении создания сети NGN должна быть ориентирована на создание Глобальной информацион-ной инфраструктуры. ВыводыВводится общее понятие о конвергенции в инфокоммуникациях, рас-сматриваются четыре основных аспекта конвергенции – конвергенция ус-луг, сетей, терминалов и различных отраслей инфокоммуникационной ин-дустрии. Описаны основные направления конвергенции в фиксированных и мобильных сетях. Определены основные движущие силы, определяющие конвергенции в инфокоммуникациях – переход от монополии в области связи к конкурентной среде. Процессы, характерные для современных ин-фокоммуникаций, рассматриваются с привлечением теории инновацион-ных циклов – теории, развитой российским ученым Николаем Кондратье-вым и признанной сегодня мировым научным сообществом. В соответст-вии с теорией Кондратьева выход из состояния кризиса может быть пре-одолен при появлении новых технологий. Рассматриваются технологиче-ские факторы – прогресс в области микроэлектроники и внедрение воло-конно-оптических систем, определяющие конвергенцию сетей, услуг и терминалов. Описаны ключевые силы, определяющие развитие инфоком-муникаций – всепроникающая цифровизация систем и сетей связи, взрыв-ной характер развития сетей Интернет и мобильной связи, рост объемов трафика, передаваемого в телекоммуникационных сетях. Рассматривается концепция GII, устанавливается связь концепции с принципами построения NGN, описаны эталонные модели NGN. Контрольные вопросы

1. Определите понятие технологической конвергенции.

2. Дайте характеристику четырех аспектов конвергенции в инфоком-муникациях

3. Приведите примеры конвергенции в инфокоммуникациях.

4. Когда в мире начался переход к новому регулированию в телеком-муникациях?

5. Назовите основные регулирующие процессы, определяющие разви-тие новых телекоммуникационных рынков.

6. В чем разница между либерализацией и приватизацией?

7. Назовите основные факторы, определяющие успех нового регули-рования в телекоммуникациях.

8. Назовите основные движущие силы, определяющие технологиче-ский прогресс в телекоммуникациях.

9. Какие основные процессы определяются законом Мура?

10. Какие основные процессы характерны для эволюции волоконно-оптических систем связи?

11. Почему в последние годы возникла необходимость в высоких про-пускных способностях систем связи?

12. Назовите основные тренды в развитии сетей связи.

13. Что такое цифровизация сетей связи?

14. Охарактеризуйте причины отставания мобильных систем от систем фиксированной связи.

15. Охарактеризуйте скорость проникновения услуг на рынок связи.

16. Дайте характеристику роста трафика в различных сетях связи.

17. Что происходит с услугами и приложениями на современном этапе развития сетей связи?

18. Дайте определение термина «Конвергенция» применительно к теле-коммуникациям.

19. Опишите концепцию GII.

20. Определите понятия сети NGN.

21. Назовите фундаментальные свойства NGN.

22. Определите основные свойства уровня услуг.

23. Определите основные свойства уровня транспорта.

Часть 2. Эволюция сетевых технологийТехнологические тренды, которые обсуждались выше, ведут к разви-тию новой сетевой архитектуры. На рис. 2.1 показана модель структуры се-ти, отвечающая новым представлениям об архитектуре современных и пер-спективных сетей общего пользования. Эта сеть включает в себя два основных сегмента:

· магистральную сеть, состоящую из транспортного сегмента (сис-темы передачи информации) и сетевых узлов, выполняющих функции коммутации или (и) маршрутизации;

· сеть доступа, в которой используются различные физические сре-ды для подключения пользователей к сети.

Кроме отмеченных сегментов, на рисунке также показана сеть поль-зователя (квартира, дом, офис, предприятие и т.д.), которая не входит в со-став сети связи общего пользования. Эта сеть может иметь достаточно про-стую инфраструктуру (телефон и персональный компьютер), но может включать в свой состав локальные сети (например, сеть Ethernet).

Рис. 2.1. Обобщенная структура современной сети связи ВОК – волоконно-оптический кабель, NT – Network Termination, сетевое оконча-ние Перспективные широкополосные технологии, обеспечивающие эф-фективный доступ к удаленным информационным ресурсам, представлены в п. 2.1. В п. 2.2 описывается эволюция высокоскоростных систем передачи, используемых в магистральных сетях. Затем рассматриваются основные свойства технологий коммутации и маршрутизации с позиций их возмож-

ностей применения в мультисервисных сетях и приводится характеристика эволюционных процессов в сетях подвижной связи.

2.1. Технологии в сетях до

12 3 4 5 6