Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Создание мультисервисных сетей: задачи и перспективы

Б. Л. Сатовский

Если уходящее столетие можно назвать “веком моторов”, то грядущее — обещает быть “веком информации”. Собственно говоря, информация уже стала основным производственным ресурсом и товаром в современном обществе. От нее зависят функционирование огромных индустриальных комплексов и жизнь сложнейших мегаполисов, благосостояние отдельно взятого индивидуума и крушение империй, исходы военных кампаний и радости детских игр. Но пока наше отношение к информации остается достаточно архаичным, основанным на стереотипах середины ХХ века. Умом мы понимаем, что одну и ту же информацию можно сообщить в телефонном разговоре, передать по факсу или электронной почте, но еще не привыкли рассматривать ее как единый ресурс, способный принимать разные формы в зависимости от конкретных условий. Еще менее мы готовы ассоциировать друг с другом телефонный разговор и телевизионную передачу, пейджинговое сообщение и сеанс видеосвязи. Между отдельными видами коммуникаций мы пока видим больше различий, чем сходства, — но уже завтра ситуация изменится.

Сообразно нашим сегодняшним, а точнее, вчерашним стереотипам (завтра их будут называть атавизмами прошлого века), построены и наши телекоммуникационные системы. Подсчитайте сами: сколько различных информационных каналов связывают ваш дом или офис с внешним миром? Телефонная проводка, радиоточка, телевизионная антенна... Если речь идет об офисе, то там уже имеется несколько телефонных линий, причем одна из них занята факсом. Постепенно распространение получает (а во многих странах уже получило) и кабельное телевидение. В дополнение к традиционной аналоговой телефонии развиваются сети ISDN. Многие современные здания оборудуются отдельной пожарной и охранной сигнализацией. Большинство корпораций, а вслед за ними и некоторые индивидуальные пользователи настоятельно требуют отдельного канала для выхода в Интернет — это может быть дополнительная телефонная линия, канал ISDN, DSL, выделенная линия, кабельный модем, радиоканал или что-то еще. Сегодня эти системы, как правило, создаются и существуют независимо друг от друга. Для каждой из них требуется отдельный комплекс активного оборудования и отдельная кабельная инфраструктура. Хорошо еще, если в имеющемся телефонном кабеле остались свободные пары, а в телевизионном — незанятые каналы. А если нет? Снова проводить дорогостоящие земляные работы? Снова тревожить многолетнюю паутину старых и новых кабелей в коммуникационных коллекторах? А если завтра появится — а ведь наверняка появится — какой-нибудь новый тип телекоммуникационных услуг, для предоставления которых потребуется своя кабельная сеть и коммутирующая аппаратура? Строить с нуля еще одну сеть?

Все услуги — в одной сети

Постепенно становится очевидным, что традиционный подход, при котором для каждого типа услуг строится отдельная сеть, исчерпал себя. Пора кардинально изменить его, переходя от количества к качеству. Единственной альтернативой бездумному прокладыванию новых проводов и умножению “коробок” является построение интеллектуальных мультисервисных сетей общего пользования. Вместо целого “зоопарка” различных розеток и кабелей такие сети должны оканчиваться на территории пользователя (в квартире, офисе или любом другом месте, где еще могут понадобиться услуги связи) одной стандартной розеткой для подключения различного абонентского оборудования. На телекоммуникационном узле устанавливается один и только один комплект коммутирующей аппаратуры, связанный, с одной стороны, с абонентскими терминалами, а с другой стороны, с остальными узлами и сетями поставщиков различных информационных услуг.

Чтобы лучше представлять себе предмет нашего разговора, дадим ему сначала определение. Итак, мультисервисной сетью мы будем называть телекоммуникационную структуру, которая позволяет оказывать пользователям разнообразные услуги связи, различающиеся как по качественным, так и по количественным характеристикам. Именно такое решение позволит отказаться от многочисленных дублирующих друг друга сетей, а в перспективе — внедрять новые услуги, обеспечивая выполнение их специфических требований к скорости и качеству передачи информации.

Слова о том, что мультисервисная сеть должна обеспечивать “одновременную передачу речи, видео и данных”, давно уже стали расхожим штампом, однако все-таки стоит уточнить, что же скрывается за этой фразой. В такой сети данными могут быть весьма непритязательный трафик электронной почты и FTP, более требовательный HTTP-трафик при интерактивной работе в Интернет, чувствительный к задержкам трафик IP-телефонии, конфиденциальная внутрикорпоративная переписка или банковские транзакции, небольшая по объему, но срочная и важная информация от систем охраны, сигнализации, телеметрии и дистанционного управления. Аудиотрафик может включать в себя не только традиционную двустороннюю телефонную связь, но и одностороннее радиовещание, высококачественную трансляцию музыкальных программ (сегодня эта услуга весьма популярна во многих странах), многостороннюю конференц-связь. Наконец, передача видео подразумевает телевизионное вещание (в том числе в различных форматах — обычных, широкоэкранных, улучшенного качества и т. п.), двух- и многосторонние видеоконференции, дистанционное наблюдение и мониторинг. При этом чаще всего будет требоваться интерактивное аудио- и видеовещание, которое позволит пользователю самостоятельно выбирать нужные ему каналы из числа имеющихся (чтобы не загружать сеть лишним трафиком) или, более того, — заказывать аудио- и видеозаписи, воспроизводимые персонально для него. Каждый из этих типов информации предъявляет свои специфические требования к полосе пропускания и времени доставки, допустимому уровню потерь и степени защищенности.

Круг потенциальных пользователей такой телекоммуникационной сети весьма широк. Во-первых, это многочисленные индивидуальные пользователи, проживающие в частных домах или квартирах и желающие иметь качественную телефонную связь (в том числе несколько телефонных номеров), хороший выход в Интернет, большое число развлекательных и информационных аудио- и видеопрограмм, удаленный доступ к бытовой аппаратуре и т. п. Во-вторых, это групповые пользователи — бизнес-центры, многоквартирные жилые дома, фирмы, расположенные в одном здании. Корпоративным клиентам необходимо большое число телефонных линий, высокоскоростной доступ в Интернет, системы аудио- и видеоконференц-связи, сигнализации и телеметрии. Третья категория пользователей — это распределенные корпорации, имеющие территориально удаленные офисы, филиалы, автоматические терминалы (банкоматы, торговые автоматы и т. п.). Помимо вышеперечисленного, им требуется построение виртуальных частных сетей с достаточно высокой степенью защиты от несанкционированного доступа, причем такая сеть может содержать как постоянные, так и временные элементы. Последними становятся, скажем, банкоматы или кассовые аппараты, соединяющиеся с сетью соответствующего банка для осуществления операций по платежным картам. Другой пример временного элемента — портативный терминал врача, посещающего пациента на дому. Подключив его к сетевой розетке и войдя в сеть со своими реквизитами, врач сможет автоматически внести в электронную карту пациента обычные медицинские показатели, данные кардиограммы, оперативно заказать в аптеке нужное лекарство, а при необходимости — провести видеоконсилиум с другими специалистами. Наконец, распределенными являются и системы сотовой связи, базовые станции которых также будут подключаться к единой мультисервисной сети. С их помощью мобильный абонент, вооруженный портативным мультимедиа-терминалом, сможет получать весь комплекс услуг, доступных стационарному пользователю.

Теоретически в мультисервисной сети не должно быть различий между пользователями. Любой ее абонент сможет пользоваться любым типом услуг, ограничениями будут лишь его платежеспособность, условия контракта и наличие соответствующего оконечного оборудования. Необходимо, чтобы в любой момент он мог затребовать ту или иную услугу и в любой момент отказаться от нее, перейдя на работу в более экономичном режиме. Именно в удовлетворении этих требований заключается одна из основных проблем функционирования таких сетей.

Управление трафиком

При любом сколько-нибудь значительном числе пользователей в мультисервисной сети требуется сложная и интеллектуальная система управления трафиком. Чисто количественное наращивание пропускной способности сети в данном случае бессмысленно, поскольку теоретический максимальный объем трафика, генерируемого всеми пользователями одновременно, выходит далеко за все мыслимые границы. Традиционные статистические методы расчета телефонных сетей в этом случае тоже малоприменимы, поскольку предназначены для однородного трафика и дают лишь вероятностный результат. В мультисервисной сети обычная постановка задачи типа “вероятность получения сигнала “занято” не более стольких-то процентов” принципиально неприемлема: если клиент заключил контракт, предусматривающий гарантированное соединение, то сеть обязана предоставить ему такое соединение любой ценой, пусть даже за счет отключения кого-нибудь из низкоприоритетных пользователей. В мультисервисной сети существует множество разнотипных и неравномерных потоков одновременно, причем для каждого из них требуется безусловное соблюдение одних параметров и допускаются более или менее серьезные уступки по другим. Такая структура трафика не может не приводить к периодическому возникновению перегрузок, сеть же должна самостоятельно устранять их, автоматически решая, чем можно пожертвовать: для одного соединения — полосой пропускания (сбросить все пакеты и не принимать следующие), для другого — временем доставки (задержать пакеты в промежуточных буферах до устранения перегрузки), для третьего — целостностью информации (частично сбросить, например, просроченные звуковые ячейки).

Наиболее развитые средства управления трафиком предоставляет технология АТМ, которая с самого начала разрабатывалась именно для передачи мультимедийной информации. Развитая система категорий обслуживания и приоритетов, интеллектуальные механизмы устранения и предупреждения перегрузок создают все условия для предоставления на основе инфраструктуры АТМ самых разнообразных телекоммуникационных услуг — не только тех, что известны нам сегодня, но и тех, которые, возможно, появятся завтра. Опыт построения сетей ATM, накопленный компанией “Руслан Коммуникейшнз”, показывает, что сегодня эта технология предоставляет готовую базу для создания мультисервисных сетей общего пользования. И хотя разработка приложений для ATM пока отстает от потребительского спроса, в ближайшем будущем ожидается серьезный прорыв в этом направлении. Например, корпорация Microsoft интегрирует драйверы АТМ в Windows 2000. Компания “Руслан Коммуникейшнз” тоже ведет разработки в этом направлении: уже выпущено приложение для обработки видеоинформации и сейчас готовится к выпуску серия устройств для интеграции обычного телефонного трафика в АТМ.

Эффективные средства управления трафиком позволят существенно изменить работу пользователей. Например, бороздя просторы Сети на скорости 16 Кбит/с, экономный пользователь сможет на некоторое время заказать для себя полосу пропускания 2 Мбит/с, чтобы загрузить большой файл, а затем возвратиться в обычный режим. Когда же он не работает в сети, его почтовый клиент сможет один раз в час автоматически подключаться в самом медленном (дешевом) режиме, чтобы принять и передать новые письма. Аналогичные решения для статических ресурсов уже предлагают крупные Интернет-провайдеры: пользователь может самостоятельно с помощью браузера изменить объем дискового пространства для персональной Web-страницы, перейти на другой тарифный план, создать дополнительные почтовые ящики и т. п. То же самое можно будет делать и с транспортными сетевыми ресурсами, причем в режиме реального времени.

Интерфейс проще — возможности шире

Пользователь мультисервисной сети должен иметь средства для удаленного выбора услуг, оснащенные простым и интуитивно понятным интерфейсом. На сегодняшний день таким оптимальным средством можно считать интерфейс Web-браузера, хотя, возможно, завтра в этой области появятся какие-то другие идеи и тенденции.

Действительно, даже Web-интерфейс имеет свои ограничения, ведь он прост и понятен лишь для пользователей ПК. По-настоящему простой интерфейс должен быть доступен любой домохозяйке, ребенку или пенсионеру. В конечном счете для выбора скорости доступа в Интернет достаточно иметь на экране всего один движок: “медленнее, дешевле “ быстрее, дороже” (или два таких движка для гарантированной и максимальной скоростей передачи плюс кнопку “голос” для работы в режиме IP-телефонии). Что же касается специализированных аудио-, видео- и других терминалов и контроллеров, то они должны автоматически заказывать соответствующие коммуникационные услуги. Скажем, пользователь включает телевизор и нажимает кнопку нужной программы, а уже телевизор сам отправляет в сеть служебное сообщение на языке АТМ-сигнализации или другого протокола: “Мне, абоненту Иванову с паролем *****, нужен видео- и аудиоканал от вещательной станции ABC”. Если пользователь хочет видеть одновременно две программы по принципу “картинка в картинке” — телевизор автоматически запрашивает у оператора второй видеоканал от другой станции. Если набирает телефонный номер — телефон сигнализирует в сеть о необходимости установления речевого соединения.

Помимо удобных средств доступа к услугам, пользователь должен иметь в своем распоряжении средства контроля за их качеством. В наиболее реалистичном на сегодняшний день варианте это программа-монитор, использующая служебные механизмы АТМ для измерения полосы пропускания, времени задержки ячеек и т. п. и выводящая результаты на экран в виде пиктограммы: “заказанное качество услуг соблюдается/не соблюдается”. (При необходимости результаты измерений записываются в журнал для последующего серьезного разговора с провайдером.) Но такой способ, очевидно, хорош только для подключения ПК. Более массовые терминалы, типа телевизора или телефона, должны самостоятельно контролировать параметры услуг и при несоблюдении оговоренных условий оповещать пользователя соответствующим сигналом. В данном случае задача упрощается тем, что набор требований для каждого типа таких терминалов достаточно стандартен. Наиболее универсальным инструментом мог бы стать специализированный аппаратный тестер, включаемый непосредственно в телекоммуникационную розетку и предоставляющий интерфейсы для подсоединения абонентских устройств. Он должен регистрировать все запросы на установление соединений, проходящие через него со стороны абонента, и контролировать параметры каждого канала, предоставляемого в ответ на эти запросы. Помимо использования низкоуровневых механизмов АТМ, контроль за качеством услуг можно осуществлять путем периодического выполнения специальных тестов.

Пользователь мультисервисных сетей должен иметь интерактивный доступ к своему личному счету и своей персональной статистике. Подобные службы уже существуют у многих Интернет-провайдеров, но для мультисервисных сетей контроль за личным счетом гораздо более актуален, поскольку стоимость услуг и объем их потребления, очевидно, будут варьироваться не меньше, чем их технические параметры. Скажем, запросив в видеотеке самый свежий и пользующийся наибольшим спросом фильм, можно случайно потратить все деньги, внесенные за услуги Интернет за полгода вперед, и попасть в злостные неплательщики. Доступ к личному счету должен быть реализован через все возможные интерфейсы — телефон, телевизор, компьютер. Кроме того, желательно обеспечить возможность пополнения личного счета при помощи электронных банковских систем.

По другую сторону

Для эффективного управления услугами оператор мультисервисной сети должен располагать развитыми программными и аппаратными средствами, позволяющими быстро и гибко предоставлять любую мультимедиа-услугу для любого абонента. Рассматривая механизм предоставления таких услуг более подробно, нетрудно увидеть, что каждый запрос абонента порождает в сети оператора множество процессов. С одной стороны, необходимо аутентифицировать пользователя, проверить его платежеспособность, наличие данной услуги в его контракте и условия ее предоставления. (При этом вопрос оптимального составления абонентских договоров и тарифных планов сам по себе — это непочатый край работы для маркетинговых служб.) С другой стороны, сеть должна проверить собственные ресурсы и определить, достаточно ли их для предоставления запрошенной услуги с требуемым качеством. Если ответ окажется отрицательным, а контракт предусматривает гарантированное предоставление услуги, оператор вынужден будет принять дополнительные меры для выполнения условий контракта — в противном случае клиент имеет полное право потребовать выплаты неустойки, а то и подать в суд за некачественное обслуживание. Поскольку услуги заказываются и предоставляются в реальном времени, сеть сама должна оперативно решить, что делать: уменьшить объем ресурсов, выделенных другим клиентам сверх гарантированных им квот, перемаршрутизировать часть трафика на другие магистральные каналы, задействовать резервные каналы связи или предпринять какие-либо другие действия.

Весьма существенным моментом является то, что все взаимоотношения между оператором и абонентом сети должны строиться в терминах услуг, а не на языке малопонятных рядовому пользователю технических параметров. Пользователю необходимо предоставить возможность выбора требуемого типа соединения из нескольких предлагаемых, например: “телефон”, “радиоточка”, “Hi-Fi Stereo”. Еще лучше, чтобы абонентское оборудование делало это автоматически. Система управления услугами должна сама транслировать кодовое название канала в соответствующий набор технических параметров. Например, канал “голос” может подразумевать выделение полосы пропускания 8 Кбит/с с максимальным временем задержки 300 мс, а соединение типа “видео” — предоставление полосы пропускания 2 Мбит/с с задержкой не более 500 мс.

Для мультисервисной сети общего пользования требуется куда более сложная система управления, чем для традиционных сетей. Она должна обеспечивать одновременное предоставление множества разнообразных сетевых услуг и “мирное сосуществование” разнотипного трафика. Решение задач управления такой сетью можно разделить на четыре этапа: сбор информации непосредственно с сетевых устройств; ее анализ и структурирование; статистический учет; моделирование и планирование трафика. Классические системы сетевого управления, существующие на сегодняшний день, охватывают, как правило, лишь первые два этапа. Биллинговые системы осуществляют анализ и статистическую обработку, но они не предназначены для моделирования и планирования трафика. В целом же законченных систем для полноценного управления мультисервисными сетями, и особенно для моделирования и планирования трафика, пока не существует. Очевидно, это связано с относительной новизной поставленных задач.

В общем, для построения мультисервисных сетей общего пользования предстоит решить еще немало сложных технических задач. И хотя сегодня основные контуры таких сетей видны уже достаточно четко, путь к ним не обещает быть близким. Ну что ж, дорогу осилит идущий — а пройти ее все равно рано или поздно придется. Не забывайте, “век моторов” уже на исходе.

Об авторе:
Сатовский Борис Львович,
генеральный директор компании
“Руслан Коммуникейшнз”
Телефон: (09 5) 923-1010
E-mail: ruslan@ruslan-com.ru





  
12 '1999
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Вопрос на триллион долларов

локальные сети

• Мультимедийные розетки изменяются к лучшему

• Кабельные короба: когда стены и потолок непреодолимы

• Стандарты для заводских испытаний оптических кабелей

• Тестируем серверы NAS

интернет и интрасети

• Не пренебрегайте возможностью настроить TCP

системы учрежденческой связи

• Системы речевой почты

новые продукты

• Объединяя сети, Новая платформа

корпоративные сети

• Почтовые системы для предприятий проходят тесты SMTP

• В поисках наилучшего подхода к мониторингу приложений

• Магистральные маршрутизирующие коммутаторы: убедительные результаты в отсутствие грандов

услуги сетей связи

• Серверы удаленного доступа для небольших и средних предприятий

• Телекоммуникационные операторы нового поколения

• Создание мультисервисных сетей: задачи и перспективы

защита данных

• Отечественные средства построения для виртуальных частных сетей

• Как обеспечить конфиденциальность открытых ключей

• "Встроенная" пожароопасность трехфазных ИБП с однофазным выходом



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх