Перспективы использования сетей "голос-данные"
Все методы совмещения голосового и компьютерного трафика в одной территориальной сети можно разделить на три больших класса:
- Методы, основанные на выделении компьютерному трафику постоянной полосы пропускания в коммутируемых и некоммутируемых сетях цифровых каналов 64хN.
- Методы, основанные на передаче голосового оцифрованного трафика в кадрах переменной длины сетей с коммутацией пакетов.
- Методы объединения трафиков разных типов на основе технологии АТМ.
Технология АТМ выделена в особый класс, так как только она имеет на вооружении такие механизмы, которые не ущемляют качество обслуживания для трафиков разного типа. Несмотря на большой поток критических замечаний в адрес технологии АТМ, никто пока не предложил более убедительных технологических идей для построения высокоскоростной сети, обеспечивающей баланс качества для синхронного и асинхронного трафика.
Первый класс методов объединяет сети, в которых единицей коммутации является не отдельный кадр, а поток данных некоторой постоянной битовой скорости, кратной 64 Кб/с. Это сети выделенных цифровых каналов технологий PDH и SDH, коммутируемые сети 56/64 Кб/с и сети ISDN. Синхронный трафик обслуживается в этих сетях с очень высоким уровнем качества, а компьютерный получает фиксированную пропускную способность, в которую должны уложиться пульсации максимальной величины. При всплесках интенсивности, немного превосходящих выделенную пропускную способность канала компьютерные кадры накапливаются в очередях ожидания доступа к каналу. При этом возникают либо большие задержки, либо кадры теряются, если размер буфера недостаточен. В сетях с коммутацией каналов кадры могут также долго ожидать освобождения канала вызываемого абонента, если тот в момент вызова уже соединен с каким-то другим узлом. В целом, качество обслуживания компьютерного трафика не всегда удовлетворительное и весьма дорогое.
Второй класс методов использует для передачи данных и голоса сети с коммутацией пакетов, причем эти пакеты имеют переменные и достаточно большие размеры.
Каждый пакет заполняется замерами голоса или кадрами изображения, и после полного заполнения отправляется по сети коммутаторов. В коммутаторах этот пакет конкурирует с другими пакетами за право быть переделанным по разделяемым во времени магистральным каналам. К таким сетям относятся сети Х.25, framerelay, TCP/IP. Величины задержек данными типами сетей не гарантируются. Качество обслуживания для синхронного трафика обычно поддерживается за счет приоритетов кадров в коммутаторах или маршрутизаторах сети, но это сервис обслуживания "besteffort". Компьютерный трафик обслуживается лучше - его пульсации передаются без особых задержек и без дополнительной оплаты (Х.25 и TCP/IP), либо за небольшую дополнительную оплату (framerelay).
3.2.1. Совмещение разных типов трафика в сетях ISDN
Первичной целью разработки ISDN было намерение объединить отдельные инфраструктуры для передачи речи и цифровых данных в единую сеть, которая предоставляла бы своим пользователям как транспортные сервисы, так и сервисы более высокого уровня - факс-сервис, телетекст и т.п. Разработчики технологии ISDN не хотели ущемлять компьютерный трафик и, как это следует из рисунка рис. 3.9, предусмотрели в своих планах поддержку всех типов транспортных сервисов - и некоммутируемых, и с коммутацией каналов для голоса, и с коммутацией пакетов для данных. Однако, основы технологии ISDN были заложены давно - первый стандарт вышел в далеком 1984 году. Тогда требования компьютерного трафика к пропускной способности и пульсациям были совсем другие и скорость в 16 Кб/с, а тем более 64 Кб/с казалась вполне достаточной для большинства приложений.
Рис. 3.9. Сервисы сетей ISDN
Поэтому сервис сети с коммутацией пакетов, который реализован в сетях ISDN на управляющих каналах типа D, казалась вполне хорошей возможностью для объединения компьютеров и локальных сетей. Каналы типа D в сети ISDN образуют сеть с классическим для тех времен трехуровнем транспортным стеком (как в сетях Х.25) для передачи по сети запроса на установление соединения основных каналов - каналов B, имеющих скорость либо 2х64 Кб/с для индивидуальных пользователей, либо 30х64 для подключения офисных АТС.
В пакете запроса передается адрес конечного абонента, на основании которого коммутаторы ISDN и маршрутизируют пакет, который по дороге вызывает коммутацию основных каналов в нужном порядке. Идея разработчиков технологии ISDN состояла в том, чтобы передавать по сети каналов D не только служебные пакеты установления соединения, но и компьютерные пакеты от абонента. Скорость канала D для абонентов 2х64 (интерфейс BRI) равна 16 Кб/c, а для более мощных абонентов 30х64 (интерфейс PRI) равна 64 Кб/с.
Уже первый стандарт технологии ISDN предусматривал возможность передачи компьютерных пакетов, принятых телефонной станцией ISDN от абонента по каналу D, в чисто компьютерную сеть с коммутацией пакетов, например, Х.25. При этом телефонная сеть используется как разветвленная сеть доступа к менее географически распространенной и узкоспециализированной сети. Скорость в 16 Кб/с или 64 Кб/с очень хорошо согласовывалась со скоростью доступа сетей Х.25. Проблема совмещения синхронного и асинхронного трафика снимается с повестки дня - голос и данные хотя и передаются по одной сети, но по разным каналам (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Доступ к сети Х.25 через D-канал ISDN
Исследование, проведенное недавно журналом DataCommunication (March 1997, N3, стр. 56А) показало, что в Европе некоторые провайдеры предоставляют своим пользователям возможность выхода в сети Х.25 через D-канал. Правда, таких провайдеров немного и этот вид сервиса обнаружить не так то просто, но там, где он есть, он очень приветствуется пользователями. Наиболее качественные услуги предлагает DeutcheTelecom под названием "ISDND-kanal-zugangzuX.25-Netzen". Скорость доступа для компьютерного трафика обычно составляет 9.6 Кб/с (остаток пропускной способности после передачи телефонных вызовов). Плата за инсталляцию составляет $79 при уже имеющемся канале ISDN, плюс $91 за подключение к сети провайдера Х.25. Месячная плата имеет такую структуру:
- $54 за первый терминал (до 4-х терминалов, за остальные дешевле);
- $36 провайдеру сети Х.25;
- первый мегабайт трафика бесплатно, 2-й и 3-й - по $ 0.00037 за 64 байтовое сообщение, свыше 3 мегабайт - по $ 0.0035 за 64 байтовое сообщение.
Аналогичный сервис предлагают FranceTelecom, PostandTelecomAustria, PTTTelecomB.V. (Нидерланды), SwissTelecomPTT, TelenorA/S (Норвегия).
D-канал представляется в таких случаях как постоянное и дешевое соединение Х.25. Обычно через D-канал пользователю разрешается иметь большое количество постоянных виртуальных соединений - от 20 у SwissTelecom до 4095 у FranceTelecom.
Для использования доступа к сети Х.25 через D-канал абонент должен использовать обычное для терминального оборудования - терминальный адаптер или маршрутизатор с ISDN-портом.
Недавно появилось сообщение, что производители IP-маршрутизаторов также собираются наделить свои изделия способностью передавать IP-пакеты через D-канал сетей ISDN. Первые маршрутизаторы с таким свойством должны увидеть свет в конце 1997 года.
Однако, время с момента разработки стандартов ISDN прошло немало и скорость передачи данных в 16 Кб/с достаточна только для доступа индивидуальных пользователей или совсем небольших локальных сетей (и то не для всех современных приложений). Поэтому сети ISDN сейчас и рассматриваются в основном как транспорт удаленного доступа, но не как транспорт магистралей.
Но даже для удаленного доступа скорость 16 Кб/c часто оказывается слишком низкой и для передачи данных пользователи предпочитают использовать основные каналы типа B. В этом случае два канала интерфейса BRI дают скорость 128 Кб/c, а 30 каналов интерфейса PRI - скорость 2 Мб/с. Но в этом случае пользователи получают сервис коммутации каналов, а значит и сеть ISDN будет использоваться только как более скоростная и менее зашумленная обычная телефонная сеть, без качественной интеграции услуг.
В свое время предпринимались попытки разработки стандарта, описывающего реализацию сервиса коммутации пакета на основных каналах типа B. Однако, совместить этот сервис с сервисом передачи голосового трафика не удалось, а результатом этих попыток стало становление технологии framerelay, первоначально внедряемой как чисто компьютерной технологии.
