Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Тенденции развития и перспективы создания гибридных спутниковых мультисервисных сетей связи 10
1.1 Тенденции развития спутниковых систем связи VSAT. Объединение локальных компьютерных сетей посредством спутниковой связи 10
1.2 Тенденции развития мультисервисных мул ьти протокольных услуг 13
1.2.1 Доступ в Интернет 14
1.2.2 Интернет-телефония. Обработка запросов в режиме реального времени 20
1.2.3 Call-центры... 24
1.2.4 КЭШ системы 32
1.3 Постановка задачи исследования 36
1.4 Выводы 39
Глава 2. Тематические модели интеграции голоса, данных и видео. методы оценки качества пакетной передачи информации в широкополосных сутниковых системах с множественным доступом
2.1 Постановка задачи и основные предположения 42
2.2. Модель системы передачи 45
2.2.1 Модель видеоинформации 46
2.2.2. Модель речевого сигнала 48
2.3 Описание структуры протокола * 50
2.3.1 Структура фрейма и слота 50
2.3.2 Резервирование 51
2.3.3 Соперничество 53
2.4 Характеристики процесса передачи видео и голоса 54
2.4.1 Процесс прибытия голосовых пакетов 54
2.4.2 Процесс прибытия видео пакетов 57
2.5. Интеграция голоса и данных 59
2.5.1 Интерактивная передача данных 59
2.5.2.Интеграция голоса и данных 60
2.5.3 Стратегия подвижной границы 62
2.6 Структура фрейма при интеграции голоса и данных 64
2.7 Показатели качества пакетной передачи информации 69
2.8 Выводы 75
Глава 3. Оценка качества пакетной передачи голоса и данных в гибридных мультисервисных КССС.
3.1. Оценка допустимого времени запаздывания речевых пакетов в канале связи при пакетном способе передачи 79
3.2 Оптимизация длины пакета при пакетной передаче речи 84
3.3 Оценка запаздывания речевых пакетов в гибридных системах спутниковой связи 95
3.4 Оценка качества совместной передачи речи и данных в гибридных системах с предоставлением каналов по требованию 104
3.4 1 Задержка данных в спутниковом канале при использовании протоколов ALOHA 105
3.5 Оценка задержки приоритетной пакетной передачи информации в спутниковых системах связи [143 ] 115
3.6.Анализ наземного сегмента гибридной сети спутниковой связи 123
3.7 Выводы 130
Глава 4. Реализация мультисервисной мультипротокольной сети
4.1Структура спутникового сегмента мультисервисной сети 134
4.2 Построение спутникового сегмента с использованием IP поверх Frame Relay u ATM 142
4.2.1 Реализация спутниковой технологии Frame Relay ,„ 144
4.2.2 Перспективы создания гибридных, мультясервисных, мультипротокольных сетей 148
4.3 Структура наземного сегмента мультисервисного центра 151
4.4 Этапы реализации мультисервисной сети 166
4.5 Выводы 174
Заключение 180
Литература 186
Приложения
- Тенденции развития мультисервисных мул ьти протокольных услуг
- Характеристики процесса передачи видео и голоса
- Оценка запаздывания речевых пакетов в гибридных системах спутниковой связи
- Построение спутникового сегмента с использованием IP поверх Frame Relay u ATM
Введение к работе
Задачей построения корпоративных территориально распределенных систем спутниковой связи является передача информации с интеграцией услуг, которая должна отвечать требованиям высокой надежности и качества, передачи данных различной природы - трафик локальных сетей, трафик финансовых транзакций, голосовой трафик и т.п. Очевидно, что для одновременной передачи таких разнородных по свойствам потоков данных необходимо различать природу информации и устанавливать приоритеты исходящим пакетам.
Мультисервисной, гибридной сетью спутниковой связи будем называть телекоммуникационную структуру, на базе спутниковых и наземных сетей связи, позволяющую оказывать пользователям разнообразные услуги связи, различающиеся как по качественным, так и по количественным характеристикам и позволяющие отказаться от многочисленных дублирующих друг друга сетей связи.
Ряд производителей программного и аппаратного обеспечения, телекоммуникационные операторы и системные интеграторы уже давно объявили о создании систем мультимедийной связи, обеспечивающих одновременную передачу всех видов трафика. Однако даже для относительно простой из этих проблем - совместной передачи голоса и данных по глобальным сетям связи - пока не найдено комплексного практического решения. Во-первых - слишком разнородны и противоречивы требования, предъявляемые к коммуникационной среде для передачи различных видов трафика. Во-вторых - возможности такой системы, как и любой цепи, ограничиваются возможностями ее слабейшего звена на всем протяжении от одного клиентского терминала (компьютера, телефона, видеофона и т.п.) до другого.
В такой сети данными могут быть весьма разнообразный 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, а потому проблема создания мультисервисных, мультипротокольных, гибридных сетей связи - безусловно актуальна. 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.).
Качество услуг в подобных телекоммуникационных структурах определяется двумя основными критериями: полосой пропускания и временем доставки; низкой стоимости услуг.
На мировом рынке спутниковой связи , в том числе и в России, отмечаются существенные перемены и рост. Основная тенденция в развитии сетей спутниковой связи заключается в переходе от соединений типа "точка-точка" или распространения телепрограмм с помощью больших и дорогостоящих земных станций к спутниковым системам связи, обеспечивающих такие приложения, как передача данных, телефония и мультимедиа (в том числе - доступ в Интернет).
Спутниковые сети становятся лучшим средством для быстрого наращивания сетей общего пользования, особенно в тех местах, где отсутствует наземная инфраструктура. Благодаря этой технологии сельские, удаленные районы России могут получить доступ к- услугам связи по вполне приемлемым ценам. Кроме того, прогнозируется дальнейший рост сетей спутниковой связи, связанный с развитием таких традиционных рынков, как розничная торговля, автомобилестроение и связанные с этим отрасли, а также финансовая сфера (банки и биржи). Все большее значение приобретают приложения для широкополосной связи.
Интерактивные сети спутниковой связи (например, сети VSAT- Very Small aperture Terminal) являются эффективным инструментом для
розничной торговли, автомобильной отрасли, банков и бирж. VSAT-приложения для этих рынков включают авторизацию кредитных карточек, инвентарный контроль, корректировку цен, дистанционное обучение и мультимедийное вещание для развлечений и рекламы.
На рынке широкополосных сетей основной сферой применения корпоративных сетей спутниковой связи является обслуживание различных групп пользователей. С их помощью последние получают доступ к адресно-рассылаемой информации для развлечений, дистанционного обучения, а также - к данным.
Обеспечивая работу таких приложений, как передача данных, телефония и доступ в Интернет, корпоративные сети спутниковой связи играют главную роль в области телекоммуникаций.
Принципиальное преодоление недостатков инфраструктуры Интернет из-за перегрузки наземных сетей, вызванной высоким темпом роста Сети и переходом к мультимедийным информационным ресурсам, может быть основано только на использовании огромного потенциала систем спутникового доступа в Интернет (СДИ). Это особенно характерно для России, в которой огромная территория (7075200 кв.км) и низкая плотность населения (8 человек на кв.км) приводят к гигантским затратам на увеличение пропускной способности наземных магистральных каналов. Настоящая революция в этой области связана с появлением европейского стандарта DVB/MPEG-2, который органично объединил транспортировку как цифровой видео- и аудиоинформации, так и данных, используя в качестве сетевого стандарта передачи ГР-протокол. В рамках указанного стандарта понятие «спутниковый Internet» трактуется как передача 1Р/мультимедиа-данных через спутник (спутниковый IP-MM). Если бы требовалось использовать IP-MM только для мультивещания, то вполне могли бы удовлетвориться технологиями спутникового ТВ. Такие бизнес-приложения Internet, как
системы дистанционного образования,
информационные системы реального времени,
новостные каналы, а также
простая адресная рассылка данных из Internet (push-сервис)
вполне укладываются в рамки этих технологий. Привлекательность их реализации через спутник связана с возможностью предоставления указанных услуг на значительных географически распределенных территориях, а рентабельность широкополосных каналов (свыше 40 Мбит/с) обеспечивается большим числом подписчиков. Но для настоящего Internet нужна интерактивность.
Привлекательность передачи речи через IP заключается в возможности конвергенции речи и данных на прикладном уровне. Возможность обработки речи на прикладном уровне позволяет предлагать такие новые услуги, как создание центров обработки звонков, когда речевые звонки и данные должны быть объединены и доставлены в один и тот же пункт назначения точно в одно и то же время.
В связи с вышеизложенным, основной задачей диссертационной работы является определение направлений развития гибридных, мулътисервисных, мультипротоколъных систем спутниковой связи на пути интеграции связных и вещательных технологий, обеспечивающих передачу интегрированного трафика (телефонии, ЇР-телефонии, Интернет, трафика локальных сетей, цифрового телевидения) и разработка методов анализа как процессов передачи и распределения информации так и оценки их качества, учитывающих как статистические характеристики интегрируемых процессов (видео, голос, данные), так и особенности топологии спутникового и наземного сегментов многосредной системы связи.
Тенденции развития мультисервисных мул ьти протокольных услуг
Как видно основной тенденцией развития совремнных систем и сетей связи , также услуг в совокупности привели к возникновению нового явления - конвергенции сетей связи и услуг. Конвергенция подразумевает слияние в одно целое как множества различных сетей ( ТфСОП , сети передачи данных, спутниковые сети, распределительных сетей радиовещания и телевидения, сети Интернет и корпоративные сети), так и множества различных услуг, включая услуги связи и информационные слуги в произвольных сочетаниях в виде мультимедиа. Рассмотрим более подробно основные направления расширения и развития новых услуг, предоставляемых мультисервисными мультипротокольными сетями связи. СГСПД (скоростная городская сеть передачи данных). Услуга заключается в предоставлении корпоративным абонентам доступа к городской сети СТСПД для объединения локальных сетей и рабочих мест предприятий офисов, рассредоточенных по городу с помощью скоростных, качественных, защищенных каналов связи. По желанию, абоненту может быть предоставлен выход в Интернет, хостинг, прочее.
Корпоративные клиенты, заинтересованные в объединении локальных сетей, устанавливают у себя недорогое оборудование проводного и беспроводного доступа в сеть передачи данных СГСПД. Для беспроводного доступа по городу устанавливается несколько приемопередающих устройств, через которые осуществляется доступ в магистральную высокоскоростную сеть. Таким образом, не неся больших затрат на создание собственных сетей, клиенты получают возможность объединить локальные сети своих офисов.
Постоянный доступ в Интернет. Абонентам предоставляется доступ к скоростной городской сети передачи данных (СГСГД) посредством выделенного подключения с предоставлением доступа в Интернет.
Пользователи (корпоративный - в офисе, частный - в квартире) подключаются к сети СГСПД с последующим выходом в Интернет, при помощи недорогих устройств Ethernet. В зданиях устанавливаются узлы доступа в СГСПД, через которые осуществляется выход в магистральную сеть и далее в глобальную сеть Интернет. Программное обеспечение пользователя настраивается на внутренний прокси - сервер, обеспечивающий функции защиты, авторизации, контроля трафика. Подключение может осуществляться как без гарантированной минимальной скорости пропускания (flex-доступ), так и с гарантированной скоростью работы.
Коммутируемый доступ в Интернет. Услуга предназначена для предоставления доступа в Интернет абонентам сети связи общего пользования (ССОП) посредством коммутируемого соединения. Пользователь, используя компьютер с модемом или специальную TV приставку, звонит с любого телефона на сервер доступа. После процесса авторизации ему предоставляется доступ в Интернет.
Разработка и сопровождение представительств в сети Интернет. Назначение этой услуги заключается в оказании услуги создания, размещения и поддержки электронного представительства в сети Интернет, консультации возможностей использования потребителем Интернет - технологий.
Пользователь, используя коммутируемый или иной доступ к Интернет, подключается к оборудованию провайдера, где ему предоставляется информация, консультации о возможностях Интернет, варианты применения тех или иных технологий и решений с целью получить максимальный и ощутимый эффект от создания и поддержки Интернет -представительства. Профессиональный подход и применение типовых решений позволит сократить расходы клиента на создание и поддержку, получить ощутимые преимущества от использования Интернет — представительства.
ГР телефонный шлюз на WWW. Назначение услуги заключается в предоставлении клиентам платных информационных услуг - размещение на WWW-страницах IP телефонных шлюзов: операторам, для предоставления голосового сервиса «компьютер -телефон»; заказчикам для их покупателей, клиентов, партнеров организация доступа к услугам call-центров, телефонов офисов, служб, отделов продаж и подобное; операторам и иным заказчикам организация услуги бесплатных звонков (типа «800»).
По желанию заказчика на WWW страницах размещается кнопка или другой управляющий элемент (ссылка, выделенное поле, Java апплет) при обращении, к которому производится звонок на заранее указанный заказчиком номер.
Хостинг (размещение WWW страниц). Назначение Хостинга заключается в размещении пользователями нформации в сети Интернет в виде Интернет-представительств.
Высококачественный WEB-хостинг: Пользователь, используя коммутируемый или иной доступ к Интернет, подключается к оборудованию провайдера, подключенному к сети Интернет по скоростному каналу связи и оснащенным специальным программным обеспечением (WWW-сервер, FTP-сервер, сервер статистики, Mail Forwarding, другое ПО), где пользователю выделяется дисковое пространство для размещения информации. По желанию, может быть предоставлен дополнительно ряд сервисов, например, возможность подключения к базам данных, ведение статистики обращений к его информации и т. п.
Доступ производится с помощью протоколов Telnet или FTP. Настройка и использование специального программного обеспечения может осуществляться пользователем самостоятельно, с панели управления, являющейся специальной WWW-страницей.
Бизнес-хостинг (защищенные хранилища информации абонентов) Абонентам СГСПД и другим пользователям предоставляется возможность размещения пользователями информации в защищенных хранилищах информации. С этой целью на выделенном компьютере, оборудованном устройствами хранения информации повышенной надежности и специализированным программным обеспечением резервирования, архивирования и шифрования данных пользователю выделяется дисковое пространство для размещения информации, касающейся деятельности его предприятия. Доступ к системам производится с помощью высоконадежных систем авторизации пользователя. Для повышения надежности и защищенности возможна передача хранимой информации в аналогичные специализированные центры хранения информации за границей.
Информационный банк мультимедиа информации: Назначение услуги заключается в предоставлении возможности абонентам СГСПД доступа к аудио и видеоархивам с высоким (цифровым) качеством записей. С этой целью в сети СГСПД организуется база данных, оснащенная очень большим объемом памяти и средствами автоматического пополнения и сортировки, где хранятся видео и аудиоархивы, записанные в цифровом формате (MPEG-3, RealVideo, RealAudio), все виды видеоигр, видео тренингов по темам культуры, образования, физической культуры, быта, воспитания, садоводства и прочее. Абоненты СГСПД могут получить эти материалы для просмотра на, своих персональных и сетевых компьютерах, видео приставках, телевизорах по запросу или в домашних киновидеотеатрах. На компьютере может быть также установлено дополнительное программное обеспечение, позволяющие в реальном времена транслировать передачи телевизионных и радио каналов через сеть СГСПД и , сблокированном с ней, интерактивном телевидении. Для просмотра видео- аудиозаписей, транслируемых программ, на компьютерах и видеоприставках пользователей должно быть установлено специализированное программное обеспечение, обычно распространяемое бесплатно.
Характеристики процесса передачи видео и голоса
В этом разделе будет представлен интегрированный протокол для голоса и видео с множественным доступом. Также представлены и проанализированы различные типы оценок параметров системы и приведены формулы для таких показателей как отбрасьгеание пакетов видео, блокировка видео пользователей, блокировка голосовых пользователей, пропускная способность для видео и голоса. 2.4.1 Процесс прибытия голосовых пакетов Имеется Ыа голосовых терминалов, которые в данном фрейме могут перейти в состояние on и off с вероятностью р% и р% соответственно.
Если за At принять число действующих голосовых (или аудио) пользователей, то этот процесс можно представить в виде: где Ut и Wt - число вновь прибывших и отбывших пользователей в фрейме / соответственно. Эти величины, как показано ниже, биноминально распределены: где Rt - число терминалов, чьи запросы на резервирование находятся в стадии обработки (или передачи), т.е.: Для того, чтобы вычислить один шаг переходных вероятностей At мы сделаем аппроксимацию, руководствуясь следующими двумя допущениями: Эти допущения вполне обоснованы, поскольку голос — это медленно изменяющийся процесс, и значения At+X и А{ как правило почти одинаковы (см. [ I ]). Для упрощения выкладок сделаем следующее допущение. Будем полагать, что если число вновь прибывших и убывших пользователей в фрейме существенно ниже одного, то средний суммарный процесс At может быть аппроксимирован случайным блужданием. Это обосновывается следующим образом: пусть время, в течение которого пользователь находится либо в состоянии on, либо в состоянии off, экспоненциально распределено со средним 5 минут. Тогда вероятность того, что голосовой звонок возникнет, или голосовой звонок завершится в данном фрейме - мала и определяется следующим образом:
В худшем случае, когда все пользователи простаивают, вероятность того, что один звонок появится: Мар (і - pQ j ; вероятность того, что в фрейме появится два звонка: Если или то допущение, о том, что процесс является случайным блужданием, является хорошо обоснованным. Также заметим, что такие же аргументы применимы для двух прибытий во фрейме или одного прибытия и одного отбытия. Сведение задачи к случайному блужданию поясняется на рис. 2.4, Рис, 2.4 , Принцип случайного блуждания для описания процессов прибытия видео и голоса где К, Xj и у j определяются следующим образом; К Процесс (Лі) успешно характеризует общую голосовую активность. Это происходит благодаря тому, что каждый установившийся голосовой звонок генерирует пакет фиксированной длины в каждом фрейме во время своего целого интервала. Таким образом, At - это суммарное число пакетов, сгенерированных в фрейме
Оценка запаздывания речевых пакетов в гибридных системах спутниковой связи
Структура мультимедийной сети подразумевает наличие нескольких подсетей. Однако для того, чтобы упростить задачу, положим, что подсетей только две - одна наземная подсеть, а другая — спутниковая. В узлах сети находятся узлы коммутации (УК), соединенные друг с другом наземными линиями. Также имеются специальные узлы, имеющие выход в спутниковую подсеть и называемые спутниковыми узлами коммутациями (УКС). Маршрутизация в мультимедийных сетях состоит из двух важных составляющих: разделение входного трафика на спутниковых УК между наземной и спутниковой подсетями; маршрутизация в наземной подсети.
Трафик в наземной подсети состоит из трафика голоса и трафика данных. Проблема дальнейшей разработки системы может быть поставлена следующим образом. Имея заданные топологию сети, наземную процедуру маршрутизации и емкости связей, минимизируем среднее время задержки системы для трафика данных при условии, что вероятность блокировки голосового вызова на наземных и спутниковых линиях не превысит некоторую величину, заданную техническими требованиями. Можно предположить и другие показатели качества, которые необходимо оптимизировать в зависимости от конкретного технического задания. Например, можно задаться целью максимизировать разностные емкости линий связи с (или без) ограничением задержки. Или можно минимизировать стоимость, которая в некоторых случаях может быть определяющим фактором.
Если передача информации осуществляется только одним УКС (то есть М= 1), то в спутниковом канале не будет конфликтов. В этом случае средняя задержка речевого пакета в спутниковой подсети ts состоит из задержки распространения Тр и средней задержки в очереди t04. Воспользовавшись результатами теории массового обслуживания с очередями M/D/1, найдем [1,113 ]: где Т„— 0,26 с - время задержки, обусловленное задержкой распространения; Rs (бит/с) - пропускная способность спутникового канала; д5 (пакет/с) -общая входная интенсивность поступления пакетов в спутниковый канал; LyS = 1 /цте (битов/пакет) — средняя длина речевого пакета.
Для М 1 в [46] предложена простая модификация (3.24), которая дает удовлетворительные результаты:
Для анализа приведенных выражений зададимся следующими исходными данными: средняя длина пакета Д,5 =(500,750,1000) бит; пропускная способность спутникового канала Rs =(128,160, 256) Кбит/с; интенсивность генерирования пакетов для передачи по спутниковому каналу As =(10,30,50) пак,/с; время задержки, обусловленное прохождением пакета по спутниковому каналу, Тр - 0.25 с.
Видно, что даже при максимальном количестве УКС , равном 10, увеличение интенсивности генерации потоков от 10 до 50 пак/с приводит к незначительному возрастанию задержки , не превышающее 0,01 с. Рис. 3.12 отображает зависимость времени задержки пакета от количества УКС при разной пропускной способности спутникового канала, фиксированной интенсивности генерирования пакетов равной 50 пакУс и длине пакета 1000 бит. Видно, что возрастание скорости передачи приводит к снижению времени запаздывания передачи речевой информации. Чем больше УКС, тем существеннее эффект. На рис. 3.12. представлены зависимости времени задержки пакета от количества УКС при разной длине пакета, интенсивности генерирования пакетов 50 пак./с и пропускной способности спутникового канала 128 Кбит/с.Как и следовало ожидать с увеличением длины пакета время запаздывания возрастает. На рис. 3.14. приведены зависимости времени задержки от длины пакета при разном числе УКС, фиксированной интенсивности генерирования пакетов 50 пак./с и пропускной способности спутникового канала 128 Кбит/с. Нетрудно видеть , что задаваясь некоторой допустимой величиной запаздывания в канале связи можно сформулировать требования к количеству УКС и допустимой длине пакета, обеспечивающих это время.
Построение спутникового сегмента с использованием IP поверх Frame Relay u ATM
В связи с тем, что многие технико-экономические вопросы пакетной телефонии (в первую очередь по наиболее развитым ее сетям — Интернет) еще далеки от решения, большое внимание уделяется перспективам передачи речи по интегральным сетям с коммутацией пакетов - FR - и с быстрой коммутацией пакетов - ATM. В этих сетях уже реализовано или находится в стадии реализации подавляющее число мер повышения качества связи.
В первую очередь это касается эффективных механизмов управления потоками, которые действуют непрерывно, но становятся особенно важными в моменты перегрузок.
Основное достоинство ATM - это последовательная реализация метода асинхронно-адресной системы передачи и коммутации, позволяющая объединять различные тины трафика в единый поток и тем самым обеспечивать весьма высокую эффективность использования пропускной способности канала. При этом в ATM отработаны механизмы управления — система мер по снижению тех недостатков, которые присущи статистическому мультиплексированию.
Наличие в ATM сложной технологии управления трафиком приводит к тому, что коммутаторы ATM относительно дороги по сравнению с маршрутизаторами IP и FR. Однако без совершенного управления потоками в значительной мере теряются преимущества асинхронно-адресного режима ATM по сравнению с синхронным режимом, а также по сравнению с коммутацией кадров и пакетов в сетях FR и Интернет.
В сетях FR используются более простые и, естественно, менее эффективные механизмы управления потоками; прямой и косвенный.
Прямое управление нагрузкой в сетях реализуется с помощью двух типов сигналов оповещения о перегрузке. Сигнал BECN (Backward Explicit ongestion Notification), направляемый назад, и сигнал FECN (Forward Explicit Congestion Notification), направляемый вперед, служат для оповещения соответственно передающих и принимающих устройств о необходимости снижения интенсивности трафика, так как в противном случае возможна потеря данных.
Косвенное управление нагрузкой предполагает назначение гарантированной пропускной способности CIR (Committed Burst Size) и гарантированного объема "всплеска" нагрузки , что обеспечивает пропуск трафика абонентов в пределах заказанной ими полосы пропускания. Реальная пропускная способность канала при передаче сообщений пользователя задается пользователем поставщику услуг CIR.
Поскольку FR гарантирует доставку кадров (перегрузки в сети ликвидируются путем сброса или задержки кадров), то с учетом приоритетов голосовых кадров рекомендуется кадры данных, передаваемые со скоростями выше CIR, маркировать как подлежащие сбросу в первую очередь.
Для реализации такой технологии в поле заголовка кадра FR имеется бит DE (Discard Eligibility). Если в это поле записывается единица, то сбрасываться будут кадры с низким приоритетом (кадры ПД), если ноль — кадры с высоким приоритетом. Косвенное управление служит также для того, чтобы разнородный трафик всех абонентов, использующих опорную сеть, достиг точки своего назначения.
Наряду с названным выше, в технологии ATM предусмотрено: сжатие речи, подавление пауз, динамическое выделение полосы пропускания. С учетом всего вышесказанного, можно считать, что перспективы ЕР-телефонии высокого качества лежат в области использования сетей FR и ATM.
Анализ рынка мультимедийных услуг в РФ, проведенный на примере Дальневосточного федерального округа, показал, что в настоящее время общее число крупных клиентов, для которых необходимо обеспечить передачу интегрированного трафика, как правило невелико и примерно равно числу крупных городов. В частности, в Дальневосточном регионе число таких центров колеблется в пределах - 30-40.
Вместе с тем планируемые групповые информационные потоки для этого незначительного числа клиентов (не включая потоки цифрового телевидения) наоборот достаточно велики и составляют для региональных спутниковых VSAT станций - до 2048 кбит/с, а для центральной (узловой) спутниковой HUB станции до 8-10Мбит/с.
В этих условиях, в качестве базовой для организации транспортной среды для организации подсистемы связи целесообразно использовать спутниковую VS AT технологию Frame Relay.
Анализ сравнительной эффективности использования полосы частот на спутнике-ретрансляторе в различных связных сетях VSAT, проведенный в [ 1 ] , показал, что спутниковая технология Frame Relay (FR), имеет существенные преимущества по сравнению с сетями на основе технологии DAMA (в частном режиме РАМА) и обычными сетями с закрепленными дуплексными каналами. Спутниковая сеть FR включает центральную станцию сети спутниковой связи (HUB ЗС), региональные станции (VSAT ЗС), а также терминалы сетевого доступа к наземным сегментам сети на основе технологии FR, расположенные как правило на HUB ЗС и на VSAT ЗС, Центральная ЗС и региональные VSAT ЗС формируют через спутник-ретранслятор групповые асимметричные симплексные каналы связи таким образом, чтобы создать спутниковую сеть с коммутацией пакетов по протоколу FR. Терминалы сетевого доступа на основе технологии FR обеспечивают формирование необходимого числа виртуальных (логических) PVC (Permanent Virtual Circuit) каналов с заданной пропускной способностью и необходимой топологией ( звезда, радиально- узловая схема, полносвязная группа и др). Принцип технологии поясняется на рис.4.3.
Технология пакетной передачи информации FR обеспечивает передачу мультисервисного, мультипротокольного трафика (голос, передача данных, межкомпьютерный обмен и др.) и их динамическое перераспределение внутри заданной полосы частот PVC канала.
Таким образом, любая, например, радиально-узловая топология сети, реализуется на числе несущих (числе радиосигналов на одной несущей частоте) равном числу пунктов в сети. В известных сетевых технологиях построения корпоративных систем на основе дуплексных каналов DAMA VSAT требуемое число несущих как правило в 2-3 раза больше.
