Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние, уровень и тенденции развития технологических систем информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте 11
1.1 Общие принципы построения 11
1.2 Первичная сеть технологического сегмента 13
1.3 Сеть оперативно-технологической связи 15
1.4 Сеть общетехнологической телефонной связи 17
1.5 Сеть передачи данных 21
1.6 Постановка задачи 25
2 Анализ качества обслуживания в системах ІР-телефонии 27
2.1 Постановка задачи на исследование в главе 27
2.2 Качество обслуживания в системе ІР-телефонии и методы его контроля 27
2.3 Анализ задержки в системе ІР-телефонии 35
2.4 Методика расчета задержки и вероятности потерь речевых пакетов в узлах IP-сети в зависимости от качества передачи речи 43
2.5 Выводы 53
3 Исследование математических моделей для расчета пропускной способности каналов ІР-сети 55
3.1 Постановка задачи на исследование в главе 55
3.2 Анализ методов управления ресурсами ІР-сети 56
3.3 Расчет параметров узла ІР-сети с использование простейших моделей СМО 70
3.4 Вариант расчета пропускной способности каналов в системе ІР-телефонии 84
3.5 Выводы 99
4 Экспериментальные исследования качества обслуживания речевого трафика в узлах ІР-сети 100
4.1 Постановка задачи на проведение эксперимента 100
4.2 Разработка стенда и программы и методики испытаний 101
4.3 Анализ результатов стендовых испытаний 106
4.4 Сравнение полученных результатов с теоретическими исследованиями 119
4.5 Выводы 123
5 Анализ вариантов применения технологии ІР-телефонии на железнодорожном транспорте 125
5.1 Постановка задачи 125
5.2 Разработка перспективной архитектуры единой системы информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте 125
5.3 Варианты применения технологии ІР-телефонии 131
5.4 Технико-экономический анализ применения технологии ІР-телефонии на железнодорожном транспорте 136
5.5 Выводы 146
Заключение 148
Список использованных источников 150
- Сеть общетехнологической телефонной связи
- Методика расчета задержки и вероятности потерь речевых пакетов в узлах IP-сети в зависимости от качества передачи речи
- Вариант расчета пропускной способности каналов в системе ІР-телефонии
- Сравнение полученных результатов с теоретическими исследованиями
Введение к работе
На сегодняшний день информатизация и связь являются одной из наиболее перспективных и динамично развивающихся инфраструктурных отраслей России. Роль информатизации особенно возрастает в условиях развивающихся процессов глобализации мировой экономики и создания информационного общества.
МПС России активно поддерживает идею создания единой информационной системы всего транспортного комплекса страны. Без внедрения современных технологий на железнодорожном транспорте невозможно осуществить успешное реформирование железнодорожной отрасли. Сегодня стратегия информатизации МПС предусматривает несколько направлений развития: развертывание магистральной сети связи, создание на ее базе цифровой системы оперативно-технической связи и построение единой инфраструктуры вычислительных центров МПС по всей стране.
Мировые тенденции развития современных инфокоммуникаций основаны на переходе от моносервисных узкополосных сетей с коммутацией каналов к интегральным широкополосным сетям на базе технологии коммутации пакетов. Это связано в первую очередь с потребностями информационного общества в мультисервисных услугах и быстрым развитием высокоскоростных технологий.
По мере внедрения волоконно-оптических систем передачи стоимость пропускной способности цифровых каналов стремительно снижается. Но вмести с тем, возрастает объем передаваемой информации в виде данных, речи, видеоизображения и их комбинации в виде мультимедийных сообщений. А, следовательно, по-прежнему остается актуальным вопрос эффективного использования ресурсов сети.
Бурное развитие цифровой техники позволило осуществить интегрированную передачу различного рода информации (данных, речь, видеоизображение) по сетям с коммутацией пакетов. Технология коммутации пакетов обладает рядом преимуществ перед технологией коммутации каналов:
- эффективное использование пропускной способности каналов за счет статистического уплотнения передаваемой информации;
использование единой инфраструктуры для интегрированной передачи данных, речи, видеоизображения, что обеспечивает снижение эксплуатационных расходов;
возможность развертывания новых видов услуг без модернизации существующей инфраструктуры мультисервисной сети.
На железнодорожном транспорте России функционирует множество систем информационного взаимодействия различного назначения, архитектуры, аппаратурного исполнения, физически и морально изношенных, которые используют различные линии передачи (воздушные, кабельные, волоконно-оптические, радиорелейные, космические). В рамках проводимой программы информатизации осуществляется модернизация всех видов технологических систем информационного взаимодействия и переход от аналоговых к цифровым системам с коммутацией каналов.
Актуальной задачей в сложившейся ситуации является рассмотрение вариантов объединения всех систем в единую систему информационного взаимодействия на базе цифровых систем с использованием технологии коммутации пакетов. На сегодняшний день наиболее широко распространены три типа сетей с коммутацией пакетов: ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим передачи), FR (Frame Relay - ретрансляция кадров) и IP (Internet Protocol - Интернет протокол). Данные сети обеспечивают интегрированную передачу данных, речи и видеоизображения по средствам следующих технологий: голос поверх ATM (Voice over ATM - VoATM), голос поверх Frame Relay (Voice over FR - VoFR), голос поверх IP (Voice over IP — VoIP). Согласно концепции развития цифровой сети связи МПС [1] и системному проекту [2] сеть передачи данных общетехнологического назначения строится на базе Интернет протокола (Internet protocol - IP). Поэтому для организации технологической телефонной связи в дальнейшем будет рассматриваться технология VoIP, которую еще называют ІР-телефония или Интернет телефония.
Под ІР-телефонией будем понимать технологию передачи речевой информации в режиме реального времени с заданным качеством между двумя или более абонентами через сеть с протоколом IP (ІР-сеть) совместно с мультимедийными сообщениями, а также обмен служебной информацией, необходимой для
организации этой передачи. Систему информационного взаимодействия, которая использует технологию ІР-телефонии, будем называть системой 1Р-телефонии.
Однако изначально протокол IP был ориентирован на передачу данных без установления соединения и гарантии доставки сообщений. Поэтому в ІР-сетях существует ряд нерешенных проблем, связанных с обеспечением высокого качества обслуживания мультисервисного трафика различных приложений, работающих в режиме реального времени. В первую очередь это относится к приложениям передачи речи.
В последнее время вопросу качества передачи речи по сетям с коммутацией пакетов в научной литературе уделяется достаточно много внимания в России и за рубежом [3-6]. Проведены исследования характеристик трафика [7, 8] и предложен ряд моделей расчета пропускной способности ІР-сетей для различных видов трафика [9-13]. Но представленные модели слабо учитывают статистические характеристики потока речевых пакетов. Среди них отсутствуют простые модели, позволяющие оценить граничные значения требуемой пропускной способности каналов в зависимости от качества передачи речи из конца в конец.
В настоящей работе представлены:
анализ состояния, уровня и тенденций развития технологических систем информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте;
исследование методов обеспечения качества обслуживания в системе ІР-телефонии, определение критериев оценки и основных требований к качеству передачи речи в сети с коммутацией пакетов;
экспериментальные исследования обеспечения качества обслуживания речевых пакетов в узлах ІР-сети;
разработка перспективной архитектуры единой системы информационного взаимодействия и анализ основных вариантов применения технологии ІР-телефонии на железнодорожном транспорте.
Автору не известны научные работы, в которых отражены рассматриваемые вопросы в таком объеме применительно к железнодорожному транспорту.
Сеть общетехнологической телефонной связи
Сеть оперативно-технологической связи, входящая в качестве вторичной сети в телекоммуникационную сеть железнодорожного транспорта России предназначена для использования при управлении движением поездов и текущим содержанием инфраструктуры железнодорожного транспорта (пути, сооружений, энергосистем, подвижного состава, СЦБ, связи и др. хозяйств) [19]. ОТС является также одним из средств обеспечения безопасности движения.
Система ОТС обеспечивает установление соединений и ведение переговоров диспетчеров всех служб с исполнителями технологических процессов эксплуатационной работы, находящимися на станциях, перегонах и подвижных объектах в пределах диспетчерских участков (кругов), а также руководителей станций и других объектов железнодорожного транспорта с соответствующими исполнителями. В системе ОТС предусмотрена радиосвязь поездных диспетчеров и дежурных по станциям с машинистами поездных локомотивов и линейная ремонтная оперативная связь.
Цифровая сеть ОТС строится на базе жесткозакрепленных групповых каналов за абонентами с применением специализированных коммутационных станций и технологии коммутации каналов. Сеть ОТС формируется из колец нижнего уровня, в каждом из которых находится до 30-50 коммутационных станций, соединенных между собой одним или двумя первичными цифровыми потоками (ПЦК) с пропускной способностью 2048 кбит/с каждый. Кольца нижнего уровня и распорядительная станция соответствующего направления Дороги объединяются кольцом верхнего уровня при помощи нескольких ПЦК. Основные и обходные направления колец организованы по разным физическим линиям передачи. Количество абонентов малых станций сети ОТС редко превышает трех десятков. На крупных станциях количество абонентов может достигать нескольких сотен.
Организованная таким образом двухуровневая кольцевая структура сети позволяет осуществить «подтягивание» диспетчерских кругов к единому диспетчерскому центру управления (ЕДЦУ) и организовать взаимодействие абонентов, которые относятся к разным кольцам нижнего уровня.
В настоящее время разрабатываются и вводятся в эксплуатацию несколько типов комплексов аппаратуры диспетчерской цифровой связи: ДСС (ЗАО «Интелсетт»), DX-500)KT (ЗАО «Информтехника и связь»), КС-400 (ОАО «Морион») и др.
Внедрение новых методов управления на железнодорожном транспорте постоянно ужесточает требования к технологической связи. Возрастают требования к объему и качеству предоставляемых услуг. Задача организации новых видов возлагается на сеть ОТС, как на самую развитую вторичную сеть технологического сегмента. Однако, на базе существующей сети ОТС невозможно организовать требуемые новые виды связи и перспективные услуги из-за низкой пропускной способности каналов связи между коммутационным оборудованием и ограниченности технологии коммутации каналов, используемых в данной сети.
Таким образом, существующая сеть ОТС характеризуется линейной топологией, низкой плотностью абонентов, большим количеством видов связей, малой пропускной способностью каналов связи и высокой надежностью. Но из-за ограниченности технологии коммутации каналов перспективы развития сети ОТС не достаточны для создания единой мультисервисной сети связи МПС с предоставлением широкого спектра услуг.
Сеть общетехнологической телефонной связи (ОбТС) предназначена для предоставления работникам различных подразделений железнодорожного транспорта услуг по передаче речевой, документальной и мультимедийной информации в пределах всей сети железных Дорог, необходимых для обеспечения процесса управления подразделениями железнодорожного транспорта [17]. А также предоставление дополнительных услуг, обеспечиваемых современным телекоммуникационным оборудованием, которые позволяют повысить производительность труда работников.
Сеть ОбТС имеет иерархическую структуру построения, состоящую из магистрального, дорожного, отделенческого и местного уровней [20]. Реконструкция магистрального уровня предусматривает создание наряду с центральным магистральным узлом (МУ ЦСС) нескольких магистральных узлов первого класса (МУ), соединённых по принципу «каждый с каждым». На рисунке 1.4 представлена схема верхнего уровня, из которой следует, что соединение на магистральном уровне осуществляется по следующим возможным направлениям: ДУ-МУ ЦСС-ДУ, ДУ-МУ-ДУ и ДУ-МУ-МУ-ДУ.
На рисунке 1.5 представлена структура магистрального уровня перспективной цифровой ОбТС, в основу которой положены описанные выше принципы формирования магистральных узлов первого класса. Согласно схеме, узлы первого класса располагаются в Москве, Ростове, Самаре, Екатеринбурге, Саратове, Иркутске. Указанные узлы являются базовыми узлами сети, в которых концентрируется нагрузка магистрального уровня. Через них осуществляется выход на сети связи зарубежных Дорог.
Первичное узлообразование сети ОбТС осуществляется на уровне отделения дороги, где все оконечные телефонные станции (ОС) включаются в отделенческий узел (ОУ). Отделенческие узлы включаются в дорожный узел (ДУ), а дорожные узлы, в свою очередь, включаются в магистральный узел (МУ) и центральный МУ ЦСС (рисунок 1.6).
Методика расчета задержки и вероятности потерь речевых пакетов в узлах IP-сети в зависимости от качества передачи речи
Применительно к сети связи МПС в соответствии с классами обслуживания, предложенными ETSI, могут использоваться следующие варианты организации связи на базе системы ІР-телефонии (рисунок 2.6). Классу высокого узкополосного качества обслуживания (IIН) должны соответствовать соединения между IP-терминалами в пределах дорожного сегмента СПД непосредственно через ІР-сеть. Это связано с отсутствием в тракте данных соединений аналоговых вставок (т.е. полнодуплексная связь без дифференциальных систем и эхокомпенсаторов) и высокими временными характеристиками IP-терминалов (низкая задержка). Соединения данного качества могут использоваться для организации оперативной и общетехнологической телефонной связи, организованной на базе системы 1Р-телефонии.
Классу среднего узкополосного качества обслуживания (IIМ) должны соответствовать соединения между IP-терминалами разных дорожных сегментов через магистральный уровень СПД и соединения между IP-терминалами и терминалами сети с коммутацией каналов (ОТС, ОбТС, ТфОП) в пределах Дороги. Для соединений с выходом на сеть с коммутацией каналов сигнал проходит через шлюзы межсетевого взаимодействия, которые вносят существенную задержку. При наличии в тракте аналоговых вставок качество соединений будет хуже, чем при полностью цифровом соединении из-за наличия в тракте дифференциальных систем и эхокомпенсаторов, а так же высокого уровня шумов в аналоговых линиях. Соединения данного класса качества обслуживания могут использоваться для организации взаимодействия системы ІР-телефонии с существующими сетями ОТС и ОбТС и абонентами системы ІР-телефонии других Дорог.
Классу допустимого узкополосного качества обслуживания (II А) соответствуют все остальные соединения. Данный класс качества обслуживания предполагает большую задержку сигнала из конца в конец (до 400 мс), что затрудняет ведение оперативных переговоров и делает их практически невозможными. По этой причине, соединения данного класса должны использоваться для связи в исключительных случаях, например, при отказах в сети для резервирования трафика сетей с коммутацией каналов.
При установлении соединения между IP-терминалом и терминалом подвижной радиосвязи (например, ПРС) наибольший вклад в ухудшение качества связи вносит устройство транскодирования (преобразователь формата речевого кодирования), помехоустойчивого кодирования, ошибки в радиоканале и окружающий шум подвижных абонентов (движущийся поезд, ремонт путей и т.д.). Использование в обеих сетях при соединениях IP-терминалов с терминалами подвижной радиосвязи идентичных речевых кодеков позволит исключить механизм транскодирования и повысить качество обслуживания абонентов. Тем не менее, вопрос повышения качества обслуживания абонентов при взаимодействии систем ІР-телефонии и сети подвижной радиосвязи подлежит дальнейшему изучению.
В таблице 2.7 представлены результаты расчета задержки сигнала в различных элементах системы ІР-телефонии для высокого и среднего узкополосного классов качества обслуживания.
Из таблицы видно, что наибольшей задержкой обладает кодек G.723.1. Из-за ограничения общей задержки сигнала в системе при использовании данного кодека задержка в ІР-сети не должна превышать 2,5 мс и 52,5 мс для классов обслуживания ПН и ИМ соответственно. Задержка в кодеке G.711 практически равна длине ІР-пакета.
Таким образом, задержка в системе ГР-телефонии зависит от числа речевых кадров в IP-пакете, типа низкоскоростных кодеков, протяженности линий связи и задержи пакетов в узлах ІР-сети. Вариация задержки пакетов в узлах ІР-сети компенсируется в буфере подавления джиттера.
Международным союзом электросвязи (МСЭ) и Европейским институтом стандартов в области телекоммуникаций (ETSI) разработаны требования к качеству передачи речи (общее и слышимое качество передачи, задержка информации) с учетом особенностей субъективного восприятия для различных классов качества обслуживания абонентов. Однако, данные требования накладываются на качество передачи речи из конца в конец (от говорящего до слушающего). При расчете пропускной способности каналов мультисервисной сети возникает необходимость в определении требований к объективным параметрам качества обслуживания речевых пакетов в узлах ІР-сети (средняя задержка пакетов, максимальная задержка пакетов, вероятность потерь пакетов и др.).
В большинстве работ [12, 13, 42] для определения максимально-допустимых значений задержки и вероятности потерь пакетов в узлах сетей с коммутацией пакетов используются примитивные методы расчета, а зачастую просто приводятся значения тех или иных параметров без объяснения, которые на практике не могут получить широкого применения.
В настоящем параграфе предлагается методика расчета объективных параметров качества обслуживания речевых пакетов в узле ІР-сети (максимальная задержка и допустимая вероятность потерь) в зависимости от проектируемого качества передачи речи в системе ІР-телефонии для различных речевых кодеков и длины ІР-пакетов.
Общее качество передачи речи и объективные параметры качества обслуживания речевого трафика связаны через оценку общего качества передачи R многопараметрическими зависимостями, которые описаны Е-моделью [30]. Оценка общего качества передачи R включает все параметры передачи речи и рассчитывается по следующей формуле:
Вариант расчета пропускной способности каналов в системе ІР-телефонии
Исходя из современных принципов построения сетей с коммутацией пакетов, множество локальных вычислительных сетей (ЛВС) различных предприятий объединяются при помощи глобальной вычислительной сети (ГВС) в единое информационное пространство. Для подключения пользовательских терминалов к ресурсам ЛВС используются высокоскоростные асинхронные каналы с пропускной способностью свыше 100 Мбит/с и коммутаторы с ядром коммутации не менее 10 Гбит/с. В то же время, для связи узлов ГВС, используются каналы магистральных линий связи с пропускной способностью, как правило, не выше 2 Мбит/с. Это связано с высокой стоимостью строительства собственных линий передачи и аренды таких каналов у других операторов. Низкая пропускная способность каналов ГВС снижает качество обслуживания абонентов и накладывает ограничения на допустимое число абонентских терминалов ЛВС, а их высокая стоимость заставляет эффективно использовать имеющиеся ресурсы сети.
Задача оптимизации любых пакетных сетей, в том числе и IP-сетей, по критерию эффективности использования их ресурсов (средств и методов обработки и передачи пакетов, эффективности использования пропускной способности цифровых каналов связи, емкости буферных накопителей и др.) является наиважнейшей, весьма сложной и далеко нерешенной. Системы пакетной передачи речи предъявляют повышенные требования к качеству обслуживания речевого трафика в ІР-сетях. Ряд вопросов оценки качества обслуживания речевых соединений в ІР-сети (задержек, потери пакетов, емкости буферных накопителей) рассмотрены в [10, 12, 13,42,46-49] для отдельных простейших моделей.
Однако, до сих пор не разработаны оптимальные механизмы управления трафиком и ресурсами сети (управление входными и выходными потоками, обеспечение заданных параметров качества обслуживания, включая борьбу с перегрузками, выбор оптимальных маршрутов и т.д.). Практически отсутствуют надежные статистические данные по потокам речевого и, особенно, мультисервисного трафика IP-сетей с учетом различного качества доставки разнородных сообщений и нестационарности во времени.
Основной целью настоящей главы является рассмотрение методов обеспечения высокого качества передачи речи в сочетании с максимально-эффективным использованием ресурсов сети с коммутацией пакетов, прежде всего пропускной способности магистральных каналов связи. В главе также рассматриваются методики оценки других важнейших параметров IP-сети, таких, как средняя длина очереди, время ожидания пакетов в узлах коммутации, вероятность потерь пакетов и др.
IP-сеть состоит из узлов коммутации (маршрутизаторов, коммутаторов, мостов, повторителей и др.), оконечных станций и каналов связи, объединяющих их. Она является мультисервисной сетью, которая обеспечивает передачу разнородного трафика между различными приложениями. Каждое приложение требует определенного качества обслуживания (QoS). Под качеством обслуживания ІР-сети будем понимать методы управления, позволяющие эффективно распределять ресурсы сети между приложениями, не сокращая их функциональности и производительности [50]. К ресурсам ІР-сети можно отнести пропускную способность каналов, вероятность потерь, задержку и вариацию задержки пакетов и др. Различные приложения предъявляют различные требования к качеству обслуживания в ІР-сети.
В настоящий момент основная проблема обеспечения качества обслуживания заключается в неравномерности поступающей нагрузки от различных приложений и ее соотношение с недостаточной пропускной способностью каналов связи. Увеличение пропускной способности выходных интерфейсов позволит повысить качество обслуживания приложений. Во-первых, по ряду причин, это не всегда возможно, а во-вторых, мы заинтересованы в эффективном использовании сетевых ресурсов. Поэтому на узлы коммутации возлагается задача повышения коэффициента использования каналов связи.
В данном параграфе анализируются методы управления ресурсами сети при обслуживании разнородного трафика в ІР-сети. Анализируются существующие концепции качества обслуживания IP-сетей с точки зрения их использования на железнодорожном транспорте, рассматривается структура узла коммутации, его подсистема качества обслуживания и дисциплины обслуживания. Частично вопросы управления ресурсами сети рассматриваются в [51].
На сегодняшний день IP-сети поддерживают две концепции качества обслуживания: интегрального обслуживания (Integrated Services - IntServ), описанная в документах группы решения задач проектирования сети Интернет (Internet Engineering Task Force - IETF) RFC-2210, RFC-2211, RFC-2212, RFC-2215, и дифференциального обслуживания (Differentiated Services — DiffServ), описанная в документах RFC-2474, RFC-2475, RFC-2597, RFC-2598.
В соответствии с концепцией интегрального обслуживания (ИО) приложения могут выбирать для своих потоков данных любой из многочисленных контролируемых уровней качества обслуживания (низкая задержка, высокая надежность и др.). Для этого к базовым сервисам протокола IP добавляются новые компоненты и механизмы.
Концепция ИО реализуется посредством протокола резервирования (ReSerVation Protocol - RSVP). Перед началом сеанса каждое приложение запрашивает необходимые ресурсы у сети. Если данный ресурс доступен, то сеть его резервирует и отправляет уведомление приложению. Если требуемый ресурс отсутствует, то сеть извещает приложение о невозможности открытия сеанса. Время от времени приложение должно подтверждать необходимость резервирования ресурса. В противном случае сеть может сделать доступным зарезервированный ресурс для других приложений.
Сравнение полученных результатов с теоретическими исследованиями
В соответствии с концепцией развития цифровой сети связи МПС [1] технологический сегмент включает в себя первичную сеть связи (ПСС) и вторичные сети оперативно-технологической связи (ОТС), общетехнологической связи (ОбТС) и передачи данных (ПД) (рисунок 5.1). 1 Как было показано в первой главе, вторичные сети строятся и развиваются независимо друг от друга, что не удовлетворяет современным принципам построения корпоративный сетей связи.
В настоящем параграфе предлагается вариант перспективной архитектуры единой системы информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте на базе мультисервисной IP-сети с использованием технологии 1Р-телефонии. Разработана оптимальная архитектура системы ІР-телефонии с учетом проведенных исследований в главах 2-4.
В соответствии с идеологией МСЭ-Т современные корпоративные сети связи должны строится на базе мультисервисных сетей с использованием технологии коммутации пакетов. Мультисервисная сеть должна предоставлять все виды услуг по передаче речи, видеоизображения и данных, с перспективой их развития на несколько лет вперед. Этот принцип должен быть положен в основу перспективной сети связи МПС.
На рисунке 5.2 представлена перспективная архитектура технологической сети связи МПС. В ее основу положена первичная сеть связи технологического сегмента (ПСС ТС), построенная на базе волоконно-оптических систем передачи синхронной цифровой иерархии уровня STM-1/4. ПСС ТС взаимодействует с транспортным сегментом и предоставляет типовые каналы вторичным сетям.
ПСС должна иметь в своем составе три типа мультиплексоров для использования на узловых, средних и промежуточных станциях. Краткие требования к наличию интерфейсов цифровых систем передачи на различных станциях представлены в таблице 5.1.
Из таблицы видно, что системы передачи, применяемые на технологическом сегменте, должны иметь оптические интерфейсы уровня STM-4 и STM-1 для связи с соседними станциями и электрический интерфейс STM-le для обеспечения взаимодействия с системами передачи транспортного сегмента с целью резервирования.
Из набора станционных интерфейсов обязательными являются интерфейс Е1 с пропускной способностью 2048 кбит/с для организации специализированных видов связи (оперативно-технологической связи, диспетчерской централизации и др.) и асинхронный интерфейс Ethernet для развертывания полномасштабной мультисервисной сети.
Сеть оперативно-технологической связи и диспетчерской централизации из соображений безопасности строится исключительно на выделенных каналах ПСС ТС с временным мультиплексированием и с использованием оборудования отечественных производителей. В своем составе сеть ОТС имеет абонентов, за которыми жестко закреплены выделенные групповые каналы, и абонентов, которые для организации связи пользуются коммутируемыми соединительными линиями. Для увеличения надежности каналы сети ОТС через волоконно-оптические линии передач резервируются по кабелю с медными жилами с использованием технологии xDSL.
Мультисервисная сеть должна разворачиваться на базе оборудования существующей IP-сети путем модернизации ее аппаратной и программной частей, увеличения пропускной способности каналов между узлами и конфигурации оборудования. Для связи узлов IP-сети должны использоваться выделенные каналы ПСС ТС с асинхронными интерфейсами Ethernet. Это позволит избежать решения задачи тактовой сетевой синхронизации оборудования IP-сети. Для обеспечения гарантированного качества обслуживания мультимедийного трафика, в соответствии с проведенными исследованиями во второй главе, пропускная способность каналов ПСС ТС между узлами IP-сети должна быть не менее 6 Мбит/с, а на выходных интерфейсах маршрутизаторов должна быть настроена приоритетная дисциплина обслуживания LLQ. Надежность мультисервисной сети должна обеспечиваться за счет использования механизмов динамической маршрутизации и организации обходных путей доставки сообщений.
На базе мультисервисной IP-сети с использованием технологии ІР-телефонии должны организовываться услуги общетехнологической связи, которые включают в себя передачу данных, речи и видеоизображения, а также дополнительные виды обслуживания: голосовая и электронная почта, видео и аудио конференцсвязь и мультимедийные услуги. Такое техническое решение позволит обеспечить унификацию услуг для всех абонентов, независимо от их местоположения. Оказание мультимедийных услуг для коммутируемых абонентов сети ОТС должно осуществляться так же на базе мультисервисной ІР-сети.
Сравнительный анализ различных архитектур систем ІР-телефонии показал, что для организации системы информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте целесообразно ориентироваться на архитектуру в соответствии с Рек. МСЭ-Т Н.323 [70]. Данная архитектура позволяет уже сегодня предоставить полный комплекс услуг по передачи речи, видеоизображения и данных. Архитектура Н.323 предусматривает четыре сценария установления телефонной связи, в том числе с традиционными сетями с коммутацией каналов. Это позволит постепенно перейти от существующих систем с коммутацией каналов к системе ІР-телефонии.
На рисунке 5.3 представлена оптимальная архитектура системы ІР-телефонии применительно к железнодорожному транспорту. Для организации услуг общетехнологической связи с использованием технологии ІР-телефонии в пределах Дороги должна создаваться зона Н.323 под управлением сервера регистрации, контроля доступа и адресной трансляции (СРД). СРД осуществляет управление устройствами системы ІР-телефонии по протоколу Н.245 [71] или по фирменному протоколу сигнализации. Он должен также позволять подключать устройства различных производителей по стандартному протоколу сигнализации. Соединения между элементами системы ІР-телефонии (включая устройства разных зон) устанавливаются непосредственно по IP-сети без выхода в сеть с коммутацией каналов. Устройства разных зон должны взаимодействовать непосредственно по IP-сети. Для предотвращения снижения качества услуг в системе ІР-телефонии не допускается многократное преобразование передаваемой информации (речи, видеоизображения).
