Вопросы и ответы к экзамену, страница 8

Кроме мультиплексоров в состав сети SDH могут входить регенераторы, они необходимы для преодоления ограничений по расстоянию между мультиплексорами, зависящих от мощности оптических передатчиков, чувствительности приемников и затухания волоконно-оптического кабеля. Регенератор преобразует оптический сигнал в электрический и обратно, восстанавливая при этом форму сигнала и его временные параметры. В настоящее время регенераторы SDH применяются достаточно редко, так как стоимость их ненамного меньше стоимости мультиплексора, а функциональные возможности несоизмеримы.

1. Стек протоколов H.323

Основой построения первых глобальных систем IP-телефонии стала рекомендация ITU-T H.323.

H.323 скорее дает общее представление об архитектуре систем IP-телефонии, нежели описывает некий конкретный протокол. Основу архитектуры представляет VoIP шлюз (Gateway) соединяющий Интернет с телефонной сетью. Он поддерживает протокол H.323 со стороны Интернета и протоколы коммутируемой телефонной сети общего пользования с “телефонной” стороны. Зона Н.323 может включать ПК-терминалы (Т), шлюзы (GW), устройства многоточечного управления (MCU) и машину-привратник – гейткипер (GK). Машина-привратник (Gatekeeper), согласно H.323, обеспечивает перевод адреса и регулирует доступ к локальной сети для конечных узлов, находящихся в её зоне. В зоне может находиться только один гейткипер. Зона может содержать один или несколько сегментов LAN, связанных маршрутизаторами или другими устройствами.

Стек протоколов H.323

Работу телефонной сети обеспечивает множество протоколов. Во-первых, необходим протокол кодирования и декодирования речи. С помощью системы PCM (ИКМ) (рекомендация ITU G.711) один голосовой канал кодируется 8-ми битными отсчетами с частотой 8000 раз в секунду. В результате получается 64-килобитный несжатый поток речевых данных. Все системы H.323 обязаны поддерживать G.711. Тем не менее, разрешена (но не является обязательной) поддержка и других протоколов кодирования речи. Они используют иные алгоритмы сжатия и приводят к несколько отличающемуся компромиссу между качеством и использованием пропускной способности. Например, в G.723.1 берутся блоки по 240 отсчетов (30 мс речи) и используется кодирование с предсказанием, снижающее размер блока до 24 или 20 байт. На выходе этого алгоритма получается поток со скоростью 6,4 или 5,3 Кбит/c (сжатие в 10 или 12 раз соответственно). Разумеется, качество звучание при этом гораздо ниже. Могут быть реализованы и другие алгоритмы кодирования.

Поскольку разрешено использование нескольких алгоритмов сжатия, необходим отдельный протокол, который позволил бы терминалам договориться об использовании одного из этих протоколов. Такой протокол называется H.245. Он позволяет согласовать также другие параметры соединения, например битовую скорость.

Кроме того, нужны протоколы для установления и разрыва соединений, обеспечения тонального вызова, генерирования звуков звонков и других стандартных функций телефонной системы. Используется стандарт ITU Q.931.

Терминалам нужен протокол для ведения переговоров с машиной-привратником (если такая присутствует в локальной сети). Для этого в системе работает протокол H.225. Канал между ПК и привратником, которым этот протокол управляет, называется каналом RAS (Registration/Admission/Status – Регистрация/Доступ/Статус). Он позволяет терминалам, кроме всего прочего, входить в зону и покидать её, запрашивать и освобождать пропускную способность, обновлять данные о состоянии.

Наконец, нужен протокол для непосредственной передачи данных. Для этого используется протокол реального времени Real Time Protocol (RTP). В заголовке данного протокола передаются, в частности, временная метка и номер пакета. Эти параметры позволяют определить не только порядок пакетов в потоке, но и момент декодирования каждого пакета, т. е. позволяют восстановить поток.

RTCP (Real Time Control Protocol) протокол управления в реальном времени требуется для управления каналами RTP.

Чтобы понять, как эти протоколы взаимодействуют друг с другом, рассмотрим случай ПК, являющегося терминалом зоны и звонящего на удаленный телефон. Вначале компьютеру нужно найти привратника, поэтому он рассылает широковещательным образом специальный UDP-пакет через порт 1718. Из ответа привратника ПК узнает его IP-адрес. Теперь компьютер должен зарегистрироваться у привратника. Для этого он посылает ему сообщение RAS в пакете UDP. После регистрации компьютер обращается к привратнику с просьбой о резервировании пропускной способности (сообщение доступа RAS). Только после выделения этого ресурса можно начинать установку соединения. Предварительное резервирование пропускной способности позволяет привратнику ограничить число исходящих соединений для обеспечения необходимого качества обслуживания.

Теперь ПК устанавливает TCP-соединение с привратником, чтобы осуществить телефонный звонок. При установлении телефонного соединения используются традиционные протоколы телефонной сети, ориентированные на соединение. В телефонии нет никаких протоколов RAS, которые позволяли бы телефонным аппаратам заявлять о своем присутствии, поэтому разработчики H.323 могли применять как UDP, так и TCP для передачи сообщений RAS, и они выбрали протокол с наименьшими накладными расходами – UDP.

Теперь, когда терминалу уже выделена пропускная способность, он может послать по TCP-соединению сообщение SETUP (стандарт Q.931). В нем указывается номер вызываемого абонента (или IP-адрес и порт, если вызывается удаленный компьютер). Привратник отвечает Q.931-сообщением CALL PROCEDING, подтверждая тем самым факт корректного приема запроса. Затем привратник пересылает сообщение SETUP на шлюз.

1. Стек протоколов SDH

Стек протоколов SDH состоит из протоколов четырех уровней.

• Физический уровень, названный в стандарте фотонным (photonic), имеет дело с кодированием бит информации с помощью модуляции света.

• Уровень секции (section) поддерживает физическую целостность сети. Под секцией в технологии SDH подразумевается каждый непрерывный отрезок волоконно-оптического кабеля, посредством которого пара устройств SONET/SDH соединяется между собой, например мультиплексор и регенератор, регенератор и регенератор. Ее часто называют регенераторной секцией, имея в виду, что от оконечных устройств не требуется выполнение функций этого уровня мультиплексора. Протокол регенераторной секции имеет дело с определенной частью заголовка кадра, называемой заголовком регенераторной секции (RSOH), и на основе служебной информации может проводить тестирование секции и поддерживать операции административного контроля.

• Уровень линии (line) отвечает за передачу данных между двумя мультиплексорами сети. Протокол этого уровня работает с кадрами уровней STS-n для выполнения различных операций мультиплексирования и демультиплексирования, а также вставки и удаления пользовательских данных. Он осуществляет также проведение операций реконфигурирования линии в случае отказа какого-либо ее элемента - оптического волокна, порта или соседнего мультиплексора. Линию часто называют мультиплексной секцией.

• Уровень тракта (path) контролирует доставку данных между двумя конечными пользователями сети. Тракт (путь) - это составное виртуальное соединение между пользователями. Протокол тракта должен принять поступающие в пользовательском формате данные, например формате E1, и преобразовать их в синхронные кадры STM-N.

1. Схема взаимодействия компонентов системы IP-телефонии по рекомендации H.323

1. Терминальные мультиплексоры. Назначение.

Oсновным элементом сети SDH является мультиплексор

Обычно он оснащен некоторым количеством портов PDH и SDH: например, портами PDH на 2 и 34/45 Мбит/с и портами SDH STM-1 на 155 Мбит/c и STM-4 на 622 Мбит/c.

Порты мультиплексора SDH делятся на:

• Линейные (агрегатные) порты. Агрегатные порты мультиплексора поддерживают максимальный для данной модели уровень скорости STM-N, значение которой служит для характеристики мультиплексора в целом, например мультиплексор STM-4 или STM-64.

• Порты ввода/вывода (трибутарные).

Эти названия портов отражают топологию сетей SDH, где имеется ярко выраженная магистраль, по которой передаются потоки данных, поступающие от пользователей сети через порты ввода/вывода. Эти потоки как бы втекают в агрегированный поток. (Tributary дословно означает «приток»).

Сами мультиплексоры SDH обычно делят на:

• Терминальные (Terminal Multiplexor, TM)

• Ввода/вывода (Add-Drop Multiplexor, ADM).

Разница между ними состоит не в составе портов, а в положении мультиплексора в сети SDH.

Терминальный мультиплексор завершает агрегатные каналы, мультиплексируя в них большое количество трибутарных потоков, поступающих на порты ввода/вывода.

1. Технологии xDSL. Сравнительный анализ.

При подключении абонентов к сети Интернет важнейшую роль играет выбор среды передачи данных для организации "последней мили", то есть линий, по которым помещения абонентов подключаются к точкам доступа оператора. В настоящее время известны и широко используются в городских условиях следующие средства для организации "последней мили":

• телефонные медные провода;

• волоконно-оптические кабели;

• телевизионные кабельные сети;

• радиоэфир (технология "радио-Ethernet");

• каналы спутникового телевидения

Наиболее доступны с точки зрения затрат те средства передачи данных, которые используют линии телефонной сети общего пользования и технологии DSL. Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия).

Технологии DSL позволяют значительно увеличить скорость передачи данных по медным парам телефонных проводов без необходимости модернизации абонентских телефонных линий. Именно возможность преобразования существующих телефонных линий в высокоскоростные каналы передачи данных и является главным преимуществом технологий DSL.

DSL является достаточно новой технологией, позволяющей значительно расширить полосу пропускания старых медных телефонных линий, соединяющих телефонные станции с индивидуальными абонентами. Любой абонент, пользующийся в настоящий момент обычной телефонной связью, имеет возможность с помощью технологии DSL значительно увеличить скорость своего соединения, например, с сетью Интернет. Следует помнить, что для организации линии DSL используются именно существующие телефонные линии; данная технология тем и хороша, что не требует прокладывания дополнительных телефонных кабелей. В результате вы получаете круглосуточный доступ в сеть Интернет с сохранением нормальной работы обычной телефонной связи.