В России будет лучше!

Давно уже стали притчей во языцех устаревшая каналообразующая аппаратура, дряхлые кабели родных аналоговых телефонных сетей. Российский пользователь, осатаневший от сообщений "no carrier" и многочасовых попыток передачи файлов, бросается на любые новинки, вроде скоростных модемов, которые улучшают ситуацию, но не вносят принципиальных изменений. Однако нет худа без добра. Необходимость замены телекоммуникационных реликтов дает России шанс сконцентрировать усилия и финансы на революционных направлениях, связанных с созданием высокоскоростных цифровых сетей, в которых успешно решаются проблемы одновременного прохождения речи, данных, графических и видеоизображений.

Высокие темпы развития средств высококачественной связи в России вызваны, в частности тем, что в период "первоначального накопления капитала" лавинообразно возрастал спрос на телекоммуникационные услуги. Банки, финансовые компании, риэлтерские фирмы, представительства инофирм, хотя особо не стремились участвовать в финансировании проектов, готовы были использовать и оплачивать услуги качественной связи. Фактически потребительский рынок оказался сформированным к моменту появления первых операторов, предоставляющих такие услуги. Очень похоже, что России все же удастся объять необъятное и стать информационной державой, ведь в проектах участвуют крупнейшие западные корпорции: AT&T, British Telecom, GPT, Siemens, Newbridge, Nokia, NEC и многие другие.

Как из тюбика зубной пасты выдавить все содержимое?

Прокладка новых линий - дело достаточно емкое и продолжительное. Поэтому, для увелечения числа обслуживаемых абонентов, кроме создания различного рода радиоудлинителей, нужно было выжать максимум из существующих каналов.

Для этого на узлах первичной сети, между которыми имелись ИКМ-каналы, установили интеллектуальные мультиплексоры, что вдвое увеличило пропускную способность. Часть ее использовалась для предоставления клиентам дополнительных каналов. На таких принципах реализована сеть Голден Лайн - совместного предприятия МГТС с канадской фирмой Newbridge. Главным же достижением стала возможность использования полученных дополнительных ресурсов для внедрения современных технологий коммутации пакетов, в частности Frame Relay (FR). FR обеспечивает клиенту гарантированную пропускную способность, но при взрывном трафике, занимает часть пропускной способности незанятых каналов.

Практика показывает, что при этом потребитель экономит до 30% затрат на оплату услуг связи, по сравнению с выделенными линиями. Кроме этого, он получает вместо соединения "точка-точка" практически неограниченные возможности по объединению своих локальных сетей.

А, вообще говоря, это тот редкий случай, когда доволен и потребитель, экономящий свои "кровные", и оператор, получающий дополнительные доходы за счет эффективного использования существующих каналов.

Взорванный мир

Потребитель хочет не просто гонять данные по сети, а жаждет влиться во всемирное информационное сообщество. Появление технологии World Wide Web (WWW) и мультимедийных приложений привело к значительному росту количества пользователей сети Internet. В этих условиях требуется поистине революционное увеличение пропускной способности телекоммуникационных сетей. Поэтому производители оборудования и операторы связи концентрируют свое внимание на создании скоростных линий и на новых технологиях передачи данных.

Проект "50х50" Ростелекома, безусловно относящийся к разряду проектов стратегического назначения, предусматривает объединение волоконно-оптическими линиями более сотни российских городов. В Москве, Санкт-Петербурге уже действуют значительные оптоволоконные фрагменты. Осуществление проекта МГТС "Золотая пуля" позволит развернуть новую наложенную сеть общей емкостью 1 миллион линий с использованием современных средств передачи SDH, цифровых систем коммутации, волоконно-оптических кабелей.

Одной из наиболее перспективных технологий считается метод ATM (Asynchronous Transfer Mode). Он размывает границы между локальными и глобальными сетями, так как использует одинаковые методы как в рамках локальных, так и глобальных соединений и обеспечивает скорости передачи от 1,544 Мбит/с до 1,2 Гбит/с. Достигнуто это благодаря использованию коротких пакетов (53 байта) фиксированной длины. Минимальные функции по обработке ошибок и отсутствие необходимости подстраиваться под изменяющийся поток данных, обеспечивают быструю маршрутизацию и пересылку данных.

ATM, в отличие от Frame Relay не слишком экономно использует ресурсы, но обеспечивает наивысшее быстродействие.

Ориентирован ATM на применение в интерактивных службах с использованием мультимедиа, в передаче изображений, телевещании, видеоконференциях, сопряжении локальных сетей. Метод использует приоритетную передачу наиболее важных сообщений. (Например видеоданные не терпят задержки, в отличие от обычных).

Успеют ли Х25 стать по-настоящему глобальными в России?

В статье г-на Максимова "Спрос рождает сети" (Connect 2/96), дан обзор современного состояния сетей в России. Хочется еще раз подчеркнуть, что использование в глобальных телекоммуникациях протокола Х25, было предопределено отсутствием на тот момент скоростных и надежных каналов в первичной сети. Поэтому протокол перенасыщен большим количеством процедур контроля и исправления ошибок, что приводит к большим задержкам прохождения пакетов. В современных протоколах Frame Relay и ATM практически отсутствуют такие процедуры. Благодаря этому, время прохождения пакетов в сети минимально. По оценкам экспертов, Х25 способен полезно использовать лишь 5-10% пропускной способности канала, а Frame Relay 90-95%. Однако из-за отсутствия средств защиты от ошибок, скоростные протоколы хорошо работают только на "идеальных" линиях. Это легко объясняется. Представим себе клерка, который готовит тезисы для своего шефа. Каждый подготовленный тезис проходит последовательно старшего клерка, начальника отдела и затем попадает на стол к шефу. К шефу стекаются тезисы от многих клерков, поэтому цепочка от нашего клерка является одним из многих виртуальных соединений шефа со своими подчиненными.

По логике Х25, старший клерк, получив очередной тезис, педантично проверяет его и отправляет подтверждение, что все в порядке. Тезис отправляется выше по инстанции. Клерк, получив подтверждение, либо передает следующий тезис, либо повторяет предыдущий, переданный с ошибкой. Такой подход оправдан, когда количество ошибок велико. А если ошибка обнаруживается в одном из миллиона тезисов, стоит ли загружать проверками каждого начальника?

FR и ATM действуют по-другому. Клерк с установленным темпом передачи отправляет тезисы. Если на какой-либо инстанции обнаруживается ошибка, тезис отбрасывается. Когда шеф (в сетях соответствует протоколу более высокого уровня) считает, что тезис необходим, он договаривается с клерком о повторной передаче либо ошибочного тезиса, либо группы тезисов. Если вероятность ошибки велика, эффективность таких протоколов резко снижается. Поэтому основное требование скоростных протоколов к передающей среде - не более одного ошибочного бита на 10 млн. переданных. При этом примерно 1 из 200 тысяч АТМ-пакетов может иметь ошибку. Когда передается видео, ошибочный пакет отбрасывается без заметного ущерба для конечного изображения. Если же пакет относится к финансовой информации, принимающая программа должна договориться с передающей о повторной передаче.

Чересчур расторопные клерки могут вызвать перегрузку своих начальников, которые посоветуют снизить им темп передачи. Проблема перегрузок - одна из основных в скоростных сетях, пропускающих гигантские объемы информации и решается она по-разному - отбрасыванием пакетов, снижением темпа передачи и т.п. Пока сеть слабо нагружена, пользователю нечего опасаться, но при интенсивном трафике лучше заранее согласовать с владельцем сети гарантированные ресурсы. Иначе, при перегрузке, ваши пакеты будут отбрасываться в первую очередь.

Наблюдая за тем, как быстро разворачиваются оптоволоконные сети, основанные на синхронной цифровой иерархии (SDH), спутниковые системы, развиваются сети ISDN, мы делаем вывод, что за десятилетие при таких темпах ситуация радикально изменится. Сети Х25 будут переориентированы на обслуживание низкоскоростных подключений, уступив глобальные коммуникации Frame Relay, ATM и другим скоростным протоколам. А пока, владельцы таких сетей, как Sprint и Rosnet уже заявляют о своей готовности к запуску FR-фрагментов. Производители оборудования, со своей стороны, вовсю выпускают коммуникационное оборудование, предназначенное для безболезненного объединения различных сетей под единым управлением.

Прощайте скалистые горы...

Еще одной тенденцией в развитии телекоммуникаций является стремление разработчиков избавить конечного пользователя от различных процедур, связанных с установлением нужных соединений. Потребителю, в конечном счете, глубоко безразлично, извлекается ли информация из его собственного компьютера или же из компьютеров, находящихся на другом конце планеты. По сути, телекоммуникации это всего лишь инструмент для доступа к нужной информации. Поэтому, вполне вероятно, что через несколько лет, мы станем свидетелями настоящей революции в коммуникациях. Привычным станет, например, обращение к своему знакомому, находящемуся за тысячи миль, так, как-будто он находится рядом с нами. Или, например, проведение операции бригадой хирургов, находящихся в разных клиниках и странах.

А может и вы когда-нибудь сыграете партию в покер с друзьями, отдыхающими на Гавайях?

Артур Алекперов


Пояснения от Аксона

Хорошо, хорошо. Я вижу - некоторые читатели в недоумении, их смущает множество не всегда понятных аббревиатур и полузнакомых терминов: SDH, ISDN, Frame Relay, AT&T (хотя нет, последнее, вроде бы, не термин, а название компании). Но как бы там ни было, я постараюсь в меру своих аксоновских сил донести до вас, уважаемый читатель, свое понимание этой каббалистики.

Начнем по-порядку:

SDH - синхронная цифровая иерархия. Здесь вся штука в том, что современные цифровые технологии позволяют по одному физическому каналу, например, телефонному, передавать одновременно несколько разговоров с разных аппаратов, плюс еще электронную почту и даже немного видео (а на хорошем канале много). Путем различных ухищрений эти разнородные потоки информации мирно сосуществуют в одном кабеле, и даже могут сливаться с потоками из других каналов на магистральной линии, достигая сумарной плотности до нескольких Гбит/с. Для этого применяется мультиплексоры (см. ниже), а также несколько ступеней так называемого преобразования, когда четыре, например, потока из четырех каналов трамбуются в один. Но раньше, для того, чтобы на выходе из всей этой мешанины выделить необходимую информацию, приходилось проходить все преобразования в обратном порядке, что усложняло процедуру и растягивало ее во времени. Теперь же "чудо-технология" SDH имеет особые указатели, которые без труда определяют в потоке все что надо.

ISDN - цифровая сеть с интеграцией услуг. Здесь все просто. Интегрированные услуги - доставка конечному пользователю разноформатной информации в одном флаконе (телефонные услуги, электронная почта, а в новомодных сетях B-ISDN - также мультимедиа, интерактивное телевидение и т.д.). А сам ISDN это такой стандарт, следовать которому должны сети, желающие выглядеть современно. Одно из главных условий - пропускная способность сети не ниже 64 Кбит/с.

ATM, Frame Relay - протоколы (т.е. правила) передачи данных по цифровым каналам. Согласно этим правилам данные дробятся на фрагменты (для каждого протокола своего размера), называемые пакетами. Благодаря отсутствию процедур исправления ошибок работают с высокими по меркам нынешнего дня скоростями (наиболее быстрый - ATM), но требуют высококачественных каналов, сводящих возможность таковых ошибок к минимуму.

ИКМ каналы - каналы с импульсно-кодовой модуляцией. Импульсно-кодовая модуляция это метод преобразования аналогового сигнала (например, речи) в цифровой код и передачи его по линии. Говорят, что ИКМ состоит из трех последовательных процессов: отображения, квантования, кодирования, но вы можете и не забивать себе этим голову, тем более, что я сам тоже не очень хорошо представляю себе процесс отображения.

Интеллектуальный мультиплексор - из названия видно, насколько он умен. Обычный мультиплексор может осуществлять объединение (или выделение в точке приема) нескольких потоков данных в один, для передачи по одному физическому каналу, ну а интеллектуальный даст ему сто очков вперед, поскольку кроме процедур объединения-разделения может одновременно уплотнять потоки информации. Например, если обычно цифровая передача речи занимает весь спектр канала на 64 Кбит/с., то "интеллектуал" может ужать этот поток до 8 Кбит и, таким образом, по этому же каналу можно будет передавать до семи разговоров.

Коммутация каналов и выделенные линии. В первом случае самый доходчивый пример это обычный телефон. Набирая чей-либо номер, вы заставляете АТС скоммутировать физическую линию от своего телефона до вызываемого. Кладя трубку, вы разрываете линию. Ну а выделенная линия скоммутирована постоянно. Оба способа весьма неэкономичны, поскольку говорите вы или молчите, линия все равно занята.

Коммутация пакетов - куда экономнее двух вышеперечисленных. Здесь вся информация разбивается на пакеты (см. Frame Relay), которые затем пакетами шлются абоненту сети по любой незанятой, точнее говоря, "молчащей" в данный момент линии.

Ну вот, пока, кажется, все. Даже сам что-то начал понимать. Желаю всего наилучшего.

Ваш Аксон