Скачиваний:   0
Пользователь:   prepod
Добавлен:   26.10.2015
Размер:   197.5 КБ
СКАЧАТЬ

УРОВНЕВАЯ МОДЕЛЬ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ УСЛУГ

Уровневое описание объекта предполагает его расслоение, группирование отдельных функций по заранее заданному признаку и выделение групп функций в виде моделей, каждая из которых отображает этот объект с определенной точки зрения [1; 2]. Под моделью здесь подразумевается отображение объекта, позволяющее исследовать его основные элементы, не отвлекаясь на несущественные (в контексте поставленной цели) детали. Например, при исследовании сетевой модели мы абстрагируемся от свойств исследуемой сети, не влияющих на ее функционирование в том контексте, в котором она в данном случае рассматривается. Уровни абстрагирования обычно располагают в иерархическом порядке, понимая под иерархичностью расположение частей и элементов целого в порядке от низшего к высшему. Этот подход позволяет расчленять любую систему на отдельные,  иерархические уровни [3; 5; 6].

Модельное описание сети можно выполнить, разделяя ее на несколько структур, каждая из которых отображает взаимосвязь определенной группы элементов, выделенных на некотором уровне рассмотрения этой сети.

Сетевая архитектура — емкое понятие, отражающее взаимосвязь различных структур сети:

· конфигурации линий, объединяющих ее пункты (топологии);

· организационной структуры, отражающей устройство сети;

· функциональной структуры, поясняющей логику работы;

· программной структуры, характеризующей состав многоцелевого программного обеспечения (ПО) сети;

· протокольной модели сети, описывающей правила установления связи и обеспечения информационного обмена;

· физической структуры, позволяющей оценить физические ресурсы сети и типы используемого оборудования.

Взаимодействие различных сегментов информационных сетей удобно анализировать с помощью сетевой модели [1], широко применяемой для изучения функционирования и взаимодействия отдельных сетевых элементов. В этой модели (рис. 1) основными являются сегменты транспортной сети, коммутации, доступа, сетевого интеллекта и сетевого управления. Каждый отдельный сегмент можно анализировать различными способами, например рассматривая его как взаимодействие от- дельных иерархически взаимосвязанных уровней, т. е. в виде уровневой модели.

ModUsl07В статье предложена уровневая модель для описания процесса предоставления инфоком-муникационных услуг.

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Сетевая модель

Уровневые модели

Среди уровневых моделей наиболее известна семиуровневая модель взаимодействия открытых систем (ВОС); следует также назвать четырехуровневую модель системы сигнализации по общему каналу № 7, уровневую модель совокупности протоколов TCP/IP. Примером уровневой модели может служить Stratified Reference Model (SRM) [2], применяемая для описания соединения двух пользователей с использованием инфраструктуры нескольких различных сетей (в этом случае недостаточно только модели ВОС).

Рассмотрим пример установления соединения двух персональных компьютеров, подключенных к двум разным локальным компьютерным сетям (рис. 2), которые используют протокол TCP/IP и взаимосвязаны посредством сети передачи данных, работающей по протоколу Х.25. Пакеты Х.25 транспортируются сетью на основе технологии ATM. Ячейки ATM, в свою очередь, транспортируются с помощью оборудования систем передачи синхронных цифровых иерархий (Synchronous Digital Hierarchy — SDH); иначе говоря, оборудование SDH образует инфраструктуру для ячеек ATM. В качестве инфраструктуры для систем SDH выступает физическая сеть, реализованная на оптоволоконном кабеле.

Особенностью рассмотренной инфраструктуры является то, что информация по общей сети передается без проверки адреса и исправления ошибок.

Для описания такого соединения можно применить модель SRM, которая, расширяя традиционную модель ВОС, позволяет представить, каким образом одна сеть формирует инфраструктуру для другой. Сеть А на рис. 3 (иллюстрирующем такое описание) использует платформу предоставления услуг, предлагаемую сетью В, для взаимосвязи своих «собственных» узлов. Считая сеть В первым уровнем своей собственной уровневой структуры, сеть А затем добавляет свой собственный второй уровень (если качество носителя услуг сети В не-удовлеворительно), а также третий уровень для установления соединения между своими пользователями.

 

ModUsl07
 

 

 

 

 

 

 

 

 


ModUsl07

 

Рис.2. Взаимодействие инфраструктур различных сетей

 

Рис.3. Сеть В как инфраструктура для сети А

 

При реализации конкретных услуг современными информационными сетями используются различные виды доступа, режимы переноса и методы кодирования передаваемой информации, сетевые технологии. Процесс предоставления инфокоммуникационных услуг тоже может быть описан соответствующей уровневой моделью, отображающей сочетание и взаимодействие вида предоставляемой услуги, метода модуляции или кодирования сигнала, технологии, используемой в сети доступа, режима переноса и среды передачи информации. Предложенная для этой цели модель создается с помощью широ-ко распространенного метода разбиения на уровни, при использовании которого функции, выполняемые сетью, разделяют на логически группирующий их иерархический набор уровней. При выборе количества уровней, содержащихся в модели, исходят из двух требований: с одной стороны, каждый из них должен быть достаточно мал (с тем чтобы он легко поддавался управлению), с другой — нельзя допускать чрезмерного увеличения числа уровней (поскольку это привело бы к неприемлемо большим затратам на их обработку). Следует также стремиться определять уровни с таким расчетом, чтобы изменения в одном из них не влекли за собой изменений в других. Таким образом, задачу разбивают на несколько подзадач, легче поддающихся управлению [3].

Возможные варианты уровневых моделей предоставления (реализации) инфокоммуникацион-ных услуг для квартирных и деловых пользователей показаны соответственно на рис. 4 и 5.

Первый (верхний) уровень каждой из этих моделей определяет предоставляемые услуги. Ниже уровня услуг расположен второй уровень — преобразования сигналов, кодируемых в терминальном оборудовании или в узле доступа. В некоторых случаях исходный сигнал переноса информации (например, голос и видеосигнал) передается в аналоговой форме без кодирования. Третий уровень отображает режим переноса и вид базовой сети, используемой для предоставления услуги, четвертый — технологию передачи на различных участках сети доступа, а пятый (самый нижний) — среду переноса информации (от симметричного и коаксиального кабеля до оптоволокна и спутниковых радиоканалов).

Такое разбиение позволяет вносить изменения на каждом из уровней, опираясь на существующие протоколы и интерфейсы, и формировать платформу предоставления каждой из услуг по отдельности или их совокупности в зависимости от требований каждого уровня.

Остановимся подробнее на характеристиках отдельных уровней рассматриваемой модели.

Многопараметрическая        классификация    различных   инфо-

коммуникационных услуг (как существующих, так и тех, которые предполагается реализовать в будущем) приведена в [6]. Для ее создания были оценены возможные параметры и выбраны наиболее важные из них. В результате получены конкретные классы и подклассы инфокоммуникационных услуг, построена наглядно отображающая эти классы модель их представления, достаточно гибкая с точки зрения расширяемости.

Первый уровень. Примеры услуг общего пользования

Фиксированный/мобильный доступ к речевым услугам(POTS)

Факс 3-й

и 4-й групп

Фиксированный/мобильный

доступ к сети передачи данных

общего пользования

Интерактивные широкополосные

услуги для абонентов квартирного

сектора

Телевидение

Второй уровень. Примеры кодирования

 

ИКМ

MPEG-2

                        АДИКМ

Третий уровень. Режимы переноса: сеть переноса

Канальный режим

PSTN, ISDN, CSPDN,

PLMN, PCS

Пакетный режим PSPDN, ISDN (X.25)

Кадровый режим Frame relay, ISDN (FR)

Ячеечный режим SMDS, CBDS, B-ISDN

 

Четвертый уровень. Примеры технологий передачи в сети

доступа

Монополосный стандартный канал (PSTN,ISDN, CSPDN, PSPDN)

Модем

PDH, SDH, TDMA, CDMA, HDSL, ADSL, FDM...

Пятый уровень. Среда передачи информации

Симметричный медный кабель

Оптоволокно (FTTH, FTTR, FTTC)

Радиоканал(macro-,micro-, picocell, radio P-P...)

Спутник

Коаксиальный кабель

 

Рис. 4. Уровневая модель сети доступа для квартирных абонентов

На основании предложенной классификации легко определить параметры сети и сетевого оборудования, требуемые для предоставления каждой конкретной услуги.

Первый уровень. Примеры услуг для деловых пользователей

 

Соединение внутри

локальных/городских сетей,

передача файлов

 

УПАТС, арендованные линии

 

Корпоративное

мультимедиа,

видеоконференции

 

Передача

рентгеновских снимков

между больницами

Второй уровень. Примеры кодирования

ИКМ

MPEG-2

АДИКМ

Третий уровень. Режимы переноса: сеть переноса

 

Канальный режим

Private ISDN,

Private voice network

BGS (ISDN, PSTN),

VPN (ISDN, PSTN),

leased lines,

Private cellular (DECT)

 

Пакетный режим

Private X.25, PVC X.25,

Private ISDN (X.25)

Mobitex

 

Кадровый режим

Private frame relay,

Private PVC (FR),

Private ISDN (FR)

 

Ячеечный режим

Private ATM, WLL,

Private DQDB

Четвертый уровень. Примеры технологий передачи в сети доступа

Монополосный канал

Модем

PDH, SDH, TDMA, CDMA, HDSL, ADSL, FDM...

Пятый уровень. Среда передачи информации

 

Симметричный медный кабель

 

Оптоволокно (FTTH, FTTR, FTTC)

 

Радиоканал

(macro-, micro-, picocell,

radio PP...)

 

Спутник

 

Коаксиальный кабель

 

Рис. 5. Уровневая модель сети доступа для бизнес-пользователей

Уделять много внимания второму уровню здесь нет необходимости, поскольку он представляет методы преобразования информации (такие как модуляция, сжатие сигнала), теория которых достаточно хорошо проработана

Третий уровень рассматриваемой модели определяет режимы переноса информации для предоставления конкретных услуг. Термин «режим переноса», введенный МСЭ сравнительно недавно, означает правила передачи информации от одного абонента к другому, причем данное понятие включает в себя взаимодействие методов коммутации, мультиплексирования и пакетирования информации. Все эти режимы стандартизованы МСЭ-Т и соответствуют первым трем уровням ВОС [8].

Классификация режимов переноса основана на методе разделения информации на блоки для передачи по сети, которые могут представлять собой:

· отдельные биты информации, заполняющие временные интервалы цикла передачи;

· пакеты, состоящие из нескольких байтов;

· кадры различной длины, состоящие из отдельных битов, сформированных во временные интервалы;

· ячейки фиксированной длины.

· Режимы переноса информации определены соответствующими Рекомендациями МСЭ-Т:

· канальный — 1.231 «Категории платформ предоставления услуг канального режима»;

· пакетный — 1.232 «Платформа предоставления услуг в пакетном режиме»;

· кадровый — 1.233 и 1.122 «Кадровый режим предоставления услуг»;

· ячеечный — 1.150 «Функциональные характеристики B-ISDN и ATM» и I.361-I.363 «Специфика уровней B-ISDN и ATM».

Четвертый уровень определяет технологии в сети доступа, задача которой заключается в том, чтобы предоставлять пользователю индивидуальный канал связи для транспортировки информации и связывать конечного пользователя с базовой сетью. Принципы построения современных сетей доступа рассмотрены в ряде публикаций последних лет, в частности в [9-11]. Перспективная сетьдоступа должна быть единой для подключения ко всем базовым сетям (как существующим, так и потенциально возможным), обеспечивая при этом:

· пропускную способность, достаточную для одновременного предоставления всех услуг, которые могут быть запрошены и оплачены пользователем;

· качество и надежность связи, удовлетворяющие требованиям не только всех существующих услуг, но и тех, которые могут появиться в будущем.

Исходя из основных положений Рекомендации МСЭ G.902 [12], основываясь на предложенной в Рекомендации МСЭ Y.120 [13] модели телекоммуникационной сети, соответствующей Концепции глобальной информационной инфраструктуры, а также на документе COM 13-R 13-Е ETSI [14], приведем структуру сети доступа для информационных сетей (рис. 6), включающую в себя [15]:

 

· сегмент локального доступа между оборудованием пользователя и узлом доступа;

· узел доступа, взаимодействующий с устройствами пользователя через интерфейс пользователь-сеть (User-to-Network Interface — UNI) и с узлами предоставления услуг (Service Nodes — SN) через сетевой интерфейс (Service Network Interface — SNI);

· сегмент транспортного доступа.

 

Индивидуальные абонентские линии (АЛ) с пользовательским интерфейсом UNI, реализующие сегмент локального доступа, предназначены для доведения потоков информации к оборудованию пользователя или от него. Эта часть сети доступа характеризуется максимальной гарантированной пропускной способностью и максимально допустимой длиной физической линии. При этом под оборудованием пользователя подразумевается совокупность терминального и иного оборудования, предназначенного для получения пользователем инфокоммуникационных услуг. В качестве

ModUsl07 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис.6. Структура сети абонентского доступа

терминальных устройств выступают, например, персональный компьютер, сервер, телефон, видеотелефон, беспроводный телефон в зоне обслуживания системы беспроводных АЛ, системы охранной и пожарной сигнализации, телеметрии. У пользователя могут быть установлены терминалы, поддерживающие услуги различных сетей — ТфОП, ЦСИО, ЦСИО-Ш, Интернет.

Узел доступа реализуется на оборудовании, концентрирующем отдельные информационные потоки от индивидуальных АЛ к различным базовым сетям и выполняющем функции концентратора, мультиплексора или базовой станции беспроводной АЛ (Wireless Local Loop — WLL), имеющем на выходе цифровые групповые тракты. Такой узел лишь концентрирует информационные потоки от всех видов источников, находящихся на обслуживаемой территории. Его применение обусловливается требованиями к эффективности использования линий доступа. Прокладка индивидуальных высокоскоростных линий между узлом предоставления услуг и оборудованием пользователя, как правило, экономически невыгодна.

Сегмент транспортного доступа (функционально являющийся частью национальной транспортной сети) — это групповые тракты передачи ин-

                    Первый уровень. Примеры, услуг для корпоративных пользователей

Соединение внутри локальных/городских сетей, передача файлов, CAD, САМ

ModUsl07УПАТС, арендованные линии, факс 3-й и 4-й групп

 

 

 

Передача рентгеновских снимков между больницами

Корпоративное мультимедиа,

 

видеоконференции

Второй уровень. Примеры кодирования

                   ИКМ

ModUsl07ModUsl07MPEG-2

АДИКМ

        Третий уровень. Режимы переносов: сеть переноса

Канальный режим

Private ISDN,

Private voice network

BGS (ISDN, PSTN),

VPN (ISDN, PSTN),

leased lines,

Private cellular (DECT)

Пакетный режим

Private X.25, PVC X.25,

Private ISDN (X.25)

Mobitex

Кадровый режим

ModUsl07Private FR, Private PVC (FR), Private ISDN (FR)

Ячеечный режим

Private ATM,

ModUsl07
 


WLL,

 

Private DQDB

                     Четвертый уровень. Примеры технологий передачи в сети доступа

Монополосный канал

ModUsl07Модем

ModUsl07        PDH,           SDH,           TDMA, CDMA, HDSL, ADSL, FDM...

Пятый уровень. Среда передачи информации

Симметричный медный кабель

Оптоволокно

ModUsl07
 


(FTTO,

 

FTTR, FTTC)

Радиоканал

(macro-, micro-, picocell,

radio P-P…)

Спутник

Коаксиальный кабель

 

Рис. 7. Пример реализации доступа при предоставлении услуги корпоративного мультимедиа на уровневой модели

Как показано на схеме, в данном случае используется уплотнение сигнала методом MPEG-2, применяется ячеечный режим переноса по беспроводной абонентской линии (WLL) на участке локального доступа, а далее — на сегменте транспортного доступа — используется технология передачи синхронных цифровых иерархий SDH по оптоволокну, проложенному вплоть до офиса (Fiber To The Office — FTTO).

Такая услуга предполагает наличие у пользователя терминала с радиоокончанием, поддерживающего мультимедийную связь (т. е. взаимосвязанную передачу видеоизображения, голоса и документов). Для ее предоставления необходимы достаточно широкая полоса частот и высокое качество передачи с низким коэффициентом ошибок, что достигается сочетанием оптоволокна и SDH. Ячеечный режим с технологией ATM обеспечивает в этом случае эффективное использование полосы пропускания для мультимедиа благодаря адаптации различных видов информации и передачи их в стандартных ячейках с высокой скоростью.

При использовании ячеечного режима применяется соответствующая стандартизованная МСЭ уровневая модель. Три ее уровня (рис. 8) описывают функционирование протоколов ATM: первый уровень — физический; второй — уровень ATM; третий — адаптационный (ATM Adaptation Level — AAL).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ModUsl07
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Поскольку всем инфокоммуникационным службам нужно обеспечить платформу для предоставления как широкополосных, так и узкополосных услуг, необходимо реализовать передачу речи с таким же качеством, какое достигается при передаче данных и видеоинформации. В этих целях информация должна адаптироваться к сети различными способами, что иллюстрирует модель адаптационных уровней ATM. При использовании ATM все телеинформационные службы разделяются на четыре класса (А, В, С и D), различающиеся по трем параметрам:

· синхронные или асинхронные;

· постоянная или переменная битовая скорость;

· используемый режим передачи — виртуального канала или датаграммный.

На основании этих трех параметров для каждого из классов определены четыре адаптационных протокола: AAL-1, AAL-2, AAL-3/4 и AAL-5.

ModUsl07Сами услуги (стремительное развитие которых привело к появлению сложных систем коммутации, требующих мощных управляющих устройств и объемного ПО) также можно описать с помощью уровневой модели, отображающей наличие различных их категорий. Предоставление услуг на сетевой модели (см. рис. 1) может быть представлено в виде, показанном на рис. 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.9. Уровневая модель сетевых функций при предоставлении услуг

 

С точки зрения пользователя и сетевого оператора инфокоммуникационные услуги принято делить на основные (basic services) и дополнительные (supplementary services) — не включающие установление соединений. Дополнительные услуги, предоставляемые с помощью служб централизованного сетевого интеллекта, часто называют интеллектуальными.

Коммутация и управление ею (первый — нижний — уровень на рис. 9) служат базой для обще-сетевых служб, созданных с целью предоставления различных услуг. При этом одно и то же ПО может использоваться несколькими сетевыми службами.

Второй уровень содержит базовые функции сетевых услуг, специфичные для каждой услуги.

Третий уровень включает в себя дополнительные услуги, которые в зависимости от категории реализуются тем или иным из двух возможных способов:

· простые — децентрализованно, вместе с коммутационным оборудованием и базовыми услугами;

· интеллектуальные — в нескольких централизованных сервисных узлах интеллектуальной сети IN.

Физически узел IN может быть идентичен узлу коммутации. Не существует правил размещения ПО для предоставления дополнительных услуг и связанных с ними функциональных возможностей, что в конечном итоге может привести к нежелательному взаимодействию между услугами, предоставляемыми централизованно и локально. Узлы IN рассматриваются как ядро стремительно развивающейся информационной сети, способной предоставлять различные формы мобильности и персональных коммуникаций для всех абонентов. Это возможно, если узлы IN получат доступ к информации о местонахождении абонента. В этом смысле архитектура «фиксированных» сетей должна быть в значительной мере подобна архитектуре, характерной для мобильных сетей.

Многие службы, реализованные на основе концепции IN, опираются на функции для расширенной маршрутизации, нумерации и учета стоимости. В модели, представленной на рис. 9, дополнительные услуги реализуются с помощью сегмента сетевого интеллекта. Сетевые службы прозрачны для трафика, но могут содержать специальные функции или модули, при необходимости подключаемые к речевому тракту (например, эхоподавители и функции широковещания). Таким образом, можно сказать, что эти службы состоят из некоторого количества функциональных уровней, причем одни из них уникальны для конкретной службы, а остальные могут использоваться различными службами.

Уровневые модели давно признаны действенным инструментом анализа и синтеза как сетевой архитектуры, так и взаимодействия отдельных групп функций и отдельных протоколов установления связи и обмена информацией. Поскольку уровни предложенной модели созданы, из легко локализируемых функций, каждый уровень может быть полностью переработан, а его протоколы изменены, когда потребуется усовершенствование архитектуры, аппаратного или программного обеспечения, и при этом изменения не затронут функции, предоставляемые смежными уровнями.

На основании предлагаемой модели можно обеспечить базу для удобного описания процесса предоставления услуг. Предложенная модель может быть использована при разработке компьютерных программ для автоматизации процесса планирования и проектирования современных информационных сетей.

 

 

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика