Этапы развития телекоммуникационных технологий

В числе основных этапов развития телекоммуникационных технологий следует назвать:

· телеграфные и телефонные сети (докомпьютерная эпоха);

· передача данных между отдельными абонентами по выделенным и коммутируемым каналам с использованием модемов;

· сети передачи данных с коммутацией пакетов: дейтаграммные или использующие виртуальные соединения (типа Х.25);

· локальные вычислительные сети (наиболее распространенные — Ethernet, Token Ring);

· цифровые сети интегрального обслуживания (ISDN) — узкополосные, а затем широкополосные;

· высокоскоростные локальные сети — Fast Ethernet, FDDI, FDDI II (развитие FDDI для синхронной передачи речевой и видеоинформации);

· высокоскоростные распределенные сети Frame Relay, SMDS, АТМ;
информационные супермагистрали.

 

Наиболее впечатляющие успехи телекоммуникационных технологий наблюдаются в последние 15 лет. В их числе можно назвать следующие технологии.

Х.25. Долгое время наиболее распространенным в технологии передачи данных был подход, основанный на идеологии пространственно-временной коммутации пакетов данных, определяемой рекомендациями МККТТ Х.25. Характерные черты данной технологии — организация передачи пакетов по временно создаваемым виртуальным каналам, а также достаточно сложные функции управления процессом передачи, возлагаемые на сеть с целью повышения надежности доставки информации пользователю. Подвергавшаяся многочисленным исследованиям и усовершенствованиям, она и по сей день является основой широкого класса телекоммуникационных сетей. Одна из причин этого — удовлетворительное функционирование в условиях использования каналов связи низкого и среднего качества, а также хорошо отработанные за многие годы аппаратные и программные средства.

Области применения:

— каналы низкого и среднего качества;

— передача данных на низких и средних скоростях (1,2—128 Кбит/с);

— простое пользовательское оборудование;

— подключение абонента по коммутируемым каналам.

Особенности:

— виртуальные соединения;

— альтернативная маршрутизация;

— обнаружение и исправление ошибок в каждом узле.

 

TCP/IP. Передача данных в соответствии с протоколами TCP/IP основана на дейтаграммном методе коммутации, характерная черта которого — независимая маршрутизация пакетов. Исторически ряд специальных сетей, например сеть Министерства обороны США ARPANET, были организованы с использованием данной технологии, которая сохраняет актуальность и успешно конкурирует с методом виртуальных соединений. Об этом свидетельствует широкое использование TCP/IP в сети Internet.

Области применения:

— каналы низкого, среднего и высокого качества;

— широкий диапазон скоростей передачи данных (от 1,2 Кбит/с до десятков Мбит/с.)

— возможность использования как в распределенных, так и в локальных сетях.

Особенности:

— пакетная коммутация в дейтаграммном режиме;

— высокий уровень адаптации к нарушениям в сети благодаря возможности изменения маршрута в каждом узле сети;

— обнаружение и исправление ошибок оконечным оборудованием пользователя.

ISDN. В связи с необходимостью повышения качества и расширения спектра услуг, предоставляемых сетью, и совершенствованием средств передачи цифровой информации с середины 80-х годов во многих странах начали активно развиваться цифровые сети интегрального обслуживания (ЦСИО, ISDN), вначале узкополосные (У-ЦСИО, N-ISDN), а в последующем и широкополосные (Ш-ЦСИО, В-ISDN). Главная задача ISDN — передача разнородной информации с высокой скоростью, включая передачу речи, телетекста, видеотекста, электронной почты для В-ISDN-телеконференции, передача ТВ-изображений, распределенная обработка информации.

Один из ключевых вопросов, относящихся к В-ISDN, — выбор метода коммутации: коммутация каналов (аналогичная традиционной системе в обычной телефонной сети, при которой для каждого соединения устанавливается физический канал между корреспондирующей парой абонентов) или некая разновидность пакетной коммутации (при которой сеть передает информацию, организованную специальным образом в пакеты данных, снабженные адресом, куда они должны быть доставлены).

Метод пакетной коммутации — более гибкий с точки зрения скорости передачи и оптимален для передачи разнородного трафика.

Frame Relay (FR). Данная технология является разновидностью метода пакетной коммутации. Она возникла и развивалась как технология, ориентированная на передачу данных, однако все шире используется для организации обмена речевой и даже видеоинформацией. Характерная особенность технологии — частичный отказ от сложных процедур обнаружения и исправления ошибок при передаче информации по каналам связи. Благодаря этому достигается максимально полное использование пропускной способности каналов и ресурсов коммутационного оборудования.

Технология FR представляет собой эффективное средство соединения локальных сетей. Наряду с этим за счет мощных механизмов мультиплексирования и управления потоками она обладает высоким потенциалом интеграции и повышения производительности глобальных и национальных сетей, особенно в условиях большого разнообразия протоколов передачи информации в сеть.
Области применения:

— каналы среднего и высокого качества;

— передача данных со скоростями от 56 Кбит/с до 2048 Кбит/с;

— передача голосовой и факсимильной информации;

— интеллектуальное пользовательское оборудование;

— LAN-to-LAN;

— LAN-to-WAN.

Особенности:

— постоянные и коммутируемые виртуальные соединения;

— стирание искаженных кадров (фреймов) на узлах сети;

— обнаружение и исправление ошибок оконечным оборудованием пользователя.

АТМ. В последние годы национальные и международные организации по стандартам заметно продвинулись в определении основ технологии для передачи разнородной информации. Они рекомендуют для этого стандартизованную технологию передачи, мультиплексирования и коммутации, называемую методом асинхронной передачи (Asynchronous Transfer Mode, АТМ).
АТМ является разновидностью метода пакетной коммутации с виртуальными каналами и в определенной мере соединяет преимущества методов коммутации каналов и коммутации пакетов. В основе АТМ — единый цифровой формат и единые правила транспортировки и коммутации всех видов информации, в том числе служебной.

Области применения:

— широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания;

— каналы высокого качества;

— высокоскоростная передача данных, речевой и видеоинформации, включая ТВ высокой четкости;

— хорошие линии привязки пользователей.

Особенности:

— постоянные и коммутируемые виртуальные соединения;

— контроль целостности информации на узлах сети;

— обнаружение и исправление ошибок оконечным оборудованием пользователя;

— заказ услуг.

SMDS. Switched Multimegabit Data Service — это высокоскоростная коммутационная служба передачи данных, по своим свойствам подобная АТМ, но в отличие от нее использующая дейтаграммный метод коммутации. Текущая спецификация SMDS предлагает пользователям доступ по выделенной линии со скоростями DS1 (1,544 Мбит/с) и DS3 (45 Мбит/с).

10BASE-T. Хотя технология Ethernet появилась сравнительно давно, ее массовое применение в конце 80-х годов обеспечил стандарт 10base-T, разработанный комитетом IEEE 802.3. Стандарт, который определял построение Ethernet с использованием неэкранированной витой пары, изменил саму природу ЛВС. Он специфицировал использование топологии типа «звезда» и концентраторов, что сделало сети более надежными и удобными для управления. Как только промышленность признала 10Base-T в качестве основного способа построения сетей Ethernet, цена на концентраторы и сетевые интерфейсные карты резко упала, что обеспечило еще большее распространение данной технологии.

Коммутация в ЛВС. Появление коммутации означало большой скачок вперед в развитии технологий ЛВС. В отличие от технологий разделяемых ЛВС, где фиксированная пропускная способность делится между подключенными к ЛВС устройствами, коммутаторы дали возможность выделять каждому порту канал с пропускной способностью до 10 Мбит/с, резко повысив пропускную способность ЛВС и улучшив ее характеристики. Дополнительный импульс развитию коммутации в ЛВС дала технология АТМ. В отличие от других технологий коммутируемых ЛВС, АТМ поддерживает передачу речи, данных и видеоинформации со скоростью сотен мегабит в секунду. Возможно, АТМ станет первой технологией, используемой и в локальных и в территориальных сетях.