birmaga.ru
добавить свой файл

1 2 ... 9 10

Телекоммуникационные сети: вечная динамика. Часть I

А. В. Голышко, Н. А. Лескова

На поверхности, на периферии у тебя есть язык — христианский, индуистский, мусульманский, но за всеми ярлыками все вы похожи — нет совершенно никакой разницы.

Ошо Раджниш “Джаммапада”

Очарованный странник


Какое будущее ожидает телекоммуникационные сети с точки зрения применяемых технологий и их соответствия требованиям пользователей и операторским нуждам? Как и до каких пор будут конкурировать между собой телекоммуникационные операторы, а также сетевые решения? Сегодня этими вопросами задаются те, кто собирается “идти в ногу со временем”, а не зачарованно смотреть на стремительно пролетающий мимо экспресс новых технологий. И их актуальность обусловлена тем, что в области построения сетей связи для операторов, поставщиков оборудования и всех тех, перед кем стоит задача правильно спланировать инвестиционную политику, самой важной проблемой является точный прогноз. Уже имеющийся на сегодняшний день опыт говорит о том, что какие-либо долгосрочные прогнозы в сфере телекоммуникаций чреваты опасными заблуждениями и чаще всего себя не оправдывают.

Для того чтобы проиллюстрировать вышесказанное, достаточно обратиться к имеющему место в последнее время противостоянию сторонников так называемых традиционных и нетрадиционных подходов к сетевому строительству. (Заметим, что в ходе последнего сами “традиции” перманентно изменяются.) В частности, давно идут жаркие споры между приверженцами сетей на базе синхронной цифровой иерархии (SDH/SONET), “поклонниками” технологии асинхронной передачи (АТМ) и энтузиастами концепции Интернет-протокола (IP).

Отправной точкой при написании настоящей статьи стали опубликованные в минувшем году и во многих отношениях разделяемые авторами высказывания главного редактора журнала IEEE Communications Magazine, на страницах которого регулярно публикуются ведущие мировые специалисты в области связи (см.: Jajszczyk A. What is the Future of the Telecommunications Networking? IEEE Communications Magazine. 1999. June), к которым добавились наши собственные соображения, базирующиеся в том числе и на публикациях журнала “Сети и системы связи”. Нам представляется, что такая компиляция поможет лучше понять различные стороны наметившейся общемировой тенденции в области телекоммуникаций.

Блеск и нищета сетевых технологий


Сначала коснемся, так сказать, “жизненного пути” телекоммуникационных технологических решений. Мы иногда удивляемся успеху, которого достигают простые и легкоприменяемые технологии, как, впрочем, и неудачам некоторых из них, очень сложных и, казалось бы, хорошо продуманных. Примером может служить опыт применения протокола IP и систем АТМ в сетях, охватывающих обширные регионы, или технологий Gigabit Ethernet и АТМ в среде ЛВС.

Можно привести и примеры противоположного толка: простая схема передачи для медного абонентского шлейфа с успехом используется в узкополосной телефонии, но не подходит для широкополосного доступа. В этом случае пригодными оказываются именно комплексные решения, например такие, как асимметричные цифровые абонентские линии (ADSL) или сверхскоростные линии VDSL. При строительстве последних, впрочем, подчас возникают некоторые технические и организационные проблемы, тесно связанные с качеством абонентских шлейфов.

Для работы на скоростях, превышающих 10 Гбит/с (STM-64, STS-192s), при желании сложные системы передачи SDH/SONET можно заменить на концептуально более простое оборудование плотного волнового мультиплексирования (DWDM).

Давайте посмотрим, какие противоречия выявляются при сопоставлении специализированных технологий с упрощенной моделью технологического цикла, как показано на рис. 1. В верхней части рисунка изображены кривые, представляющие “жизненные циклы” различных технологий. Две из них (C и D) по достижении некоего пика резко обрываются вниз (об этом позже), а две другие (A и B), выйдя на пиковый уровень, остаются на нем в течение длительного промежутка времени. В принципе последние кривые могут представлять технологии, подобные, в частности, передаче единичной длины волны по оптическому волокну или технологии с применением компьютерной памяти (ферромагнитной или полупроводниковой). На ранней стадии внедрения любой базовой технологии решения на ее основе всегда рассматриваются как экспериментальные, поскольку они еще не могут полностью проявить все свои возможности. По завершении широкомасштабного тестирования системы внедряются уже относительно легко и их можно оценивать, опираясь на такие усовершенствованные параметры, как, например, битовая скорость, скорость обработки и т. д.


В определенный момент начинают появляться главные технологические ограничения. Дальнейшее усовершенствование для достижения лучших технических показателей становится все более трудным и дорогим. Так, возьмем системы частотного мультиплексирования FDM. Сначала их производительность росла от одного поколения систем к другому. Затем, на вершине развития систем FDM, для увеличения пропускной способности, казалось бы, должны были использоваться более сложные технические устройства.

Но в это время были изобретены системы SDH/SONET, которые после относительно медленного старта становились все более и более зрелыми, а пропускная способность их каналов за время становления возросла в несколько раз. Однако, когда был достигнут барьер в 10 Гбит/с, стало очевидным, что дальнейшее увеличение скорости этих систем потребует слишком больших расходов на обеспечение необходимой компенсации дисперсии (или на замену оптического волокна) и на новые методы синхронизации. И вот тут-то как раз и появилась технология — DWDM, дающая более простое и несравнимо лучшее решение назревших проблем.

На практике же не все так просто, как описывается выше. В действительности операторы вынуждены одновременно работать с разными системами, каждая из которых имеет свой технологический цикл. Например, для медных кабелей применяются технологии FDM и TDM. Эти же технологии позднее будут также использоваться оператором и при работе с волоконно-оптическим кабелем.

Трудности с технологией АТМ, несмотря на ее видимое совершенство, происходят от того, что для отцов-изобретателей основной идейной предпосылкой при ее разработке стал дефицит ширины полосы пропускания. В результате в АТМ были использованы довольно-таки сложные решения, что привело в итоге к относительно высокой стоимости оборудования, медленной стандартизации и к другим негативным для ее пользователей тенденциям. Все это соответствует “падающему” отрезку кривой (например, А) в верхней части рис. 1. Но не нужно расстраиваться. Ведь, во-первых, временной интервал ее существования может быть достаточно протяженным, а, во-вторых, в обозримом будущем возможен технологический прорыв, прежде всего в отношении скорости обработки информации (нижняя часть рис. 1), который позволит существенно упростить и удешевить реализацию идей, заложенных в АТМ. И осуществится переход к другой кривой.


В сетях Gigabit Ethernet в качестве наиболее приемлемой для них, напротив, реализована самая простая концепция, в результате чего технология Ethernet “перепрыгнула” с одной кривой на другую. Перед разработчиками IP-сетей сегодня стоит аналогичная проблема выбора. Чтобы гарантировать качество услуг, необходимое для передачи видео и речи, некоторые из них решили прибегнуть к протоколам резервирования, подобным протоколу RSVP. Это неизбежно приведет к утрате замечательной и всеобъемлющей простоты первозданного протокола IP. Следовательно, нужно иметь в виду, что прогнозируемый многими специалистами невероятно быстрый рост пропускной способности каналов связи в результате внедрения систем DWDM может сделать востребованными более простые решения, такие, как, например, дифференцированные услуги (DiffServ).

Развитие сотовой подвижной связи тоже наглядно представлено на рис. 1. В начале 80-х годов появились аналоговые системы на основе технологии частотного разделения каналов (FDMA), которые требовали значительного частотного ресурса, имели неважное качество связи и обладали весьма скромным набором услуг. В начале 90-х годов они стали активно вытесняться цифровыми системами второго поколения (2G) с временныўм уплотнением каналов (технология TDMA и ее типичные представители — D-AMPS и GSM) и системами с кодовым разделением каналов (технология CDMA в лице стандарта cdmaOne, он же IS-95). И те и другие, в свою очередь, скоро (в ряде западных стран считают, что в 2003 г.) будут заменены многофункциональными системами на базе самой эффективной на сегодня широкополосной технологии CDMA (семейство радиоинтерфейсов cdma2000, W-CDMA, TD-CDMA и пр.).

Что касается сверхширокополосных систем фиксированной связи LMDS/MVDS, интерактивные разновидности которых ныне уже получили новое название BWS (Broadband Wireless Systems), то пока в них все еще применяется технология TDMA. Учитывая сказанное выше, уже сегодня можно предположить, что это всего лишь промежуточный вариант. По-видимому, наличие огромной свободной полосы пропускания (2 ГГц) и отсутствие (по крайней мере на текущий момент) массового внедрения (ситуация стремительно изменится, если телефонные “медные пары” станут дефицитом) еще не заставили разработчиков по-другому взглянуть на эффективность использования радиоспектра, абонентскую емкость, помехозащищенность и пр., чтобы, как и в случае с сотовой радиотелефонией, обратиться к технологии CDMA. Так что тут, похоже, все еще впереди.


Разумеется, изображенные на рис. 1 закономерности могут корректироваться не только объективными техническими или экономическими (рыночными) причинами, но и чисто субъективными устремлениями отдельных производителей или телекоммуникационных законодателей (что на практике уже неоднократно имело место). Ведь известную “химическую” формулу, автором которой является один из основоположников диалектического материализма, можно прочесть наоборот, и тогда получается, что экономика — это “разбавленная” политика.



следующая страница >>