Мультисервисные сети

Стремительный прогресс в области телекоммуникационных и информационных технологий привел к появлению новых терминов, обеспецивающих: мультимедиа телекоммуникации, услуги широкополосного доступа, услуги с гарантией времени доставки трафика и др. Постепенно в западной литературе сформировался термин Time Warner Full Service Network (FSN), дословно означающий полносервисные сети, предупреждающие потерю качества из-за несвоевременной (с запаздыванием) доставки трафика. В российской литературе этот термин аналогичен понятию мультисервисных сетей, т.е. сетей, готовых к предоставлению любых телекоммуникацинных и информационных услуг – передачу голоса, мультимедийные услуги, передачу данных и многое другое. Мультисервисные сети могут быть созданы непосредственно на основе как существующих цифровых, так и виртуальных сетей.

Мультисервисная сеть (МСС) представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображения и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Мультисервисная сеть отличается степенью надежности, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенную к стоимости передачи данных по Интернету).

Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении работы разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика другой информации (речи, видео и др.) используется единая инфраструктура.

МСС использует единый канал для передачи данных разных типов, позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты, технологии и централизованно управлять коммуникационной средой.

Интерактивные ММС предоставляют абонентам широкий спектр услуг: пакеты аналогового и цифрового телевидения, потоковое вещание, Интернет, телефонию, видеоконференция, голосование и опрос населения, видеотелефонию, видео по требованию, дистанционное обучение, медицинские консультации, оплату коммунальных услуг с автоматическим съемом показаний со счетчиков воды, тепла и электроэнергии, охранную сигнализацию, видеонаблюдение и др.

Основными составляющими мультисервисной сети являются: телепорт, транспортная сеть и кластеры. Топология сети определяется спецификой местности, на которой она развертывается.

Под телепортом понимается единый центр управления, получения, обработки, создания и передачи информации. Телепорт строится по модульной технологии (с возможностью поэтапного наращивания предоставляемых услуг) и формируется из оборудования и программного обеспечения (ПО) для организации приема эфирных и спутниковых ТВ- и радиопрограмм; формирования студийных программ; подключения к телефонной сети; подключения к сети Интернет; сбора и обработки данных теле-метрии (показания датчиков воды, электричества и т.п.); сбора и обработки данных видеонаблюдения и датчиков пожарноохранной сигнализации; мониторинга, контроля и управления состоянием сети и доступом к информационным потокам; и других видов услуг.

Транспортная сеть – двунаправленная широкополосная магистральная кабельная сеть, построенная по волоконно-оптической технологии со структурой «кольцо» или «звезда». На транспортной сети располагаются узлы ввода-вывода и обработки информации, к которым осуществляется подключение телепорта и кластеров.

Кластеры представляют собой группы от 500 до 2 тыс. абонентов, территориально расположенных в непосредственной близости друг от друга, и охватываются интерактивной распределительной сетью.

Для создания мультисервисной сети необходимо сделать следующее:

Основные услуги:

Классификация услуг по типу передаваемой информации (контенту): услуги телефонии (и видеотелефонии); услуги передачи данных; широковещательные услуги; услуги выделенных каналов (услуги, безразличные к типу передаваемой информации)№; инфраструктурные услуги (не связаны с передачей клиентом информации – сдача в аренду инфраструктуры, консультационные услуги).

Классификация услуг по типу клиента: услуги, оказываемые другим операторам связи (провайдерам); услуги, оказываемые корпоративным клиентам; услуги, оказываемые индивидуальным пользователям.

Классификация услуг по способу доступа клиента: коммутируемые телефонные каналы или ISDN; каналы SDH различной пропускной способности; каналы Ethernet с различной скоростью передачи; технологии ADSL; гибридные сети на основе коаксиального кабеля и оптического волокна; сети беспроводного доступа и др.

Классификация услуг по типу обмена информацией: предоставление доступа к ресурсам своей сети (и, возможно, через ресурсы своей сети к ресурсам других сетей); двусторонний обмен; транзит; центр обмена информацией (с центром взаиморасчетов или без него).

Услуги, входящие в группу услуг телефонии: предоставление услуг телефонной связи; оказание дополнительных услуг добавленной ценности; организация шлюзов международного доступа для российских операторов телефонии и IP-телефонии и др.

Услуги передачи данных: услуги передачи информации по протоколу ATM; услуги передачи информации по протоколу FR; услуги передачи информации по протоколу IP и др.

Потоковое вещание

Потоковое вещание позволяет передавать мультимедийную информацию и одновременно обеспечивает её прием группой абонентов, территориально удалённых друг от друга. Потоковое вещание применяется для передачи данных большого объема, для рассылки идентичной информации большому количеству адресатов (трансляция заседаний и конференций, консультирование групп пользователей, дистанционное обучение).

Суть потоковой передачи данных заключается в следующем. Передаваемые медиа-файлы сжимаются и разделяются на части (пакеты), а затем последовательно передаются пользователю. Размер пакетов определяется пропускной способностью участка сети или канала связи между клиентом и сервером, передающим видеосигнал. Накопив достаточное количество пакетов в буфер, программа-клиент приступает к воспроизведению одного из них и одновременно получает и выполняет декомпрессию следующих. Основной задачей, стоящей перед буфером, является обеспечение плавного и непрерывного воспроизведения видеосигнала. На практике результаты работы таких приложений по-прежнему очень сильно зависят от быстродействия компьютера и от скорости сетевого соединения, поэтому качество звука/видео — это всегда компромисс. Размер потока (битрейт) напрямую влияет на качество воспроизведения, от него также во многом зависит и то, можно ли будет смотреть видео по сети. Размер потока можно узнать в свойствах файла, однако многие кодеки используют динамически меняющийся битрейт, поэтому даже указанному значению иногда не следует верить.

Службы Windows Media. Windows Media — набор служб, работающих под управлением Microsoft Windows 2000 Server. Эти службы предназначены для передачи звуковой и видеоинформации при помощи одноадресного и группового вещания клиентам. Поставляемое содержимое может быть создано, приобретено у поставщика или передаваться с телевизионных камер и микрофонов. В последнем случае его называют живым потоком (live stream).

Ключевым решением при проектировании AD является решение о разделении информационной инфраструктуры на иерархические домены и подразделения верхнего уровня. Типичными моделями, используемыми для такого разделения, являются модели разделения по функциональным подразделениям компании, по географическому положению и по ролям в информационной инфраструктуре компании. Часто используются комбинации этих моделей.

Состав служб Windows Media. Службы Windows Media соcтоят из служб-компонентов и административной утилиты — Администратор Windows Media (Windows Media Administrator).

Администратор Windows Media — набор веб-страниц, который функционирует в окне браузера Microsoft Internet Explorer версии 5.0 и управляет службами-компонентами Windows Media. При помощи администратора Windows Media можно управлять локальным сервером или одними или несколькими удаленными серверами. Чтобы управлять несколькими серверами, нужно добавить серверы в список серверов, а затем соединиться с сервером, которым не обходимо управлять.

Службы Windows Media предоставляют возможность доставки мультимедийной информации большому количеству клиентов, использующих форматы ASF, WMA и WAV. Клиенты могут проигрывать такие файлы, не загружая их целиком, поскольку они принимаются по сети в виде потоковых данных. Потоковая передача данных существенно уменьшает время загрузки и требования к памяти на клиентской стороне. Она также позволяет транслировать данные неограниченной длины, например, предоставляет возможность живых трансляций.

IP-телефония

Интернет-телефония – это технология передачи телефонных речевых сообщений по сети Интернет. Работа устройств в сети Интернет осуществляется с использованием специального Интернет-протокола (Internet Protocol – IP). В настоящее время протокол IP используется не только в сети Интернет, но и в других сетях передачи данных с пакетной коммутацией. И во всех этих сетях, в принципе, имеется возможность передавать речевые сообщения с использованием пакетов данных. Такой способ передачи речи и получил название IP-телефония. За рубежом обычно употребляется аббревиатура VoiP – Voice over IP, хотя часто используют более узкий термин «Интернет-телефония».

Процесс передачи голоса по IP-сети состоит из нескольких этапов.

На первом осуществляется оцифровка голоса. Затем оцифрованные данные анализируются и обрабатываются с целью уменьшения физического объема данных, передаваемых получателю. Как правило, на этом этапе происходит подавление ненужных пауз и фонового шума, а также компрессирвоание.

На втором этапе полученная последовательность данных разбивается на пакеты и к ней добавляется протокольная информация – адрес получателя, порядковый номер пакета на случай, если они будут доставлены не последовательно, и дополнительные данные для коррекции ошибок. При этом происходит временное накопление необходимого количества данных для образования пакета до его непосредственной отправки в сеть.

Извлечение переданной голосовой информации из полученных пакетов также происходит в несколько этапов. Когда голосовые пакеты приходят на терминал получателя, то сначала проверяется их порядковая последовательность. Поскольку IP-сети не гарантируют время доставки, то пакеты со старшими порядковыми номерами могут прийти раньше, более того, интервал времени получения также может колебаться. Для восстановления исходной последовательности и синхронизации происходит временное накопление пакетов. Однако некоторые пакеты могут быть вообще потеряны при доставке, либо задержка их доставки превышает допустимый разброс. В обычных условиях приемный терминал запрашивает повторную передачу ошибочных или потерянных данных. Но передача голоса слишком критична ко времени доставки, поэтому в этом случае либо включается алгоритм аппроксимации, позволяющий на основе полученных пакетов приблизительно восстановить потерянные, либо эти потери просто игнорируются, а пропуски заполняются данными случайным образом.

Полученная таким образом (не восстановленная!) последовательность данных декомпрессируется и преобразуется непосредственно в аудио-сигнал, несущий голосовую информацию получателю.

Таким образом, с большой степенью вероятности, полученная информация не соответствует исходной (искажена) и задержана (обработка на передающей и приемной сторонах требует промежуточного накопления). Однако в некоторых пределах избыточность голосовой информации позволяет мириться с такими потерями.

В настоящее время в IP-телефонии существует два основных способа передачи голосовых пакетов по IP-сетям:

  1. Через глобальную сеть Интернет (Интернет-телефония) - полоса пропускания напрямую зависит от загруженности сети Интернет пакетами, содержащими данные, голос, графику и т.д., а значит, задержки при прохождении пакетов могут быть самыми разными.
  2. Сети передачи данных на базе выделенных каналов (IP-телефония) - можно гарантировать фиксированную (или почти фиксированную) скорость передачи.

Для того, чтобы осуществить междугородную (международную) связь с помощью телефонных серверов, организация или оператор услуги должны иметь по серверу в тех местах, куда и откуда планируются звонки. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров.

При предоставлении услуг в рамках сети IP-телефонии участвует большое количество субъектов, выполняющих различные организационно-технические функции. В рекомендациях TIPHON, разработанных ETSI (The European Telecommunications Standards Institute – Европейский институт стандартизации по телекоммуникациям), определена следующая классификация для субъектов IP-телефонии:

  1. Конечный пользователь IP (IPEU) – пользователь, соединенный с IP-сетью.
  2. Провайдер доступа IP (IPАР) – компания или организация, предоставляющая доступ к IP-услугам, который может быть или доступом к частой IP-сети, или к сети Интернет.
  3. Провайдер IP-сети (IPNP) – компания или организация, который принадлежит IP-сеть.
  4. Провайдер услуг Интернет-телефонии (ITSP) – компания или организация, которая предлагает услуги телефонии через сеть Интернет.
  5. Провайдер взаимодействия (IСP) – компания или организация, которая предлагает услуги по взаимодействию между IP-сетями и сетями с коммутацией каналов для телефонного соединения.
  6. Провайдер услуг сети с коммутацией каналов (SCNP) – компания или организация, которой принадлежит сеть с коммутацией каналов.
  7. Провайдер доступа к сети с коммутацией каналов (SCАP) – компания или организация, которая предоставляет доступ к сети с коммутацией каналов.
  8. Конечный пользователь сети с коммутацией каналов (SCЕU) – пользователь, соединенный с сетью коммутации каналов.
  9. Провайдер информационных услуг (DSP – directory service provider) – провайдер справочной информации.
  10. Провайдер дополнительных услуг (VASP) – провайдер, который предоставляет дополнительные услуги помимо услуг традиционной телефонии.
  11. Брокер – провайдер делового обслуживания, который обеспечивает возможность межсетевого обмена между провайдерами IP услуг и операторами сетей с коммутацией каналов, включая урегулирование расчетов.

Видеоконференция

Видеоконференция – это вид телекоммуникаций между двумя и более абонентами, который позволяет им видеть и слышать друг друга независимо от разделяющего их расстояния. Для организации видеоконференций используется технология - видеоконференцсвязь. Общение в режиме видеоконференций также называют сеансом видеоконференцсвязи.

Видеоконференцсвязь (ВКС) – телекоммуникационная технология, обеспечивающая организацию видеоконференций между двумя и более абонентами по сети передачи данных. Во время Сеанса ВКС обеспечивается интерактивный обмен звуком и изображением. Также абоненты могут транслировать телеметрические данные, компьютерные данные, демонстрировать документы и объекты с использованием дополнительных видеокамер. Передача потока звука и видео по сети передачи данных обеспечивается путем кодирования/декодирования данных (аудио и видео потока) с использованием стандартизованных аудио- и видео-кодеков.

Основные области применения систем видеоконференцсвязи:

Наибольший интерес в области образования представляет дистанционное обучение. Сочетание web-технологий и систем видеоконференций позволяет проводить лекции и семинары из одной аудитории для нескольких вузов одновременно. Тем самым значительно экономиться время преподавателей, которым больше нет необходимости совершать утомительные перелеты, достигается синхронизация образовательного процесса в региональных отделениях центральных вузов, экономятся средства частных учебных учреждений на оплату приглашенных преподавателей. При проведении семинаров и практических занятий, с одной стороны, слушатели получают наглядную информацию к материалам, сопровождающим занятие, с другой стороны, преподаватель имеет возможность удаленно (!) оценить эффективность занятия, ответить на вопрос конкретного слушателя.

Сайт управляется системой uCoz