Ю.А. Зеленков
Принципы организации
современных широкополосных
сетей интегрированных услуг
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов направления подготовки
Прикладная математика и информатика
Ярославль 2006
1
УДК 621.394/. <...> План 2006 года
Р 88
Русаков, А.И. Принципы организации современных
широкополосных сетей интегрированных услуг : учеб.
пособие / А.И. Русаков, Ю.А. Зеленков ; Яросл. гос.
ун-т. <...> ISBN 5-8397-0413-Х
В пособии рассматриваются существующие на данный
момент основные способы организации широкополосных
сетей с интеграцией услуг, а также такие перспективные
технологии, как протокол IPv6 и IP – телефония. <...> При этом сети играют ключевую роль, выступая и в
качестве технической базы для предоставления телекоммуникационных услуг конечным пользователям, и в качестве основного
потребителя телекоммуникационного оборудования [1]. <...> 1 Структура телекоммуникационного рынка
(традиционная модель)
5
В последние годы рынок телекоммуникаций претерпевает
значительные и быстрые изменения, в результате которых традиционная модель (рис. <...> Другой, не менее существенной причиной эволюции телекоммуникационного рынка является интенсивное внедрение новых технологий, таких как волоконно-оптические линии связи
(ВОЛС), кабельное телевидение и др. <...> Следует отметить, что в экономическом отношении к настоящему времени Интернет в своем развитии достиг такого уровня, что ряд исследователей сочли необходимым выделить в качестве объекта изучения новый сектор
экономики, получивший название «Интернет-экономика» [4]. <...> Международные и междугородные каналы
По мнению экспертов [6], в ближайшие годы именно развитие волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), являющихся доминирующей коммуникационной средой, будет оставаться одним
из основных факторов, оказывающих влияние на рынок телекоммуникационных услуг. <...> В свою очередь стимулом развития инфраструктуры и технологий ВОЛС служит наблюдающийся <...>
Принципы_организации_современных_широкополосных_сетей_интегрированных_услуг__Учебное_пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
А.И. Русаков
Ю.А. Зеленков
Принципы организации
современных широкополосных
сетей интегрированных услуг
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов направления подготовки
Прикладная математика и информатика
Ярославль 2006
1
Стр.1
УДК 621.394/.396
ББК 388я73
Р 88
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2006 года
Р 88
Русаков, А.И. Принципы организации современных
широкополосных сетей интегрированных услуг : учеб.
пособие / А.И. Русаков, Ю.А. Зеленков ; Яросл. гос.
ун-т. – Ярославль: ЯрГУ, 2006. – 135 с.
ISBN 5-8397-0413-Х
В пособии рассматриваются существующие на данный
момент основные способы организации широкополосных
сетей с интеграцией услуг, а также такие перспективные
технологии, как протокол IPv6 и IP – телефония.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению
подготовки 510200 "Прикладная математика и
информатика" (дисциплина "Современные компьютерные
технологии", блок ОПД), очной формы обучения.
Табл. 16. Рис. 22. Библиогр.: 172 назв.
УДК 621.394/.396
ББК 388я73
ISBN 5-8397-0413-Х
© Ярославский
государственный
университет, 2006
© А.И. Русаков,
Ю.А. Зеленков, 2006
2
Стр.2
Оглавление
1. ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................... 5
1.1. ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО РЫНКА ..... 5
1.2. ИНФРАСТРУКТУРА. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ............................................... 8
1.2.1. Международные и междугородные каналы .................................. 8
1.2.2. Архитектура транспортных сетей ............................................. 14
1.2.3. Городские опорные сети и сети доступа .................................... 18
Кабельные сети доступа ................................................................. 22
Сети доступа на основе DSL.......................................................... 24
Волоконно-оптические сети доступа ............................................ 26
Архитектура городских сетей и сетей доступа ............................ 28
1.3. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ И УСЛУГ ........................................ 31
1.4. ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................. 35
2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ОБЛАСТИ
ШИРОКОПОЛОСНЫХ СЕТЕЙ
ИНТЕГРИРОВАННЫХ УСЛУГ ........................................................... 40
2.1. МОДЕЛИ ВОЗМОЖНЫХ ИНФРАСТРУКТУР СЕТЕЙ ДОСТУПА ...................... 44
2.1.1. Предоставление доступа поверх существующей
инфраструктуры .............................................................................. 44
2.1.2. Применение технологии xDSL с использованием
существующих медных пар .............................................................. 45
2.1.3. Предоставление сервиса поверх волоконно-оптических сетей
с использованием широкополосных
интегрированных технологий ......................................................... 45
2.1.4. Гибридная оптоволоконно-медная технология ........................... 46
Особенности устройств передачи данных HFC .................... 46
2.1.5. Использование радиошлейфа (RITL) ............................................. 47
2.1.6. Доступ с использованием спутниковых технологий .................. 47
2.2. СЕТИ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ............................................................ 47
2.2.1. Стандартизация сетей кабельного телевидения ...................... 50
2.2.2. Особенности архитектуры сетей кабельного телевидения .... 52
2.3. СЕТИ НА ОСНОВЕ АБОНЕНТСКОЙ ЛИНИИ – XDSL ................................... 53
2.3.1. Виды xDSL технологий ................................................................... 55
2.3.2. Технические принципы ADSL.......................................................... 56
2.3.3. Стандарты в ADSL ........................................................................ 59
2.3.4. Адаптация ATM к ADSL ................................................................. 60
2.4. ОПТОВОЛОКОННЫЕ СЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ATM .................................. 63
2.4.1. Краткая характеристика ATM .................................................... 63
2.4.2. Некоторые экономические аспекты ATM сервиса .................... 65
3
Стр.3
2.5. БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ................................................................. 69
2.5.1. Особенности архитектуры беспроводных сетей доступа ...... 72
Кольцевая топология ...................................................................... 74
2.5.2. Спектр оказываемых услуг ............................................................ 75
2.6. ПЕРСПЕКТИВЫ НАИБОЛЕЕ ДИНАМИЧНО РАЗВИВАЮЩИХСЯ
ТЕХНОЛОГИЙ ДОСТУПА ........................................................................... 76
2.6.1. Один из возможных вариантов плана выделения каналов
при мультиформатной DWDM-HFC сети .................................... 78
2.6.2. Недостатки дешевых высокоскоростных технологий
доступа – DSL и кабельных модемов ............................................. 79
2.7. ПРИМЕР УСПЕШНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СЕТЕЙ ДОСТУПА ................................ 80
2.8. ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................. 81
3. IPV6. НЕОБХОДИМОСТЬ И МЕТОДИКА ПЕРЕХОДА .................. 83
3.1. ИСТОРИЯ ВОПРОСА ................................................................................... 83
3.1.1. История возникновения и развития протокола IPv6
и мотивация его разработки ........................................................... 83
3.2. ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ДЕЛ В ОБЛАСТИ ВНЕДРЕНИЯ ПРОТОКОЛА IPV6 ... 87
3.2.1. Основные этапы перехода от IPv4 к IPv6
и их временные рамки ....................................................................... 87
3.2.2. Опыт практического использования протокола IPv6 ............... 89
3.3. СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОТОКОЛА IPV6 .......................................................... 92
3.3.1. Архитектура адресации в IPv6 ..................................................... 92
3.3.2. Структура пакета IPv6 ................................................................. 96
3.3.3. Особенности маршрутизации IPv6 .............................................. 99
3.3.4. Механизмы автоконфигурации хостов IPv6 ............................. 102
3.3.5. Механизмы обеспечения «качества обслуживания» (QoS) ..... 103
3.3.6. Механизмы защиты информации и обеспечения сетевой
безопасности ................................................................................... 103
3.4. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ СОПРЯЖЕНИЯ УЧАСТКОВ СЕТЕЙ IPV4 И IPV6
ВО ВРЕМЯ ПЕРЕХОДНОГО ПЕРИОДА ....................................................... 104
3.5. ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................... 108
4. НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ......... 111
4.1. РАЗВИТИЕ НОВЕЙШИХ ИНТЕРНЕТ-ПРИЛОЖЕНИЙ .................................. 113
4.1.1. РАЗВИТИЕ IP-ТЕЛЕФОНИИ ................................................................... 113
4.1.2. Session Initiation Protocol (SIP) .................................................... 115
4.1.3. Передача видеоизображения через Интернет ......................... 118
4.2. ИНТЕРНЕТ КАК ЕДИНАЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА ................. 120
4.2.1. Мультиплексирование по длине волны (Wavelength division
multiplexing) ..................................................................................... 121
4.2.2. Dynamic Packet Transport Protocol .............................................. 126
Реализации прототипов новой транспортной среды ................. 130
4.3. ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................... 134
4
Стр.4
1. Введение
1.1. Особенности современного
телекоммуникационного рынка
Телекоммуникационная отрасль является одним из наиболее
динамичных и перспективных сегментов глобального рынка и
большинства национальных рынков. В качестве ее основных составляющих
могут быть выделены: телекоммуникационные инфраструктуры
(сети), телекоммуникационное оборудование и услуги
(рис. 1). При этом сети играют ключевую роль, выступая и в
качестве технической базы для предоставления телекоммуникационных
услуг конечным пользователям, и в качестве основного
потребителя телекоммуникационного оборудования [1].
Рис. 1 Структура телекоммуникационного рынка
(традиционная модель)
5
Стр.5