При отсутствии инфраструктуры доступ к сетевым услугам получит лишь ограниченное число пользователей, да и то самых крупных.

Место сети доступа и стека протоколов V5

в общей структуре систем связи
Бум в области телекоммуникаций, который наблюдается в последние годы, по большей части обусловлен именно существенным расширением круга потенциальных пользователей средств связи. Поэтому без общедоступных средств доступа к системам связи (извините за тавтологию) развитие опорных сетей во многом лишено смысла.

Согласно стандартам ITU-T и ETSI, в любой телекоммуникационной системе можно выделить три подсистемы: оборудование, находящееся у пользователя (customer premises equipment, CPE), сеть доступа (access network, AN) и собственно опорная сеть (core network). Разграничение между этими подсистемами имеет под собой не только техническое, но и юридическое основание, однако в значительной степени такое членение все-таки условно. Поэтому способы разделения сетей на подсистемы могут различаться (см. рисунок).

Интерфейсы и стандарты

Понятие «сеть доступа» появилось несколько лет назад. Сегодня так называется территориально-распределенная инфраструктура, обеспечивающая передачу данных от конечного пользователя к опорной сети. Сеть доступа ограничена, с одной стороны, пользовательским интерфейсом UNI (User-to-Network Interface), а с другой — интерфейсом с узлом обслуживания SNI (Service Node Interface). Ее задача проста — обеспечить доставку информации от пользователей до опорной сети; при этом сигналы, связанные с взаимодействием между ними, в сети доступа никак не обрабатываются.

Для передачи информации от пользователя в сеть доступа (т. е. на «последней миле») могут применяться самые разнообразные технологии, как проводные, так и беспроводные. В документах ITU-T указаны следующие проводные средства доставки: коммутируемые аналоговые телефонные линии (с использованием модемов), аналоговые и цифровые выделенные линии, каналы ISDN (BRI и PRI), каналы B-ISDN с пропускной способностью от 2048 до 622 080 кбит/с (я не очень-то представляю, какому клиенту может понадобиться канал на 600 с лишним Мбит/с, но из документа «слова не выкинешь»), различные вариации DSL (HDSL, ADSL, VDSL с пропускной способностью от провайдера к клиенту до 51,84 Мбит/с и в обратном направлении до 19,44 Мбит/с), аналоговые и цифровые технологии передачи данных по сетям кабельного телевидения (цифровые каналы, в которых используется кодировка MPEG-2 TS, могут обеспечивать скорость передачи данных до 50,981 Мбит/с), системы интерактивного телевидения (пропускная способность канала в обе стороны может достигать 1544 кбит/с), а также старый добрый Ethernet.

«Последняя миля» без проводов может быть организована с использованием следующих технологий: GSM 900 или GSM 1800 (в настоящее время пропускная способность каналов достигает 13 кбит/с, в ближайшем будущем ожидается ее значительное увеличение), DECT (по 352 кбит/с в обе стороны или 736 кбит/с — в одну), а также интенсивно разрабатываемой сейчас технологии мобильной связи третьего поколения под названием UMTS (до 2 Мбит/с при взаимодействии с неподвижным пользователем и до 384 кбит/с при обмене данными с терминалом, который находится в движущемся автомобиле).

Очевидно, что UNI-интерфейсы могут быть весьма разнообразными. Конкретный выбор технологии, используемой на «последней миле», всегда определяется оптимизацией по нескольким факторам, главные из которых — стоимость, быстрота развертывания и необходимая пропускная способность. Решение практически всецело зависит от реальных местных условий, и потому какого-то общего стандарта на интерфейс между пользователем и сетью доступа не существует.

Иное дело — интерфейсы между сетью пользователя и узлом обслуживания опорной сети (SNI-интерфейсы). Для них есть четкие стандарты: для интерфейсов относительно невысокой пропускной способности это стандарты семейства V5, а для более широкополосных — VB5.

Использование стандартных протоколов серии V5 для доступа к опорной сети помогает добиться полной интероперабельности оборудования, используемого для этих целей, независимо от того, какая технология применяется на уровне UNI-интерфейса. Главное назначение указанных протоколов — обеспечить выделение каналов доступа клиентов к услугам опорной сети в режиме on-demand; при этом поддерживаются и исходящие, и входящие вызовы (другими словами, в качестве инициатора сеанса связи может выступать как пользователь, так и сама опорная сеть).

Семейство V5

Протокол V5 был предложен в 1994 г. и описывает интерфейс сетей доступа, построенных на базе каналов с пропускной способностью до 2048 кбит/с. Спецификации ETSI и ITU-T определяют две разновидности интерфейса V5 — V5.1 и V5.2, различающиеся способом объединения каналов. V5.1 обеспечивает пропускную способность 2048 кбит/с без возможности динамической концентрации каналов (допускается только статическое мультиплексирование). Технически его можно реализовать с помощью каналов ТфОП или ISDN BRI. Стандарт определяет, что кроме каналов передачи данных должен быть предусмотрен и канал, обеспечивающий передачу управляющей информации между сетью доступа и узлом обслуживания опорной сети. С помощью этого канала, в частности, выделяются и освобождаются порты ISDN BRI (под портом в данном случае понимается совокупность ресурсов узла обслуживания, поддерживающих один UNI-интерфейс), а также осуществляется их блокировка. Канал V5.1 позволяет обслуживать клиентов сети (по требованию, в режиме on-demand).

Стандарт V5.1 предполагает, что сеть доступа обеспечивает передачу данных без блокировки. Тем не менее V5.1 может использоваться и для блокирующих сетей AN (например, беспроводных), однако в этом случае управление вызовами не описывается стандартом.

В отличие от V5.1, стандарт V5.2 предусматривает возможность динамической концентрации каналов. В нем описан составной интерфейс, допускающий применение до 16 каналов с пропускной способностью 2048 кбит/с каждый. Кроме того, стандарт V5.2 разрешает выделение не только портов ТфОП и ISDN BRI, но и ISDN PRI. Cпецификации этого стандарта, касающиеся сигнализации и управления, не отличаются от таковых для V5.1. Однако V5.2 оговаривает также и выделение специального канала управления соединением, с помощью которого узел доступа может сам инициализировать подключение к необходимому UNI.

Хотя протокол V5.2 изначально ориентирован на неблокирующие сети доступа, благодаря своей способности к динамическому мультиплексированию каналов он помогает добиться высокой эффективности использования ресурсов опорной сети, даже в том случае, если сеть доступа является неблокирующей, например при работе с беспроводными AN.

Спецификациями V5 не предусмотрена возможность выбора провайдера сетевых услуг в динамическом режиме. Тем не менее, если в сети созданы статические каналы передачи информации от UNI к SNI, одна и та же физическая сеть доступа позволяет обмениваться информацией с разными провайдерами (и разными узлами опорной сети). Фактически это означает, что одна сеть доступа логически разделена на несколько подсетей — по одной на каждый узел доступа к услугам опорной сети.

Сеть доступа, взаимодействующая с узлом доступа к сетевым услугам по протоколу V5, обеспечивает интеграцию услуг ТфОП и ISDN-BA (по интерфейсу S/T) в одной сети, используя интерфейс базового доступа BRI. При этом в оборудовании доступа, которое установлено у пользователя, следует определить дополнительную функцию для поддержки одного или нескольких (обычно двух) портов ТфОП и одного порта ISDN-BA.

В настоящее время разрабатываются две новые функции протокола V5. Одна предназначена для поддержки технологий DECT и CTM (Cordless Terminal Mobility) при обмене информацией между сетью доступа и узлом сетевого обслуживания. Другая — для расширения протокола V5.2 возможностями управляемого доступа к Internet через AN.

Когда пять лет назад стандарт V5 был выпущен в свет, для решения большинства задач вполне хватало каналов с пропускной способностью до 2048 кбит/с. Сейчас пользователи проявляют интерес к широкополосным сетям доступа, соответственно нуждающимся в высокопроизводительном интерфейсе с опорной сетью.

Поэтому неслучайно появление семейства протоколов VB5, описывающих работу широкополосных сетей доступа на базе каналов с пропускной способностью до 622 Мбит/с, спецификации которых разрабатывались как развитие протокола V5.

Протокол VB5 тоже имеет две разновидности: VB5.1 для использования статически сконфигурированных каналов АТМ и VB5.2 для соединения в режиме on-demand. Как и узкополосный интерфейс V5, широкополосный VB5 не обеспечивает возможности динамического выбора провайдера услуг в полном смысле этого слова. Однако он позволяет подключить один и тот же UNI к разным интерфейсам VB5 на разных узлах обслуживания за счет статически сконфигурированных виртуальных маршрутов. Так, опосредованно, создается возможность динамического выбора виртуального пути к узлу обслуживания и, в общем случае, провайдера услуг. Подчеркнем еще раз, что речь идет именно о динамическом выборе заранее созданного пути, а не о динамическом создании нужного виртуального пути (при необходимости обратиться к услугам определенного провайдера). Реализуется эта функция в протоколах V5 и VB5 по-разному: спецификации первого требуют установки отдельного физического порта UNI для каждого канала связи с узлом обслуживания, а второй разрешает воспользоваться имеющимся логическим. Совершенствование VB5 продолжается, и разработчики надеются вскоре обеспечить в нем возможность динамического создания виртуальных путей к сервис-провайдерам.

Продукты серии V5

Крупнейшая доля рынка оборудования, поддерживающего интерфейс с сетями доступа на базе стека протоколов V5, принадлежит израильской фирме Tdsoft Communications (по сведениям автора — примерно 70% общего объема продаж в этом секторе).

Список продуктов Tdsoft (http://www.tdsoft.com) включает ПО V5Core для поддержки стека протоколов V5.1/V5.2, эмулятор коммутатора V5Swim и конвертер протоколов V5Proxi, который используется для тестирования станций при установке на них ПО V5Core.

Пакет V5Core, способный обслуживать несколько интерфейсов V5.X, совместим с телефонными станциями (ТфОП и ISDN) всех ведущих производителей и помогает обеспечить их взаимодействие в сетях доступа.

Конвертер протоколов V5Proxi разрешает хорошо знакомую всем российским профессионалам проблему обмена данными между устройствами, поддерживающими разные протоколы. С его помощью можно не только преобразовать свою АТС в узел доступа к услугам опорной сети по протоколу V5, но и подключить сеть доступа к узлам опорных сетей. Конвертер поддерживает преобразования CAS—V5.1, MFC-R2—V5.2, MF-R1—MFC-R2 и др., а также позволяет связать сети на базе каналов E1 с системами связи на основе каналов T1 (возможны сочетания протоколов: TR-008—V5.1/V5.2, MFC-R2—E&M-DTMF и др.).

Кроме Tdsoft, ПО для поддержки V5 выпускают компании Future Communications Software (http://www.futsoft.com), Trillium Digital Systems (http://www.trillium.com) и Hughes Software Systems (http://www.hssworld.com). Последняя не так давно объявила, что ее продукты поддерживают не только стандарт V5, но и стек протоколов VB5.

ОБ АВТОРЕ

С Александром Крейнесом можно связаться при помощи электронной почты по адресу kreines@radio-msu.net

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями