Коммуникационные сети

Компоненты телекоммуникации

Для понимания алгоритмов работы и организации телекоммуникации важно разбить техническую инфраструктуру на несколько компонентов. В первую очередь это средства хранения данных, которые также обеспечивают их обработку и подготовку к передаче

Следующий уровень – это непосредственные участники процесса обмена данными, от которых направляются запросы. Они обращаются и к тем же хранилищам данных, и друг другу. Поле обращения посредством запросов логично должен происходить обмен информацией. И эта задача реализуется с помощью каналов передачи данных. Опять же, это могут быть и линии обмена между участниками процесса, и каналы, по которым происходит обращение к источникам – например, к серверам. Все перечисленные операции обеспечивает активное телекоммуникационное оборудование, к которому относятся модемы, коммутаторы, сетевые адаптеры и т. д. Это тоже своего рода командная инфраструктура, технически обслуживающая сигналы от пользователей.

Коммуникационное оборудование для компьютерных сетей

Для осуществления обмена информацией через компьютерные сети необходимо обеспечить полноценное функционирование оборудования.

Основой коммуникации с помощью компьютера являются сетевые карты, которые осуществляют обмен данными между устройством и сетью. Кроме этого, данные микросхемы (адаптеры) временно хранят данные (кэш) перед их передачей. В зависимости от мощности и производительности, выделяются сетевые адаптеры для персональных компьютеров и серверов. Во втором случае оборудование оснащено мощным процессором и большим объемом встроенной памяти.

Вспомогательным коммуникационным оборудованием являются:

• сетевые кабели (витая пара, коаксиальные и оптические модификации);
• концентраторы;
• маршрутизаторы;
• роутеры.

Кабели физически соединяют устройства, вторая группа оборудования обеспечивает точность приема и раздачи сигнала.

Использование телекоммуникационных технологий

Телекоммуникационные технологии сегодня в основном применяются для организации систем связи.

Но сами системы связи имеют прикладное значение, при помощи этих технологий можно достичь существенно более важных целей, среди которых:

• создание систем дистанционного обучения;
• обеспечение недорогой голосовой телефонной связи;
• создание информационных систем предприятий и объединение их в комплекс, позволяющий оптимизировать управление;
• построение банковских сетей;
• проведение электронных аукционов и тендеров для обеспечения государственных закупок;
• осуществление коммуникации удаленных субъектов;
• для интернет-торговли;
• осуществление дистанционного управления в государственной и в частной сфере.

Спектр возможностей использования телекоммуникационных технологий расширяется с каждым днем. Сложно сказать, что именно будет предложено завтра в этой области, чтобы сделать связь доступнее, а производственные процессы – проще.

Активное сетевое оборудование

В соответствии с ГОСТ Р 51513-99, активное оборудование — это оборудование, содержащее электронные схемы, получающее питание от электрической сети или других источников и выполняющее функции усиления, преобразования сигналов и иные. Это означает способность такого оборудования обрабатывать сигнал по специальным алгоритмам. В сетях происходит пакетная передача данных, каждый пакет данных содержит также техническую информацию: сведения о его источнике, цели, целостности информации и другие, позволяющие доставить пакет по назначению. Активное сетевое оборудование не только улавливает и передает сигнал, но и обрабатывает эту техническую информацию, перенаправляя и распределяя поступающие потоки в соответствии со встроенными в память устройства алгоритмами. Эта «интеллектуальная» особенность, наряду с питанием от сети, является признаком активного оборудования.
Например, в состав активного оборудования включаются следующие типы приборов:

• сетевой адаптер — плата, которая устанавливается в компьютер и обеспечивает его подсоединение к локальной вычислительной сети (далее — ЛВС);
• повторитель (репитер) — прибор, как правило, с двумя портами, предназначенный для повторения сигнала с целью увеличения длины сетевого сегмента;
• концентратор (активный хаб, многопортовый репитер) — прибор с 4-32 портами, применяемый для объединения пользователей в сеть;
• мост — прибор с 2 портами, обычно используемый для объединения нескольких рабочих групп ЛВС, позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые (MAC) адреса;
• коммутатор (свитч) — прибор с несколькими (4-32) портами, обычно используемый для объединения нескольких рабочих групп ЛВС (иначе называется многопортовый мост);
• маршрутизатор (роутер) — используется для объединения нескольких рабочих групп ЛВС, позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые (IP) адреса;
• ретранслятор — для создания усовершенствованной беспроводной сети с большей площадью покрытия и представляет собой альтернативу проводной сети. По умолчанию устройство работает в режиме усиления сигнала и выступает в роли ретрансляционной станции, которая улавливает радиосигнал от базового маршрутизатора сети или точки доступа и передает его на ранее недоступные участки.
• медиаконвертер — прибор, как правило, с двумя портами, обычно используемый для преобразования среды передачи данных (коаксиал-витая пара, витая пара-оптоволокно);
• сетевой трансивер — прибор, как правило, с двумя портами, обычно используемый для преобразования интерфейса передачи данных (RS232-V35, AUI-UTP).

Отметим, что некоторые специалисты не включают в состав активного оборудования повторитель (репитер) и концентратор (хаб), так как эти устройства просто повторяют сигнал для увеличения расстояния соединения или топологического разветвления и обработки его по каким-либо алгоритмам не проводят. Но управляемые хабы и при этом подходе относятся к активному сетевому оборудованию, так как могут быть наделены некой «интеллектуальной особенностью».

Крупные телекоммуникационные компании

Сфера предоставления телекоммуникационных услуг отмечена крупнейшими поставщиками проводной, сотовой связи, интернет провайдинга, кабельного телевидения.

Лидерами отрасли являются компании «МТС», «Ростелеком», «Мегафон», «ТрансТелеКом», «Эр-телеком», «Межрегиональный Транзиттелеком», «Космическая связь».

Сегодня современный рынок телекоммуникации продолжает демонстрировать признаки насыщения, но бизнес-операторы ищут новые ниши для дальнейшего развития.

Одним из основных направлений является предоставление комплексного сервиса на стыке информационных технологий и телекоммуникаций.

Современные телекоммуникационные технологии разных видов демонстрируется на выставке «Связь», проходящей в ЦВК Москвы.

Телекоммуникационные центрыОбслуживание инженерных системРетрансляторы сигнала

Характеристики и из чего состоят коммуникационные сети

Современные коммуникационные сети состоят из трех уровней, каждый из которых можно рассматривать как самостоятельную единицу, взаимодействующую с остальными.

Управляющий уровень представляет собой канал для создания сеанса связи. Через него передается информация об установлении соединения и его прекращении, а также осуществляется управление качеством связи в ходе действующего сеанса обмена данными.

Уровень участников коммуникационных сетей осуществляет передачу информации, которой обмениваются пользователи.

Это могут быть:

• текстовые, графические или звуковые файлы;
• электронные текстовые сообщения;
• видеозаписи в реальном времени (например, при общении через видеозвонки).

Административный уровень – это канал технического обслуживания сеанса связи. Через него передается информация о качестве соединения, а также производятся необходимые корректировки.

Основная характеристика коммуникационной сети – это тип передаваемого сигнала. Аналоговые сети (телефон, телеграф, почта) используют различные кодировки для передачи информационных сообщений. Цифровые сети применяют только двоичную цифровую кодировку, что способствует высокой скорости обмена информацией.

Сетевые телекоммуникационные технологии

Различные сетевые телекоммуникационные технологии позволяют решать такие задачи, как:

• передачу информации в необходимых форматах;
• выстраивание коммуникаций;
• обеспечение взаимодействия различных участников сети.

Среди новых технологий особое место занимают программы, позволяющие работать в режиме нетворкинга, объединение CRM-систем с возможностями социальных сетей и многое другое.

Создание корпоративных сетей как офисных, компьютерных, так и телефонных, также попадает в область сетевых технологий, призванных обеспечить синергию за счет эффективной коммуникации пользователей.

Синхронизация сетей ПЦИ

Существует несколько уровней синхронизации: тактовая, цикловая и сверхцикловая. Далее речь идет только о тактовой синхронизации.

Генераторы всех элементов сети должны работать на одной частоте с минимальным отклонением (как траспортное, так и оконечное оборудование). Прием и передача кадра осуществляется синхронно (почти синхронно).
Существуют сети, где сигналы синхронизации отличаются от информационных, однако в сетях PDH таких отличий нет. Тактовая частота 2048000 бит/с может быть выделена из полного кадра входящего сигнала («с линии»).
Генератор оконечного оборудования как правило либо имеет отдельных вход (порт) для синхронизации (например от вторичного задающего генератора) либо подстраивает частоту с линии (из информационного потока).
В зависимости реализации платы E1 могут иметь один генератор на все линии E1 либо индивидуальный генератор у каждой линии E1.

В случае небольшой сети ПЦИ , например сети города, синхронизация всех устройств сети из одной точки представляется достаточно простым делом. Однако для более крупных сетей, например, сетей масштаба страны, которые состоят из некоторого количества региональных сетей, синхронизация всех устройств сети представляет собой проблему. Общий подход к решению этой проблемы описан в стандарте ITU-T G.810 (1988, 1996 годы). Он заключается в организации в сети иерархии эталонных источников синхросигналов, а также системы распределения синхросигналов по всем узлам сети.

Организация распределения синхросигналов по узлам сети ПЦИ

Каждая крупная сеть должна иметь, по крайней мере, один первичный эталонный генератор (ПЭГ) синхросигналов (англ. Primary Reference Clock, PRC). Это очень точный источник синхросигналов, способный вырабатывать синхросигналы с относительной точностью частоты не хуже 10-11 (такую точность требуют стандарты ITU-T G.811 и ANSI Т1.101, в последнем для описания точности ПЭГ применяется название Stratum 1). На практике в качестве ПЭГ используют либо автономные атомные (водородные или цезиевые) часы, либо часы, синхронизирующиеся от спутниковых систем точного мирового времени, таких как GPS или ГЛОНАСС. Обычно точность ПЭГ достигает 10-13. Стандартным синхросигналом является сигнал тактовой частоты уровня DS1, то есть частоты 2048 кГц для международного варианта стандартов PDH и 1544 кГц для американского варианта этих стандартов. Синхросигналы от ПЭГ непосредственно поступают на специально отведенные для этой цели синхровходы магистральных устройств сети PDH. В том случае, если это составная сеть, то каждая крупная сеть, входящая в состав составной сети (например, региональная сеть, входящая в состав национальной сети), имеет свой ПЭГ. Для синхронизации немагистральных узлов используется вторичный задающий генератор (ВЗГ) синхросигналов, который в варианте ITU-T называют Secondary Reference Clock (SRC), а в варианте ANSI — генератор уровня Stratum 2. ВЗГ работает в режиме принудительной синхронизации, являясь ведомым таймером в паре ПЭГ-ВЗГ. Обычно ВЗГ получает синхросигналы от некоторого ПЗГ через промежуточные магистральные узлы сети, при этом для передачи синхросигналов используются биты служебных байтов кадра, например нулевого байта кадра Е-1 в международном варианте PDH. Точность ВЗГ меньше, чем точность ПЭГ: ITU-T в стандарте G.812 определяет её как «не хуже 10-9», а точность генераторов Stratum 2 должна быть не «хуже 1,6 х 10-8». Иерархия эталонных генераторов может быть продолжена, если это необходимо, при этом точность каждого более низкого уровня естественно понижается. Генераторы нижних уровней, начиная от ВЗГ, могут использовать для выработки своих синхросигналов несколько эталонных генераторов более высокого уровня, но при этом в каждый момент времени один из них должен быть основным, а остальные — резервными; такое построение системы синхронизации обеспечивает её отказоустойчивость. Однако в этом случае нужно приоритизировать сигналы генераторов более высоких уровней. Кроме того, при построении системы синхронизации нужно гарантировать отсутствие петель синхронизации.

Принципы выстраивания компьютерной сети

Топологии сетей – это схемы соединения физических составляющих, которые обусловлены логической структурой самой сети.

Бывает:

• полносвязная;
• ячеистая;
• типа «звезда»;
• «общая шина»;
• кольцевая;
• древовидная.

При полносвязной топологии сети каждая машина непосредственно связана с остальными.

Ячеистая – это когда из полносвязной убирается несколько возможных связей.

Топология типа «звезда» образуется, когда каждая отдельная машина подключена при помощи отдельного кабеля к общему центральному устройству.

Бывает «звезда» нескольких видов: с распределенным управлением и с центральным.

Технология «звезды»: все узлы подключаются к одному кабелю, имеющему 2 открытых конца. И только один узел в заданный момент времени имеет возможность посылать информацию. Сигнал распространяется в оба конца. При этом любой из узлов имеет возможность получить доступ к передаваемым данным. На концах шины устанавливаются такие специальные устройства – «терминаторы», которые подавляют сигнал.

«Общая шина» — это также еще одна разновидность типа «звезда», когда центральным устройством является пассивный кабель.

При кольцевой топологии информация передается от одной машине к другой – по кольцу.

Самой непростой является древовидная топология, где корнем «дерева» является центральное устройство перенаправления. К нему подключается главный кабель. А уже к нему – несколько сетевых. Изменяется частота данных. Преобразование частот осуществляется в корне дерева.

Глобальные телекоммуникационные системы

К глобальным телекоммуникационным системам относятся те аппаратные и программные средства, которые соединяют пользователей независимо от их физического положения на планете. Главная черта глобальных сетей – интеллектуализация, позволяющая легко использовать мощности сети с оптимальной эффективностью, при этом минимизируя затраты на обслуживание оборудования. Среди глобальных сетей выделяется несколько основных видов.

Цифровые сети с интегральными модулями используют непрерывную коммутацию каналов, при этом массивы данных обрабатываются в цифровой форме. Пользователи сети имеют доступ только к некоторым функциям, интерфейс не позволяет самостоятельно изменять технические параметры.

Сети Х25 являются наиболее старыми, надежными и проверенными технологиями передачи информации между неограниченным числом пользователей. Главное отличие таких сетей – наличие устройства для «сборки» отдельных блоков передаваемой информации в «пакеты» для наиболее быстрой передачи.

Асинхронный режим передачи данных — современная технология, используемая для широкополосных сетей, которые основаны на оптоволоконных кабелях.

Коммуникационные сети в менеджменте

С точки зрения процессов управления персоналом, коммуникационные сети в организации необходимо оснащать «связующими звеньями», которые обеспечивают циркуляцию потока информации. Например, сети типов звезда или круг, в которых один центральный участник передает информацию остальным, сведения могут искажаться, не достигать всех участников канала вовремя.

Таким образом, задачей менеджмента является подбор оптимальной структуры коммуникационной сети для каждого рабочего процесса. Чаще всего используется разделение обязанностей, создается иерархическая структура, в которой доступность сведений определяется рангом каждого участника.

Пример такого явления – закрытые совещания руководителей отделов компании, а также ежедневные «летучки» внутри каждого функционального подразделения.

Коммуникационные возможности компьютерных сетей

Компьютерные сети предоставляют пользователям возможность оперативно обмениваться огромными объемами информации, находясь при этом в любой точке мира. Достоинством компьютерных сетей является их универсальность, возможность использования различных электронных устройств для коммуникаций.

Положительный момент современных компьютерных сетей состоит в возможности настройки приватности канала обмена информацией. Таким образом, участники коммуникации могут охранять личные данные и конфиденциальные сведения о компании от обнародования, при этом используя все возможности общения.

Типы, виды, модели и примеры коммуникационных сетей

Коммуникационная сеть представляет собой канал обмена информацией между ее участниками.

В зависимости от доступа участников к информации, различают открытые, замкнутые и комбинированные типы коммуникационных сетей. Открытые характеризуются наличием контролирующих и останавливающих участников, замкнутые представляют собой канал свободного обмена сведениями.

В современном мире чаще всего применяется комбинированный тип, в котором только отдельные участки подвержены контролю.

Учитывая количество и подчиненность участников, коммуникационные сети можно разделить на два вида: линейные и многоуровневые. Первый вид включает равноправных участников, во втором присутствует иерархия, которая может искажать сведения, получаемые конечными участниками.

Наиболее распространенная в крупных организациях модель коммуникационной сети — тент, предполагающий горизонтальные и вертикальные каналы коммуникаций. Таким образом, сотрудники компании могут обмениваться информацией в пределах отдела, принимать самостоятельные решения в рамках своей компетенции.

Классическим примером коммуникационной сети типа «круг» является небольшой отдел компании, каждый из сотрудников которого подчиняется напрямую руководителю.

Рынок телекоммуникационного оборудования

Рынок оборудования телекоммуникационных систем постоянно расширяется. Темп прироста в 2015 году составил 2,1 %.

Структура рынка следующая:

• мобильная связь – 58%;
• интернет-доступ – 11%;
• фиксированная телефонная связь – 9%;
• почтовая связь – 8%;
• кабельное ТВ, межоператорские услуги – 4 %;
• остальное – 6%.

Доля российской продукции телекоммуникационной отрасли на мировом рынке снижается. В 2015 году этот показатель составил 1,48%, по сравнению с 2,3% в 2014 году.

Чтобы улучшить показатели, отечественные компании должны проводить больше новых научных разработок, внедрять инновационные технологии при выпуске продукции.

Больше о производстве, продаже, монтаже, ремонте, производителях и поставщиках телекоммуникационного оборудования можно узнать на ежегодной выставке «Связь».

Кабельные сетиКабельные сети России и БелоруссииТелекоммуникационные системы

Современные телекоммуникационные системы и сети

Телекоммуникационные системы представляют собой технические средства, предназначенные для передачи больших объемов информации через оптоволоконные линии связи. Как правило, телекоммуникационные системы предназначены для обслуживания большого количества пользователей: от нескольких десятков тысяч до миллионов. Использование такой системы предполагает регулярную передачу информации в цифровом виде между всеми участниками телекоммуникационной сети.

Главная особенность современного оборудования для сетей — обеспечение бесперебойного соединения, чтобы информация передавалась постоянно. При этом допускается периодическое ухудшение качества связи в момент установления соединения, а также периодические технические неполадки, вызванные внешними факторами.

1.3. Основные способы построения телекоммуникационных сетей связи

Одним из основных требований, предъявляемых к сетям передачи индивидуальных сообщений (телефонные, телеграфные, факсимильные, передачи данных), является то, что сеть должна обеспечить каждому пользователю возможность связаться с другим пользователем. Для выполнения этого требования сеть связи строится по определенному принципу в зависимости от условий функционирования. Следовательно, сети связи могут иметь различную структуру, т. е. отличаться числом и расположением узловых и оконечных пунктов (станций), а также характером их взаимосвязи . На рисунке 1.6 показаны способы построения сетей связи.

При полносвязанном способе построения (принцип «каждый с каждым») между узлами существует непосредственная связь. Используется при небольшом количестве узлов на сети (рисунок 1.6 а).

При радиальном способе построения сети связь между узлами осуществляется через центральный узел (рисунок 1.6 б). Используется при построении сети на сравнительно небольшой территории.

На большой территории сеть связи строится по радиально-узловому способу (рисунок 1.6 в).

Кольцевой способ построения сети предусматривает возможность осуществления связи как по часовой, так и против часовой стрелки (рис. 1.6 г). В этом случае при повреждении на определенном участке сеть сохраняет свою работоспособность.

При комбинированном способе построения сети узлы на верхнем иерархическом уровне связываются по полносвязанной схеме рисунок 1.6 д). В этом случае выход одного из узлов не нарушает работу всей сети.

Рисунок 1.6 – Способы построения сетей связи

ВИДЫ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Как внутри объектов, так и вне строений обустраиваются инженерные сети. В одних случаях они запрограммированы на работу с энергетическими ресурсами, в других – отводят от мест пребывания людей все ненужное или выполняют исключительно защитную функцию. Направлений, в которых действуют технические решения, много.

Электроснабжение.

Поставка электричества крайне важна для обеспечения нормальных условий жизни. Многие другие системы работают только при условии исправного функционирования этой сети. Она представляет собой совокупность устройств и элементов, генерирующих, преобразующих и доставляющих электроэнергию потребителям. Звеньями в составе системы являются подстанции, линии передач, распределительные приборы.

Теплоснабжение.

Окружающая температура решающим образом влияет на уровень комфорта и состояние здоровья человека. Отопление, которое бывает централизованным и локальным, может производиться с использованием разных источников энергии. В каждом случае сеть имеет свои особенности.

Основными элементами системы при этом являются: устройства для выработки тепла, каналы для его транспортировки в помещение, а также приборы, отдающие энергию непосредственно потребителю (например, радиаторы).

Вентиляция и кондиционирование.

При вентиляции обеспечивается выход из помещения воздуха с вредными примесями и поступление свежего потока извне. Кондиционирование, в свою очередь, позволяет контролировать температурные параметры воздуха и содержание в нем влаги. В том и другом случае действуют соответствующие приборы.

Водоснабжение и канализация.

Это также жизненно важные системы. Благодаря водоснабжению люди имеют возможность готовить, умываться, стирать и выполнять другие необходимые действия. Здесь должны исправно функционировать водозаборные сооружения, сети труб, устройства для подачи жидкости. Канализационная система с ее станциями перекачки и очистными устройствами нужна, чтобы отводить органические отходы или, к примеру, дождевую воду.

Газоснабжение.

В этом случае сложные технические комплексы сооружаются для поставки людям газа. Он подается в нужном количестве и при давлении, обеспечивающем безопасный режим эксплуатации оборудования. Газ направляется к домам из общей распределительной сети. Он проходит по внутренним трубам и поступает в пользование людей через специальные газовые приборы.

Наружное освещение.

Оно является актуальным для темного времени суток. Именно так обеспечивается безопасность передвижения людей и транспорта на улице и видимость на жилых территориях. Конечные осветительные устройства размещаются на опорных столбах, подвесах и фасадах зданий.

Связь и сигнализация.

Благодаря системам связи люди имеют возможность просматривать телевизионные эфиры, пользоваться телефоном и интернетом, слушать радио. Сигнализация же сообщит об угрозах, риск появления которых всегда существует. В обоих случаях действует слаботочное оснащение, состоящее из кабелей и проводов.

ОСНОВНЫЕ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

При создании инженерно-технической инфраструктуры важно обеспечить:

• надежность функционирования применяемого оборудования, его устойчивость к чрезвычайным ситуациям;
• высокое качество поставляемых ресурсов и оказание услуг на достойном уровне;
• соблюдение принципа энергосбережения.

Прокладка сетей требует учета многих факторов

В частности, принимаются во внимание особенности уличного обустройства и рельеф местности.