3.2. Перспективы использования сетей "голос-данные"

Все методы совмещения голосового и компьютерного трафика в одной территориальной сети можно разделить на три больших класса:

1. Методы, основанные на выделении компьютерному трафику постоянной полосы пропускания в коммутируемых и некоммутируемых сетях цифровых каналов 64хN.
2. Методы, основанные на передаче голосового оцифрованного трафика в кадрах переменной длины сетей с коммутацией пакетов.
3. Методы объединения трафиков разных типов на основе технологии АТМ.

Технология АТМ выделена в особый класс, так как только она имеет на вооружении такие механизмы, которые не ущемляют качество обслуживания для трафиков разного типа. Несмотря на большой поток критических замечаний в адрес технологии АТМ, никто пока не предложил более убедительных технологических идей для построения высокоскоростной сети, обеспечивающей баланс качества для синхронного и асинхронного трафика.

Первый класс методов объединяет сети, в которых единицей коммутации является не отдельный кадр, а поток данных некоторой постоянной битовой скорости, кратной 64 Кб/с. Это сети выделенных цифровых каналов технологий PDH и SDH, коммутируемые сети 56/64 Кб/с и сети ISDN. Синхронный трафик обслуживается в этих сетях с очень высоким уровнем качества, а компьютерный получает фиксированную пропускную способность, в которую должны уложиться пульсации максимальной величины. При всплесках интенсивности, немного превосходящих выделенную пропускную способность канала компьютерные кадры накапливаются в очередях ожидания доступа к каналу. При этом возникают либо большие задержки, либо кадры теряются, если размер буфера недостаточен. В сетях с коммутацией каналов кадры могут также долго ожидать освобождения канала вызываемого абонента, если тот в момент вызова уже соединен с каким-то другим узлом. В целом, качество обслуживания компьютерного трафика не всегда удовлетворительное и весьма дорогое.

Второй класс методов использует для передачи данных и голоса сети с коммутацией пакетов, причем эти пакеты имеют переменные и достаточно большие размеры. Каждый пакет заполняется замерами голоса или кадрами изображения, и после полного заполнения отправляется по сети коммутаторов. В коммутаторах этот пакет конкурирует с другими пакетами за право быть переделанным по разделяемым во времени магистральным каналам. К таким сетям относятся сети Х.25, framerelay, TCP/IP. Величины задержек данными типами сетей не гарантируются. Качество обслуживания для синхронного трафика обычно поддерживается за счет приоритетов кадров в коммутаторах или маршрутизаторах сети, но это сервис обслуживания "besteffort". Компьютерный трафик обслуживается лучше - его пульсации передаются без особых задержек и без дополнительной оплаты (Х.25 и TCP/IP), либо за небольшую дополнительную оплату (framerelay).

3.2.1. Совмещение разных типов трафика в сетях ISDN

Первичной целью разработки ISDN было намерение объединить отдельные инфраструктуры для передачи речи и цифровых данных в единую сеть, которая предоставляла бы своим пользователям как транспортные сервисы, так и сервисы более высокого уровня - факс-сервис, телетекст и т.п. Разработчики технологии ISDN не хотели ущемлять компьютерный трафик и, как это следует из рисунка рис. 3.9, предусмотрели в своих планах поддержку всех типов транспортных сервисов - и некоммутируемых, и с коммутацией каналов для голоса, и с коммутацией пакетов для данных. Однако, основы технологии ISDN были заложены давно - первый стандарт вышел в далеком 1984 году. Тогда требования компьютерного трафика к пропускной способности и пульсациям были совсем другие и скорость в 16 Кб/с, а тем более 64 Кб/с казалась вполне достаточной для большинства приложений.

Рис. 3.9. Сервисы сетей ISDN

Поэтому сервис сети с коммутацией пакетов, который реализован в сетях ISDN на управляющих каналах типа D, казалась вполне хорошей возможностью для объединения компьютеров и локальных сетей. Каналы типа D в сети ISDN образуют сеть с классическим для тех времен трехуровнем транспортным стеком (как в сетях Х.25) для передачи по сети запроса на установление соединения основных каналов - каналов B, имеющих скорость либо 2х64 Кб/с для индивидуальных пользователей, либо 30х64 для подключения офисных АТС. В пакете запроса передается адрес конечного абонента, на основании которого коммутаторы ISDN и маршрутизируют пакет, который по дороге вызывает коммутацию основных каналов в нужном порядке. Идея разработчиков технологии ISDN состояла в том, чтобы передавать по сети каналов D не только служебные пакеты установления соединения, но и компьютерные пакеты от абонента. Скорость канала D для абонентов 2х64 (интерфейс BRI) равна 16 Кб/c, а для более мощных абонентов 30х64 (интерфейс PRI) равна 64 Кб/с.

Уже первый стандарт технологии ISDN предусматривал возможность передачи компьютерных пакетов, принятых телефонной станцией ISDN от абонента по каналу D, в чисто компьютерную сеть с коммутацией пакетов, например, Х.25. При этом телефонная сеть используется как разветвленная сеть доступа к менее географически распространенной и узкоспециализированной сети. Скорость в 16 Кб/с или 64 Кб/с очень хорошо согласовывалась со скоростью доступа сетей Х.25. Проблема совмещения синхронного и асинхронного трафика снимается с повестки дня - голос и данные хотя и передаются по одной сети, но по разным каналам (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Доступ к сети Х.25 через D-канал ISDN

Исследование, проведенное недавно журналом DataCommunication (March 1997, N3, стр. 56А) показало, что в Европе некоторые провайдеры предоставляют своим пользователям возможность выхода в сети Х.25 через D-канал. Правда, таких провайдеров немного и этот вид сервиса обнаружить не так то просто, но там, где он есть, он очень приветствуется пользователями. Наиболее качественные услуги предлагает DeutcheTelecom под названием "ISDND-kanal-zugangzuX.25-Netzen". Скорость доступа для компьютерного трафика обычно составляет 9.6 Кб/с (остаток пропускной способности после передачи телефонных вызовов). Плата за инсталляцию составляет $79 при уже имеющемся канале ISDN, плюс $91 за подключение к сети провайдера Х.25. Месячная плата имеет такую структуру:

• $54 за первый терминал (до 4-х терминалов, за остальные дешевле);
• $36 провайдеру сети Х.25;
• первый мегабайт трафика бесплатно, 2-й и 3-й - по $ 0.00037 за 64 байтовое сообщение, свыше 3 мегабайт - по $ 0.0035 за 64 байтовое сообщение.

Аналогичный сервис предлагают FranceTelecom, PostandTelecomAustria, PTTTelecomB.V. (Нидерланды), SwissTelecomPTT, TelenorA/S (Норвегия).

D-канал представляется в таких случаях как постоянное и дешевое соединение Х.25. Обычно через D-канал пользователю разрешается иметь большое количество постоянных виртуальных соединений - от 20 у SwissTelecom до 4095 у FranceTelecom.

Для использования доступа к сети Х.25 через D-канал абонент должен использовать обычное для терминального оборудования - терминальный адаптер или маршрутизатор с ISDN-портом.

Недавно появилось сообщение, что производители IP-маршрутизаторов также собираются наделить свои изделия способностью передавать IP-пакеты через D-канал сетей ISDN. Первые маршрутизаторы с таким свойством должны увидеть свет в конце 1997 года.

Однако, время с момента разработки стандартов ISDN прошло немало и скорость передачи данных в 16 Кб/с достаточна только для доступа индивидуальных пользователей или совсем небольших локальных сетей (и то не для всех современных приложений). Поэтому сети ISDN сейчас и рассматриваются в основном как транспорт удаленного доступа, но не как транспорт магистралей.

Но даже для удаленного доступа скорость 16 Кб/c часто оказывается слишком низкой и для передачи данных пользователи предпочитают использовать основные каналы типа B. В этом случае два канала интерфейса BRI дают скорость 128 Кб/c, а 30 каналов интерфейса PRI - скорость 2 Мб/с. Но в этом случае пользователи получают сервис коммутации каналов, а значит и сеть ISDN будет использоваться только как более скоростная и менее зашумленная обычная телефонная сеть, без качественной интеграции услуг.

В свое время предпринимались попытки разработки стандарта, описывающего реализацию сервиса коммутации пакета на основных каналах типа B. Однако, совместить этот сервис с сервисом передачи голосового трафика не удалось, а результатом этих попыток стало становление технологии framerelay, первоначально внедряемой как чисто компьютерной технологии.

3.2.2. Использование сетей framerelay для факультативной передачи голоса. Обзор оборудования

Тем не менее, коммерческий успех сетей framerelay, их реактивность и сравнительно невысокие цены за постоянные виртуальные каналы с гарантированной пропускной способностью, привели к желанию многих сетевых администраторов передавать по этим сетям и голосовой корпоративный трафик. Почему бы не объединить офисные АТС разных отделений корпорации не с помощью дорогих выделенных цифровых каналов, а с помощью тех же сетей framerelay, которые так хорошо объединяют локальные сети?

Сегодня многие операторы сетей framerelay предлагают такие услуги своим корпоративным клиентам. О замене магистралей национальных телефонных сетей на сети framerelay речь не идет - не те скорости и не то качество передачи голоса. Однако, для производственных разговоров качество оказалось во многих случаях приемлемым.

Для улучшения качества передаваемого голоса предпринимаются специальные усилия как операторами сетей framerelay, так и разработчиками оборудования доступа и магистральных коммутаторов.

Разработчики оборудования доступа наделяют свои FRAD'ы (FrameRelayAccessDevice) следующими специальными функциями.

• Сжатие речи. Задержка сжатой последовательности замеров голоса не так сказывается на качестве его воспроизведения. Правда, усиливается отрицательный эффект потерь кадров со сжатым голосом. Международные стандарты G.729 и G.728 описывают методы сжатия стандартного потока голосового трафика 64 Кб/с до скоростей 8 и 16 Кб/с соответственно. Существуют фирменные методы сжатия голоса до величин в районе 4 - 5 Кб/с.
• Подавление эха. Международный стандарт ITUG.165 описывает метод подавления эха в цифровых сетях.
• Управление трафиком. FRAD является мультиплексором "голос - данные", поэтому в его задачу входит наделение голосовых пакетов меткой повышенного приоритета.

Приоритеты голосовых кадров должны быть поняты магистральными коммутаторами framerelay в сети провайдера. Далеко не все коммутаторы framerelay поддерживают приоритетность кадров в своих внутренних очередях. В основном такие функции имеются у коммутаторов нового поколения ведущих производителей магистрального оборудования, таких как Stratacom или CascadeCommunications. Важно, чтобы магистральные коммутаторы понимали метки приоритетов, устанавливаемые FRAD'ами.

Для того, чтобы оборудование framerelay разных производителей смогло взаимодействовать при решении качественной передачи речи, FrameRelayForum завершает сейчас работу над комплексом стандартов, призванных облегчить решение этой задачи.

Исследования качества передачи голоса по сети framerelay, проведенные журналом DataCommunications совместно с NationalSoftwareTestingLaboratories, позволили сделать вывод о том, что качество передачи достаточно для ведения внутренних разговоров сотрудников предприятия, но недостаточно для общения с клиентами предприятия или с высоким руководством. Общая оценка качества, данная коллективом экспертов, составила 2.89 по 5-ти бальной шкале. Тестировались устройства от ведущих в этой области производителей: Motorola, Memotec, Micom, RADDataCommunications, ACTNetworks и других. Многие представленные для тестирования продукты могли сжимать голосовые данные до скорости 4.8 Кб/с, но качество от этого сильно страдало - порог удовлетворительной передачи голоса составил 8 Кб/с.

Назад | Содержание | Вперед