Мультисервисная сеть - это единая телекоммуникационная структура, способная передавать разнородную информацию (голос, видео, данные) со скоростью, превышающей в десятки-сотни раз существующие скорости передачи данных (дословно мультисервисная сеть - это сеть, в которой предоставляется более одной услуги).

Данный подход базируется на интеграции всех пользователей в единую широкополосную сеть, предоставляющую различные виды сервисов - высокоскоростной доступ в Интернет, видеоданные (например данные с уличных видеокамер), телевидение, IP-телефонию, организацию домовых сетей и различные мультимедийные сервисы.

Мультисервисная сеть позволяет поддерживать следующие виды услуг:

- городская компьютерная сеть с постоянной скоростью 100 Мбит/с;

- обмен различной информацией между пользователями сети (телеметрическими данными, электронными документами, музыкой, фильмами, клипами, играми, фотографиями и т.д.);

- доступ к игровым серверам компьютерных игр;

- высокоскоростной доступ в Internet (до 100 Мбит/с);

- IP-телефония (при подключении к сети пользователь получает возможность подключить IP-телефон с городским номером, и дешевыми междугородними звонками);

- объединение удаленных корпоративных сетей (сетей организаций, компьютерных клубов и т.д.);

- создание виртуальных корпоративных сетей (VPN), коммутируемых и управляемых пользователем;

Стремительный прогресс в области телекоммуникационных и информационных технологий привел к появлению новых терминов, обеспечивающих: 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 телекоммуникационных 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 телеметрии (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 50 до 2 тыс. абонентов, территориально расположенных в непосредственной близости друг от друга, и охватываются интерактивной распределительной сетью.

Для создания мультисервисной сети необходимо сделать следующее:

- принять решение необходимости создания сети;

- получить информацию о состоянии существующих телекоммуникационных сетей, услугах и тарифах;

- провести маркетинговые исследования;

- формировать концепцию создания сети;

- провести изыскательские работы;

- составить пилотный проект; бизнес-план; проектно-сметную документацию;

- приобрести материалы и оборудование;

- определить оператора сети, который будет следить за её функционированием;

- определить порядок осуществления технического обслуживания сети.

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 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 медиафайлы 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.

мультисервисная связь сеть нагрузка

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 состоят 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 выше 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.

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 компрессирование.

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 - 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:

- поддержка принятия оперативных решений;

- сопровождение проектов на удаленных объектах;

- пресс-конференции;

- повышение квалификации специалистов;

- дистанционное обучение.

Рост популярности мультисервисных сетей связи - одна из самых заметных тенденций российского рынка телекоммуникационных услуг в последние годы. Услуги такой сети в первую очередь предназначены для компаний, ориентированных на интенсивное развитие бизнеса, оптимизацию затрат, автоматизацию бизнес-процессов, современные методы управления и обеспечение информационной безопасности. Для корпоративного рынка объединение всех удаленных подразделений в единую мультисервисную сеть на порядок увеличивает оперативность обмена информацией, обеспечивая доступность данных в любое время. Благодаря возможности обмениваться большими объемами данных между офисами можно устраивать селекторные совещания и проводить видеоконференции с отдаленными подразделениями. Все это ускоряет реакцию на изменения, происходящие в компании, и обеспечивает оптимальное управление всеми процессами в реальном масштабе времени.

Интеграция трафика разнородных данных и речи позволяет качественно повысить эффективность информационной поддержки управления предприятием; при этом использование интегрированной транспортной среды снижает издержки на создание и эксплуатацию сети. Мультисервисная сеть, используя единый канал для передачи данных разных типов, дает возможность уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты и технологии, централизованно управлять коммуникационной средой. Мультисервисные сети поддерживают такие виды услуг, как телефонная и факсимильная связь; выделенные цифровые каналы с постоянной скоростью передачи; пакетная передача данных (FR) с требуемым качеством сервиса; передача изображений, видеоконференцсвязь; телевидение; услуги по требованию (On-Demand); IP-телефония; широкополосный доступ в Интернет; сопряжение удаленных ЛВС, в том числе работающих в различных стандартах; создание виртуальных корпоративных сетей, коммутируемых и управляемых пользователем.

Надо отметить, что мультисервисные сети - это скорее технологическая доктрина или новый подход к осознанию сегодняшней роли телекоммуникаций, основанный на понимании того, что компьютер и данные сегодня выходят на первое место по сравнению с речевой связью. Эта модель бизнеса, построенная на основе широкополосных сетей связи следующего поколения, позволяет предоставлять очень широкий набор услуг и дает гибкие возможности создавать их, управлять ими и персонализировать. Основные отличия таких сетей состоят в следующем:

- возможность передачи большому количеству пользователей в реальном времени очень больших объемов информации с необходимой синхронизацией и с использованием сложных конфигураций соединений;

- интеллектуальность (управление услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика сервиса, раздельная тарификация и управление условным доступом);

- инвариантность доступа (организация доступа к услугам независимо от используемой технологии);

- комплексность услуги (возможность участия нескольких провайдеров в предоставлении услуги и разделение их ответственности и дохода сообразно с видом деятельности каждого).

Круг потенциальных пользователей мультисервисных сетей весьма широк. Это, во-первых, бизнес-центры, фирмы, расположенные в одном здании. Корпоративным клиентам необходимо множество телефонных линий, высокоскоростной доступ в Интернет, системы аудио - и видеоконференцсвязи, сигнализации и телеметрии. Это также крупные холдинги, имеющие территориально удаленные филиалы и подразделения, это компании, использующие удаленные автоматические терминалы (банкоматы, торговые автоматы).

Базовыми понятиями для мультисервисных сетей выступают QoS (QualityOfService) и SLA (ServiceLevelAgreement), т.е. качество обслуживания и соглашение об уровне (качестве) предоставления услуг сети. Переход к новым мультисервисным технологиям изменяет саму концепцию предоставления услуг, когда качество гарантируется не только на уровне договорных соглашений с поставщиком услуг и требований соблюдения стандартов, но и на уровне технологий и операторских сетей. Архитектурно в структуре мультисервисной сети можно выделить несколько основных уровней: магистральный, уровень распределения и агрегирования и уровень доступа. Магистральный уровень представляет собой универсальную высокоскоростную и по возможности однородную платформу передачи информации, реализованную на базе цифровых телекоммуникационных каналов. Уровень распределения включает узловое оборудование сети оператора, а уровень агрегирования выполняет задачи агрегации трафика с уровня доступа и подключения к магистральной (транспортной) сети. Уровень доступа включает корпоративные или внутридомовые сети, а также каналы связи, обеспечивающие их подключение к узлу (узлам) распределения сети.

Построение МСС возможно на базе самых разных технологий, как на платформе IP (IP VPN), так и на основе выделенных каналов связи. На магистральном уровне наиболее популярны сегодня технологии IP/MPLS, Packetover SONET/SDH, PON, ATM, DWDM, xGE. Реально большая часть магистральных мультисервисных сетей сегодня строится на основе технологий PON, DWDM, которые получили заметное распространение в России, а также IP/MPLS, которые считаются особенно перспективными при значительной широте охвата и большом числе потребителей.

Технология GePON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент. Медиаконверторная технология - сеть передачи данных строится на оптическом волокне. Для строительства сети используются медиаконвертеры и коммутаторы Ethernet 1000Base-Tx с отключаемыми портами и поддержкой работы по кольцу.

Рисунок 1 - Схема технологии GePON

Рекомендуемая схема организации "кольцо с резервированием" образованное медиаконвертерами и коммутаторами.

В каждом доме (или на несколько домов) устанавливается коммутатор, включенный в кольцо по оптическому волокну, который соединяется с коммутаторами, устанавливаемыми внутри домов по витой паре. Коммутаторы устанавливаются в домовых и абонентских ящиках. Подключение абонентов производится кабелем UTP-5. Прокладка кабелей внутри домов ведется либо по слаботочным щиткам, либо по собственной распределительной сети построенной с применений пластиковых труб и абонентских ящиков. Питание активного оборудования в домах осуществляется от напряжения 220В, 50Гц от слаботочных щитков.

Преимущества технологии GePON заключаются в следующем:

невысокая стоимость построения сети;

технология реализует возможность подключения через одно оптоволокно большого количества абонентских терминалов, что способствует значительной экономии волокон;

в OLT уже реализован дорогостоящий коммутатор Ethernet сети 3 Layer;

низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети. Преимущество обусловлено использованием пассивного оборудования в распределительной сети;

возможность постепенного наращивания сети. Ввод новых узлов не оказывает влияния на действующую сеть;

перспективность создания распределительной инфраструктуры. Строительство оптической распределительной сети закладывает хорошую и долговременную основу для дальнейшего развития и предоставления в будущем любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания;

использование меньшего числа активных элементов в сети обеспечивает ее надежность, а кроме того, способствует как снижению чувствительности к влиянию смежных линий связи, так и уменьшению воздействия на них;

высокая гибкость - построение распределительной сети по технологии GePON требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий. Благодаря этому можно строить сеть по шинной или древовидной топологии, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Гибкость технологии позволяет использовать ее в любых сетевых конфигурациях семейства FTTВ.

В сеть PON можно подать аналоговый или цифровой (DVB-C) телевизионный сигнал, не изменяя топологию сети и используя одно волокно для всех услуг. В этом случае потребуется после портов PON на OLT поставить оптический мультиплексор позволяющий объединить сигналы телевидения на длине волны 1550нм, (предварительно сформированные головной ТВ станцией, преобразованные в оптический диапазон оптическим передатчиком и усиленные EDFA усилителем) и сигналы PON, использующие длину волны 1310/1490.

Для обратного преобразования в узлах и терминалах PON необходимо будет использование пассивного оптического делителя с двумя оптическими окнами (1310нм. и 1550нм.). После делителя сигналы PON попадают на терминал или узел, а сигналы ТВ попадают на оптический приёмник, осуществляющий преобразование оптического сигнала в стандартный RF сигнал по коаксиальному кабелю.

1. Анализ подходов к решению задачи расширения спектра сервисных услуг