Перспективы развития телекоммуникационных и сетевых технологий

Последние десятилетия наблюдается бурное развитие информационных сетей, основанных на интеграции средств вычислительной техники и связи, и предоставляющих клиентам широкий спектр услуг по обмену и обработке различных видов информации.

Мощный всплеск в развитии информационных и сетевых технологий обусловлен развитием высокоскоростных оптиковолоконных систем, средств радиорелейной и космической связи повышенной пропускной способности. Важную роль сыграли и новые высокопроизводительные персональные компьютеры, обеспечившие обработку мультимедиа-информации.

Одним из перспективных направлений разработки и внедрения информационных технологий является передача мультимедиа-информации через телекоммуникационные сети. В этой области создаются:

- единые методы представления и обработки различных видов информации;

- совершенствуются методы работы с изображением и звуком;

- разрабатываются специальные протоколы, гарантирующие заданную пропускную способность по существующим сетям.

В сети Интернет уже сформировался ряд направлений интеграции услуг: цифровое телевидение, IP-телефония, электронная торговля, информационные услуги и т.д. Наблюдается интенсивное развитие мобильных технологий обмена, в которых мобильная телефония объединяется с технологиями Интернет, переход от обычного к криптообмену данными.

Ведутся работы по совершенствованию протоколов семействаTCP/IP в области усиления функций безопасности и повышения качества обмена информацией различного вида.

Реализуется программа Интернет2 (I2), разработчики которой сосредоточили свои усилия на обеспечении связи между кампусами участников проекта, обновлении инфраструктуры кампусных сетей, разработке перспективных приложений и оборудования, а также точек доступа к сети с гигабитной скоростью – GigaPOP (gigabit-per-second points of presence). Главная задача I2 – построение полностью работоспособной мультимедийной сети.

В Программе создания сети Интернет следующего поколения (NGI – Next Generation Internet) предусматривается развертывание двух сетей для научно-исследовательских задач и поддержки проектов федеральных органов. Все компоненты проекта NGI направлены на создание безопасной, надежной комплексной сетевой структуры.

Ведется поиск новых способов взаимодействия с телекоммуникационными сетями: стандарт ODA (Open Document Architecture, ISO 8613-92), первоначально определявший спецификации обработки электронных аналогов бумажных документов, сейчас является моделью, которую можно расширять для представления любой воспринимаемой человеком информации. Его расширения HODA (Hyper Open Document Architecture), SGML (Standard Generalized Markup Language, ISO 8879-86), DSSSL (Document Style Semantics and Specification Language, ISO/IEC JTC1/SC18/WG8), SPDL (Standard Page Description Language), изначально предназначенные для взаимодействия между приложениями, будут применяться ко всем формам информации, воспринимаемой или обрабатываемой человеком либо приложением.

Процесс совершенствования систем мультимедиа активно влияет на появление новых сетевых технологий, которые развиваются в двух направлениях:

- создание методов высокоскоростной передачи видео- и аудиоинформации в реальном масштабе времени, основанных на новых способах коммутации и высокоэффективных протоколах передачи данных через надежные цифровые каналы (например, служба мультимегабитовой передачи данных с коммутацией пакетов SMDS (Switched Multimegabit Data Service) для городских и территориальных сетей);

- совершенствование механизмов доступа к сети (например, ATM – кадровая ретрансляция, FR (Frame Relay) – дальнейшее развитие протокола Х.25).

Технология асинхронной ретрансляции кадров ATM (Asynchronous Transfer Mode), предназначенная для передачи пакетов фиксированной длины, позволяет строить как глобальные, так и локальные высокоскоростные сети, допускающие режимы быстрой коммутации пакетов и мультиплексирования разнообразного трафика (речи, графики, видео, музыки и т.д.). Расширение полосы пропускания для локальных и городских сетей на расстоянии до десятков километров обеспечивает распределенный оптиковолоконный интерфейс данных FDDI (Fiber Distributed Data Interface), распределенный интерфейс обмена данными по экранированным и неэкранированным медным витым парам CDDI (Copper Distributed Data Interface).

Оптиковолоконная технология FC (Fibre Channel) с коммутацией физических соединений и пакетов без установления соединения с подтверждением доставки, допускающая широконаправленное вещание без установления соединения и без подтверждения доставки, позволяет передавать данные на сверхвысоких скоростях.

Новые горизонты открывает технология WDM (Wavelength Division Multiplexing), позволяющая одновременно передавать различные информационные сигналы по разным каналам (каждый канал передается на определенной длине волны, отличной от длины волны другого канала).

Дальнейшее развитие Ethernet и Token Ring, – технологии Switched Ethernet, Switched Token Ring, которые используют метод коммутации виртуальных каналов с гарантированной пропускной способностью, в результате чего обеспечивается заданная полоса пропускания для наиболее чувствительных к задержкам приложений (оперативная обработка транзакций, передача мультимедиа информации).

Расширяется применение технологии WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), базирующейся на новом протоколе IEEE 802.16, который позволяет обеспечить одновременно широкополосный высокоскоростной доступ в сеть Интернет и передачу данных, а также услуги телефонии без использования кабельных линий. В отличие от других технологий радиодоступа, WiMax позволяет работать в условиях плотной городской застройки вне прямой видимости базовой станции, что очень актуально для крупных городов. В отличие от Wi-Fi, радиус покрытия которого не превышает 100 метров, – зона покрытия WiMax, при определенных условиях, может достигать 50 км. Поэтому она может быть полезна в ситуациях, когда сеть Интернет недоступна или отсутствует обычная телефонная связь (например, в отдаленных районах, где нет возможности провести кабельные сети или DSL).

Как технология TCP/IP, так и сеть Интернет продолжают развиваться. Разрабатываются новые протоколы, пересматриваются старые. В настоящее время апробируется новый протокол NTCP, основная идея которого базируется на оценке пропускной способности канала на основе данных, полученных от сетевых узлов на пути конкретного соединения TCP для того, чтобы исключить перегрузки буферов транзитных маршрутизаторов.

В настоящее время разработана Концепция Глобальной информационной инфраструктуры, которую определяют как перекресток ряда базовых индустрий, к числу которых относятся: компьютерная, телекоммуникационная, индустрия бытовых электронных приборов и индустрия информационных содержаний или приложений (content или application industry).

С функциональной точки зрения Глобальная информационная инфраструктура состоит из следующих уровней:

- сетевой инфраструктуры (Network infrastructure);

- программного обеспечения среднего уровня (Middleware);

- уровня приложений (Application).

Сетевая инфраструктура предоставляет надежный сервис для транспортировки различных видов информации, включая: данные, текст, факсимильные сообщения, аудио- и видеоинформацию, документы гипермультимедиа, графические образы, различные информационные контейнеры. На нижнем уровне она базируется на бесшовной интеграции базовых телекоммуникационных технологий: узкополосного и широкополосного ISDN (N-ISDN, B-ISDN); компьютерных сетей пакетной коммутации (PSDN) как, например, Интернет и X.25; сетей кабельного телевидения (CATV); сетей мобильной связи; современных локальных сетевых технологий. Сети, интегрированные в такую инфраструктуру, могут иметь свою собственную более детальную структуризацию. Сетевая инфраструктура охватывает также сети конечных потребителей, так называемые пользовательские домашние сети (customer premises networks). Создание такой сетевой инфраструктуры возможно лишь на основе комплексной системы взаимоувязанных стандартов всех используемых типов сетевых и телекоммуникационных технологий.

Средний уровень включает функции, реализующие универсальные стандартизированные сервисы, используемые многими приложениями. К числу характерных функций Middleware относятся средства обеспечения защиты информации, служба справочника, служба имен, сервисы управления данными, учет стоимости обслуживания (биллинг) и т.п.

Уровень приложений охватывает широкий спектр стандартных информационных и телекоммуникационных проблемно-ориентированных сервисов (электронная почта, телефонный сервис, видеоконференции, телемаркетинг, телемедицина, интерактивная передача речи и видеоданных, оперативный поиск распределенных документов гипермультимедиа, дистанционное обучение и пр.), предоставление которых конечному пользователю и составляет основное назначение Глобальной информационной инфраструктуры.

Тема 5. Программное обеспечение КИСГлава 5. Программное обеспечение КИС