7.4. Глобальные сети

В России крупнейшими глобальными сетями считаются Global One, Инфотел, Роснет и Роспак, работающие по протоколам соединений «точка-точка»; сети Х.25 и Frame Relay, функционирующие по протоколам пакетной передачи данных, а также сети Relcom и мировая паутина Internet, работающие по протоколу TCP/IP.

X.25 – международный стандарт передачи пакетов по общественным сетям. Он поддерживает линии передачи данных с низкой скоростью передачи (1200...9600 бит/с) для постоянного или периодического использования. Типичным применением сети является услуга электронной почты. Доступ к сети осуществляется через арендуемую телефонную линию или линию с вызовом по номеру.

Сетевая технология Frame Relay предназначена для соединения локальных сетей и обеспечивает гарантированную передачу данных с учетом пульсаций трафика со скоростью до 2 Мбит/с через волоконно-оптические линии связи. Технология АТМ (Asinchronous Transfer Mode) асинхронной передачи данных представляет собой дальнейшее развитие Frame Relay по улучшению пропускной способности канала связи через телефонную сеть и сети ЛВС. В зависимости от канала связи и методов пакетирования скорость передачи может достигать 2,5 Гбит/с.

Целью стандарта ISDN (Integrated Services Digital Network – цифровая сеть с интеграцией услуг) является обеспечение связи в сетях с высокоскоростными средствами цифровой передачи данных по цифровым телефонными линиям без применения модемов. В настоящее время средства ISDN доступны только в определенных регионах, поскольку требуют прокладки новых телефонных линий, а для согласования с уровнем напряжения в линии ISDN требуется специальный адаптер.

Различают узкополосные (N-ISDN) и широкополосные (B-ISDN) сети. Узкополосная сеть обеспечивает подключение до 30 коммутируемых каналов с пропускной способностью 64 кбит/с. Для B-ISDN характерен широкий диапазон скоростей – от сотен бит/с до сотен Мбит/с. Стандарт B-ISDN применяется в сочетании с технологией АТМ.

Глобальная сеть Internet (рис. 7.9) – объединение глобальных, средних и локальных сетей публичного доступа, которое сопровождается службой WWW (Word Wide Web), основанной на пользовательском протоколе передачи данных HTTP (Hipertext Transfer Protocol) и на особом ассоциативном формате их представления – HTML. Документы, выполненные в этом формате, получили наименование Web-страниц, или гиперстраниц. Программное сопровождение запросов и ответов в формате HTML называется Web-браузером. Примерами Web-браузеров являются ПО Mosaic, Netscape, Internet Explorer. Данные от аппаратуры АСКУЭ, не относящиеся к мультимедийным сообщениям, в Web-браузерах не нуждаются.

Р и с. 7.9. Фрагмент структуры сети Internet: LAN – локальная сеть; MAN – средняя сеть; WAN – глобальная сеть; WS (Work Station) – рабочая станция; W – Web-сервер; Host – узловая машина; Router – IP-маршрутизатор; FN – полевая сеть

Сеть Internet организована по клиент-серверной архитектуре с возможностью подключения от одного до нескольких ПК к одному или нескольким Web– серверам. Доступ к Web-серверам осуществляется по выделенным или арендованным линиям, а также путем удаленного доступа через модем. Компания, осуществляющая подключение клиентов к Internet, называется провайдером. Информация в сети передается в режиме пакетной коммутации в соответствии с протоколом TCP/IP. Адреса в Internet получили названия URL (Uniform resource Locators) в виде строки чисел или символов (по соглашению). Пример символьного адреса: http://ssau.ascue.datchik01.htm, где http – протокол передачи текста, ssau – наименование хоста, ascue – название директории, datchik01.htm – файл в форме гипертекста.

Для передачи информации об энергопотреблении может использоваться электронная почта, которая обслуживается специально выделенными почтовыми серверами. Среди других сервисов – передача файлов по протоколу FTP (File Transfer Protocol), сервисы мгновенных сообщений типа ICQ и Microsoft Messenger, интерактивные чат-сервисы IRC и др. Кроме того, в сети Internet существуют специализированные серверы для обмена информационными посылками с целью контроля за удаленными объектами. Скорость передачи данных (от 64 кбит/с до сотен Мбит/с) зависит от параметров каналов связи на всех этапах маршрута и от количества подключенных к каналу абонентов.

Существует несколько типов физических линий, рассмотренных ниже, которые предназначены для обеспечения передачи информации в глобальных сетях.

1. Телефонные линии с вызовом по номеру (коммутаторные АТС – dial-up). Чтобы преобразовывать цифровые сигналы в аналоговые и обратно, на обоих концах линии требуется установить модем. Хотя такие линии работают относительно медленно (30…50 кбит/с в надтональном режиме), это обеспечивает недорогой способ передачи файлов и электронных сообщений, не критической по времени. Производительность линии АТС повышается за счет применения оборудования уплотнения серии ИКМ-6А, обеспечивающего одновременную передачу до 30 телеметрических каналов в стандарте RS-232 и диспетчерских каналов. Недостаток – возможность обрыва связи.

2. Выделенные (арендуемые) телефонные линии используются для постоянной связи сегментов LAN. В современных телефонных сетях используются цифровые и аналоговые линии. Возможности линий по обеспечению пропускной способности представлены табл. 6.2.

Целью телефонных компаний является переход на полностью цифровые линии, соответствующие технологиям xDSL-доступа (ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line, SDSL – Symmetric Digital Subscriber Line), что позволяет задействовать одну линию связи для передачи данных по стандарту ISDN. Например, технология ADSL позволяет передавать информацию к абоненту со скоростью до 6 Мбит/с. В обратном направлении используется скорость до 640 кбит/с. Такая система комбинирует медные и волоконно-оптические кабели. Чтобы обеспечить локальность трафика и не передавать по линиям лишнюю информацию, используется маршрутизация. Для передачи по глобальным сетям маршрутизаторы могут кодировать данные.

3. Общедоступные сетевые средства PDN (Public Data Network) предоставляют свои сети с коммутацией пакетов для глобальных подключений.

4. Микроволновая связь обеспечивает междугородные и спутниковые линии, образуя тем самым линии глобальной связи. Кроме того, беспроводные локальные сети, использующие технологии инфракрасной или радиосвязи, могут обеспечивать связь между зданиями. Спутниковые каналы передают информацию со скоростью до 1,554 Мбит/сек. Чем крупнее антенна, тем больше скорость передачи. Например, для передачи со скоростью 1,554 Мбит/сек требуется антенна диаметром около 4 м. Однако задержка, которую дают спутниковые линии, может быть неудовлетворительной для пользователей, которые получают по линиям сети WAN данные в масштабе реального времени.

5. Волоконно-оптическая связь для глобальных сетей используется в технологии ATM. Международный набор стандартов SONET (Synhcronous Optical Network) определяет синхронную передачу данных по волоконно-оптическим линиям со скоростью от 51,8 Мбит/сек до 2,5 Гбит/сек. Максимальная пропускная способность SONET эквивалентна 48 линиям Т3.

При переходе от локальных сетей к глобальным возникают трудности, связанные с тем, что данные LAN должны форматироваться для передачи по линиям глобальной сети. При этом пропускная способность конвергированной сети падает. Хотя волоконно-оптические линии могут обеспечить скорость передачи от 10 Мбит/сек до 100 Гбит/сек и более, в настоящее время они ограничиваются средними расстояниями. Телефонные линии и высокоскоростные линии связи обеспечивают передачу данных на дальние расстояния, но не с такой высокой скоростью. Связь одной локальной сети с другой требует пропускной способности от 56 кбит/сек до 1,544 Мбит/сек. Сравнительные скорости передачи показаны на табл. 7.4.

Таблица 7.4