2.5 Методы коммутации (1/3)

Любые сети связи поддерживают некоторый способ коммутации своих абонентов между собой. Этими абонентами могут быть удаленные компьютеры, локальные сети, факс-аппараты или просто собеседники,общающиеся с помощью телефонных аппаратов. Практически невозможно предоставить каждой паре взаимодействующих абонентов свою собственную некоммутируемую физическую линию связи, которой они могли бы монопольно «владеть» в течение длительного времени. Поэтому в любой сети всегда применяется какой-либо способ коммутации абонентов, который обеспечивает доступность имеющихся физических каналов одновременно для нескольких сеансов связи между абонентами сети. 

Коммутация—процесс соединения абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы.Коммуникационные сетидолжны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут выступатьЭВМ,сегменты локальных сетей, факс-аппараты или телефонные собеседники.

Сетевой коммутатор или свитч, свич (жарг. от англ. switch— переключатель)—устройство,предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие отконцентратора,который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю,исключение составляет широковещательный трафик (наMAC-адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF) всем узлам сети. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные,которые им не предназначались.

Коммутаторработает на канальном уровне моделиOSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по ихMAC-адресам.Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как много портовые мосты.

Абоненты соединяются с коммутаторами индивидуальными линиями связи, каждая из которых используется в любой момент времени только одним, закрепленным за этой линией абонентом. Между коммутаторами линии связи разделяются несколькими абонентами, то есть используются совместно.

Существуют три принципиально различные схемы коммутации абонентов в сетях: коммутация каналов (circuit switching), коммутация пакетов (packetswitching) и коммутация сообщений (message switching).Сетис коммутацией каналов имеют более богатую историю, они ведут свое происхождение от первых телефонных сетей.Сетис коммутацией пакетов сравнительно молоды, они появились в конце 60-х годов как результат экспериментов с первыми глобальными компьютерными сетями.Сетис коммутацией сообщений послужили прототипом современных сетей с коммутацией пакетов и сегодня они в чистом виде практически не существуют. Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки, но по долгосрочным прогнозам многих специалистов будущее принадлежит технологии коммутации пакетов, как более гибкой и универсальной.

Как сети с коммутацией пакетов, так и сетис коммутацией каналовможно разделить на два класса по другому признаку - на сети сдинамической коммутациейи сети спостоянной коммутацией.

В первом случае сеть разрешает устанавливать соединение по инициативе пользователя сети. Коммутация выполняется на время сеанса связи, а затем (опять же по инициативе одного из взаимодействующих пользователей) связь разрывается. В общем случае любой пользователь сети может соединиться с любым другим пользователем сети. Обычно период соединения между парой пользователей при динамической коммутации составляет от нескольких секунд до нескольких часов и завершается при выполнении определенной работы - передачи файла, просмотра страницы текста или изображения и т. п.

Во втором случае сеть не предоставляет пользователю возможность выполнить динамическую коммутацию с другим произвольным пользователем сети. Вместо этого сеть разрешает паре пользователей заказать соединение на длительный период времени. Соединение устанавливается не пользователями, а персоналом, обслуживающим сеть. Время, на которое устанавливается постоянная коммутация, измеряется обычно несколькими месяцами.Режим постоянной коммутации в сетях с коммутацией каналов часто называется сервисом выделенных (dedicated) илиарендуемых (leased) каналов.

Примерами сетей, поддерживающих режим динамической коммутации, являются телефонные сети общего пользования, локальные сети, сети TCP/IP.

Наиболее популярными сетями, работающими в режиме постоянной коммутации, сегодня являются сети технологии SDH, на основе которых строятся выделенные каналы связи с пропускной способностью в несколько гигабит в секунду.

Некоторые типы сетей поддерживают оба режима работы. Например, сети Х.25 и АТМ могут предоставлять пользователю возможность динамически связаться с любым другим пользователем сети и в то же время отправлять данные по постоянному соединению одному вполне определенному абоненту.

Рисунок 37. Общая структура сети с коммутацией узлов (абонентов).

Коммутация каналов

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой - коммутаторами,которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создаетсясоставной канал.

Например, если сеть, изображенная на рис.37,работает по технологии коммутации каналов, то узел (абонент) 1, чтобы передать данные узлу (абоненту) 6, прежде всего, должен передать специальный запрос на установление соединения коммутатору А, указав адрес назначения 6. КоммутаторА должен выбрать маршрут образования составного канала, а затем передать запрос следующему коммутатору, в данном случае В. Затем коммутатор В передает запрос коммутатору Б, далее коммутатор Б передаёт запрос коммутатору Г, а тот, в свою очередь, передает запрос узлу (абоненту). Если узел (абонент) 6 принимает запрос на установление соединения, он направляет по уже установленному каналу ответ исходному узлу, после чего составной канал считается скоммутированным и узлы 1 и 6 могут обмениваться по нему данными, например, вести телефонный разговор.

Коммутаторы, а также соединяющие их каналы должны обеспечивать одновременную передачу данных нескольких абонентских каналов. Для этого они должны быть высокоскоростными и поддерживать какую-либо техникумультиплексированияабонентских каналов.

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются две техники:

· техника частотного мультиплексирования(Frequency Division Multiplexing, FDM);

· техника мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM).

Мультиплексирование(англ. multiplexing , muxing )— уплотнение канала, т.е. передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу, при помощи устройства под названиеммультиплексор.

Мультиплексор— комбинационное устройство,обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Может быть реализован как аппаратно так и программно.

Мультиплексоры обозначают сочетаниемMUX(отангл. multiplexor ), а такжеMS(от англ. multiplexor selector ).

Технология TDM

Первой стали применять технологию TDM, которая широко используется в обычных системах электросвязи. Эта технология предусматривает объединение нескольких входных низкоскоростных каналов в один составной высокоскоростной канал.

Мультиплексирование с разделением времени (англ. TimeDivision Multiplexing, TDM)— технология аналогового или цифрового мультиплексирования в котором два и более сигнала или битовых потока передаются одновременно как подканалы в одном коммуникационном канале. Передача данных в таком канале разделена на временные интервалы (таймслоты) фиксированной длины,отдельные для каждого канала.

Аппаратура TDM-сетей (мультиплексоры,коммутаторы, демультиплексоры) - работает в режиме разделения времени,поочередно обслуживая в течение цикла своей работы все абонентские каналы. Цикл работы оборудованияTDMравен 125 мкс, что соответствует периоду следования замеров голоса в цифровом абонентском канале. Это значит, что мультиплексор или коммутатор успевает вовремя обслужить любой абонентский канал и передать его очередной замер далее по сети. Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом. Длительность тайм-слота зависит от числа абонентских каналов, обслуживаемых мультиплексоромTDMили коммутатором.

Мультиплексорпринимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скоростью 64 Кбит/с - 1байткаждые 125 мкс.

В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:

· прием от каждого канала очередного байта данных;

· составление из принятых байтов уплотненного кадра, называемого также обоймой;

· передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N*64 Кбит/с.

Порядок байтв обойме соответствует номеру входного канала, от которого этотбайтполучен. Количество обслуживаемых мультиплексором абонентских каналов зависит от его быстродействия. Например,мультиплексор Т1, представляющий собой первый промышленный мультиплексор,работавший по технологииTDM, поддерживает 24 входных абонентских канала,создавая на выходе обоймы стандарта Т1, передаваемые с битовой скоростью 1,544Мбит/с.

Демультиплексор выполняет обратную задачу -он разбирает байты уплотненного кадра и распределяет их по своим нескольким выходным каналам, при этом он считает, что порядковый номербайта в обойме соответствует номеру выходного канала.

Коммутаторпринимает уплотненный кадр по скоростному каналу от мультиплексора и записывает каждыйбайтиз него в отдельную ячейку своей буферной памяти, причем в том порядке, в котором этибайты были упакованы в уплотненный кадр. Для выполнения операции коммутациибайты извлекаются из буферной памяти не в порядке поступления, а в таком порядке, который соответствует поддерживаемым в сети соединениям абонентов.

Однажды выделенный номер тайм-слота остается в распоряжении соединения «входной канал-выходной слот» в течение всего времени существования этого соединения, даже если передаваемый трафик является пульсирующим и не всегда требует захваченного количества тайм-слотов.Это означает, что соединение в сети TDMвсегда обладает известной и фиксированной пропускной способностью, кратной 64 Кбит/с.

Работа оборудования TDMнапоминает работу сетей с коммутацией пакетов, так как каждыйбайтданных можно считать некоторым элементарным пакетом. Однако, в отличие от пакета компьютерной сети, «пакет»сетиTDMне имеет индивидуального адреса. Его адресом является порядковый номер в обойме или номер выделенного тайм-слота в мультиплексоре или коммутаторе.Сети, использующие техникуTDM, требуют синхронной работы всего оборудования,что и определило второе название этой техники - синхронный режим передач (STM).Нарушение синхронности разрушает требуемую коммутацию абонентов, так как при этом теряется адресная информация. Поэтому перераспределение тайм-слотов между различными каналами в оборудованииTDMневозможно, даже если в каком-то цикле работы мультиплексора тайм-слот одного из каналов оказывается избыточным, так как на входе этого канала в этот момент нет данных для передачи (например,абонент телефонной сети молчит).

Существует модификация техники TDM,называемая статистическим разделением канала во времени (StatisticalTDM,STDM). Эта техника разработана специально для того, чтобы с помощью временно свободных тайм-слотов одного канала можно было увеличить пропускную способность остальных. Для решения этой задачи каждыйбайтданных дополняется полем адреса небольшой длины, например в 4 или 5 бит, что позволяет мультиплексировать 16или 32 канала. Однако техника STDM не нашла широкого применения и используется в основном в нестандартном оборудовании подключения терминалов к мэйнфреймам. Развитием идей статистического мультиплексирования стала технология асинхронного режима передачи - АТМ, которая вобрала в себя лучшие черты техники коммутации каналов и пакетов.

СетиTDMмогут поддерживать либо режим динамической коммутации, либо режим постоянной коммутации, а иногда и оба эти режима. Так, например, основным режимом цифровых телефонных сетей, работающих на основе технологииTDM, является динамическая коммутация, но они поддерживают также и постоянную коммутацию, предоставляя своим абонентам службу выделенных каналов.

Существует аппаратура, которая поддерживает только режим постоянной коммутации. К ней относится оборудование типа Т1/Е1, а также высокоскоростное оборудование SDH. Такое оборудование используется для построения первичных сетей, основной функцией которых является создание выделенных каналов между коммутаторами, поддерживающими динамическую коммутацию.

Сегодня практически все данные - голос,изображение, компьютерные данные - передаются в цифровой форме. Поэтому выделенные каналы TDM-технологии, которые обеспечивают нижний уровень для передачи цифровых данных, являются универсальными каналами для построения сетей любого типа: телефонных, телевизионных и компьютерных.

Использование технологии TDMпри использовании волоконно-оптических линий позволило увеличить пропускную способность этих линий связи до 10 Гбит/с. Выше этой скорости некоторые основные характеристики оптического волокна (например: поляризационная модовая дисперсия, хроматическая дисперсия) начинают значительно влиять на качество передачи и должны приниматься во внимание при разработке систем связи. Это является серьезным препятствием для ведущихся в настоящее время разработок системTDMсо скоростями передачи 40 Гбит/с и выше. Кроме того, для дальнейшего увеличения скорости требуются новые методы модуляции лазерного излучения, что ведет к росту сложности и стоимости приемо-передающего оборудования.

Хроматической дисперсиейназывают как зависимость эффективного показателя преломления от длины волны, так и ее следствие – увеличение ширины оптических импульсов при их распространении по волокну.

Поляризационная модовая дисперсия PMD(Polarization Mode Dispersion),также как и хроматическая дисперсия, приводит к уширению импульсов и начинает заметно влиять на качество передачи при высоких скоростях (частотах модуляции).PMDвозникает из-за того, что оптическое излучение с различными состояниями поляризации оптического сигнала SOP (State of Polarization) распространяется вдоль волокна с различными скоростями.

Применение методов, уменьшающих влияниехроматической дисперсии, ведет к увеличению потерь, стоимости и сложности системы. Для стандартного ступенчатого одномодового волокна (G.652 поклассификации ITU) максимальная дальность передачи со скоростью 10 Гбит/с без компенсации и коррекции дисперсии составляет 50-75 км. Независимо от того,станет ли технологияTDMуниверсальным протоколом, таким какIP, или будет адаптирована в соответствии со стандартамиSONET/SDH, в ближайшие годы ее будут использовать многие операторы.

WDM системы

Для повышения пропускной способности,вместо увеличения скорости передачи в едином составном канале, как это реализовано в технологии TDM, в технологииWDMувеличивают число каналов (длин волн), применяемых в системах передачи поВОЛС. Такая техника относится к методу FDM, однако для оптических кабелей она получила название разделения подлине волны(Wave Division Multiplexing, WDM).

Исторически первыми возникли двух волновые WDM системы, работающие на центральных длинах волн из второго и третьего окон прозрачности кварцевого волокна (1310 и 1550 нм).Главным достоинством таких систем является то, что из-за большого спектрального разноса полностью отсутствует влияние каналов друг на друга. Это способ позволяет либо удвоить скорость передачи по одному оптическому волокну, либо организовать дуплексную связь.

Спектральное уплотнение каналов(англ. Wavelength-division multiplexing,WDM,буквально мультиплексирование с разделением по длине волны)— технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах.

Современные WDMсистемы на основе стандартного частотного плана (ITU-T Rec. G.692) можно подразделить на три группы:

грубые WDM(CoarseWDM—CWDM)— системы с частотным разносом каналов не менее 200 ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 18 каналов. (Используемые в настоящее времяCWDMработают в полосе от1270нм до 1610нм, промежуток между каналами 20нм(200ГГц), можно мультиплексировать 16 спектральных каналов.)

плотные WDM(DenseWDM—DWDM)— системы с разносом каналов не менее 100 ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 40каналов.

высокоплотные WDM(High DenseWDM— HDWDM)—системы с разносом каналов 50 ГГц и менее, позволяющие мультиплексировать не менее 64 каналов.

Частотный план для CWDMсистем определяется стандартомITUG.694.2. Область применения технологииCWDM— городские сети с расстоянием до 50 км.Достоинством этого видаWDMсистем является низкая (по сравнению с остальными типами) стоимость оборудования вследствие меньших требований к компонентам.

Частотный план для DWDMсистем определяется стандартомITUG.694.1. Область применения— магистральные сети. Этот видWDMсистем предъявляет более высокие требования к компонентам, чемCWDM(ширина спектра источника излучения, температурная стабилизация источника и т.д.).Толчок к бурному развитиюDWDMсетей дало появление недорогих и эффективных волоконных эрбиевых усилителей (EDFA), работающих в промежутке от 1525 до 1565нм (третье окно прозрачности кварцевого волокна).

Технология WDMпозволяет существенно увеличить пропускную способность канала, причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии. БлагодаряWDMудается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну (в обычных линиях используется пара волокон— для передачи в прямом и обратном направлениях).Рост пропускной способности при использовании технологииWDMосуществляется без дорогостоящей замены оптического кабеля. Применение технологииWDMпозволяет сдавать в аренду не только оптические кабели или волокна, но и отдельные длины волн, то есть реализовать концепцию “виртуального волокна”. По одному волокнуна разных длинах волн можно одновременно передавать самые разные приложения –кабельное телевидение, телефонию, трафикИнтернет, “видео по требованию” и т.д.Как следствие этого, часть волокон в оптическом кабеле можно использовать для резерва.

Применение технологии WDMпозволяет исключить дополнительную прокладку оптических кабелей в существующей сети. Даже если в будущем стоимость волокна уменьшится за счет использования новых технологий, волоконно-оптическая инфраструктура (проложенное волокно и установленное оборудование) всегда будет стоить достаточно дорого. Для ее эффективного использования, необходимо иметь возможность в течение долгого времени увеличивать пропускную способность сети и менять набор предоставляемых услуг без замены оптического кабеля. ТехнологияWDMпредоставляет именно такую возможность.

Совместное применение технологий TDMиWDMпозволяет значительно расширить спектр предоставляемых услуг, оставляя практически без изменений большую часть имеющегося оборудования. Применение технологииWDMдает многочисленные преимущества, однако требует высокого уровня подготовки технического персонала и современного контрольно-измерительного оборудования.

Система DWDMво многом похожа на традиционную системуTDM. Сигналы разных длин волн, генерируемые одним или несколькими оптическими передатчиками, объединяются мультиплексором в многоканальный составной оптический сигнал, который далее распространяется по оптическому волокну. При больших расстояниях передачи на линии связи устанавливается один или несколько оптических повторителей. Демультиплексор принимает составной сигнал, выделяет из него исходные каналы разных длин волн и направляет их на соответствующие фотоприемники. На промежуточных узлах некоторые каналы могут быть добавлены или выделены из составного сигнала посредством мультиплексоров ввода/вывода или устройств кросс-коммутации.

Главным отличием систем DWDMот системTDMявляется то, что в системеDWDMпередача ведется на нескольких длинах волн.Важно отметить, что на каждой длине волны в системеDWDMможет передаваться мультиплексированный сигнал системTDM. СистемаDWDMв общем случае состоит из одного или нескольких лазерных передатчиков, мультиплексора, одного или нескольких усилителей EDFA, мультиплексоров ввода/вывода, оптического волокна(кабеля), демультиплексора и соответствующего числа фотоприемников, а также электронного оборудования, которое обрабатывает передаваемые данные в соответствии с используемыми протоколами связи, и системы сетевого управления.

Хотя к оконечному электронному оборудованию для отдельных каналов WDMи предъявляются определенные требования, как и в системахTDM, все остальное оборудование в канале может поддерживать только скорость передачи по этому каналу, а не полную скорость составного сигнала.Таким образом, полная пропускная способность линии связи не ограничена скоростью работы используемых электронных устройств. При необходимости, полную пропускную способность можно увеличить в любой момент, просто добавив в существующую системуWDMнесколько каналов. Самую быструю линию связиTDM, которую только можно создать с использованием наиболее современной техники, в системеWDMможно передавать как один из многих каналов. ТехнологияWDMпозволяет достичь суммарной скорости передачи по линии связи, которая сопоставима с огромной пропускной способностью, предоставляемой оптическим волокном.

Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий FDM, TDM и WDM.

В зависимости от направления возможной передачи данных способы передачи данных по линии связи делятся на следующие типы:

· симплексный- передача осуществляется по линии связи только в одном направлении;

· полудуплексный- передача ведется в обоих направлениях, но попеременно во времени.

· дуплексный- передача ведется одновременно в двух направлениях.

Дуплексный режим - наиболее универсальный и производительный способ работы канала. Самым простым вариантом организации дуплексного режима является использование двух независимых физических каналов(двух пар проводников или двух световодов) в кабеле, каждый из которых работает в симплексном режиме, то есть передает данные в одном направлении. Именно такая идея лежит в основе реализации дуплексного режима работы во многих сетевых технологиях, например Fast Ethernetили АТМ.

Иногда такое простое решение оказывается недоступным или неэффективным. Чаще всего это происходит в тех случаях, когда для дуплексного обмена данными имеется всего один физический канал, а организация второго связана с большими затратами. Например, при обмене данными с помощью модемов через телефонную сеть у пользователя имеется только один физический канал связи с АТС - двухпроводная линия, и приобретать второй вряд ли целесообразно. В таких случаях дуплексный режим работы организуется на основе разделения канала на два логических подканала с помощью техники FDM или TDM.

Модемы для организации дуплексного режима работы на двухпроводной линии применяют технику FDM. Модемы, использующие частотную модуляцию, работают на четырех частотах: две частоты - для кодирования единиц и нулей в одном направлении, а остальные две частоты - для передачи данных в обратном направлении.

При цифровом кодировании дуплексный режим на двухпроводной линии организуется с помощью техники TDM. Часть тайм-слотов используется для передачи данных в одном направлении, а часть - для передачи в другом направлении. Обычно тайм-слоты противоположных направлений чередуются,из-за чего такой способ иногда называют «пинг-понговой» передачей.TDM-разделение линии характерно, например, для цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN) на абонентских двухпроводных окончаниях.

Технология РОN

Сеть PON– это пассивная оптическая сеть,которая использует пассивные оптические разветвители (сплиттеры) и оптические волновые мультиплексоры для концентрации абонентского трафика с множественным подключением абонентов к одному волокну. СистемаPONпозволяет существенно уменьшить число оптических портов в узле доступа оператора и использовать кабельную систему с оптическими кабелями малой жильности. В то же время, технологияPONдает возможность мультисервисного абонентского подключения (Triple Play) с гарантией качества сервисов.

В мире разработаны различные стандарты для сетей PON:

· EPON, онже GEPON, онже EthernetPON;

· BPON – широкополосный (Broadband) PONна основе протоколаATM

· GPON– мультигигабитныйPONна основе протокола GFP (не путать с протоколомGEPON).

В мире наиболее распространены технологии EPON (GEPON) иGPON. В странах Азиатско-Тихоокеанского региона (Япония, Китай,Корея и др.) развивают EPON, при этом Triple Play услуги выглядят как «данные поIP», «видео поIP», «голос поIP». США делают ставку наGPON. ОборудованиеGPONпозволяет увеличить концентрацию абонентов на одно волокно до 64. Однако из-за меньшего объема производства цены на оборудованиеGPONпока значительно выше, чем цены на EPON.

Технология PONпозволяет с использование модного волокна организовать пассивную оптическую сеть доступа для 32 узлов врадиусе 20 км,предоставляяEthernetи до 4 Е1 в каждом узле. Одна из главных задач, стоящих перед современными телекоммуникационными сетями доступа – так называемаяпроблема «последней мили», предоставление как можно большей полосы пропускания индивидуальным и корпоративным абонентам при минимальных затратах.

Суть технологии PONзаключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания.

Свойства сети PON

Древовидная архитектура с передачей по одному волокну на двух длинах волн навстречу друг другу: 1550 нм (от центрального узла к абонентам, нисходящий поток) и 1310 нм (от абонентов к центральному узлу, восходящий поток). На промежуточных узлах дерева,размещаются пассивные оптические разветвители.

Использование метода доступа TDMAпозволяет гибко распределять полосу пропускания между абонентами. Абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и может охватывать сотни абонентов. По одному волокну обслуживаются до 32 абонентских узлов.

Технология GEPON, несмотря на меньшую скорость связи абонент-сеть, имеет ряд серьезных преимуществ перед технологиейGPON, а именно:

1. Высокая эффективность использования полосы услугами ТВ

GEPONиспользует стандартизированныеIEEEмеханизмы предоставления широковещательных услуг: SCB (Single CopyBroadcast),IGMP Snooping, тогда какGPONдоставляет трафик с помощьюUnicast. Логично, что производители оборудованияGPONреализуют функцииmulticastсамостоятельной разработки, однако данная реализация неспособна обеспечить полную прозрачность сети на уровне «платформа – абонент» для протоколовmulticastIEEE.

2. Эффективность «из конца-в-конец»

GEPONимеет симметричное соединение абонент-сеть, тогда какGPONимеет асимметричную скорость соединения абонент-сеть, что понижает эффективность использования портов на ядре сети.

3. Масштабируемость (возможность построения сетей любого масштаба), обеспечение совместимости с протоколами будущего(10GEPON)

Международные институты, занимающиеся стандартизацией технологий GEPON(IEEE) постоянно ведут модернизацию технологии и уже известен следующий шаг развития—10GEPON, планируется его совместимость с уже построенными сетямиGEPON.

Общие свойства сетей с коммутацией каналов

Сетис коммутацией каналов обладают несколькими важными общими свойствами независимо от того, какой тип мультиплексирования в них используется.Сетис динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизируется от одного коммутатора к другому и, в конце концов,достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения,если емкость требуемого выходного канала уже исчерпана.

Для FDM-коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM-коммутатора -количеству тайм-слотов, на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем-нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор,а во втором - абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

Если соединение может быть установлено, то ему выделяется фиксированная полоса частот в FDM-сетях или же фиксированная пропускная способность в TDM-сетях. Эти величины остаются неизменными в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети после установления соединения является важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голоса, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменять пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает их неэффективными в условиях пульсирующего трафика.

Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей.

Сетис коммутацией каналов хорошо приспособлены для коммутации потоков данных постоянной скорости, когда единицей коммутации является не отдельныйбайтили пакет данных, а долговременный синхронный поток данных между двумя абонентами. Для таких потоков сети с коммутацией каналов добавляют минимум служебной информации для маршрутизации данных через сеть, используя временную позицию каждого бита потока в качестве его адреса назначения в коммутаторах сети.