CC BY
60
АНАЛИЗ АДАПТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ
Гудков Вячеслав Юрьевич,
аспирант кафедры Сети связи и системы коммутации МТУСИ, Россия, Москва
Степанова Ирина Владимировна,
к.т.н., профессор кафедры Сети связи и системы коммутации
МТУСИ, Россия, Москва,
Ключевые слова: инфокоммуникации, физический уровень, пакетный поток, корректировка свойств передачи, адаптированный набор параметров.
Развитая коммуникационная инфраструктура является одним из ключевых условий эффективного управления информационными потоками. Современные сетевые устройства могут определять адаптированные свойства передачи физического уровня, используя перспективные алгоритмы адаптации свойств передачи физического уровня [1, 2, 3]. Построение большинства корпоративных сетей и систем связи происходит по принципу наложения на существующие структуры, что может привести к определенным трудностям, например, при объединении и техническом обслуживании. Интеграция инновационных решений в области связи практически всегда сталкивается с проблемой совместимости с существующими и перспективными средствами и протоколами. Построение инфокоммуникационной сети требует эффективного вложения средств и оценки рисков, поэтому развитвающиеся корпоративные сети и системы связи должны динамически масштабироваться и отвечать изменяющимся во времени потребностям.
Свойства физического уровня включают в себя адаптированный набор параметров -Tone Map (TM), который связан с возможностью пропуска трафика UDP в "агрессивном" режиме, консервативными свойствами физического уровня трафика TCP или динамично скорректированным уровнем пропускной способности физического уровня для смешанного трафика [4, 5]. Если пакетный поток поступает от верхних уровней устройства, в нём могут быть указаны свойства для адаптированной передачи, включая физический уровень. В этом случае устройство может прочитать свойства пакетного потока. Операции по определению свойств адаптированной передачи могут быть выполнены в соответствии со специализированным алгоритмом одним или более компонентами устройства, такими как контроллер физического уровня, один или несколько коммуникационных процессоров или процессоров гибридного устройства. Это позволит адаптировать возможности физического уровня к имеющемся потребностям, корректируя свойства передачи, а также повысить производительность сетевой среды при дефиците ресурсов.
Для цитирования:
Гудков В.Ю., Степанова И.В. Анализ адаптационных свойств физического уровня корпоративной инфокоммуникационной сети // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Том 9. - №4. - С. 27-30.
For citation:
Gudkov V.Y., Stepanova I.V. Analyze adaptation properties of the physical level of corporate infocommunication network. T-Comm. 2015. Vol 9. No.4, pр. 27-30. (in Russian).
Развитая коммуникационная инфраструктура является одним из ключевых условий эффективного управления информационными потоками. Свойства физического уровня включают в себя адаптированный набор параметров - Tone Map (тональная карта, ТМ). Если пакетный поток поступает от верхних уровней устройства, в нём могут быть указаны свойства для адаптированной передачи, включая физический уровень. В этом случае устройство может прочитать свойства пакетного потока.
Операции по определению свойств адаптированной передачи могут быть выполнены в соответствии с алгоритмом одним или более компонентами устройства, такими как контроллер физического уровня, один или несколько коммуникационных процессоров или процессоров гибридного устройства.
Ключевыми требованиями передачи информации в корпоративных инфокоммуникационных сетях являются [1, 2, 3]:
качество предоставляемых услуг связи;
надёжность и автономность при аварийных ситуациях;
совместимость с ранее выпущенными компонентами систем;
возможность масштабирования;
реализация функции управления компонентами системы.
Гибридная сеть (такая как Convergent Digital Home Network (CDHN) или сеть PI905.I) обычно формируется, соединяя сети связи через различные сетевые технологии и коммуникационные среды. Гибридная сеть может включать гибридные коммуникационные устройства, которые часто являются мультиинтерфейсными и способными к работе с несколькими сетевыми технологиями. Гибридное устройство (HD) может также не иметь множество интерфейсов, но считаться гибридным устройством, если оно сконфигурировано, чтобы использовать протоколы, связанные с мультиинтерфейсными устройствами в гибридной сети. Например, каждое гибридное устройство может поддерживать интерфейсы, используя различные сетевые технологии (например, Ethernet, IEEE 802.11 WLAN, коаксиальный кабель, Связь через ЛЭП - Power Line Communications, PLC),
Особенно остро отражаются проблемы объединения различных проприетарных (не имеющих аналогов) систем, для чего производителям необходимо дополнительно разрабатывать специализированные интерфейсы и компоненты систем. Развивающиеся в настоящее время системы организовываются по принципу Unified Communications, что даёт большую независимость от конкретных разработчиков оборудования связи и программного обеспечения.
При увеличении потребностей к функциональности системы связи, увеличиваются требования к её надёжности, что также необходимо учитывать при перспективном проектировании.
Важным критерием является непрерывность предоставляемых услуг с соблюдением требований к качеству.
Сетевое устройство может определять адаптивные свойства передачи физического уровня, основанные на характеристиках пакетного потока в канале передачи. Свойства физического уровня могут включать в себя адаптированный набор параметров - Tone Map (ТМ), который связан с возможностью пропуска трафика UDP в "агрессивном" режиме, консервативными свойствами физического уровня трафика TCP или динамично скорректированным уровнем пропускной способности физического уровня для смешанного трафика. Индикация относительно адаптированной ТМ (см. рис. 1) может быть включена в первое сообщение, в часть кадра (как один из символов управления кадром) или в другие передачи таким образом, что приемное устройство может определить адаптированную ТМ без значительного добавления информации [4, 5].
В некоторых коммуникационных средах ТМ определяет свойства передачи физического уровня для каждого носителя информации. Как правило, ТМ основана на качестве канала и включает параметры, чтобы максимизировать пропускную способность физического уровня. Например, качественная оценка канала может быть использоваться для того, чтобы определить максимально возможную скорость канала передачи. Однако, этот подход может не быть оптимальным для всех типов потоков, потому что у них могут быть различные параметры качества обслуживания (QoS). При помощи адаптированных возможностей физического уровня, основанных на типе протоколов верхнего уровня (или типе данных приложения), могут быть улучшено использование носителей физического уровня и повышена производительность сетевой среды.
На рис. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая операции для определения адаптационных свойств передачи физического уровня, основанных на характеристиках пакетного потока. Операции могут быть выполнены одним или более компонентами устройства, такими как контроллер физического уровня, один или несколько коммуникационных процессоров или процессоров гибридного устройства.
Если пакетный поток поступает от верхних уровней устройства, в нём могут быть указаны свойства для адаптированной передачи, включая физический уровень. В этом случае устройство может прочитать свойства пакетного потока [3, 4]. Подразумевается, что пакеты не могут быть получены из локального устройства и могут быть получены через входной интерфейс для передачи выходному интерфейсу. Если нет никаких пакетных потоковых свойств, обозначенных верхними уровнями, то устройство просматривает по крайней мере один пакет, чтобы собрать характеристики по крайней мере для одного пакета, например, чтобы в итоге определить транспортный протокол (UDP или TCP).
Г I л
S] Пер** устройст» содержит напеты для передачи н» второе
-ШРОЙОН__
А) Процесс оценки юнам позволяет определить смримфы дм маисишшции скорости передачи
ПЕРВОЕ УСТРОЙСТВО
ДАННЫЕ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ
СШВОЙ ИНТЕРФЕЙС
Е] Kcno*b>0íb«t здлширо^мяьге awfcit перед** до trïn[nwi
STOP« игттойсгво
СЕТЕВОМ ИНТЕРФЕЙС
КОНТРОДПЕР
ООпределеиее шптнрданни* сюкп урсия,
OHBHWM 14 HplKÍÍJIWTfttlH
0] Пйд^рйирц (»нов передо* фнз**ееогоур«чн
Рис, 1. Пример использования системы с корректировкой свойств передачи физического уровня на основе характеристик пакетного потока
Иатзоватъ юиервзтивньи сайта веют» фютеоотоуроЕня
Прниеннтъ агреосиан ые ооклвг передачи фнз1кесют уровня
Рис. 2. Алгоритм определения устройством адаптационных свойств передачи физического уровня
Затем устройство определяет характеристики пакета на основе одного пакета пакетного потока и/или пакетные потоковые свойства, обеспеченные верхними уровнями. Затем принимается решение, основанное на характеристиках пакетного потока. Если пакетный поток связан с первой характеристикой (например, UDP), то процесс направляется к дополнительному решению. Устройство может определить, является ли объем отправляемых данных больше, чем минимальный размер передачи, который был бы связан с агрессивной тональной картой. При положительном результате, выбирается агрессивная тональная карта. Однако, если трафик UDP окажется маленького объёма, то предпочтительно использовать консервативную тональную карту, чтобы избежать чрезмерной избыточности, связанной с минимальным размером передачи.
В дальнейшем, устройство принимает параметры тональной карты для заданного потока пакетов и указывает на её применение в отправляемых данных. Устройство приёма должно быть способным определить указанным или иным способом параметры передачи и выделить необходимую тональную карту ТМ для дальнейшей обработки пакетов.
Выводы
1. Разрабатываемые корпоративные инфокоммуни-кационные сети и системы связи должны динамически масштабироваться и отвечать изменяющимся во времени потребностям.
2. Применение специализированных алгоритмов определения свойств передачи физического уровня позволит адаптировать его возможности к имеющемся потребностям, корректируя свойства передачи, а также повысить производительность сетевой среды при дефиците ресурсов.
Литература
1. Лагутин B.C., Попова А.Г. Степанова И.В. Развитие телекоммуникаций мегаполиса. - М.: МТУСИ, 2009. - 193 с.
2. Довгань В. Особенности построения корпоративных систем связи для крупных предприятий // Connect! Мир Связи, - 2005. - №11.
3. Шевченко Т. Оценка эффективности инвестиций: грамотное вложение денежных средств // Business Organizer. -2012. - №3.
4. Сидни Фейт. TCP / IP. Архитектура. Протоколы. Реализация. - Изд.: Лори. - 2014.
5. Ehab Tahir, John Fraser Chappei. Adapted physical-layer transmission properties based on packet stream [Электронный ресурс]. США, 2014. - Режим доступа: http://www.googie.com/patents/US20140195637, свободный.
T
COMMUNICATIONS
ANALYZE ADAPTATION PROPERTIES OF THE PHYSICAL LEVEL OF CORPORATE INFOCOMMUNICATION NETWORK
Gudkov V.Y., Stepanova I.V., Moscow, Russia, [email protected]
Abstract
Developed communications infrastructure is a key condition for effective information management. Properties of the physical layer include an adapted set of parameters - Tone Map (tone map, TM). If the packet stream coming from the upper levels of the device, it may be listed properties adapted for transmission, including the physical layer. In this case, the device may read the packet stream properties. Operations adapted to determine the transmission properties can be made in accordance with the algorithm of one or more components of the device, such as a physical layer controller, one or more processors or CPUs of communication devices hybrid.
Keywords: infocommunications, physical layer, packet stream, transmission properties, algorithms, adaptation. References
1. Lagutin V.S., Popova A.G., Stepanova I.V. The development of telecommunications metropolis. Moscow. MTUCI, 2009. 193 p. (in Russian).
2. Dovgan V. Features of construction of corporate communications for large enterprises. Connect! Mir Svyazi. 2005. No. I I. (in Russian).
3. Shevchenko T. Evaluation of investments: a competent investment funds. Business Organizer. 20I2. No3. (in Russian).
4. Sidney Faith. TCP/IP. Architecture. Protocols. realization. Lori. 20I4. (in Russian).
5. Ehab Tahir, John Fraser Chappel. Adapted physical-layer transmission properties based on packet stream [electronic resource]. USA, 20I4. http://www.google.com/patents/US20I40I95637.
For citation:
Gudkov V.Y., Stepanova I.V. Analyze adaptation properties of the physical level of corporate infocommunication network. T-Comm. 20I5. Vol 9. No.4, pp. 27-30. (in Russian).
T-Comm Tом 9. #4-2015
7TT
