Сети Нового Поколения

По традиции [5], после рассмотрения принципов технологического развития сетей связи целесообразно обратить внимание на развитие средств измерения и контроля характеристик функционирования сетей, а также оценить их роль в рассмотренной выше парадоксальной и динамичной технологии NGN. Технология измерений совершенствовалась вместе с усложнением, миниатюризацией и ростом экономичности технологий связи. Так, сложность систем связи объективно повышается с переходом к цифровым системам передачи с высокой пропускной способностью (SDH), новым принципам мультиплексирования (ATM), новым концепциям систем сигнализации (ОКС №7 и ISDN), новым сетевым концепциям предоставления услуг пользователям (интеллектуальные сети) и пр. Учитывая, что развитие средств связи идет очень динамично, технология измерений, в том числе системы самодиагностики, появляются с некоторой задержкой. Поэтому единственно корректным решением является применение независимых от оборудования систем контроля. Измерительная техника играет важную роль — это настройка и оптимизация сетей связи, поиск неисправностей и причин конфликтов, разрешение конфликтных ситуаций. Для решения комплекса задач по поддержанию динамично меняющихся систем связи в рабочем состоянии средства измерений также должны меняться. Уже на этапе цифровизации сетей связи произошла специализация измерительной техники. Еще 15-20 лет назад для обслуживания аналоговых сетей связи применялась общеизмерительная техника (генераторы, осциллографы, частотомеры и т.д.) или се модификации. Развитие цифровых систем передачи и коммутации привело в тому, что измерительная техника для телекоммуникаций стала высоко специализированной. Появились измерительные приборы для телекоммуникаций, такие как анализаторы протоколов сигнализации, анализаторы цифровых систем передачи, измерительные приборы ВОЛС и т.д. По мере нарастания сложности современных систем связи повышаются требования к таким приборам. Развитие концепции NGN, в свою очередь, приводит к еще большей специализации методик и приборов. Например, анализаторы Softswitch (на уровне управления) отличаются по функциональности от анализаторов IMS, приборы для эксплуатации ADSL отличаются от приборов для Gigabit Ethernet и т.д. В то же время существует и обратная тенденция, связанная с развитием универсальных приборов, которые могли бы решать широкие задачи контроля сетей на отдельных уровнях. Эта тенденция пока присутствует па рынке только в оборудовании нескольких производителей. Но игнорировать ее нельзя. Таким образом, принцип демократичности NGN действует и па рынке измерительной техники. Например, две взаимно противоположных стратегии развития измерительной технологии — ориентация на специализацию и ориентация па универсальность —- взаимно сосуществуют и успешно конкурируют друг с другом. Революционная концепция NGN дала новый толчок развитию измерительной техники, которая, в свою очередь, играют существенную роль в совершенствовании технологии NGN. Как было показано выше, развитие современной технологии NGN обусловлено не только новыми требованиями к системам связи, но динамикой развития компьютерной техники. Компьютерное сообщество привыкло к высоким скоростям обновления и оборудования, и концепций. Здесь вполне уместно вспомнить взаимный заговор производителей программного обеспечения и аппаратных средств. Одни создают все более мощные компьютерные системы, а другие — программное обеспечение, которое требует все больших ресурсов. Одна и та же страница текста в пакете MS Word v.2.0 и MS Word-2000 отличается в несколько раз по размеру в килобайтах, система Vista занимает примерно 7 Гбайт (кстати, ничего принципиально нового не предложив рядовым пользователям) в отличие от 1.5 Гбайт успевшей за последние годы стать классической Windows-XP и т.д. Указанный заговор во многом стимулировал рост прибыли в компьютерной отрасли, но ударил по развитию систем связи. Привыкшие к обмену большими массивами данных внутри своего компьютера, пользователи закономерно предъявили такие же требования к меж компьютерному обману. Поначалу для обмена данными казалось достаточной модемной связи па скорости 4200 бит/с, по сейчас «нормальным» каналом обмена считается уже 256 кбит/с, и есть все основания ожидать роста этой цифры. Таким образом, бурный рост компьютерной техники стимулировал в том числе и развитие NGN, а наиболее активной социальной движущей силой новых революционных изменений в системах связи выступают зачастую не связист

В этом разделе покажем, что в основе всех технических решений па четырех уровнях модели SCTA сетей нового поколения лежат принципы функционирования, вытекающие из следующих общих свойств NGN. Оборудование NGN построено на основе современной микропроцессорной технологии. Поэтому сети можно отнести к системам распределенного интеллекта. Технические решения NGN опираются на технологию с коммутацией пакетов. В соответствии с постулатом о том, что компьютер в современном мире важнее телефона, компьютерная логика используется на всех стадиях разработки оборудования NGN: от формирования концепции и стандартов до производства оборудования.

В разд. 1.4.6 был представлен пример совместного использования ресурса домовой сети Ethernet несколькими пользователями. В результате была продемонстрирована сложность поведения NGN даже в самом простом случае. Постараемся развить эту тему, поскольку принцип совместного использования тех или иных ресурсов весьма характерен для NGN. Традиционные сети, построенные на принципах коммутации каналов, предполагают прямое выделение ресурса сети каждому пользователю, на этом базируется само понятие канала (физического, логического, виртуального). Переход в сетях NGN к коммутации пакетов дает возможность совместного использования ресурсов физического, канального, сетевого и транспортного уровней несколькими пользователями. Вследствие этого появляется возможность существенно повысить эффективность использования ресурса. В качестве примера можно привести многочисленные решения по «обжиму» трафика операторами вторичных сетей с использованием технологии NGN. Оператор может арендовать у национального оператора междугородной первичной сети канал Е1, установить на концах этого канала статистические мультиплексоры на основе VoIP/IP и в результате получить экономию ресурса, что позволит увеличить емкость канала для передачи разговорного трафика почти в 4 раза (на выходе будет четыре потока Е1, а внутри трафик будет передаваться в виде дейтаграмм IP). Такая схема организации связи наглядно демонстрирует преимущества совместного использования ресурса традиционных сетей несколькими системами NGN. В то же время принцип совместного использования ресурсов несколькими пользователями или приложениями приводит к исключительной сложности поведения систем NGN. В соответствии с принципом релятивизма каждый пользователь (приложение) формирует свой поток данных, а значит, у него будут свои параметры качества связи. При этом совместное использование абонентами какого-либо ресурса сети приведет к тому, что параметры качества для отдельного пользователя будут зависеть от трафика остальных пользователей. Таким образом, технология NGN оказывается высокодинамичной и сильно взаимокоррелированной по отношению к пользователям отдельного сегмента или подсистемы. По этой причине любая модернизация сети NGN может носить непредсказуемый и лавинообразный характер. Ниже будет показано, что поведение систем NGN оказывается настолько непредсказуемым, что может описываться только методами математической теории хаоса.

Волновая теория эволюционного развития технологий, как показано на рис. 2.20 и 2.21, предусматривает смену одной технологии другой в течение довольно продолжительного времени, сравнимого с технологическим циклом, рассмотренным на рис. 2.19. Можно было бы ожидать, что вследствие перманентной новизны NGN смена одной технологии другой просто будет более быстрой. Но как мы показали выше, такая смена противоречит принципу демократичности NGN. Действительно, если одна технология NGN придет на смену другой, то они больше не равновероятны. В зависимости от капризов моды экономические и социальные показатели технологии могут меняться совершенно непредсказуемо, но стратегически технологии должны быть равноправны, иначе демократичность окажется недостижимой. В результате мы приходим к выводу, что в историческом смысле все технологии NGN должны сосуществовать друг с другом в одной и той же точке эволюционной кривой рис. 2.20. Выше мы наблюдали, что это действительно так. Достигнув границы между этапами I и II, технологии NGN не развиваются дальше, как это свойственно традиционным технологиям, а начинают колебания вокруг этой границы. Раньше мы только могли констатировать это явление как особенность технологий NGN. Теперь эта особенность получает свое обоснование в качестве следствия принципа демократичности. Поскольку рождение технологий NGN обусловлено разными историческими причинами и происходит в разное время, то получается интересная динамическая картина (рис. 2.23). Вне зависимости от того, когда

н екая технология NGN. например № 1, выходит из лаборатории на мировой рынок, она проходит стадии вплоть до внедрения согласно рис. 2.19. Это соответствует границе между этапами I и II на рис. 2.21. Здесь развитие технологии NGN приостанавливается, и она начинает совершать колебания вокруг точки бифуркации. Другие технологии, например № 2 и № 3, возникшие исторически позже первой, пройдя все стадии развития, попадают в тот же «водоворот». Здесь они встречают технологию № 1, так что все три технологии оказываются на рынке, находясь на одном этапе развития. Сейчас на рынке ожидается появление новейших технологий, которые еще не доведены до внедрения (например, систем оптической и берстной коммутации [2]), и можно предсказать, что рано или поздно они окажутся в общем водовороте в точке бифуркации. Согласно такой модели, все технологии оказываются равноправными в плане развития вне зависимости от времени их появления на рынке. Более ранние технологии как бы «поджидают» новые технологии в области единого конкурентного поля. Предлагаемая модель технологического развития удивляет своей абсурдностью, поскольку разные по времени возникновения технологии оказываются равноценными. Но это можно объяснить, если учесть характер колебаний технологии около границы этапов, связанный с тем, что технология постоянно дорабатывается. В таком случае то, что технология возникла достаточно давно, не означает, что она морально устарела. Например, исторически технология ADSL появилась раньше технологии пассивных оптических сетей (PON). Но ее дополнение — технология ADSL2+ — появилась уже после того, как PON оказалась на границе этапов. В свою очередь новые разработки в области схемотехники и дизайна ведутся разработчиками и в области технологии PON, и в области оборудования ADSL2+. В результате сейчас сложно сказать. какая из технологий более современна. Обладая свойством перманентной новизны, технология NGN устраняет влияние фактора времени из эволюционного процесса. Технологии оказываются равноценными, как это и следует из принципа демократизма. Они сосуществуют друг с другом, взаимно конкурируют, постоянно модифицируются в соответствии с новыми дизайнерскими идеями, достижениями схематехники и новыми концепциями разработки программного обеспечения. При этом, совершая колебательные движения вокруг точек бифуркации, технологии NGN постоянно изменяют свою социальную оценку в широких пределах: от эйфории до крайнего скепсиса. Приведенная модель подтверждает революционность доктрины NGN как технологического явления. Парадоксальность этой модели тем более очевидна, что из ее анализа нельзя понять, каким же образом вообще возможна смена технологий в мире NGN. Отсутствие фактора времени не позволяет говорить о том, что технология может морально устаревать. Но это действительно так. коль скоро мы говорим о перманентной новизне и такой же перманентной доработке технологии. Впрочем, технология мо

Высокий уровень либерализации отрасли телекоммуникаций в мире привел к появлению па этапе NGN нового принципа демократичности технологий, до сих пор не имевшего места в системах связи. Этот принцип не является следствием общих свойств NGN или преемственности идей, а определяется спецификой современного развития технологии и рынка телекоммуникаций. До последнего времени телекоммуникации с точки зрения методологии построения представляли собой жестко иерархическую структуру. Построение традиционной системы связи строилось в соответствии с иерархическими принципами (например, жесткое подчинение вторичных сетей первичной сети, радиально-узловой принцип построения ТфОП и пр.). Административное строение отрасли также соответствовало иерархической модели и командно-административному управлению (кстати, это не влияние советского строя, на Западе системы связи строились аналогично). С точки зрения смены одних решений другими, процессов реконструкции сетей и пр. ситуация также обстояла аналогично (почти военная организация труда). NGN как новая доктрина сетей привнесла довольно интересный методологический принцип. С появлением новых решений начинается «эра демократизации» в телекоммуникациях. Скорость смены решений такова, что практически невозможно указать, какое из них современнее и технологичнее. Разные решения одной и той же стратегической задачи развития операторов связи сосуществуют в одном технологическом поле. Например, оператор, который в 2001 г. выбрал для построения мульти-сервисной сети технологию ATM, принял по-своему правильное решение, как и оператор, который начал использовать ATM в 2005 г. Выбор другим оператором технологии IP/MPLS также оправдан, хотя над стыковкой транспортных сетей этих двух операторов придется много работать. Попытки некоторых аналитиков составить «эволюционный ряд» технологий мультисервисных сетей, а сейчас и NGN, представляются бессмысленными, поскольку здесь нет никакой эволюции, есть только бурное развитие в рамках одних и тех же проблем с различными нюансами. Идеологи мультисервисных сетей часто говорят о широкой поливариантности технических решений. Все обзоры (если они, конечно, не маркетингово-ориентированные) сводятся к перечислению решений с ремарками «можно так... а можно и вот так...». Демократичность NGN проявляется на всех уровнях и во всех решениях. Например, выше в разд. 1.4.5 мы говорили о поливариантной организации телефонной связи абонента NGN. Выло показано, что пользователь может использовать для решения поставленной задачи разные технологии — традиционную телефонию, VoDSL, VoATM, VoIP, Skype и пр. Все они в равной степени доступны абоненту и составляют единое технологическое поле решений. Предпочтение той или иной технологии, методу, принципу построения определяется не только техническими, но экономическими, политическими, историческими причинами. Наблюдаются случаи радикального изменения ориентации всей технологической среды, непредсказуемые, внезапные. Например, долгое время в качестве транспортной технологии NGN серьезно рассматривалась только ATM. Но изменилась экономическая конъюнктура и вот в качестве стратегического единого транспорта признана технология IP, до того рассматриваемая как атрибут только локальных сетей. Наличие принципа демократичности NGN приводит к очень интересным выводам:

• ни одна технология NGN до тех пор, пока выпускается оборудование, не может быть признана устаревшей, малоэффективной и пр.;
• любые решения, сколь бы экзотическими они не казались (например, широкополосные спутниковые системы класса VSAT или Wi-Fi-системы передачи для квартир и офисов), имеют право на, существование и могут найти своего заказчика;
• конкуренция между технологиями осуществляется рыночными методами. Неэффективные решения уже не находят заказчика и постепенно уходят с рынка (как это было неоднократно с разными технологиями — SNA, Frame Relay и даже ATM).

Таким образом, как следствие принципа демократичности на каждом уровне модели SCTA присутствует целый пласт разнообразных решений, которые взаимно сосуществуют в технологическом поле, конкурируют в рыночном пространстве и взаимодействуют в рамках единой сети NGN. Приведем несколько примеров, иллюстрирующих принцип демократичности на разных уровнях модели SCTA. Пример 2.1. Уровень доступа. Подключение к NGN большого здания. Как было показано в разд. 1.3.1, сети доступа часто строятся «по месту». Основной задачей является организация широкополосно

Завершая общее обсуждение технологии NGN, рассмотрим ее взаимосвязь с другими процессами, которые протекают в современном мире. Третья революция в области современных систем связи, которая привела к появлению NGN, является не более чем составной частью единого общемирового и общекультурного исторического процесса. Поэтому рассмотрим технологию NGN в обрамлении общего исторического процесса развития современной цивилизации. Ниже будет показано, что такой подход позволит по-иному взглянуть на процессы преобразования технологии и будет иметь даже практические последствия. На рубеже нового XXI века в общемировой и в первую очередь в технической культуре происходит то, что называется сдвигом парадигмы, т.е. повсеместно появляются новые концепции и идеи, которые способствуют развитию локальных научно-технических революций. Лейтмотив этих революционных преобразований можно охарактеризовать как стремление цивилизации выдвинуть па первый план информацию в самом широком смысле этого слова. Если раньше в основу мировоззрения была положена физическая теория, то, начиная с 60-х годов, все большее влияние на человечество оказывает феномен информации. Информация и обратная к ней величина — энтропия — оказались в центре внимания специалистов во всех областях. Можно указать на многочисленные изменения, которые внесло понятие информации в современную науку и культуру. В области социологии и обществоведения появление информации как действующего фактора привело к появлению концепции постиндустриального общества. На основе этой концепции было предложено повое мировое разделение труда, где развитые страны устанавливали доминирующее положение как генераторы новых идей, тогда как весь остальной мир должен воплощать их в жизнь. Два традиционных течения философии — идеализм и материализм — в равной степени продемонстрировали доминирующее значение информации в общей картине мира. Современный атеизм пытается использовать теорию самоорганизации для обоснования своих постулатов. В противовес ему традиционный креационизм также апеллирует к информационным дисциплинам. В области литературы и искусства информационная эра вторглась, породив движение постмодернизма, одной из составных частей которого является использование культурного наследия почти механически, т.е. с точки зрения информации. В области медицины появились новые методы лечения. Это и новый взгляд на вирусологию, и на развитие «информационной гомеопатии», и исследования генома человека все эти явления были во многом связаны с изменением парадигмы в области здравоохранения. В области идеологии от методов слепой пропаганды специалисты перешли к новым принципам, включив в свой арсенал понятия информационной войны, информационной интервенции и пр. В геометрии возникла концепция фрактальных объектов, которая полностью реформировала эту традиционную область математики. Фрактальная геометрия получила широкое применение в различных областях естествознания и технике, в том числе и применительно к NGN (см. ниже). В области физики наметился переход к исследованию неравновесных процессов, что привело к появлению новой отрасли - нелинейной динамики. В настоящее время многие специалисты рассматривают нелинейную динамику как основу для построения нового здания науки. Общая концепция естествознания пополнилась новыми дисциплинами: теорией информации, теорией процессов и теорией сложных систем. Всe перечисленные дисциплины объединяют в себе принципы, разработанные в рамках нелинейных динамических моделей. Достижениями Max дисциплин стала теория самоорганизации (синергетика) и теория динамического хаоса, которые находят применение во многих есстествен-нонаучных дисциплинах (физике, химии, социологии, биологии, экологии. лингвистике, технике и пр.). То, что в настоящее время информационная цивилизация входит в моду лучше всего видно по поведению различных шарлатанов — окультистов, астрологов, колдунов и пр. Во все времена эта социальная группа выступала определенным барометром настроений и моды в обществе, эксплуатируя устойчивые заблуждения широких масс насселения. Приближение информационной эры можно наблюдать даже по тому как еще десять-пятнадцать лет назад колдуны всех мастей вознесли руки к небу в ожидании «космических энергий», а теперь больше ориентируются на «космическую информацию». Тем самым и эта темная сторона современной цивилизации продемонстрировала свою приверженность информа

При изучении принципов функционирования NGN все время говорилось о высокой динамике развития этих сетей, но эта динамика не выделялась в качестве отдельного свойства технологии NGN. Однако это свойство важно настолько, что целесообразно рассмотреть его особо. Как будет показано ниже, такое исследование может привести к довольно неожиданным результатам. В этом разделе нас будет интересовать не просто явление динамичности современной технологии NGN, но и механизмы ее развития. Здесь наблюдается не только высокая динамика изменения состояния систем. Подробное исследование явления многопараметричности и проблем, которые непосредственно связаны с этим явлением, было сделано автором в [1]. связи, это еще и высокая динамика эволюции технологии в условиях рыночного пространства. Как будет показано ниже, скорость смены технологических решений и концепций для систем NGN является уникальной в истории систем связи. Под воздействием этой динамики меняются даже многие основы функционирования систем связи. До появления концепций сетей нового поколения развитие систем связи можно было рассматривать как эволюционный процесс, а состояние рынка систем связи считать если не полностью статичным, то квазистационарным. Переход к технологии NGN - - это переход от статики к динамике, поэтому особенно важно понять законы, по которым развивается эта технология. Технологии, концепции, принципы в области NGN меняются ежегодно, а иногда и по несколько раз в год. Как будет показано далее, современные методы и новые бизнес-модели, которые приходят в область разработки средств связи, сократили цикл выхода технологии на рынок до 3-5 лет, что не имеет аналогов на рынке связи. До этого цикл развития технологии составлял 10, а то и 20 лет, что и было закреплено в экономических показателях по уровню амортизации средств связи. В современном мире NGN оборудование может морально устареть уже через 2-3 года, что можно наблюдать на примере ATM. Такая высокая динамика обновления не может не сказаться на всех сторонах развития технологии NGN. Высокой динамикой внутри систем NGN проникнуты все явления: от уровня квалификации персонала, который часто отстает от жизни, до основ построения конвергентных сетей, внутри которых отдельные технологии постоянно изменяются, преобразуются, обновляются и при этом объединяются в единую конвергентную сеть. Исследуя поведение технологий NGN во времени, кроме высокой динамики развития, можно выделить фактор новизны. Мало того, что сети нового поколения представляют собой революционную доктрину, для сетей NGN характерна самая высокая новизна в области технологии. Обычно оборудование NGN — это оборудование только что из лаборатории. Стандарты функционирования систем NGN постоянно «дышат», подстраиваясь к новым инновационным идеям. В результате очень часто оборудование сетей нового поколения модернизируется из-за изменения в стандартах уже на опытной зоне. Оба фактора — динамика и новизна — можно свести к единому принципу — перманентной новизне технологии NGN. С одной стороны, технология NGN в подавляющем большинстве представляет собой совершенно новые разработки. С другой стороны, высокая динамика развития технологии не позволяет завершить эти разработки. Разработка скорее будет вытеснена новой технологией, чем окончательно доработана под все условия эксплуатации. В результате новизна технологии становится постоянным, или перманентным, фактором. Из принципа перманентной новизны технологии можно сделать вывод о том, что современные операторы NGN имеют дело с «хронически новым» оборудованием, для которого характерна незавершенность и несовершенство. В традиционных сетях можно было говорить об ограниченном временном промежутке, в течение которого новое оборудование доводится до ума. В системах NGN новизна и несовершенство оборудования становятся постоянным атрибутом самой технологии. Это особенность сетей NGN столь характерна и необычна, что требует отдельного изучения.

Динамику развития любой технологии систем связи или нового технологического решения от идеи до внедрения можно представить схематично в виде кривой развития технологии (рис. 2.19), разделив время разработки на девять этапов.

1. Формирование новых стандартов оборудования или появление новой идеи.
2. Создание лабораторного макета оборудования и анализ его соответствия новым стандартам.
3. Анализ производительности нового оборудования и оценка надежности полученного решения.
4. Переход к штатному производству оборудования, выстраивание производственного процесса и контроль качества в процессе производства.
5. Развертывание пилотной зоны на новом оборудовании.
6. Сертификация полученного решения в полевых условиях.
7. Переход к штатному внедрению оборудования и тиражированию решений.
8. Массовое развертывание систем связи.
9. Перевод полученного решения в эксплуатацию, получение при- были от оборудования или новых услуг.

П опытка получить «свой кусок» общего интернационального «пирога» NGN приводит компании к необходимости максимально быстрой генерации технических решений. По меткому выражению одного из аналитиков, тот сегмент, который в настоящее время является пустым, через год будет полон инновационными решениями и конкуренцией, а через два года это будет общим местом, куда бизнесу нецелесообразно идти. Таким образом, самым важным в развитии современных инновационных решений оказывается фактор времени и максимально оперативная разработка технических решений. В процесс включены все игроки рынка. Производители стремятся как можно быстрее разработать и выпустить новое оборудование на рынок. Операторы стараются внедрить новые принципы работы сетей, услуги и оборудование. Стандартизирующие органы и организации стараются максимально оперативно проработать новые стандартны и технологии. Можно сказать, что все участники рынка целенаправленно ускоряют научно-технический прогресс. В результате действий всех участников рынка «кривая развития» технологии в современных системах связи сжимается как пружина.

Еще одним принципом, отличающим NGN от традиционных сетей, является принцип многоуровневой архитектуры. Традиционные сети с их дуализмом «первичная сеть - вторичные сети» охватывают только три нижних уровня модели взаимодействия открытых систем (OSI): физический, канальный и сетевой.

Четырехуровневая структурная концепция NGN (модель SCTA) предусматривает изменение всех уровней модели OSI. Причем в процессе бурного развития технических решений для каждого уровня и даже для каждой отдельной задачи появляется сразу несколько альтернативных решений в соответствии с принципом демократичности. Соответственно, любая проблема имеет поливариантное решение. Устаревшие и слабые решения и технологии уходят с рынка вследствие конкурентной борьбы, но интенсивность «смертности» технических решений значительно уступает интенсивности генерации новых. В результате на место одной устаревшей технологии приходят десятки новых, а общее количество решений постоянно увеличивается. В настоящее время операторам доступен довольно большой пласт новых технологий, расположенных на всех уровнях модели OSI (рис. 2.17). Отсюда вытекает главное следствие из принципа многоуровневости технологии NGN — современный оператор имеет дело с очень сложными архитектурными моделями построения сети. Если раньше можно было говорить о топологической сложности сети, о сложном графе маршрутизации и пр., то теперь к этому добавляется еще и архитектурная сложность. Принцип многоуровневости требует новых подходов к изучению технологии NGN — нужно всегда представлять, на каком уровне и в какой части архитектурной модели мы находимся. От этого может зависеть направление исследования. Пример 2.15. Концепция сетей SDH следующего поколения. Приведенная ранее па рис. 2.4 концепция NGSDH допускает реализацию различных вариантов решений, тем более что принцип демократичности NGN делает их равнодопустимыми. Но конкретная реализация транспортной сети может использовать один или два варианта технического решения. Однако в зависимости от выбранного варианта реализации, например, для диагностики сетей NGSDH будут критичны разные группы параметров.

Для системы NGSDH, построенной по схеме рис. 2.18, а, критичными параметрами окажутся параметры контроля эффективности использования ресурса образованных в системе NGSDH «виртуальных труб», поскольку использование подуровня HDLC для загрузки в систему SDH трафика Ethernet приводит к высокой неравномерности использования ресурса системы передачи. Во втором варианте реализации NGSDH, где используется протокол GPF, включается специальный механизм по контролю неравномерности трафика Ethernet (рис. 2.18,б). В результате контроль параметров эффективности использования ресурса системы SDH будет не столь важен. Наиболее критичными в таком случае будут параметры, связанные с контролем эксплуатационных процессов, связанных со структурой протокола GFP, например контроль сигналов о неисправностях на уровне GFP, диагностика переменных полей GFP и пр. Такие эксплуатационные параметры отсутствуют в первой, более простой схеме. Таким образом, от выбранной архитектуры транспортной сети зависят принципы диагностики и вся методология анализа систем NGSDH. Две подсистемы NGN с разными архитектурными особенностями часто контролируются на основе разных методик. В этом проявляется методический релятивизм современных сетей NGN, который мы будем рассматривать далее (см. также разд. 2.3.2).

Изобретение компьютера и уменьшение размера и стоимости процессоров произвели революцию в современной технике, по масштабам вполне соответствующую сдвигу парадигмы современной цивилизации. В настоящее время микроконтроллеры входят в состав как бытовых приборов и детских игрушек, так и сложных технологических систем. Не осталось в стороне и оборудование NGN: количество микропроцессоров в современных устройствах связи исчисляется не десятками и сотнями, а тысячами. Многие функции систем связи реализованы на одном микроконтроллере, существуют однопроцессорные коммутаторы Ethernet, ава-"латоры протоколов, модемы ADSL, Wi-Fi и пр. Даже такие функции, как коммутация пакетов, фильтрация, преобразование сигналов и другие, выполняются отдельными процессорами. Пример 2.23. Устройство DSLAM. В технологии широкополосного доступа ADSL2+ мультиплексирование трафика выполняет станционное устройство DSLAM (DSL Access Multiplexer — мультиплексор доступа DSL). Обмен данными здесь представляет собой сложный многоуровневый процесс, который будет отдельно исследован в гл. 4. В этом процессе DSLAM выполняет восстановление данных из кадров ADSL и формирование потока ячеек ATM. В современной концепции NGN технология ATM сохранена только как служебная, ячейки ATM преобразуются в более привычные для современных сетей пакеты данных, передаваемые по протоколу TCP/IP. Для этой цели в цепь абонентского доступа включен сервер широкополосного удаленного доступа (Broadband Remote Access Server, BRAS). Это устройство представляет собой краевой маршрутизатор IP для интеллектуального управления широкополосным доступом. BRAS позволяет управлять параметрами трафика от пользователей ADSL на уровне канала передачи данных пакетного трафика. В ADSL2+ функции DSLAM и BRAS объединены в одном оборудовании, так что ячейки ATM обрабатываются всего лишь несколькими модулями внутри DSLAM. Только вследствие большого количество процессоров архитектура оборудования NGN не была бы столь сложной, не будь внутри микроконтроллеров программного обеспечения (ПО). Изменение программного кода меняет функции микропроцессора и тем самым изменяет рабочие характеристики оборудования. Поскольку объем ПО постоянно растет, практически невозможно исключить вероятность возникновения ошибок. Несмотря на то что современные средства отладки оптимизируют поиск ошибок, часть из них в качестве скрытых дефектов присутствуют в новом оборудовании. В конечном счете это приводит к нарушениям в работе оборудования и несоответствию оборудования заявленным характеристикам. Тем более это проявляется для новейшей технологии, когда в полевых условиях оператор вынужден проводить обновление программного обеспечения. Пример 2.24. Риск использования автоматических процедур обновления программного обеспечения. Загруженная в одно из устройств сети новая версия программного обеспечения затем рассылается другим устройствам. Несомненным преимуществом такой процедуры является оперативность замены нового ПО, поскольку существует опасность, что сетевые элементы с разным ПО могут начать конфликтовать друг с другом и тем самым нарушают работу сети. Однако эта же процедура может нанести урон оператору. Например, несколько лет назад в Европе имел место случай загрузки дефектного программного обеспечения на DSLAM в сети, которое привело к блокировке абонентских подключений. D результате оператор в течение нескольких часов потерял всех подключенных абонентов на сети. Восстановление исходной конфигурации потребовало больших усилий и заняло более суток. Этот пример показывает влияние адаптивных алгоритмов на работу сети: с одной стороны, такие алгоритмы могут оптимизировать работу, с другой — есть опасность радикального сбоя в сети. Оператор ADSL извлек урок из сложившейся ситуации и создал лабораторию входного контроля, в которой теперь проверяются новые версии ПО до того, как непосредственно внедрить их на сети. Все перечисленные факторы (большое количество процессоров, объем программного обеспечения, вероятные сбои в сети, вызванные программным кодом, и пр.) влияют на процессы диагностики устройств NGN. Наличие скрытых дефектов в оборудовании, исключить которые практически невозможно, делает поведение устройств лишь относительно предсказуемым. По этой причине устройство NGN должно рассматриваться как «черный ящик», поведение которого в общем случае неизвестно оператору. Работоспособность оборудования должна проверяться в различных ситуациях, которые могут встретиться на сети. Для этого, в частности, и

создаются лаборатории входного контроля. Таким образом, достижения современной микроэлектроники существенно сказываются на технологи и NGN и специфике работы и эксплуатации этих сетей.

Завершая исследование общих принципов функционирования NGN, остановимся на вопросе о влиянии услуг на развитие новейших систем вязи. Чтобы оценить роль услуг, необходимо выйти за пределы отрасли телекоммуникаций и вспомнить, что NGN как третья революция в связи связана с глобальной идеей «интернетизации» нашей цивилизации. Если связисты интересуются NGN как техническим явлением, то для современных стратегов и философов, а, может быть, и для остального населения более важной является идея Глобального Информационного Общества (ГИО) как новая цель развития западной техногенной цивилизации. Если верить в неизбежность движения к ГИО, то остается попять, же означает участие в ГИО для конкретного пользователя. Стеднестатистический человек как будущий представитель строящегося ГИО может и не интересоваться современными технологиями связи. Вместе с тем он чувствует их присутствие через новые услуги, которые становятся ему доступны. Из этого факта и следует особая роль новых услуг в резолюции связи - - это то поле, где связисты взаимодействуют со остальным населением. Поскольку внедрение NGN может окупиться только через оплату услуг, то номенклатура и качество новых услуг связи является решающими факторами в пользу инвестиций в телекоммуникации. Вслед за декларацией о переходе общества к ГИО философы и стратеги и начали конкретизировать, что же понимается под ГИО. При этом концепция ГИО менялась несколько раз на протяжении последних пяти Вначале под ГИО понималось объединение всех информационных ресурсов и организация беспрепятственного доступа к ним всех (или избранных, поскольку по отношению к компьютерам мир разделен надвое) людей. В таком виде для реализации ГИО было достаточно высокоскоростного Интернета. Затем в сферу ГИО была включена видеоинформация, интерактивные игры и все то, что называется индустрией развлечений. Это привело к изменению концепции услуг, так что появилась новая концепция Triple Play. Сейчас сложно представить, что придет на смену идее соединить полезную информацию и развлечения. Есть предположение, что очень большую роль в следующей концепции ГИО будут играть вопросы идентификации положения человека в пространстве и. следовательно, контроля за миграцией населения. Но объединяет все концепции ГИО то, что они всегда воплощаются через новые услуги. Конкретизируя очередную тактическую задачу перехода цивилизации к ГИО, идеологи в первую очередь формируют новую концепцию услуг, затем эти услуги вторгаются в технологию NGN, формируя новые требования к оборудованию и технологиям. С точки зрения архитектуры NGN протоколы и принципы организации услуг находятся па четвертом уровне модели SCTA. По при этом новая концепция услуг влияет на все уровни модели SCTA, как было показано на рис. 2.9. Так. концепция управления новыми услугами неизбежно требует уточнения принципов работы уровня управления. Поскольку новые услуги могут привести к изменению структуры трафика и принципов его маршрутизации, а также параметров гарантированного качества услуг (QoS) для трафика разной категории, то возникает необходимость пересмотра стандартов уровня транспорта. На уровне доступа влияние новых концепций услуг тем более явно. Например, новые услуги могут выдвинуть требование существенного увеличения полосы пропускания абонентского канала. В таком случае потребуется совершенствование технологии «последней мили» или создание принципиально новых технологий, что в истории NGN уже несколько раз имело место. Более того, можно указать на тот факт, что с исторической точки зрения именно изменение концепций ГИО и введение новых услуг определяло направление развития технологии NGN в целом. Для того чтобы иллюстрировать процесс такого влияния услуг на формирование стандартов и технологий, входящих в семейство NGN. ниже рассмотрим непродолжительную историю NGN.

Приведенные в гл. 1 примеры позволяют почувствовать масштабность перестройки систем связи, вызванной NGN, и соответствующую масштабность проблем, которые ставит проникновение новых технологий в традиционные сети связи. Теперь от констатации факта, что NGN как явление существует и подразумевает коренную перестройку всех принципов архитектуры систем связи, перейдем к более глубокому исследованию NGN как технического явления. Для этого будем следовать плану, представленному на рис. 2.1.

П оставим цель найти универсальные свойства систем NGN, которые могли бы считаться характерными признаками сетей нового поколения. Описав их, разработаем универсальные практические знания (подходы и методы) о принципах построения сетей NGN, которые затем применим к различным технологиям NGN в модели SCTA с учетом специфики функционирования каждого уровня. Как будет показано ниже, на каждом уровне модели SCTA имеются характерные технологические решения, которые отражают общие свойства NGN, и наоборот, каждый уровень привносит некую специфику во все эти решения. Поэтому логично провести исследование NGN от общего к частному. В этой главе ставится задача исследования общей философии и принципов NGN, а исследование особенностей технологий на отдельных уровнях SCTA и изучение их индивидуальных свойств будет сделано в последующих главах.

Применительно к техническим решениям введение механизмов адаптации повышает устойчивость решений к возможным негативным факторам, которые могут встретиться в процессе эксплуатации систем. Адаптивные механизмы - это по сути реализация в оборудовании контуров обратной связи. Такие технические подсистемы, как фазовая автоподстройка, системы стабилизации, контуры термостатирования и пр., могут быть отнесены к адаптивным механизмам в современной технике и изначально использовались в оборудовании систем связи. В технологии NGN адаптивность получила статус одного из концептуальных принципов построения сети. Для иллюстрации приведем несколько примеров реализации адаптивных механизмов на разных уровнях модели SCTA. Пример 2.13. Механизм Bit Swapping в сетях доступа ADSL2+. На уровне доступа примером адаптивного механизма является алгоритм динамического распределения спектра сигнала (Bit Swapping, BS), реализованный в технологии ADSL2+.

Н апомним, что для передачи сигнала в технологии ADSL используется линейный модулированный сигнал 256DMT. Модуляция 256DMT (или 512DMT в ADSL2+) предусматривает использование 256 или 512 несущих частот. Перед началом обмена данными модем и DSLAM (станционный модуль) тестируют линию, измеряя отношение сигнал/шум на каждой несущей. В соответствии с полученным значением выбирается уровень модуляции QAM, который допустим для передачи цифрового сигнала на каждой несущей. По совокупности всех сигналов формируется асимметричный поток передачи данных — канал ADSL. Для компенсации селективных помех, которые существенно снижают качество передачи на отдельных несущих (рис. 2.14, а), в технологии ADSL2+ был предложен алгоритм BS. Этот алгоритм предлагает следующее решение рассматриваемой проблемы. На всех непораженных несущих существует определенный резерв пропускной способности, равный разности между реальной скоростью передачи данных на несущей

и максимально допустимой скоростью. В алгоритме BS предполагается «перетащить» пораженные помехой символы на резервные места в структуре сигнала (рис. 2.14, б). В результате такого «перетаскивания» скорость обмена не уменьшается, но адаптация к существующей помехе выполняется в полной мере. Если помеха является нерегулярной, например в случае электромагнитной интерференции, после ее пропадания скорость в системе ADSL2 может легко восстанавливаться в процессе обратного «перетаскивания». Конечно, алгоритм BS не позволяет решить проблему ухудшения качества вследствие высокого уровня шума по всем несущим, в таком случае «перетаскивать» скорость обмена будет просто некуда. Но заме

чателыю, что по своей адаптивности к селективным помехам алгоритм BS превосходит традиционные алгоритмы ADSL. Теперь рассмотрим интересное явление в современных системах ADSL2+, которое получило название «перетекания» сигнала. Одним из негативных факторов, лежащих на пути успеха технологии ADSL, являются перекрестные наводки, т.е. фактор влияния одной пары на другую. В случае использования пучка пар наблюдаются взаимное влияние абонентов ADSL друг на друга и, соответственно, ухудшение качества связи. На рис. 2.15 показано, насколько сложной может быть картина взаимных наводок в случае даже трех пар ADSL вследствие переходных затуханий на дальнем и ближнем концах (на рисунке FEXT и NEXT). Специфика перекрестных наводок заключается в том, что в случае паразитных связей между парами передача данных от абонента ADSL в одной паре приводит к появлению широкополосного шума в другой паре, причем этот шум проявляется во всем рабочем диапазоне частот ADSL. И чем больше количество таких паразитных связей, тем меньше надежных каналов для абонентов. На помощь может прийти алгоритм BS, следствием которого является «перетекание» сигналов между связанными парами в пучке в разные диапазоны (рис. 2.16). Как показано на рис. 2.14, в соответствии с алгоритмом BS система ADSL2+ не стремится во что бы то ни стало «запихнуть» максимальное количество битов на одну несущую. Вместо этого алгоритм BS предлагает путь наименьшего сопротивления: он не борется с помехой, а предлагает передавать информацию на тех несущих, где помехи нет. Именно эта логика и позволяет «развести» спектр передаваемых сигналов в двух смежных парах, если между ними устанавливается высокий уровень перекрестных помех. На рис. 2.16 показаны различные стадии «перетекания» спектра сигнала. Первый график отраж

ает спектры двух сигналов в разных парах, причем между парами имеется высокий уровень перекресных помех. В таком случае, поскольку спектры сигналов почти одинаковые, уровень взаимных помех будет очень высоким и от эгого пострадают оба поль

зователя. Но алгоритм BS рассматривает спектр сигнала второго пользователя (разумеется, уменьшенный) как помеху и видит, что имеется часть диапазона сигнала, где данная помеха не присутствует. Тогда BS «перетаскивает» информацию именно в этот диапазон. Целиком это ему не удается, но большую часть сигнала он «спасает». Теперь за дело берется алгоритм BS для пользователя 2, который также рассматривает спектр сигнала пользователя 1 как помеху, причем эта помеха сосредоточена в области низких частот. Тогда BS «перетаскивает» сигнал пользователя 2 в область высоких частот. В результате мы получаем картину, когда в обоих парах спектры сигналов «разошлись» в пределах спектра всего ADSL. Тем самым уменьшился негативный эффект от взаимной переходной помехи между двумя парами. Пример 2.14. Уровень транспортной сети. Механизм динамической маршрутизации в протоколе PNNI. В протоколе PNNI впервые был использован метод динамической маршрутизации. И хотя технология ATM, для которой создавался PNNI, в настоящее вре-мя потеряла актуальность для мирового рынка, принцип динамической маршрутизации широко применяется в различных технологиях транспортных сетей на основе IP. Принцип динамической маршрутизации предполагает, что в транспортной сети существует постоянный обмен данными между узлами, в результате которого происходит мониторинг состояния сети путем обмена сигнальными сообщениями PNNI «Не11о» и одновременно выбирается ключевой узел, отвечающий для назначение того или иного маршрута. При этом псе узлы предполагаются равноправными. Если в сети ATM возникает сбой, например нарушение связи в одном из каналов, то в системе возникает новый обмен сообщениями «Неllо», и в результате ключевой узел маршрутизации может поменяться. В основе рассмотренной системы лежит перераспределение полномочий по формированию плана маршрутизации между центром управления и периферийными узлами. Транспортная сеть становится более устойчивой и может в полной мере продемонстрировать концепцию самозалечивающихся сетей. При этом одновременно обеспечивается эффективность использования ресурса. Такая маршрутизация называется адаптивной. Она привлекательна, так как выдержана в современной идеологии Plug&Play. Добавление нового узла к сети приводит к изменению общей топологии системы, и система маршрутизации отвечает соответствующим изменением плана маршрутизации и даже переносом центра управления транспортной сетью. Этот пример интересен тем, что позволяет связать адаптивные механизмы в современных сетях и популярный принцип Plug&Play, используемый в современной компьютерной технике. И в том, и в другом случае широко используются методы автоидентификации и адаптивной подстройки системы к любым изменениям в конфигурации. В этом смысле можно говорить, что сами принципы адаптации в современных сетях NGN были заимствованы из компьютерной техники. Поскольку сети NGN представляют собой соединения компьютер компьютер, такое заимствование вполне естественно. Принцип использования адаптивных механизмов связан также и с рассмотренным выше принципом децентрализации. Если система по своей идеологии строится как распределенная система, то она должна «спасать положение» без вмешательства человека или центрального устройства. Следовательно, в ней должны присутствовать адаптивные механизмы.

В зависимости от того, что понималось под информационным обществом, изменялась концепция услуг и вместе с ней технология NGN (рис. 2.25). При развертывании новых телефонных услуг, таких как те-теголосованяс, предоплате иные услуги и прочее, была сформулирована венцепция интеллектуальной сети (IN)- Впоследствие соединение концепции интеллектуальной сети и принципа децентрализации привели к -.оявлению технологии декомпозиции шлюзов, что и создало Softswitch. Появление услуг широкополосного доступа связано с идеей «интернетизации общества». Решение этой задачи в рамках традиционной телефонной сети привело к появлению концепции ISDN, но скорость передачи, которую обеспечивала эта технология для абонентов (128 кбит/с), вельзя было признать достаточной. Новая концепция услуг требовала, чтобы скорость передачи данных до абонента превышала 1... 1,5 Мбит/с. Появились новые технологии широкополосного абонентского доступа.: \DSL, FTTx, PON, Ethernet, Gigabit Ethernet, Wi-Fi. Поскольку в соответствии с новой концепцией предполагалось существенное увеличение объемов трафика, на уровне транспортных сетей были внедрены модернизированные технологии NGSDH, 10 Gigabit Ethernet. Необходимость обеспечения качества привело к технологии MPLS. Для объеди-j-ния абонентов в локальные группы и кластеры были созданы VLAN • YPN. В конце концов повышение эффективноси управления услуга-широкополосного доступа было достигнуто модифицикацией под но-•ые задачи технологии Softswitch. Таким образом, концепция «компьютер + телефон» привела к существенному изменению архитектуры NGN па всех уровнях. Несмотря на обилие научно-фантастических произведений о вирту-»льноЙ реальности, жизненный опыт показывает, что виртуальная реальность воплотилась не в компьютере, а в телевизоре. Технологии управления обществом, подготовленные новости, клонирование мента-Я1тета. влияние «пи-ар», идеологические и информационные илтервеп-4UHI, все «прелести» которых жители развитых стран могли почувствовать на себе, показали, что телевидение является массовой, доступной и существенной силой в современном культурном и информационном по-е Поэтому синтез телевидения и компьютера в сочетании с широким использованием развлекательных технологий оказался новой эффективной трактовкой идеи ГИО. Для ее реализации появилась новая концепция услуг Triple Play (см. также пример 2.6) как интеграция «компьютер + телефон + телевизор». Расширение услуг передачи видеоинформации изменит архитектуру NGN на всех уровнях. Передача видеоинформации потребовала увеличить скорость передачи данных для абонентов с 1,5 до 24 Мбит/с. Однако более чем 10-кратное увеличение скорости невозможно без коренной перестройки технологии сетей доступа. Показавшие свою эффективность технологии радио-Ethernet и ADSL будут преобразованы в соответствии с новыми стандартами. Широкое распространение получат технологии «оптической последней мили». Даже технология сотовых сетей не осталась в стороне, ответив на вызов современности перспективными технологиями EV-DO и 3G. Одновременно будут существенно перестроены транспортные сети, поскольку трафик изменит свою структуру, а для трансляции телевизионных программ потребуется групповая рассылка (Multicast). Внедрение Triple Play приведет к пересмотру ряда положений архитектуры управления Softswitch. Именно этот этап реконструкции сетей характерен для современного состояния технологий NGN. Для общества переход к концепции Triple Play пока не заметен. Мы с трудом можем представить себе тот информационный мир, который будет существовать после победного шествия Triple Play. Ниже мы особо рассмотрим те требования и ожидания, которые связываются с этой концепцией. Впрочем, можно заглянуть в будущее и предсказать, что новая концепция услуг, post-Triple Play, будет концепцией персонификации услуг, т.е. абонент сможет сам формировать перечень (профиль) услуг и настраивать их «под себя». Прежде всего, любой человек может получить свой персональный номер, по которому он будет доступен вне зависимости от того, находится он в своем кабинете или в любой точке Земли, Таким образом, новая концепция предлагает синтез сетей NGN и мобильных сетей, что может быть выражено формулой «компьютер + телефон + телевизор + роуминг». К роумингу абонентов приучили сотовые сети, где персонификация услуги произошла сама собой, поскольку телефонная трубка оказывается в кармане абонента. Но NGN предоставляет новую идею широкополосных услуг, да еще и в конвергентной абонентс

Согласно приведенной выше классификации этапов развития технологии, все технологии семейства NGN находятся на этапах I и II. Но как и всякая революционная доктрина, концепция NGN внесла существенные изменения в динамику технологического развития сетей связи. На этапах I и II любая технология по определению является новой, однако технологиям NGN, как было показано выше, присуща перманентная новизна, которая вносит неожиданное свойство эволюционного ряда, представленного на рис. 2.22. В отличие от традиционных технологий систем связи, которые медленно, но верно двигались по указанному эволюционному ряду слева направо, технологии NGN «застряли» на уровне этапов I и II и совершают там колебательные движения влево-вправо, т.е. из этапа I в этап II и обратно, по мерс обновления технических решений. Возможно, в рамках глобального исторического развития подобные колебания можно было бы считать своего рода информационным шумом, однако 5-7 лет - - срок, вроде бы, достаточный для того, чтобы технологии NGN начали двигаться вправо, к этапу III, но этого не происходит.

Т аким образом, считая, что все технологии NGN находятся в настоящее время где-то между I и II этапами, приходим к выводу, что динамика развития технологий NGN — это переходная динамика. Такого рода динамику с точки зрения рынка можно описать социально-психологическими моделями поведения. Рассматривая процессы, сопровождающие развитие традиционных технологий, мы отмечали, что переход технологии от этапа I к этапу II характеризуется коренным изменением отношения к ней. От пафоса рекламной шумихи связное сообщество мгновенно (по историческим меркам) переходит к опытному внедрению и сопровождающей его критике. Такой переход можно рассматривать как явление катастрофы в математическом смысле этого слова, т.е. как быстрый качественный переход в другое состояние. Поскольку все технологии NGN находятся в непосредственной близости к точке такого перехода, они пребывают в определенном метастабильном состоянии. Поэтому переходная динамика развития технологий NGN характеризуется очень высокой нелинейностью. Рассмотрим поведение современной технологии вблизи точки качественного перехода от этапа I к этапу II. Исследование, выполненное в [11], позволяет заглянуть внутрь переходной динамики развития технологии. Поскольку на развитие технологии в рыночных условиях оказывает мощное влияние рекламная компания и деятельность коммерческих специалистов, цикл развития технологии в точке перехода I- II получил название «цикла очковтирательства» (дословно Hype Cycle). Анализ «цикла очковтирательства» на рис. 2.22 позволяет говорить о четырех географических местностях, которым автор книги [11] дал юмористические названия. После приближения технологии к критической точке перехода к этану II, она находится на пике популярности, но отношение к ней далеко от реалистичного анализа преимуществ и недостатков. Такое состояние названо «Пиком Необоснованных Ожиданий». После первых внедрений технологии, когда становится понятно, что необоснованные ожидания — всего лишь иллюзия, популярность технологии надает вертикально вниз, сваливаясь в «Ущелье Утерянных Иллюзий». После того как иллюзии о возможностях технологии развеяны, специалисты и пользователи начинают трезво оценивать плюсы и минусы технологии. Оказывается, что она не такая уж обреченная, ни на что не годная выдумка. Постепенно популярность ее начинает медленно повышаться («Горный подъем Реального Понимания»). Именно в наивысшей точке этого «подъема» и происходит переход через границу от этапа рекламной шумихи (этап I) к этапу опытного внедрения (этап II). За пределами этой границы технология ведет вполне предсказуемо, выходя па определенный уровень («Плато Продуктивного Исследования») и «набирает очки» без излишних рывков и падений. Детальное исследование критической точки перехода показывает, что внутри плавной кривой на рис. 2.21 скрываются опасные закономерности (см. рис. 2.22), где имеют место резкий взлет и не менее резкое падение популярности новой технологии. Как было сказано выше, такое состояние можно характеризовать как математическую катастрофу, или бифуркацию. В точке бифуркации оператор легко может допустить ряд ошибок в выборе своей стратегии. Понимание закономерности бифуркации помогает избежать таких ошибок. Самыми грубыми следствиями рассмотренной закономерности могут стать два вывода, связанные с пиковыми колеб

аниями популярности технологии в точке бифуркации:

• нельзя делать ставку на технологию на пике популярности и принимать решение о ее внедрении только на основе того факта, что она сейчас в моде. Нужно помнить, что обещания новой технологии могут оказаться далекими от реальности;
• нельзя отказываться от технологии только потому, что она недавно была в моде, а теперь доказала якобы свою несостоятельность. Максимализм в отношении к тем или иным решениям присутствует во всем мире и является не менее плохим советчиком, чем эйфория от рекламных лозунгов.

Для исследования технологий NGN понятие точки бифуркации представляется очень важным, Коль скоро группа технических решений, связанных с сетями нового поколения, «застряла» между первым и вторым этапами эволюционного ряда (см. рис. 2.21), значит все технологии семейства NGN находятся в непосредственной близости к своим точкам бифуркации, В таком случае отношение к этим технологиям со стороны связного сообщества может радикально меняться в течение весьма ко-роткого времени. Оценки новых технологий NGN могут быть любыми — от эйфории до полного отторжения — в зависимости от того, какие нововведения предложат разработчики. Рассмотрим два примера «колебаний около точки бифуркации» технологий NGN. Пример 2.16. Отношение к технологии ADSL. На протяжении последних нескольких лет отношение к технологии ADSL менялось несколько раз. В конце 90-х годов казалось, что технология ADSL таит в себе неисчерпаемые ресурсы, поскольку на то время скорость до 8 Мбит/с для одного пользователя считалась верхом ожиданий. Появление концепции IPTV в 2003-2004 гг., а также оценка состояния кабельных сетей операторов ГТС привела к сильнейшему разочарованию в технологии ADSL. Оказалось, что скорость 8 Мбит/с не позволяет качественно предоставлять услуги IPTV, а значит, удел технологии ADSL только высокоскоростной доступ в Интернет. Появившиеся в этот же период решения ADSL2+ продемонстрировали, что традиционные сети ADSL можно модифицировать. Полученные решения легко адаптировались к требованиям кабельной системы по полосе пропускания. Это вызвало повторный всплеск эйфории, хотя и не такой явный, как первый. С развитием в последние годы альтернативных широкополосных технологий абонентского доступа (Wi-Fi, WiMAX, оптическая «последняя миля», домовые и городские сети Ethernet, системы кабельного телевидения и пр.) технология ADSL2+ снова оказалась в Ущелье Утерянных Иллюзий. Кажется, что альтернативные технологии позволяют решить проблему абонентского широкополосного доступа сравнительно дешевле и быстрее. Тут и там раздаются суждения, что в светлое будущее услуг Triple Play технология ADSL2+ не войдет. Такие прогнозы совершенно не учитывают тот факт, что в странах Европы технология ADSL является самой массовой технологией NGN в сетях доступа с уровнем проникновения в городские телефонные сети свыше 40%. Пример 2.17. Отношение к технологиям радиодоступа Wi-Fi и WiMAX. Первоначальная эйфория в отношении технологии Wi-Fi была связана с идеей быстро развернуть Wi-Fi-сети и собрать Интернет-трафик с пользователей, которые «сидят по кофейням». Затем эйфория сменилась разочарованием: область применения технологии Wi-Fi оказалась ограниченной квартирными сетями, а также отелями, аэропортами и прочими местами скопления граждан, так что «потолок» развития технологии стал виден невооруженным взглядом. Новое дыхание технологии в настоящее время придал проект компании Golden Telecom покрытия всей территории Москвы сотами Wi-Fi. В настоящее время этот проект смотрится очень привлекательным и может снова вызвать эйфорию вокруг технологии Wi-Fi. Быстрота развертывания систем радиодоступа WiMAX также стала основанием для эйфории. На первый взгляд казалось, что проект Sinterra сможет в кратчайшие сроки собрать большой трафик с крупных городов. Но по мере развития сети WiMAX оказалось, что «обратная сторона медали» — слабая устойчивость к радиопомехам — не позволяет добиться высоких показателей качества в условиях современных крупных промышленных городов. От эйфории связное сообщество перешло к скептическому отношению к технологии WiMAX. Тем не менее проект продолжает быть потенциально эффективным, необходимо только увеличить количество базовых станций. Возможно идея сотовизации WiMAX повторит успех технологии Wi-Fi. Итак, мода на технологии NGN переменчива. А это значит, что объективно оцепить место той или другой технологии в современном мире связи и сравнить технологии можно лишь отказавшись от экономико-с

оциальных критериев оценки, поскольку они связаны с капризами моды. Ограничившись при этом только техническими нюансами разных технологий, можно увидеть технологии NGN объективно, вне обстановки бушующего моря хаоса идей и решений, который соответствует современному этану развития NGN в целом. Наличие бифуркаций в развитии технологий позволяет вновь подтвердить принцип демократичности NGN. Любая даже самая абсурдная идея, в соответствии с принципом демократичности, имеет право на существование. Если в данный момент нам кажется, что одна технология заведомо лучше другой, это не всегда означает что мы правы. Поскольку обе технологии находятся рядом с точкой бифуркации, наше отношение к ним может измениться уже завтра на противоположное. В этой ситуации единственное мудрое решение — рассматривать все технологии как равновероятные, а в этом и проявляется демократичность. Однако мы все еще не будем уверены, что это решение правильное. Отсюда, вытекает уже рассмотренное свойство релятивизма технологии NGN.

Исследование основных принципов сетей NGN начнем с исторического отступления, связанного с концепцией мультисервисных сетей (МСС). Эта концепция непосредственно предшествовала бурному развитию технологий NGN и во многом определила лицо современных систем связи. В период своего расцвета (середина — конец 90-х годов) именно концепция МСС отражала революционную ситуацию со всеми рассмотренными в гл. 1 проявлениями. Так же, как сейчас NGN, концепция МСС требовала коренной перестройки архитектуры сетей связи на всех уровнях в соответствии с приоритетом трафика данных над трафиком традиционных сетей коммутации каналов. При этом именно предложение новых услуг способствовало массовому внедрению МСС Никто не развивал бы систему сотовой связи, если бы мобильные телефоны не покупались населением из-за удобства оказываемых ими услуг. Если бы не было сайтов с полезной (правда, иногда и вредной) информацией, никто не стремился бы в Интернет и не платил бы больше и больше за скорость доступа. Поэтому услугам отводится важная роль двигателя каждой новой технологии, что отражено и в названии этой технологии. («Мультисервисные сети - больше услуг хороших и модных!» — хороший лозунг для начала идеологической интервенции.) Сформированная в результате первых маркетинговых атак концепция МСС базировалась на следующей нехитрой логике: чем больше услуг предоставит пользователю оператор, тем более эффективной будет работа его сети, тем большую прибыль он может получить от каждого пользователя. Разумная техническая политика закономерно предполагает, что экстенсивное развитие систем связи (расширение зоны охвата сетями связи населения, перевод оборудования па цифровую технологию, широкое строительство систем связи и пр.) рано или поздно исчерпает себя. Развитие номенклатуры услуг как нельзя лучше подходит на роль нового направления развития систем связи «вглубь». Более того, в условиях рынка номенклатура услуг выступает одним из важных факторов конкурентоспособности оператора. Чем больше оператор развивает новые услуги, тем более интересной и привлекательной кажется пользователю сеть, так что пользователи заинтересованы в новых услугах. И наоборот, чем больше новых услуг потребляет пользователь, тем больше у него ожидания «чего-то новенького», а это неизбежно приводит оператора к необходимости постоянно придумывать новые услуги. Ставка в концепции МСС на услуги как основную мотивацию перестройки сетей выглядела не всегда обоснованной. Идеологам МСС приходилось говорить об услугах (маркетинг), подразумевая при этом коренную реконструкцию сетей связи (основная цель и необходимость) с учетом революционных условий и особенностей жизни (новое поколение выбирает компьютер!). В результате до конца смысл и назначение концепции МСС так и не был понят и принят отечественным связным сообществом. Многие специалисты активно восставали против концепции МСС, мотивируя свою позицию тем, что для развития новых услуг нет необходимости в коренной модернизации сети, достаточно постепенной модернизации. В результате по истечении нескольких лет споров и обсуждений концепцию МСС сменила более устойчивая идеология NGN. Но результат был достигнут — новыми услугами заинтересовалась наиболее активная часть связного сообщества, которая начала мыслить в направлении новых услуг и коренной модернизации сетей. Следует отметить, что переход от концепции МСС к концепции NGN получился очень естественным и был обусловлен развитием оконечных устройств современных сетей связи. На рис. 2.2 слева схематично представлена концепция МСС. Как было показано выше, в основе этой концепции лежал принцип увеличения количества услуг для каждого або

нента. Следовательно, абонент мог получить традиционную или цифровую (ISDN) телефонию, канал передачи данных, видеоконференц-связь, терминал обмена короткими сообщениями и пр., т.е. к МСС могли подключаться самые разные оконечные устройства, и сеть должна была обеспечить их взаимодействие. Отсюда и следовала необходимость перестройки сетей связи. В конце 90-х появилось новое поколение ноутбуков, технические характеристики которых были сопоставимы с настольными компьютерами. В результате возникла новая концепция предоставления услуг. Большая часть современных услуг оказалась реализована в ноутбуке. Здесь есть возможность прослушивания музыки и просмотра видеофайлов и DVD, встроенный модем и микрофон дают возможность подключи

Выше мы рассматривали только технические и технологические аспекты развития сетей нового поколения. Но нельзя забывать, что каждая технология представляет собой сплав техники, экономики и социума - профессионалов, которые отвечают за развитие технологии. По этой причине изучение новой революционной доктрины нельзя ограничивать только технической стороной вопроса. В этом разделе проанализируем, как революционные изменения в технологии NGN сказались на поведении связного сообщества. Выше уже было показано, что за «пирог NGN» будут бороться две категории специалистов: связное и компьютерное сообщества. Их мировоззрения конфликтуют, что влияет и на технические решения, и на стандарты, и на практику эксплуатации. Мировоззрение связистов формировалось в духе «семь раз отмерь, один раз отрежь», учитывая более чем столетнюю унификацию технических решений и стандартов, а также требования полной гарантии надежности и качества предоставления услуг. Мировозренис компьютерных специалистов стоит па двух китах: компьютерной технике и локальных сетях. Таким образом, эти две группы специалистов думают, общаются и предлагают решения, основанные на разной мотивации и логике. Так. эмиссары от компьютерного сообщества пытаются расширить понятие компьютера до размеров страны, а то и всего мира (поневоле вспоминается нашумевший фильм «Матрица»). Применительно к специфике NGN в качестве примера технического влияния такого мировоззрения можно привести широкое внедрение принципов Plug&Play в современные системы связи. Вышедший из стана персональных компьютеров, этот принцип перекочевал в решения NGN и в результате привел к появлению новых технологий аутентификации и методов управления соединениями. Другой пример касается связи некоторых технологий NGN и надежности услуг. Как известно, компьютерная индустрия не гарантирует, что новое устройство, купленное в магазине, сразу и без проблем будет работать в компьютере. Специалист, собирающий компьютеры, уже приучен к тому, что одна плата может не стыковаться с другой, например из-за конфликтов драйверов. В то же время воспитанные на универсальных стандартах инженеры связи настроены на то, что новое устройство будет действительно работать в сети. Поскольку стандарты пишутся представителями двух школ, то в части надежности и стыкуемости решений возникает неоднородность. Третий пример влияние идеологии локальных вычислительных сетей (LAN) па развитие систем связи. Создав LAN, компьютерщики сделали большой прорыв в общемировой технологии и значительно изменили структуру общения людей. Такой успех, несомненно, окрыляет. Возникает иллюзия, что те же методы могут быть применены вообще ко всем системам связи, если удастся построить LAN, покрывающую область, страну, весь мир. Однако созданная для замкнутой группы пользователей LAN по своей природе создает пользователям ряд неудобств. Прежде всего, это локальная технология, которая системно не предназначена для открытой группы пользователей. Такие вопросы, как надежность работы (сравните сбой в сети офисного центра и сбой в национальной сети — последствия будут разные), методы контроля качества, системные принципы построения и пр., у локальных и глобальных сетей значительно отличаются, и привнесение в телекоммуникации «локального» мировоззрения может стоить очень дорого. Рассмотренный конфликт мировоззрений действует во всем рассматриваемом пласте технологий связи. Очень часто, рассматривая ту или иную технологию мультисервисных сетей, можно заметить следы миро воззрений одного из сообществ как в основах ее функционирования, так и в дальнейших модификациях. Несмотря на общие заверения в конвергенции и идею построения единой технологии NGN, стратегические технологии пока не затрагивают социальную компоненту. Синтез технологий пока не привел к синтезу мировоззрений, что делает технологическое иоле NGN не только революционным и парадоксальным, но еще и потенциально конфликтным. Впрочем, необходимо отдать дань уважения революционному пафосу NGN. Как и во всяких революционных лозунгах, в идее NGN есть конфликты мировоззрений, идеологий, корпоративных интересов и пр. И любое исследование на тему NGN должно учитывать конфликтный характер социальной среды, в которой развиваются современные технологии.

В последние пять лет на арену системных концепций вышел новый принцип конвергенции, или взаимопроникновения технологий. До этого официальной стратегией телекоммуникаций была интеграция различных решений. В результате появились такие интеграционные концепции связи, как TMN (сейчас OSS/BSS), ISDN, B-ISDN (ATM), ОКС №7 и пр. Напомним, что слово «через» в аббревиатурах принято обозначать маленькой буквой «о» (over), так что технологии VoIP (речь через IP), FRoATM (Frame Relay через ATM), EoS (Ethernet через SDH), ATMoSDH, SDHoATM, т.е. технические решения «все через все» — это влияние новой стратегической концепции — конвергенции. Пока в полной мере осуществить принцип конвергенции не удается, поскольку современные технологии оказались слишком разными для того, чтобы их взаимопроникновение было простым и безболезненным. На практике имеет место своего рода анизотропия, например IPoATM представляется целесообразной технологией, a ATMoIP не имеет никакого системного смысла. Пример 2.10. Конвергенция и преобразование трафика TDM и пакетного трафика. В качестве первого примера конвергентной системы рассмотрим преобразование трафика традиционных сетей (TDM) в пакетный трафик и обратно. На рис. 2.12 представлен составной канал между устройствами TDM, включающий ряд последовательных преобразований: TDM - Медиа-шлюз - Ethernet/GE - NGSDH - GE/Ethernet Медиа-шлюз - TDM. Такие соединения присутствуют на современных сетях операторов транспортных сетей, где имеются сегменты традиционных сетей TDM и пакетных сетей NGN. Как следует из рисунка, принцип конвергенции позволяет состыковать разные технологии так, что иногда оказывается проблематично отделить одну технологию от другой.

Рис. 2.12. Конвергентное решение в виде последовательного преобразования технологий В подобной конвергентной системе дополнительно возникает проблема контроля качества передачи. Эта проблема состоит в том, что характеристикой качества каналов TDM/NGSDH выступает параметр битовых ошибок (BER), а в пакетной сети — количество пакетов с ошибками — FE (Frame Error). Методики контроля обоих типов параметров отличаются друг от друга и методически несовместимы, так что приходится специально разрабатывать принципы объединения этих методик.

П ример 2.11. Конвергенция в рамках концепции Triple Play. В концепции Triple Play услуги «триады» не должны зависть от типа сети абонентского доступа. Одна и та же триада услуг (данные, речь, видео) может опираться на сети домашнего Ethernet, абонентские сети ADSL или оптические системы FTTx/PON (рис. 2.13), и при этом принципы функционирования и правила предоставления услуг должны быть одинаковыми. Создав единую среду передачи данных на основе IP, технология NGN позволяет перемешивать различные сети доступа и предоставлять весь перечень услуг Triple Play в любых сетях. Пример 2.12. Конвергенция в транспортных сетях. Для иллюстрации конвергенции в транспортных сетях еще раз вернемся к рис. 2.4, где была представлена поливариантная концепция современной транспортной сети. Следствием конвергенции, представленным на данной схеме, является присутствие в техническом решении вложенных уровней. В качестве примера рассмотрим следующую цепочку технологий, представленных на рис. 2.4, а также па рис. 2.9: IP -> MPLS -> Ethernet -> PPP -> GFP -> VCAT -> NGSDH -> WDM, которая как нельзя лучше иллюстрирует принцип конвергенции в современных транспортных сетях. Каждая из технологий создает транспорт для переноса данных, получаемых от технологии, находящихся от нее слева. Технологии взаимопроникают. Как и в предыдущем примере, каждый уровень подобной конвергентной системы передачи доступен для контроля и анализа, что приводит к появлению задач анализа и диагностики конвергентных сред. Например, можно поставить и успешно решить задачу контроля параметров Ethernet внутри системы NGSDH или контроля параметров IP внутри MPLS, Ethernet или NGSDH. Итак, как было сказано выше, принцип конвергенции приводит к перемешиванию технологий современных систем NGN. В этом есть свои положительные и отрицательные стороны. С одной стороны, принцип конвергенции позволяет создать унифицированную транспортную сеть, «замешав» в нее все традиционные и новые технологии, и это, безусловно, положительное влияние. С другой стороны, принцип конвергенции вторгается в самые основы функционирования систем NGN. В настоящее время имеют место факты конвергенции между сетями доступа и транспорта, транспорта и управления, доступ

а и услуг (см. пример 2.11). В таком случае предложенная в данном исследовании модель SCTA оказывается спорной. Принцип конвергенции «сжимает» модель SCTA, обеспечивая не только взаимное проникновение решений в рамках каждого из уровней модели, но и сближение различных уровней.

В этом разделе рассмотрим созвездие технологий NGN*, которое целесообразно привязать к модели SCTA, предложенной в разд. 1,3.4. В современных телекоммуникациях более привычной является эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI, которая предусматривает разделение процесса передачи данных на семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления и прикладной. Классификация элементов систем на основе этой модели упрощает рассмотрение вопросов взаимодействий и логических построений, поэтому ее можно встретить практически во всех монографиях, учебных изданиях или аналитических обзорах. Термин «созвездие технологий» часто применяется в связи с конвергенцией сетей, когда невозможно рассматривать систему связи сквозь призму одной технологии. Следует отметить, что в последнее время отношение к модели OSI несколько изменилось. Развитие технологий на основе IP привело к постепенному переходу от семиуровневой к пятиуровневой модели, поскольку три верхних уровня: сеансовый, представления и прикладной в современном оборудовании практически неразделимы. Таким образом, в пятиуровневой модели остались физический, канальный, сетевой, транспортный и уровень приложений (прикладной уровень). Резонно задаться вопросом, так ли нужна четырехуровневая модель SCTA для описания технологий NGN и пет ли здесь дублирования с моделью OSI или пятиуровневой моделью. При ближайшем рассмотрении оказывается, что между моделями SCTA и OSI нет противоречий. Наоборот, эти модели взаимно дополняют друг друга. Модель SCTA указывает па местоположение технологии в общей структуре NGN, а модель OSI рассматривает внутреннюю структуру технологии (рис. 2.29). Например, согласно модели SCTA технология ADSL2+ относится к технологии доступа, а в модели OSI занимает физический, канальный и сетевой уровень. При изучении ADSL2+ как технологии лучше пользоваться моделью OSI, но для изучения места технологии ADSL2+ в общей концепции NGN лучше использовать модель SCTA.

Т аким образом, модель OSI имеет внутритехнологическое значение, тогда как модель SCTA имеет надтехнологическое, концептуальное значение.

Кроме двух перечисленных моделей решения могут классификацироваться по их местоположению. Например, мы можем говорить о транспортной сети местного, городского, междугороднего и международного значения. Если объединить вое три типа классификации, то получится трехмерная картина современной технологии NGN (см. рис. 2.20). Другие попытки разложить технологии NGN по указанному классификационному базису приводили к созданию красивых, но довольно громоздких конструкций (рис. 2.30). Такие классификации позволяют оценить сложность современной структуры NGN, но они едва ли полезны для понимания законов сосуществования различных технологий в единой концепции сетей нового поколения. В этой книге мы будем пользоваться более понятным и простым приемом. В случае исследования надтехнологических явлений, например принципов функционирования сетей доступа, миграции транспортных технологий в область технологии доступа и пр., будет использована модель SCTA. Отдельные технологии будут рассматриваться сначала на уровне модели SCTA, а при детальном исследовании будет использоваться модель OSI как наиболее подходящая для изучения архитектуры отдельных технических решений.

Традиционные системы связи строились обычно на принципах жесткой централизации. Например, план маршрутизации вызовов в телефонной сети устанавливался заранее, связывался с нумерацией абонентов в сети и регулировался методом установок на каждом коммутационном узле. Можно вспомнить, сколько сил было потрачено на привнесение в телефонную сеть решений по переадресации вызовов: пришлось создавать новую систему сигнализации, предусматривать соответствующие информационные элементы в сигнальных сообщениях, наконец, создать целую концепцию интеллектуальных сетей. Все это было сделано только для того, чтобы незначительно вмешаться в централизованный план маршрутизации. Как следствие, традиционные сети используют централизованные системы управления, централизованную систему тарификации и пр. Внедрение концепций глобального управления (TMN/OSS) нисколько не поколебало принцип централизации, наоборот, укрепило его. Для NGN характерно совмещение принципов децентрализованного управления и децентрализованного функционирования отдельных элементов. Если компьютер становится главным элементом пользователем сетей следующего поколения, то естественно использовать компьютеры как интеллектуальные устройства в различных узлах сети и создавать на основе микропроцессоров отдельное оборудование. Таким образом, NGN это сети распределенного машинного интеллекта. Выбор между централизованным и распределенным (децентрализованным) принципами управления системами во многих случаях сложен. Но одно можно утверждать определенно: распределенные системы более стабильны и способны в определенной степени корректировать сбои в сети. Например, если управляющая связь будет повреждена, удаленный интеллектуальный модуль может продолжать функционировать в соответствии с последними полученными командами. Второе преимущество систем распределенного интеллекта - они способны гибко подстраиваться к изменениям окружающей среды. Например, для изменения алгоритма функционирования централизованной системы управления требуется разработка нового перечня (протокола) команд для центра управления и переработка всего оборудования. В случае с распределенной системой управления достаточно загрузить новое программное обеспечение в интеллектуальные удаленные модули. Чтобы сделать наше исследование принципа децентрализации решений наглядным, приведем несколько примеров. Пример 2.7. Принцип маршрутизации в сетях NGN. В качестве примера преимуществ децентрализованных решений над централизованными рассмотрим два основных принципа маршрутизации в сетях с коммутацией пакетов: метод виртуального канала и дейтаграммный метод. В основе метода виртуального канала (рис. 2.11, а) лежит принцип формирования выделенного канала передачи данных перед началом обмена. Обычно для формирования канала используется специальная система сигнализации. Как только виртуальный канал сформирован, по нему начинают передаваться в правильном порядке пакеты. В зависимости от режима работы сети после окончания обмена капал остается открытым (постоянный виртуальный канал) или расформировывается (коммутируемый виртуальный капал). Наиболее ярко метод виртуального канала использовался в технологиях Frame Relay и ATM.

М етод передали дейтаграмм предусматривает передачу каждого пакета по сети индивидуально (рис. 2.11, б). Этот метод используется в современных сетях IP. У обоих методов есть свои положительные и отрицательные стороны. Метод виртуального канала удобен для управления качеством передачи данных (встроенные системы диагностики потерь пакетов, контроль задержки передачи и пр.), но требует наличия в сети единого плана организации виртуальных соединений, специальной сигнализации и пр. Еще один недостаток метода заключается в том, что он менее устойчив к неисправностям в сети. В случае нарушения связности виртуального канала обмен данными прекращается до тех пор, пока виртуальный канал не будет заново установлен. Метод передачи данных в виде дейтаграмм проявляет абсолютную устойчивость к любым нарушениям связей в сети. Поскольку маршрутизация каждой дейтаграммы осуществляется индивидуально, при нарушении связей внутри сети можно ожидать потерю нескольких дейтаграмм (которые позже пересылаются дополнительно), но не полное прекращение обмена. Еще одним преимуществом является уменьшение требований к системе сигнализации. Такие задачи системы сигнализации, как контроль связности виртуально

го канала, анализ качества передачи информации и пр., в сетях с дейтаграммной передачей утрачивают значение, что упрощает функции системы сигнализации. Негативным фактором метода выступает большой заголовок пакета, так как в нем передается адресная информация. Кроме того, повышаются требования к уровню обработки трафика на оконечном устройстве, поскольку пакеты могут приходить в произвольном порядке и должны быть предусмотрены механизмы сращивания потока данных. В современных сетях NGN сосуществуют оба принципа передачи, что отвечает рассмотренному выше принципу демократичности. Но постепенно принцип передачи дейтаграмм вытесняет принцип виртуального канала. Происходит это в силу влияния принципа децентрализации. Метод дейтаграмм более подходит для создания систем распределенного интеллекта, где нет ярко выраженного центра связи и центральной системы контроля виртуальных соединений. В результате современные сети NGN чаще используют именно этот метод передачи информации. Пример 2.8. Децентрализация управления услугами. Принцип настройки персональной услуги позволяет пользователю настраивать перечень услуг и модифицировать их параметры. Например, одна из первых услуг NGN на российском рынке — Logic Line — позволяет закрепить за абонентом виртуальный номер. Любой звонок на этот помер переадресуется на любые заранее заданные номера телефонной сети. Это позволяет сохранять контакты при любых перемещениях абонента. Управление перечнем телефонов переадресации осуществляется пользователем через Web-интерфейс. Таким образом, настройки виртуального коммутатора оказываются в руках конечного пользователя услуги. Пример 2.9. Децентрализация в области нормирования параметров качества. Принцип SLA. Развитие сетей нового поколения идет очень бурно, а стандартизация новых принципов, услуг и пр. не успевает за этим процессом. Абоненту уже предоставляется новая услуга, хотя фактически нет стандартов, отражающих принципы взаимодействия сторон в стыках пользователь - сеть или оператор - оператор. В этих условиях традиционные централизованные принципы нормирования параметров, которые сравниваются с единым стандартом, не могут быть применены. В результате операторы сами договариваются о принципах взаимодействия, используя для этой цели соглашения о качестве предоставляемых услуг (SLA). Несмотря на то, что понятие SLA появилось в отечественной практике сравнительно недавно, процедура взаимодействия между операторами по SLA это очень удобная и гибкая процедура, давно используемая зарубежными операторами. Как правило, в договоре SLA оговариваются взаимные обязательства сторон и условия их выполнения. Логической формулой здесь может быть фраза: «При условии поведения оператора 1..., оператор 2 обязуется предоставить параметры услуги...». Получается, что в SLA должны быть оговорены наиболее вероятные ситуации, которые могут возникать на границе пользователь - сеть или оператор - оператор. По этой причине SLA оказывается очень большим документом. Чем детальнее прописано SLA, тем понятнее становятся принципы взаимодействия операторов. Например, один оператор может предложить транзит своего трафика через сеть другого оператора, но при этом оператор транзитной сети должен гарантировать, что параметры передаваемого по его сети трафика не изменятся в определенных допустимых пределах, например транзитная сеть не имеет права увеличить количество потерь вызовов более чем на 5%. SLA может заключаться не только между операторами, но и между оператором сети и пользователем. Например, для SLA между пользователем сети Gigabit Ethernet и оператором необходимо прописать все возможные варианты использования сети пользователем и соответствующие параметры качества, которые должен обеспечить оператор для каждого режима использования сети. Таким образом, для сетей NGN характерен переход от схемы работы «соответствие/несоответствие национальным стандартам» к SLA. Отечественный опыт показывает, что такой переход обеспечивает высокую гибкость коммерческой и маркетинговой деятельности оператора, даже если SLA касается традиционной технологии. Однако, если операторы принимают соглашение о качестве обслуживания, то необходима проверка работы каждой из сторон в свете этого соглашения. В результате возникает «окопная война», когда различные операторы контролируют друг друга. Таким же образом пользователь имеет все основания проверять, выполняет ли оператор свои обязательства по обеспечению качества передаваемого по е

Со времени определения информации Шенноном теория информации прошла довольно длинный путь и привела к сложной и полезной современной теории. Поэтому рассмотрим некоторые достижения этой теории, которые будут нам полезны в практическом исследовании NGN. Теория информации вводит понятия информации как меры порядка и энтропии как меры хаоса в современном мире. Энтропия системы является по своей сути величиной, обратной информации. Любые объекты и системы являются не только потребителями и генераторами энергии, но также импортерами и экспортерами энтропии. Максимальная энтропия соответствует полностью равновесному состоянию. В системе, которая отдает энтропию, увеличивается мера порядка и наблюдается явление, которое получило название синергетики или самоорганизации. Экспорт энтропии равносилен импорту информации. Таким образом, для возникновения самоорганизации необходимым условием является поступление в систему информации со стороны. Замкнутой системой называется система, предоставленная самой себе, т.е. система, на которую не оказывается никакого внешнего воздействия. В замкнутых системах энтропия возрастает, так что по мере развития система приходит к состоянию максимальной энтропии. Такой закон называют вторым началом термодинамики. Замкнутая система стремится к равновесию. Если система незамкнута, в ней не обязательно действует закон увеличения энтропии. Энтропия может уменьшаться, так что система, может выступать как экспортер энтропии. В мире не существует полностью замкнутых систем. Дискутируется вопрос о том, является ли все мироздание замкнутой или открытой системой, но внутри мироздания замкнутых систем нет, и это даст основание говорить о том. что наш мир — принципиально неравновесная система, а само понятие равновесия рассматривается только как временная фаза развития. В последнее время, стремясь в рамках общей теории информации объединить естественные и гуманитарные дисциплины, был выдвинут тезис о ценности информации. Ценность информации определяется применительно к процессам самоорганизации. Согласно этому тезису не любая информация, поступающая в систему, вызывает процессы самоорганизации, а только определенная информация, имеющая ценность для данного процесса. Последние достижения общей теории информации связаны с привлечением к нее квантовых принципов. Например, до последнего времени материалистическая теория эволюции объяснялась с точки зрения теории информации как отражение процесса самоорганизации. Привнесение идеи ценности информации привело к радикальному пересмотру теории эволюции, в результате возникла теория квантовой эволюции, в основе которой лежит идея о том, что эволюция двигалась не постепенно, а скачками, так что, например, вечером ящер ложился спать, а наутро у него уже отрастали крылья. И хотя идеологи квантовой эволюции еще .умудряются цепляться за атеизм, их аргументы все менее логичны. В какой степени могут пригодиться перечисленные тезисы в исследовании технологии NGN? Прежде всего, философия NGN базируется на понятии информации. Если в традиционных системах связи преобразование информации ограничивалось только аналого-цифровым преобразованием, то в NGN, особенно на уровне услуг, инженеры имеют дело с различной информацией: данные, речь, видео, телеметрия и пр. Поскольку технология NGN объединяет все уровни современной модели открытых систем OSI, то для исследования сетей нового поколения оказывается важным учесть разноплановость передаваемой по ним информации. Следовательно, в системе остается возможность для непредсказуемого поведения. Исследуя технологии контроля сетей NGN, мы вольно или невольно погружаемся в исследование меры хаотичности поведения сети и меры нашего незнания о ней. Явление самоорганизации, исследуемое в общей теории информации, по-разному проявляется в технологии NGN. Вообще слова «синергетика» или «синергетический эффект» в последнее время употребляются к месту и не к месту. Обычно считается, что объединение некоторых частей (систем, компаний, капиталов и пр.) приводит к появлению синергетического эффекта. Выше уже говорилось, что с точки зрения теории информации это далеко не так. Простое объединение и даже уменьшение меры хаоса системы могут не привести к процессам самоорганизации, или синергии. В то же время самоорганизация оказывается очень важной при рассмотрении методов управления и контроля NGN. Для этих сетей характерен парадокс, согласно которому сеть не может быть по

Чтобы глубже понять механизм изменения современной технологии NGN, рассмотрим модели, которые описывают поведение технологии

в рыночном пространстве, и исследуем явления, которые сопровожда,-ют развитие технологии. Для этого применим разработанный автором подход [1, 5], предлагающий рассматривать развитие технического прогресса в системах связи в виде пространства, где рождаются, развиваются, конкурируют и умирают отдельные технологии систем связи. Согласно этому подходу под технологией понимается совокупность технических средств, методов (навыков) их использования и пр., или, иными словами, набор технических решений. В таком определении в зависимости от того, насколько одни технические решения будут лучше других, можно говорить о сравнительной эффективности разных технологий. Уровень знаний о технических решениях будет отражать уровень знаний о технологии и т.д.

Э волюцию традиционных технологий до NGN, в том числе телекоммуникационных, можно представить в виде волн. «Волновая» теория развития технологии наиболее полно отображает процессы смены технологий и подтверждена на практике. Суть этой теории проста: любая технология постепенно приходит на рынок, достигает своего максимального распространения и также постепенно уходит с рынка. Применительно к эволюции развития телекоммуникаций ряд зарубежных источников предлагает различные прогнозы. В качестве примера на рис. 2.20 показана эволюция сетей передачи данных применительно к рынку США, как она виделась в начале 90-х годов, до появления решений NGN. Согласно «волновой» теории различные технологии могут успешно сосуществовать в течение достаточно большого времени. Смена одной технологии другой определяется новыми задачами, которые ставят перед собой операторы. Например, основными движущими силами внедрения пакетной коммутации являются развитие персональных компьютеров и необходимость создания сетей передачи данных. Развитие техноло гии ATM стимулируются постепенным переходом от узкополосной ISDN к широкополосному доступу и необходимостью решения задач интеграции широкополосных услуг (например, интерактивного телевидения), цифровой телефонной сети и т.д. Причиной смены технологий обычно является лучшая экономическая конкурентоспособность новых технических решений по сравнению со старыми. В условиях рыночных отношений экономический фактор в конечном итоге является решающим. Казалось бы, «волновая» теория развития технологий дает простое решение всех проблем. Если на смену существующим решениям с необратимостью придут новые, теперь уже известные технологии, то оператор, желающий в будущем быть конкурентоспособным, должен изначально ориентироваться на новую технологию. Такое упрощенное понимание не учитывает процессов, сопровождающих развитие технологии, и приводит к очень опасной позиции «новизны ради новизны». Чтобы иметь полное представление о том, что несет с собой новая технология, необходимо также рассматривать социально-экономические процессы, которые сопровождают прохождение «волны». В качестве иллюстрации на рис. 2.21 представлена динамика развития во времени технологии на рынке и ряда важных параметров, сопровождающих этот процесс и определяющих целесообразность использования технологии в телекоммуникациях. К ним относятся стоимость технических решений, средний уровень знаний связного сообщества о технологии, а также надежность технических решений. Как видно из графиков, в начале развития технологии стоимость технических решений чрезвычайно высока. На это влияют не только стоимость нового оборудования, но и затраты па проведение необходимых доработок (по закону Мерфи, устройство скорее всего сразу не заработает), полевых испытаний и сопряжения с существующей сетью. Затем по мере накопления опыта внедрения технологии и решения вопросов внутренней и внешней интеграции устройств, стоимость начинает падать и доходит до оптимального стабилизированного уровня. После того как технология устаревает и постепенно начинает уходить с рынка, стоимость технологии увеличивается, поскольку с рынка исчезают запасные части и компоненты устройств. Средний уровень знаний связного сообщества включает в себя знания как пользователей (заказчиков) оборудования, так и поставщиков. Поставщики получают новые знания о технологии первыми, но и это требует определенного времени. В начале развития технологии на

рынке знаний о ней практически нет. Существенно, что начало графика стоимости опережает начало графика уровня знаний: сначала технология приходит на рынок, а уже потом появляются практические знания о ней. По мерс накопления опыта и появления литературы, написанной профессионалами, уровень знаний о технологии увеличивается, достигая необходимого максимума. Затем происходит снижение уровня знаний о технологии, когда она становится устаревшей. Это связано с тем, что часть специалистов по технологии переквалифицируются на новую технологию, а другие уходят на пенсию. В конце концов технология становится достоянием политехнических музеев, где знания о ней хранят только историки. Интересна закономерность изменения надежности технических решений, она отстает от стоимости и уровня знаний по времени. Новая технология в руках неквалифицированных пользователей не может обеспечить надежную работу системы связи. Но по мере развития технологии и стабилизации опыта ее использования надежность технических решений повышается, достигая стабилизации. Дальнейшее повышение надежности в период старения технологии связано с известным статистическим процессом «что сломалось, то уже сломалось, а что работает, то и будет продолжать работать» даже при отсутствии запасных частей. Помимо объективных тенденций, связанных с развитием технологии, на рынок оказывают существенное влияние социально-психологические процессы, идущие в связном сообществе. Новая технология представляет собой сумму новых знаний, которые должны быть восприняты связным сообществом, специалистами, операторами, поставщиками и заказчиками. Этот процесс требует отдельного рассмотрения, что и будет сделано ниже. Зная процессы, сопровождающие развитие технологии, условно разделим ее «жизненный цикл» на четыре периода и рассмотрим социально-психологические процессы в связном сообществе, характерные для каждого периода. Этап I. Этот этап характеризуется процессом становления технологии на рынке. Она пока очень дорога. Ни потенциальные заказчики, ни поставщики оборудования в полной мере не представляют всех нюансов и обучаются в процессе работы. Первые решения работают нестабильно и требуют доработки в полевых условиях. И хотя разработчики обещают в будущем существенные преимущества, есть риск, что закупленное оборудование, будучи новым и опытным, не даст возможности в будущем пользоваться этими преимуществами. Позволить такое себе могут только крупные операторы в опытных зонах внедрения. Внедрение технологии на этом этапе — по сути благотворительный взнос ради будущего технологии связи. Вместе с тем законы рынка требуют от фирм-поставщиков направить усилия на рекламу новой технологии. О ней говорят как о новом прорыве, всячески описывая ее преимущества и замалчивая целесообразность текущего внедрения. Ей посвящены новые обзоры, проблемные статьи, рапорты о новых внедрениях и их результатах (обычно в мажорных тонах). В результате возникает иллюзия единственно верного пути — внедрить технологию у себя. Отсутствие реальных практических знаний о технологии, проблемах, с ней связанных, и путях их решения приводит к идеализации технологии. Рождается миф о ее великом потенциале и решении всех проблем. Поддавшиеся на искушение финансируют развитие новых технологий. В качестве примера можно рассмотреть современное состояние с технологией IP на отечественном и мировом рынке. Критический анализ статей, которые посвящены этой технологии, покажет, что в них нет практической направленности, в основном это реклама новых приложений IP. В то же время IP в настоящее время является самой цитируемой технологией. Однако в современной практике системного проектирования приложения, в которых IP оказалась бы единственным возможным вариантом решения, встречаются редко. Нисколько не умаляя необходимости внедрения IP на рынке России, хотелось бы еще раз указать, что такое внедрение является опытным. В этой связи включение концепции IP в Федеральную программу развития связи является правильным решением, решение о создании нескольких опытных зон внедрения IP (еще лучше, если это будут затем зоны коммерческого использования) — решение безусловно прогрессивное. В то же время ориентация на технологию IP как основу построения сетей некоторых ведомственных операторов, по мнению автора, — решение ошибочное. Этап II, Этот этап характеризуется стабилизацией технологии на рынке. В начале этого этапа появляется «прозрение заблуждающихся&raquo

;, характеризующееся полемикой в технической прессе: настолько ли эффективна новая технология и действительно ли она необходима на рынке. Такого рода вопросы — закономерный процесс перехода от первичной эйфории к конструктивному обсуждению па основе первого опыта. Обсуждение очень важно, поскольку раскрывает все основные и дополнительные нюансы технологии, она становится знакомой, известной, в широком смысле отработанной на рынке. На этом этане можно рекомендовать ее использование большинству операторов, что в конце концов и происходит. В результате новая технология становится модной в хорошем смысле этого слова, она становится парадигмой и используется большинством операторов. Конец этого периода характеризуется отношением здорового энтузиазма к внедрению новой хорошо знакомой технологии. Решения становятся надежными, знания о технологии постепенно наполняют учебные пособия и становятся классическими. Полемика в прессе умолкает — технология заняла свое достойное место. В качестве примера на российском рынке можно указать технологию ATM, которая только что миновала этап полемики о ее необходимости, но еще не достигла этапа здорового энтузиазма. Существенно, что последние статьи по этой технологии носят явно практический характер. Очень показательным примером является технология SDH, которая стала современной парадигмой построения цифровой первичной сети. На пороге этого этапа стоит технология IP. Этапы III—IV, Это этапы соответственно зрелости и устаревания технологии. Как правило, оба этапа характеризуются полным молчанием о технологии в технической прессе. В этом нет необходимости. Технология известна, она вошла в учебники и пособия. Появились хорошие инструкции по эксплуатации, имеется широкий штат специалистов с большим опытом обслуживания технических средств. Технические средства включены в программы вузов. Изредка появляются статьи, в которых рассказывается об упущенных в ходе обсуждения на этапе II нюансах и скрытых резервах технологии, но в целом обсуждение технологии исчезает до исчезновения с рынка самой технологии. В качестве примеров технологий этапа III могут быть указаны модемная передача данных (за исключением новых типов протоколов), PDH, квазиэлектронные АТС. Примеры технологии этапа IV - аналоговые системы передачи, координатные и декадно-шаговые АТС.

Последним общим принципом функционирования NGN является многопараметричность, присущая любым подсистемам сетей нового поколения. Проблема многопараметричности систем связи сводится к тому, что количество параметров, необходимых для описания поведения системы связи (размерность системы), оказывается очень большим. Увеличение размерности современной технологии представляется объективной тенденцией, которую можно наблюдать в историческом срезе на протяжении всего развития цифровых сетей связи.

При переходе от простых каналов передачи данных к сетям ATM и IP и далее количество параметров, характеризующих поведение системы связи, неизменно увеличивалось (табл. 2.1). Анализируя процесс увеличения размерности систем, можно сформулировать тезис о том, что каждый шаг по пути научно-технического прогресса существенно увеличивает сложность систем связи. Особенностью систем NGN является тот факт, что они имеют не просто много параметров описания, а чуть ли не бесконечное множество таких параметров. Тем самым технология NGN качественно отличается от всех предшествующих цифровых систем связи, и в этом также проявляется революционность концепции сетей нового поколения. Действительно, многоуровневая архитектура сетей нового поколения увеличивает размерность описания любых процессов в таких системах. С другой стороны, рассмотренный выше эффект совместного использования ресурсов несколькими пользователями требует при описании системы учета особенностей поведения всех пользователей системы. С точки зрения увеличения размерности современных систем связи технология NGN привела к новому качественному скачку. От многомерных систем, с которыми имели дело связисты вплоть до ATM, технология делает шаг к бесконечномерным системам. Таким образом, NGN как объект изучения оказывается очень интересным: это бесконечномерная, сложная и чрезвычайно динамичная технология.

В отличие от общей теории информации, нелинейная динамика и тесно связанная с ней теория динамического хаоса имеют практическое значение и уже поэтому широко применяются в исследовании NGN. Сфера исследования нелинейной динамики связана с изучением принципиально неравновесных систем, т.е. систем открытого типа. В таких системах происходят процессы экспорта/импорта энтропии и информации, а их поведение может быть очень сложным. Чтобы система проявляла характеристики нелинейной динамики, должно выполняться два условия: в системе должна существовать обратная связь с задержкой и эта связь должна быть нелинейной. В этом случае ее поведение становится чрезвычайно сложным и даже непрогнозируемым вне зависимости от того, какую простую структуру имеет сама система. Это явление получило название эффекта «ускользающей технологии». Ниже оно будет исследовано детально. Единственный путь выхода из методического тупика «ускользающей технологии» является использование явления самоорганизации. Обычно нелинейно-динамические модели систем задаются не аналитическими формулами, а реккурентными соотношениями вида Zn+1 = f(Zn), а значение функции может быть получено только после ряда итераций. В результате поведение функции может быть чрезвычайно сложным. Пример 2.21. Множество Мандельброта. Это множество представляет собой один из самых простых фракталов (геометрических объектов дробной размерности). Оно отражает множество устойчивых решений уравнения Zn+1 = Z2n + С в комплексных числах. Вполне понятно, что при условии N —> оо решения вида Z << 1 будут устойчиво сходится к 0, тогда как при Z >> 1 будут стремиться в бесконечности. Множество Мандельброта показывает границу устойчивости решений уравнения при различных значений константы С. На рис. 2.26 показано, насколько сложной может быть такая граница, длина которой бесконечна. Более того, множество является самоподобным, т.е. по мере увеличения масштаба различные части множества повторяют структуру исходной фигуры и ее частей. Именно такие самоподобные множества стали называться фракталами.

И зобретатель фракталов, математик Бенуа Мандельброт, рассматривал фракталы как способ представления математической бесконечности. Говоря о революции в области геометрии, Мандельброт резонно замечал, что традиционная геометрия с ее правильными фигурами и абстракциями очень далеко отстоит от реального мира. Благодаря фрактальной геометрии можно описать такие объекты, как турбулентные потоки, дым, кровеносную систему и легкие человека, крону дерева, волну на поверхности моря и пр. Но только геометрией применение фракталов не ограничивается. Множество Мандельброта появляется в процессе решения нелинейной динамической задачи, и это подчеркивает тесную связь фрактальной геометрии и нелинейной динамики. В первую очередь это касается явления самоподобия, которое приводит к фракталам. Ниже будет показано, что явление самоподобия оказывается тесно связанным с моделированием поведения NGN. Нелинейная динамика, утверждает, что в процессе эволюции система «забывает» свое начальное состояние. Поведение системы оказывается не зависящим от начальных условий, поскольку при N —» оо система либо является неустойчивой, либо стремится к некоторой точке притяжения (аттрактору). Ряд систем могут вечно блуждать вокруг аттрактора, но никогда к нему не подойти. При этом само поведение системы может быть очень сложным и непредсказуемым. Такое поведение называется динамическим хаосом. Еще один парадоксальный вывод теории нелинейной динамики получил название принципа универсальности. Он говорит о том. что поведение всей системы равнозначно поведению некоторой подсистемы, входящей в ее состав, иными словами, часть является не просто отражением, по копией целого. Теперь применим нелинейную динамику к системам NGN. Связь между нелинейной динамикой и системами связи исторически проявилась сразу. Начнем с того, что Бенуа Мандельброт изобрел фрактал, исследуя процессы возникновения ошибок в системе цифровой связи France Telecom [14]. Пример 2.22. Опыт Мандельброта. Это исследование проводилось на ранних этапах цифровизации сетей одного из операторов Франции. Тогда возник вопрос о сравнении двух методов борьбы с ошибками в цифровых сетях. Первый метод предлагал увеличить отношение сигнал/шум в канале передачи, второй предусматривал передачу данных в виде пакетов с контролем параметров ошибок при помощи контрольной суммы

Как будет показано в настоящем исследовании, все перечисленные далее принципы красной нитью проходят в любых решениях NGN и могут считаться критериями, которые позволяют отделить технологию NGN от традиционных сетей связи. Ниже мы рассмотрим эти принципы, по возможности иллюстрируя многочисленными примерами их влияние на отдельные решения в области NGN. Один раз разработав какой-то принцип или структуру, связисты используют наработанные решения, даже если это не определено объективной необходимостью. Так, предложенная в конце 60-х годов кадровая структура HDLC была использована сначала в технологии Х.25, затем перекочевала в технологии кадровой передачи Frame Relay и ISDN (LAPD), потом в структуру сигнальных сообщений ОКС №7 и далее из системы сигнализации B-ISDN в технологию ATM. Такая же преемственность, как будет показано ниже, наблюдается в технологии Ethernet и ряде других технологий. Если рассмотреть принципы построения систем тарификации, бил-линга, диагностики сетей и других административных решений для организации работы операторов, то и здесь присутствует определенная преемственность, не определяемая только задачами совместимости решений разного поколения. Таким образом, мы наблюдаем эффект преемственности подходов к проектированию систем связи и разработке отдельных компонентов технологии.