Proiectarea Unui Sistem Integrat de Servicii de Date la Nivelul Unei Nave de Pasageri

Politehnica

Proiectarea Unui Sistem Integrat de Servicii de Date la Nivelul Unei Nave de Pasageri

Byadmin ianuarie 1, 2024

Proiectarea unui sistem integrat de servicii de date la nivelul unei nave de pasageri

CUPRINS

CUPRINS 2

ABREVIERI 4

Capitolul 1. NOȚIUNI INTRODUCTIVE 6

1.1. Trecutul și prezentul 6

1.2. Importanța și actualitatea temei 6

1.3. Internetul 7

1.4. Tipuri de rețele 8

1.5. Nave de pasageri 10

1.6. Legislația în domeniu 11

1.7. Conținutul lucrării 11

Capitolul 2. STRUCTURA UNEI REȚELE ORGANIZATE PE PROTOCOL IP 13

2.1. Generalități. Definiții 13

2.2. Tabelul de rutare 13

2.3. Rutere 14

2.4. Protocolul IP. Modelul TCP/IP și modelul OSI 16

2.4.1. Modelul TCP/IP 16

2.4.2. Modelul TCP/IP 17

2.5. Adresarea IP 22

2.6. Rutarea statică și rutarea dinamică 23

2.6.1. Rutarea statică 24

2.6.2. Rutarea dinamică 24

Capitolul 4. TRANSMISIA DE VOCE ȘI DATE 27

4.1. Servicii de voce 27

4.1.1. Analiza calității transmisiilor de voce 28

4.1.2. Caracteristici de calitate ale VoIP 29

4.1.3. Proceduri de menținerea QoS 30

4.1.4. Analiza problemelor transmisiilor de voce 30

4.1.5. Pierderea pachetelor 31

4.1.6. Întârzierea pachetelor 32

4.1.7. Jitterul 33

4.1.8. Telefonia clasică 34

4.1.9. Rețele IP 35

4.1.10. Servicii oferite de sistememe de comunicație voce 36

4.1.11. Tendințe în comunicații voce 37

4.2. Sisteme de comunicații prin satelit 39

4.2.1. INMARSAT – International Maritime Sattelite Organization 39

4.2.2. IRIDIUM 42

BIBLIOGRAFIE 45

b#%l!^+a?

ABREVIERI

Termenii și definițiile utilizate în această lucrare sunt în conformitate cu standardele naționale și internaționale adoptate precum și cu standardele în vigoare din domeniul de specialitate a lucrării.

AS – Autonomous System

ASBR – Autonomous System Boundary Route

BGP – Border Gateway Protocol

CIDR – Classless Inter-Domain Routing

CLI – Command Line Interface

CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection

DB – Database

DCE – Data Communications Equipment

DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol

DTE – Data Terminal Equipment

DNS – Domain Name

DR – Designated Router

EBGP – External Border Gateway Protocol

EGP – Exterior Gateway Protocol

EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

FTP – File Transfer Protocol

GNS – Graphical Network Simulator

GPS – Global Positioning System

IBGP – Internal Border Gateway Protocol

ICMP – Internet Control Message Protocol

IETF – Internet Engineering Task Force

IGP – Interior Gateway Protocol

IGRP – Interior Gateway Routing Protocol

IOS – Internetwork Operating System

IP – Internet Protocol

IPX – Internetwork Packet Exchange Protocol

IS-IS – Intermediate System To Intermediate System

ISDN – Integrated Services Digital Network

ISP – Internet Service Provider

LAN – Local Area Network

LLC – Logical Link Control

LSA – Link-State Advertisement

NLRI – Network Layer Reachability Information

MAC – Medium Access Control

MAN – Metropolitan Area Network

MED – Multi-Exit Discriminators

OSI – Open System Interconnected

OSPF – Open Shortest Path First b#%l!^+a? b#%l!^+a?

PAN – Personal Area Network

RIP – Routing Information Protocol

RTP – Real-time Transport Protocol

SSH – Secure Shell

TCP/IP – Transmission Control Protocol/Internet Protocol

UDP – User Datagram Protocol

USB – Universal Serial Bus

UTP – Unshielded Twisted Pair

WAN – Wide area network

NOȚIUNI INTRODUCTIVE

Trecutul și prezentul

Trecutul

în 1957 URSS plasează pe orbita Pamântului primul satelit artificial (Sputnik) datorită căruia astăzi avem Internet.

în 1962 Paul Baran de la Rand Corporation studiază printr-un proiect de cercetare, posibilitatea construirii unei rețele pentru transmiterea datelor între calculatoarele instalate în Pentagon. Tema proiectului: Realizarea unei rețele de calculatoare care să permită comunicarea între ele cu posibilitatea extinderii și să reziste în cazul unui atac nuclear.

în 1993 sunt înregistrate aproximativ 130 servere web.

în 1994 sunt înregistrate peste 11.000 de servere.

Prezentul

în 2009 statistica arăta că peste 1,6 miliarde de locuitori la nivel mondial, aveau acces la Internet la o viteză medie de 1,7 megabiți pe secundă (Mbps), (în SUA fiind de 4,7 Mbps). În România procentul era de 35,5%, la o viteză medie de 6,3 Mbps. [1]

Importanța și actualitatea temei

Poștă electronică, cursuri și lecții electronice locale sau în mediul online, știri, filme biblioteci, muzică etc, sunt accesibile toate și pentru toată populația globului, prin accesarea internetului. La ora actuală nu se mai concepe traiul fără Internet.

În ziua de astăzi Internetul, susținut și întreținut de o multitudine de firme comerciale naționale sau multinaționale, se bazează pe specificații tehnice detaliate printre care sunt regăsite și protocoalele de comunicație. Acestea descriu numeroase reguli și metode de transmitere a datelor în rețele.

Printr-o definiție simplă a cazului de față, prin rețea de comunicație se înțelege un sistem de calculatoare conectate între ele astfel încât un calculator poate accesa datele și programele unui alt calculator aflat în aceeași rețea (cu măsurile de siguranță ale accesului). Rețelele de comunicații sunt concepute și proiectate astfel încât calculatoare localizate oriunde pe glob să b#%l!^+a?b#%l!^+a?poată comunica între ele, acest lucru făcându-se posibil prin implementarea unui limbaj comun numit protocol. [1]

Protocol – set de reguli și convenții stabilite între participanții la comunicație. Aceste reguli se stabilesc înainte de începerea schimbului de mesaje.

Protocoalele pot fi:

Rutabile – protocoale care oferă posibilitatea atribuirii unei adrese de unicitate, oricărui nod din rețea (IP, IPX, AppleTalk);

Nerutabile – fiecare host este identificat prin nume. Absența unei scheme ierarhice clare, face ca rutarea să fie imposibilă. Pentru identificare se face transimisie prin broadcast.

Ierarhizarea protocoalelor se face în funcție de:

nivelul la care acționează fiecare protocol;

serviciile pe care fiecare protocol le oferă.

Serviciul și protocolul sunt noțiuni diferite. Un serviciu definește ce operații este pregătit nivelul să îndeplinească dar nu realizează sau stabilește modul în care sunt implementate operațiile. Un protocol este un set de reguli care guvernează modul de implementare al serviciului.

Metodele de conectare ale calculatoarelor în rețea sunt diverse și sunt în continuă dezvoltare. Printre sistemele de conectare un rol important a fost obținut pornind de la cablurile metalice și evident, fibra optică și ajungând la utilizarea conexiunilor prin unde radio (WLAN, Wi-Fi, Bluetooth), prin tehnologia razelor infraroșii (IrDA) sau prin intermediul sateliților.

Internetul

Termenul Internet provine din combinația a două cuvinte din limba engleză: interconnected = interconectat și network = rețea. Dezvoltarea rapidă a Internetului s-a datorat faptului că accesul la documentația protocoalelor obligatorii a fost și este liber și gratuit.

1993 – creștere majoră a web-ului. Au fost înregistrate 130 servere web;

1994 – au fost înregistrate peste 11.500 de servere;

2009 – aveau acces la Internet circa 1,67 miliarde de locuitori ai globului pământesc. Potrivit studiului privind utilizarea internetului în România și a comportamentului internautic al românilor, 35,5% din populația României utilizează internetul. Viteza medie pentru conexiunea la internet la nivel global este de 1,7 megabiți pe secundă (Mbps), în SUA este de 4,7 Mbps, iar în România este de 6,3 Mbps. [1]

În ziua de astăzi Internetul este susținut și întreținut de o mulțime de firme comerciale. El se bazează pe specificații tehnice foarte detaliate, ca de exemplu pe așa-numitele "protocoale de comunicație", care descriu toate regulile și protocoalele de transmitere a datelor în această rețea.

O rețea reprezintă un sistem de oameni și obiecte conectate între ele. Rețelele de comunicații sunt proiectate astfel încât două calculatoare, localizate oriunde în lume, să fie capabile să comunice între ele, indiferent de tipul acestora (PC, Mac, maincadru etc). Acest lucru este posibil prin intermediul unei limbi comune, numită protocol. Protocolul este definit ca un set formal de reguli și convenții cu ajutorul cărora este guvernat schimbul de informații între echipamentele unei rețele. [1]

Tipuri de rețele

Rețeaua de calculatoare leagă între ele o mulțime mai mică sau mai mare de calculatoare, astfel încât un calculator poate accesa datele, programele și facilitățile unui alt calculator din aceeași rețea. De obicei este nevoie desigur și de măsuri de restricție/siguranță a accesului.

Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare și deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice și de fibră optică, chiar submarine, și terminând cu legături prin unde radio cum ar fi WLAN, Wi-Fi, WiMAX sau Bluetooth, prin raze infraroșii ca de ex. IrDA sau prin intermediul sateliților.

Foarte răspândită este metoda Ethernet, termen care se referă la natura fizică a cablului folosit și la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai răspândit protocol de comunicare în rețelele Ethernet se numește CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Dacă sunt utilizate undele radio, atunci rețeaua se numește rețea fără fir (wireless).

Rețelele de calculatoare pot fi de tipuri multiple, clasificate după tehnlogia care a fost utilizată la conectarea dispozitivelor în rețea: [2]

Fibră optică;

Ethernet – este considerată ca având ponderea cea mai mare, protocolul de comunicare cel mai des utilizat fiind CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Termenul se referă la natura fizică a cablului folosit și la tensiunile electrice ale semnalului;

WLAN, LAN, MAN, WAN, PAN [2]

LAN (Local Area Network) este o rețea mică (rețele de clădiri conectate între ele direct). Toate calculatoarele din LAN sunt conectate prin fir UTP de categoria 5, denumit CAT5 cable. Protocolul este IEEE 802.3 (Ethernet) printr-un sistem de dispozitive interconectate care se conectează și la Internet. [1].

WLAN (Wireless LAN) utilizează undele radio. Rețeaua este de tip LAN fără fir;

MAN – sunt considerate rețelele metropolitane deoarece sunt rețele de mare extindere (întinse pe orașe întregi). Tehnologiile frecvent utilizate pentru conexiunile din rețea sunt fără fir sau fibră optică.

WAN (Wide Area Network) sunt rețelele cu o mare întindere geografică (pe suprafața unei țări, a unui continent sau a mai multor continente). [3]

PAN (Personal Area Network) este o rețea de mică întindere (cel mult câțiva metri). Este formată din dispozitivele interconectabile, cu magistrale USB și FireWire, situate în apropierea unei persoane (imprimantă, scanner, telefon mobil, smartphone, GPS, etc). Raza de acțiune a acestor tip de rețele este aproximativ între 6 și 9 metri.

Fig. 1.1. Structura generală a unei rețele Internet.

Nave de pasageri

Nava de pasageri numită și pasageră, este nava destinată transportului de mai mult de 12 persoane, limită ce este reglementată la nivel european.

Din punct de vedere constructiv, navele pasager se caracterizează printr-un număr mare de punți care permit compartimentarea spațiului navei în cât mai multe încăperi cu destinații diferite.

Regulile implementate la navele de pasageri s-au modiﬁcat de multe ori în ultimii ani, astfel încât, la ora actuală protecția pasagerilor este asigurată într-o măsură mult ridicată față de trecut. Nivelul dotărilor de siguranță a crescut continuu odată cu complexitatea echipamentelor din dotarea navelor precum și a cerințelor pasagerilor.

Diversitatea navelor este mare astfel încât, o primă clasificare a acestora se poate face după:

dimensiunile navei;

zona de navigație;

tipul și durata voiajului;

nivelul de confort, etc.

În general, cu cât voiajul este mai scurt cu atât dotările necesare și elementele de confort sunt mai reduse. În conformitate cu legislația actuală europeană, au fost introduse și amenajări pentru persoane cu dizabilități precum uși de acces mărite, culoare mărite, toalete speciﬁce, etc.

Tipuri de nave de pasageri:

Nave de pasageri mari.

Fig. 1.1. Structura generală a unei rețele Internet.

Nave de pasageri

Nava de pasageri numită și pasageră, este nava destinată transportului de mai mult de 12 persoane, limită ce este reglementată la nivel european.

Din punct de vedere constructiv, navele pasager se caracterizează printr-un număr mare de punți care permit compartimentarea spațiului navei în cât mai multe încăperi cu destinații diferite.

Regulile implementate la navele de pasageri s-au modiﬁcat de multe ori în ultimii ani, astfel încât, la ora actuală protecția pasagerilor este asigurată într-o măsură mult ridicată față de trecut. Nivelul dotărilor de siguranță a crescut continuu odată cu complexitatea echipamentelor din dotarea navelor precum și a cerințelor pasagerilor.

Diversitatea navelor este mare astfel încât, o primă clasificare a acestora se poate face după:

dimensiunile navei;

zona de navigație;

tipul și durata voiajului;

nivelul de confort, etc.

În general, cu cât voiajul este mai scurt cu atât dotările necesare și elementele de confort sunt mai reduse. În conformitate cu legislația actuală europeană, au fost introduse și amenajări pentru persoane cu dizabilități precum uși de acces mărite, culoare mărite, toalete speciﬁce, etc.

Tipuri de nave de pasageri:

Nave de pasageri maritime sunt utilizate pentru transportul pasagerilor și coletelor între porturi situate pe țărmurile mărilor și oceanelor.

nave de linie – deservesc regulat aceeași cursă între două sau mai multe porturi maritime.

nave de croazieră – pentru călătorii de agrement.

nave mixte de pasageri și mărfuri.

Nave fluviale – sunt de dimensiuni mici utilizate pentru navigația pe canale, râuri, fluvii, lacuri.

Legislația în domeniu

Legea nr.154/2012 privind regimul infrastructurii rețelelor de comunicații electronice

Ordonanța de urgență a Guvernului nr. 111/2011 privind comunicațiile electronice

Ordonanța de urgentț a Guvernului nr. 19/2011 privind unele măsuri pentru modificarea unor acte normative în domeniul comunicațiilor electronice

Ordonanța de urgență a Guvernului nr 22/2009 privind înființarea Autorității Naționale pentru Administrare și Reglementare în Comunicații

Ordin MCSI nr. 461/2009 pentru aprobarea Strategiei naționale privind implementarea serviciului universal în sectorul comunicațiilor electronice.

Conținutul lucrării

Lucrarea este structurată în 5 capitole principale, fiecare capitol fiind constituit din b#%l!^+a?b#%l!^+a?mai multe subcapitole.

Lucrarea începe cu căteva noțiuni de bază utilizate pe parcursul redactării, prezentate sub formă de definiții și abrevieri.

Capitolul 1 este intitulat “Noțiuni introductive”. În urma studiului și a cercetării bibliografice, rolul acestui capitol este de a evidenția de unde s-a plecat precum și stadiul actual al evoluțiilor tehnicilor și tehnologiilor din acest domeniu de activitate fără de care nu se mai poate. Astfel au fost atinse puncte precum un scurt istoric, importanța și actualitatea temei tratate în lucrarea de față, tipuri de rețele.

Capitolul 2 intitulat “Aspecte privind rutarea în rețele ”prezintă cele două tipuri principale de rutare și anume rutarea statică și rutarea dinamică.

Capitolul 3 intitulat “Structura unei rețele organizate pe IP”, prezintă vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvvvvvvvvv.

Capitolul 4 intitulată “VVVVVVVVVVVVVVVVVVVV”, prezintă vvvvvvvvvvvvv bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbvv.

Lucrarea se încheie cu „Bibliografie”.

SUBCAPITOLUL 1.7. SE VA DEFINITIVA LA FINALUL LUCRARII

STRUCTURA UNEI REȚELE ORGANIZATE PE PROTOCOL IP

Generalități. Definiții

Fiecare calculator conectat aparține unei rețele cu componentele căreia poate comunica în orice moment, direct fără alte intervenții. Există însă dispozitive de rețea care au conexiuni la mai multe rețele simultan. Acestea se numesc "gateways". Un pachet ce este primit pe interfața dinspre rețea de un "gateway" poate fi transmis pe cealaltă rețea. Procesul descris se numește "forwarding" iar drumul ales de pachet de la sursă la destinație se numește "rută". Operația de alegerea a unei căi pentru un pachet se numește "rutare".

Definiția ruterului este simplă: un ruter este un calculator conectat simultan la mai multe rețele. Atunci când un ruter primește un pachet pentru o anumită destinație trebuie să decidă pe care dintre interfețele sale să-l trimită.

Pentru calculatoarele care au o singură interfață rutarea este simplă complicându-se mai mult pentru calculatoarele care au două sau mai multe interfețe.

În principal rutarea implică două activități de bază și anume:

determinarea rutei optime – poate fii foarte complexă deoarece crește exponențial cu numărul de noduri ale rețelei:

rute dinamice – pot fi primite de la un router din vecinătate

rute statice – pot fi definite static de către administratorul rețelei.

transportul de pachetele într-o rețea – este relativ ușoară.

Tabelul de rutare

Când se dorește comunicarea cu un calculator care nu este conectat în aceeași rețea locală, pachetul va trebui să treacă prin mai multe gateway-uri pînă la destinație. Întrebarea mereu pusă este care este primul gateway.

Astfel de informații sunt menținute de nivelul IP, într-o tabelă de rutare care descrie pentru fiecare grup de adrese, pe lângă interfața care trebuie utilizată pentru a ajunge la ele și primul router căruia trebuie să-i fie trimise datele. b#%l!^+a? b#%l!^+a?

În figura 2.1 este prezentat un model de tabelă de rutare care conține adresele rețelelor și respectiv porturile routerului asociate acestora, adăugate dinamic sau manual. Protocolul de rutare învață toate rutele disponibile, le salvează în tabelul de rutare pe cele mai bune după care șterge rutele când acestea nu mai sunt valabile.

Fig. 2.1. Tabela de rutare.

Rutere

Tipuri de routere conectate în Internet:

Frunze (A): orice calculator care are o singură interfață este o "frunză". Frunzele trebuie să știe care este router-ul care leagă propria lor rețea de Internet: calculatorul. Acest lucru este de obicei configurat de administratorul rețelei.

Rutere "mici" (B): separă o rețea locală (relativ mică) de restul Internet-ului (toate pachetele care trec dintr-o parte într-alta, trec prin el). Poate fi încă configurat manual. Trebuie să știe care sunt toate frunzele pentru care este responsabil. Schimbă permanent informații despre topologia rețelei cu vecinii săiprintr-un anumit protocol de rutare.

Rutere din backbone (C): sâmburele Internet-ului arată ca o pînză de păianjen care este considerată coloana vertebrală a acestuia fiind formată din trunchiuri de mare viteză ce se încrucișează în rutere. Primesc și trimit informații – fiecare ruter îi va spune celuilalt cu ce calculatoare "frunză" este direct conectat în final raportând routere-lor de backbone acest lucru.

Deoarece sistemele autonome sunt numai un set de rutere, aceasta înseamnă că AS-urile sunt conectate prin legarea unui ruter dintr-un As cu un ruter din alt AS. Din punct de vedere arhitectural, un AS constă dintr-un set de rutere cu două tipuri diferite de conectivitate:

rutere interne – conectează alte rutere din același AS, rulând protocoalele de rutare interioare

rutere de graniță – conectează atât rutere din același AS, cât și rutere din unul sau mai b#%l!^+a?multe AS-uri. Aceste dispozitive răspund de asigurarea traficului între AS-uri și restul interrețelei. Ele rulează atât protocoale de rutare interioare, cât și exterioare.

Fig. 2.2. Reprezentare simplificată a Internetului,

organizat în trei sisteme autonome.

Schema ilustrează o reprezentare simplificată a Internetului, organizat în trei sisteme autonome, fiecare gestionat independent. Comunicația în interiorul AS-ului se face prin protocoalele interioare de rutare, alese de administratorul AS-ului. Comunicația dintre AS-uri b#%l!^+a?se face utilizând același protocol exterior de rutare.

Datorită avantajelor sale, arhitectura bazată pe sisteme autonome a devenit standard pentru rețelele TCP/IP, în speță Internetul. Împărțirea în protocoale de rutare interioare și exterioare a devenit, de asemeni, standard și astăzi prima clasificare a protocoalelor de rutare se face în interioare și exterioare.

Protocolul IP. Modelul TCP/IP și modelul OSI

Protocolul Internet IP – Internet Protocol este protocolul care efectuează mecanismul de livrare nefiabilă, fără conexiuni, a pachetelor. Acest protocol se bazează pe trei definiții importante care caracterizează modul în care calculatoarele și ruterele trebuie să proceseze pachetele, cum și când trebuie generate mesaje de eroare, precum și condițiile în care pot fi eliminate pachetele.

IP definește unitatea de bază pentru transferul de date utilizată în internet cu TCP/IP (precizează formatul tuturor datelor vehiculate într-o rețea internet);

programul IP efectuează funcția de rutare, selectând traseul pe care vor fi trimise datele;

IP include un set de reguli care întruchipează ideea de livrare nefiabilă de pachete.

Protocolul IP este un protocol folosit pentru transmiterea datelor în interiorul unei rețele cu comutație de pachete folosind stiva de protocoale TCP/IP. Stiva TCP/IP este împărtită în 4 mari categorii:

Nivelul Aplicație;

Nivelul Transport;

Nivelul Internet (Rețea);

Nivelul Fizic.

Modelul TCP/IP

Modelul TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) a fost creat de US DoD (US Department of Defence – Ministerul Apărării Naționale al Statelor Unite) din necesitatea unei rețele care ar putea supraviețui în orice condiții. DoD dorea ca, atâta timp cât funcționau mașina sursa și mașina destinație, conexiunile să ramână intacte, chiar dacă o parte din mașini sau din liniile de transmisie erau brusc scoase din funcțiune. Era nevoie de o arhitectură flexibila, deoarece se aveau în vedere aplicații cu cerințe divergente, mergând de la transferul de fișiere pană la transmiterea vorbirii în timp real.

Modelul TCP/IP

Similar cu stiva de protocoale TCP/IP este modelul OSI (Open Systems Interconnection) care definește într-un mod abstract nivelele în care se realizează comunicarea între 2 calculatoare sau stații. [1] În forma lui de bază modelul împarte arhitectura rețelei în 7 straturi sau niveluri care de sus în jos sunt următoarele:

Nivelul aplicație

Nivelul prezentare

Nivelul sesiune

Nivelul transport

Nivelul rețea

Nivelul legăturii de date

Subnivelul LLC (Logical Link Control)

Subnivelul MAC (Media Access Control)

Nivelul fizic

Proiectanții au folosit două căi de abordare pentru a rezolva problema ascunderii detaliilor rețelelor interconectate:

utilizarea programelor de aplicații pentru a face față heterogenității;

ascunderea detaliilor în sistemul de operare.

Primele interconectări de rețele eterogene asigurau uniformitatea prin intermediul programelor de la nivelul de aplicație. În astfel de sisteme, un program de la nivelul de aplicație, executat pe fiecare mașină din rețea, înțelegea detaliile conexiunilor rețelei pentru acea mașină și interopera cu programele de aplicații prin acele conexiuni.

Utilizarea programelor de aplicații în vederea ascunderii detaliilor rețelelor pare naturală la prima vedere, dar o astfel de soluție conduce la o comunicație limitată și greoaie. Adăgarea de noi funcții sistemului înseamnă conceperea unui nou program de aplicație pentru fiecare mașină, iar adăugarea de noi dispozitive în rețea înseamnă modificarea sau crearea de noi programe pentru fiecare aplicație posibilă. Pe o mașină dată, fiecare program de aplicație trebuie să înțeleagă conexiunile rețelei pentru acea mașină, ceea ce duce la multiplicarea instrucțiunilor programului.

Utilizatorii familiarizați cu problemele rețelelor de calculatoare înțeleg că odată cu extinderea interconectării la sute și mii de rețele, nimeni nu mai poate concepe toate programele de aplicații necesare. Mai mult, succesul schemei de comunicație pas-cu-pas impune corectitudinea tuturor programelor de aplicație executate de-a lungul traiectoriei. Dacă un program de pe o mașină intermediară funcționează eronat, sursa și destinația nu mai pot detecta sau remedia disfuncționalitatea. Prin urmare, sistemele care utilizează programe intermediare nu pot garanta o comunicație fiabilă.

Alternativa la interconectarea pe bază de programe la nivelul de aplicație o constituie interconectarea la nivel de rețea. O interconectare la nivel de rețea oferă un mecanism ce livrează pachetele de la sursa originară la destinația finală în timp real.

Comutarea unor mici unități de informație în locul unor fișiere sau mesaje lungi prezintă următoarele avantaje:

schema se potrivește direct cu soluția hardware a rețelei aferente, făcând-o extrem de eficientă;

interconectarea la nivel de rețea separă activitățile orientate pe comunicația de date față de programele de aplicații, permițând calculatoarelor intermediare să facă față traficului din rețea fără a necesita înțelegerea aplicației din care provine;

utilizarea conexiunilor de rețea menține flexibilitatea întregului sistem, făcând posibilă realizarea de programe utilitare de comunicație de uz general;

soluția permite administratorilor de rețele să adauge noi tehnologii de rețea prin modificarea sau adăugarea unui singur nou program la nivelul de rețea, lăsând nemodificate programele de aplicații.

Cheia proiectării unei interconexiuni universale la nivelul de rețea poate fi găsită în conceptul unui sitem abstract de comunicație cunoscut sub denumirea de interconectare de rețele. Conceptul de inter-rețea (internet) este deosebit de puternic. El desparte noțiunea de comunicație de detaliile tehnologice ale rețelelor și ascunde detaliile de la nivelurile inferioare pentru utilizator. Și ceea ce este și mai important, dirijează toate deciziile de proiectare de programe și explică modul cum trebuie tratate adresele fizice și traseele. [3]

Două condiții fundamentale care trebuie sa stea la baza proiectării sistemelor de comunicație:

nici un hardware de rețea nu poate satisface toate restricțiile – este de ordin tehnic. Rețelele locale (LAN) care oferă cele mai mari viteze de comunicație sunt limitate ca întindere geografică, iar rețelele mari (WAN) acoperă distanțe mari dar nu pot oferi conexiuni de mare viteză. Nu există o tehnologie unică de rețea care să satisfacă toate necesitățile, așa încât suntem obligați să luăm în considerație mai multe tehnologii hardware de rețele.

utilizatorii doresc o interconectare universală – este evidentă. Dorința majoră este aceea de a putea să asigurăm o comunicație între oricare două locuri.

În particular, dorim un sistem de comunicație care să nu fie restrâns la granițele rețelelor fizice. Scopul este acela de a construi o interconectare de rețele unificată, cooperantă, care să suporte un serviciu universal de comunicație. În fiecare dintre rețele, calculatoarele vor utiliza facilitățile de comunicație aferente, dependente de tehnologia de realizare a rețelei. Noile programe, inserate între mecanismele de comunicație dependente de tehnologie și programele de aplicație, vor masca detaliile de la nivelurile inferioare și vor face ca mulțimea de rețele să apară ca o unică rețea mare. Doar o astfel de soluție de interconectare de rețele de calculatoare va fi desemnată prin termenul de inter-rețea (sau internet).

Concepția realizării unei rețele internet urmărește tiparul standard de proiectare a sistemelor: cercetătorii schițează facilitățile de calcul de la nivelul superior și apoi folosesc tehnologiile de calcul disponibile, adăugând dedesubt niveluri de programe până când obțin un sistem care să implementeze eficient facilitățile imaginate la nivelul superior.

O problemă esențială este cea privind modul de interconectare al unor rețele pentru a forma o inter-rețea. Soluția are două parți. Din punct de vedere fizic, două rețele pot fi interconectate doar printr-un calculator atașat la amândouă rețelele. Dar o atașare fizică nu asigură efectiv interconexiunea, căci o asemena conexiune nu ne garantează că acel calculator va coopera cu alte mașini care vor să comunice. Pentru a obține o internet viabilă este nevoie de calculatoare care să fie capabile să transporte pachetele dintr-o rețea în cealaltă. Calculatoarele care interconectează două rețele și fac să treacă pachetele dintr-o rețea în cealaltă se numesc rutere.[2]

Pe măsură ce conexiunile din internet au devenit mai complexe, ruterele au necesitat cunoașterea topologiei internet dincolo de rețelele cu care ele se conectau.

În figura 2.3 este prezentat un exemplu, pentru trei rețele interconectate prin intermediul a două rutere, ruterul R1 trebuie să transfere din rețeaua 1 în rețeaua 2 toate pachetele destinate mașinilor atât din rețeaua 2 cât și din rețeaua 3. Pentru o mare internet, compusă din multe rețele, sarcina ruterelor de a lua decizii unde să trimită pachetele devine și mai complexă.

Fig. 2.3. Interconectarea a trei rețele.

Ideea unui ruter pare simplă, dar ea este importantă întrucât ea oferă o modalitate de interconectare a rețelelor, nu doar a mașinilor.

În pofida a ceea ce ne-am aștepta, ruterele – care trebuie să știe cum să dirijeze pachetele către destinația lor – nu sunt mașini mari, cu o suficientă memorie primară sau secundară pentru a memora infrmația despre fiecare mașină din internet cu care este atașat. Ruterele care utilizează tehnica TCP/IP sunt, de regulă, mașini mici, cu hard-disc de mici dimensiuni sau fără și cu o memorie principală limitată. Motivația rezidă în următorul concept: ruterele folosesc rețeaua destinație, nu mașina destinație, când dirijează un pachet. Așadar, cantitatea de informație pe care un ruter trebuie să o dețină este proporțională cu numărul de rețele din internet, nu cu numărul de mașini.

Întrucât, după cum am menționat, TCP/IP este conceput să ofere o interconexiune universală între mașini, indiferent de particularitățile rețelelor la care sunt atașate, utilizatorul vede o internet ca pe o unică rețea virtuală la care sunt conectate toate mașinile, indiferent de conexiunile lor fizice.

Figura 2.4 a arată ceea ce percepe utilizatorul iar figura 2.4 b exemplifică structura rețelelor fizice și a ruterelor ce asigură interconectarea. Această viziune a utilizatorului simplifică detaliile și face ușoară conceptualizarea comunicației.

Firește, în plus față de ruterele ce interconectează rețelele fizice, este necesar un program, pe fiece calculator, care să permită programelor de aplicații să utilizeze inter-rețeaua ca și cum ar fi o unică rețea fizică, reală. [2]

Fig. 2.4. Detalii structuri de rețele.

Avantajele asigurării interconectării la nivelul de rețea:

Întrucât programele de aplicații ce comunică prin intermediul internet nu cunosc detaliile conexiunilor aferente, ele pot fi rulate, fără a fi modificate, pe orice mașină. Deoarece detaliile conexiunilor cu diverse rețele fizice ale fiecărei mașini sunt ascunse în programele pentru internet, doar aceste programe trebuie schimbate când apar noi conexiuni sau dispar unele conexiuni mai vechi. Într-adevăr, este posibil să se optimizeze structura internă a internet prin modificarea conexiunilor fizice fără ca măcar să se recompileze programele de aplicații.

utilizatorii nu trebuie să înțeleagă sau să-și amintească cum se conectează rețelele sau ce trafic poartă ele. Programele de aplicații pot fi scrise astfel încât să comunice indiferent de conectivitatea fizică corespunzătoare. Într-adevăr, administratorii de rețele sunt liberi să modifice părți interioare ale arhitecturii internet aferente fără a fi nevoiți să modifice programele de aplicații în majoritatea calculatoarelor atașate la internet (firește, programul de rețea trebuie reconfigurat când un calculator se mută într-o altă rețea).

Ruterele nu asigură conexiuni directe între toate perechile de rețele (figura 2.4 b). Este posibil ca traficul circulând de la o mașină la alta să traverseze mai multe rețele intermediare. Așadar, fiecare rețea este de acord să manipuleze traficul în tranzit în schimbul dreptului de a trimite trafic în internet. De regulă, utilizatorii nu sunt afectați și nici măcar nu au cunoștință de traficul suplimentar prin rețeaua lor locală.

Adresarea IP

Adresarea IP se referă la modul în care echipamentele de rețea obțin o adresa IP cu care se identifică unic în lume și felul în care adresele IP se împart în general.

O adresa IP este un identificator numeric sau o adresa logică care se atribuie unui echipament ce participă la alcătuirea unei rețele ce folosește protocolul IP pentru comunicarea dintre echipamente și noduri. [1]

Desi o adresa IP este stocata și folosită de echipamente în forma sa binara, ele sunt de obicei afișate într-o forma mai “umană” de genul 185.37.11.22 pentru protocolul IP versiunea 4 și 2001:db8:0:1234:0:567:1:1 pentru protocolul IP versiunea 6.

Rolul adresei IP a fost caracterizat folosind următoarea expresie:

“Un nume indică ceea ce căutam. O adresa indică locul unde se află. O rută indică traseul pe care ajungem acolo” (RFC 760).

Design-ul original al stivei TCP/IP definea adresa IP ca un număr binar pe 32 de biți, sistem care se numește Ipv4.

Protocolul IP are deasemenea rolul de a ruta pachetele de date intre retele iar adresa IP are rolul de a preciza lcoatia sursei si nodul destinatie al respectivului pachet in topologia sistemului de rutare. În acest sens o porțiune a adresei IP este folosită pentru a desemna o subrețea bine stabilită.

O adresa IP poate fi:

privată (pentru a fi folosita într-un LAN – Local Area Network = retea locala);

publică pentru utilizarea ei în internet sau într-un WAN (Wide Area Network – rețea metropolitană).

Specificatiile initiale presupuneau ca fiecare echipament din lume trebuie sa aiba o adresa IP unica. S-a constatat ulterior ca lucrul acesta nu mai era obligatoriu si necesar deoarece retelele private incepusera sa se dezvolte si aparuse problema conservarii adreselor IPv4. S-au definit in acest sens prin RFC 1918 mai multe spatii private de adresare IP care nu pot fi rutate prin internet si care pot fi folosite de oricine atata timp cat nu ies din incidenta unuei retele locate sau private. Acest tip de adrese IP private comunica cu celelalte host-uri din internet cu ajutorul NAT-ului(Network Address Translation).

Datorită creșterii numărului de echipamente conectate la internet, numărul de adrese IPv4 unice scade rapid și de aici intervine nevoia de o noua schemă de adresare numita IPv6 ce folosește adrese binare pe 128 de biți.

Adresele IPv4, denumite în general ș adrese IP folosesc 32 de biti (4 byte sau 4 octeti) ceea ce limiteaza numarul lor la 232 adica 4,294,967,296 de posibile adrese IP unice. Un număr din acest total este rezervat pentru retelele private (aprox 18 mil de adrese) sau pentru adresele de tip multicast (aprox. 270 mil adrese).

IPv6 este un protocol dezvoltat pentru a înlocui IPv4 în Internet. Adresele au o lungime de 128 biți (16 octeți), ceea ce este considerat suficient pentru o perioadă îndelungată. Teoretic există 2128, sau aproximativ 3,403 × 1038 adrese unice. Lungimea mare a adresei permite împărțirea în blocuri de dimensiuni mari și implicit devine posibilă introducerea unor informații suplimentare de rutare în adresă. [4]

Adresele IPv6 sunt scrise de cele mai multe ori sub forma a 8 grupuri de câte 4 cifre hexazecimale, fiecare grup fiind separat de două puncte (:).

De exemplu, 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 este o adresă IPv6 corectă. Dacă unul sau mai multe din grupurile de 4 cifre este 0000, zerourile pot fi omise și înlocuite cu două semne două puncte(::). De exemplu, 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab se prescurtează 2001:0db8::1428:57ab. Această prescurtare poate fi făcută o singură dată, altfel ar putea apărea confuzii cu privire la numărul de câmpuri omise. Plecând de la adresa 2001:0000:0000:ffd3:0000:0000:0000:57ab, prescurtarea 2001::ffd3::57ab ar putea să însemne 2001:0000:0000:0000:0000:ffd3:0000:57ab, 2001:0000:ffd3:0000:0000:0000:0000:57ab, sau altă combinație similară. Zerourile de la începutul unui grup pot fi de asemenea omise, ca de exemplu în adresa localhost ::1.

Rutarea statică și rutarea dinamică

Cele două mari tipuri de rutare care stau la baza tuturor celorlalte tipuri de rutare, sunt:

rutarea statică;

rutarea dinamică

Rutarea statică

Un router care este programat pentru rutare statică expediază pachetele prin porturi predeterminate. După ce routerele statice sunt configurate, ele nu mai trebuie să încerce descoperirea rutelor, nici măcar să comunice informații despre rute. Rolul lor este redus la simpla expediere a pachetelor.

Rutarea statică este bună doar pentru rețele foarte mici, care au o singură cale către orice destinație dată. În astfel de cazuri, rutarea statică poate fi cel mai eficient mecanism de rutare, pentru că nu consumă lărgime de bandă, încercând să descopere rute și să comunice cu alte routere. Pe măsură ce rețelele cresc și apar căi redundante către destinații, rutarea statică devine o sarcină care necesită prea mult efort. Orice modificări în disponibilitatea routerelor sau a echipamentelor de transmisie din WAN trebuie să fie descoperite si programate manual. WAN-urile caracterizate prin tipologii mai complexe, care pot oferi mai multe căi posibile, necesită categoric rutare dinamică. Încercările de a utiliza rutarea statică în WAN-uri complexe, cu mai multe căi, anulează rolul rutelor redundante. [2]

Rutarea dinamică

Ruterele utilizează protocoale cu rutare dinamică pentru a realiza trei funcții elementare:

descoperirea de noi rute;

comunicarea informațiilor despre noua rută descoperită altor rutere;

expedierea pachetelor utilizând acele rute.

Protocoalele cu rutare dinamică se împart în trei mari categorii. Principalele diferențe dintre ele constau în modul în care realizeză primele două dintre cele trei funcții amintite anterior. Singura variantă la rutarea dinamică este rutarea statică.

cu vectori distanță;

cu starea legăturilor;

hibride.

Rutarea cu vectori-distanță b#%l!^+a?

Rutarea se poate baza pe algoritmi cu vectori-distanță (numiți și algoritmi Bellman-Ford), care face ca ruterele să paseze periodic copii ale tabelelor de rutare vecinilor cei mai apropiați din rețea. Fiecare destinatar adaugă la tabelă un vector-distanță (propria "valoare" distanță) și o expediază vecionilor săi cei mai apropiați. Acest proces se desfășoară în toate direcțiile între routerele aflate în imediată vecinătate. Acest proces pas-cu-pas face ca fiecare router sa afle informații despre celelalte routere și să-și dezvolte o perspectivă cumulativă asupra "distațelor" rețelei. De exemplu, un protocol timpuriu de rutare este Routing Information Protocol (protocol de rutare a informațiilor) sau RIP. Acesta utilizează două unități de măsură pentru 2 distanțe ca să determine cea mai bună cale următoare pentru orice pachet. Aceste unități de măsură pentru distanță, tacturile și hopurile, sunt dependente de timp. Tabela cumulativă este apoi utilizată pentru actualizarea tabelelor de rutare ale fiecărui router. La finalul procesului, fiecare router a aflat niste informații vagi despre distanțele până la resursele din rețea. El nu a aflat nimic specific despre alte routere sau despre topologia reală a rețelei. Această abordare poate, în anumite circumstanțe, să creeze probleme de rutare pentru protocoalele bazate pe vectori-distanță. De exemplu, în urma unei căderi în rețea eset necesar ceva timp pentru ca routerele să conveargă spre o nouă înțelegere a topologiei rețelei. În timpul acestui proces, rețeaua ar putea fi vulnerabilă la rutări contradictorii și chiar la bucle infinite. Anumite măsuri de siguranță ar putea să micșoreze aceste riscuri, dar rămâne faptul că performanța rețelei este expusă riscurilor în timpul procesului de convergență. Prin urmare, este posibil ca protocoalele mai vechi care converg lent să nu fie potrivite pentru WAN-urile extinse, complexe.

Rutarea cu starea legăturilor

Algoritmii de rutare folosind starea legăturilor (link-state routing algorithm), cunoscuți colectiv ca protocoale cu preferarea drumului minim (SPF), mențin o bază de date complexă a topologiei rețelei. Spre deosebire de protocoalele cu vectori-distanță, cele folosind starea legăturilor dezvoltă și întrețin o cunoaștere completă a routerelor de rețea, ca și a felului cum b#%l!^+a?sunt interconectate acestea. Această cunoștere este realizată prin schimbarea de pachete cu starea legăturilor (LSP) cu alte routere conectate direct. Fiecare router care a schimbat LSP-uri construiește apoi o bază de date logică utilizănd toate LSP-urile primite. Este utilizat apoi un algoritm "cu preferarea drumului liber", pentru a calcula cât de accesibile sunt destinațiile legate de rețea. Această informație este utilizată pentru a actualiza tabela de rutare. Acest proces este capabil să descopere modificările topologiei rețelei, care ar putea fi cauzate de căderea unei componente sau de mărirea rețelei. De fapt, schimbul de LSP-uri este declanșat de un eveniment din rețea, nu este realizat periodic. Rutarea cu starea legăturilor are două zone parțiale de risc. Mai întâi, în timpul procesului inițial de descoperire, rutarea cu starea legăturilor poate acapara mediile de transmisie ale rețelei, reducând astfel în mod semnificativ capacitatea rețelei de a transporta date. Această degradare a performanței este temporară, dar foarte evidentă. A doua problemă potențială este că rutarea cu starea legăturilor solicită intens memoria și procesorul. Din această cauză, routerele configurate pentru rutare cu starea legătulilor sunt în general mai scumpe.

Rutarea hibridă

Ultima formă de rutare dinamică este hibridizarea. Deși există protocoale hibride deshise, echilibrate, această formă este asociată aproape exclusiv creației brevetate a unei singure companii, Cisco Systems Inc. Acest protocol, EIGRP, a fost proiectat combinând cele mai bune aspecte ale protocoalelor cu vectori-distanță și cu starea legăturilor, fără limitările de performanță sau dezavantajele lor. Protocoalele de rutare hibride echilibrate utilizează unități de măsură vectori-distanță, dar realizează măsurători mult mai precise decât protocoalele cu vectori-distanță convenționale. De asemenea, ele converg mult mai rapid decât acestea din urmă, dar evită suprasarcinile și actualizările cu starea legăturilor. Hibrizii echilibrați nu sunt periodici, ci sunt conduși de evenimente, conservând astfel lărgimea de bandă pentru aplicații reale. [5]

TRANSMISIA DE VOCE ȘI DATE

Servicii de voce

Evoluția rapidă a stațiilor de lucru și a calculatoarelor personale, la platforme cu putere mare de calcul și capacități multimedia, dezvoltarea tehnologiilor de rețea și progresul din domeniul procesării de semnal și al programării, au dus la o explozie a aplicațiilor multimedia de timp real.

Mult timp s-a crezut ca ATM va fi tehnologia de rețea care va integra toate serviciile, considerându-se rețelele deja existente de voce și de date dedicate unui singur serviciu.

S-a dovedit a fi un punct de privire greșit. Astăzi protocolul IP și rețelele bazate pe acesta sunt utilizate pentru un număr mare de aplicații de timp real, cum ar fi audio- sau video-conferințele, jocurile interactive sau difuzarea video.

Transmisia de voce, la fel ca și alte aplicații de timp real, este foarte sensibilă în ceea ce privește timpii de ajungere la destinație ai datelor transmise. Este foarte important să se păstreze aceeași secvență la destinație ca și la emisie; rețeaua ar trebui să aibă o întârziere de transfer cât mai mică, iar această întârziere să fie cât mai constantă.

Așa cum am mai spus protocolul IP moștenește o mare parte din deficiențele sistemului dezvoltat în anii șaptezeci. Astfel, calitatea serviciului variază foarte mult. Sunt momente când ea este rezonabilă dar și momente când devine intolerabilă din punct de vedere al unei aplicații de timp real. Se întâmplă uneori să apară pierderi de pachete de 30-40%, făcând imposibilă o comunicație de voce sau o video-conferință.

Avantajele comunicațiilor VoIP:

Preț foarte scăzut – Utilizarea de circuite comutate pentru transmisia de voce este foarte ineficientă și costisitoare. Se rezervă și se plătește pentru un canal de comunicație care este folosit la mai puțin din capacitatea sa. Pe când prin transmiterea vocii sub formă de pachete se folosește mult mai eficient lărgimea de bandă.

Multitudinea de servicii suplimentare ce se pot oferi – Integrarea a două servicii considerate până nu de mult total diferite – transmisia de date și transmisia de voce – permite oferirea mult mai multor opțiuni. Beneficiari sunt atât utilizatorii cât și operatorii, care își cresc portofoliul și încasările.

Convergența rețelelor – Tendința actuală în proiectarea de rețele este de unificare și înglobare a tuturor rețelelor într-o singură soluție tehnologică. Este chiar ideea care stă la baza dezvoltării Internet-ului. Deși există și alți concurenți foarte serioși (cum ar fi ATM), protocolul IP tinde să unifice la nivel rețea marea majoritate a rețelelor publice.

Dezvoltare graduală– Tehnologia VoIP și rețelele care o folosesc se dezvoltă în paralel cu rețelele existente și folosind structura acestora. Trecerea la VoIP se realizează gradual iar aceasta face să scadă costul de punere în funcțiune a infrastructurii pentru VoIP. Foarte multe companii au dezvoltat rețele de date capabile să preia o mare parte din lărgimea de bandă a comunicaților de voce, ne-fiind necesare investiții suplimentare foarte mari.

În general noțiunea de telefonie în rețele IP (IP Telephony) este privită sub două aspecte diferite:

voce peste IP (VoIP) – se referă la comunicații de voce în rețele, bazate pe protocolul IP, private sau dedicate acestor tipuri de comunicații;

telefonia peste Internet (Internet Telephony) – cel mai frecvent întâlnit în zilele de astăzi, se referă la transmisia de voce peste rețele IP de uz general.

Analiza calității transmisiilor de voce

Calitatea serviciului QoS – Quality of Service este definită de CCIT în E.800 ca fiind efectul colectiv a performanței serviciului care determină gradul de satisfacție al utilizatorului serviciului.

Experiența lungă din telefonia clasică și studiile efectuate de-e lungul timpului au dus la determinarea factorilor ce afectează calitatea convorbirilor telefonice și, mai ales, la determinarea limitelor între care pot varia acești factori fără a fi afectată foarte grav calitatea convorbirii telefonice.

Primii trei cei mai importanți parametrii care afectează cel mai mult calitatea convorbirilor, sunt:

Claritatea

Se referă la fidelitatea lipsa de distorsiuni a semnalului vocal.

În sistemele clasice de telefonie claritatea este afectată direct de atenuarea semnalului și de zgomotul ce se suprapune peste semnalul vocal.

În comunicațiile de voce prin rețele de date nu mai apar atenuarea și zgomotul deoarece vocea este digitizată înainte de transmisie, cel mai important factor fiind pierderea de pachete.

Întârzierea

În rețelele clasice de telefonie, întârzierea este dată de timpul de propagare a semnalului.

În sistemele VoIP întârzierea este dată în principal de timpii de prelucrare a semnalului: timpii de eșantionare, acumulare și codare de la transmisie, apoi timpii de așteptare în cozile ruterelor de pe traseu și timpii de procesare la recepție.

Ecoul

Ecoul este reprezentat de sunetul de la transmițător care se întoarce. Nu este deranjant când nivelul acestuia este foarte scăzut sau întârzierea semnalului este foarte mică. Devine însă foarte supărător pentru nivele mai mari de -25dBm și întârzieri de peste 20-30ms.

Ecoul este cauzat de neadaptarea impedanțelor liniilor de transmisiune sau de interferențele între microfon și receptor. La comunicațiile VoIP, întârzierea suplimentară duce la accentuarea efectului negativ pe care îl are ecoul asupra calității comunicației.

Caracteristici de calitate ale VoIP

Debitul util realizat între transmițător și emițător printr-o rețea IP

Întârzierea de procesare

Aceasta include timpul necesar pentru detecția, procesare și codarea semnalului analogic vocal, comprimarea și pachetizarea acestuia. Ideal, formarea unui pachet IP nu ar trebui să dureze mai mult decât timpul necesar transmiterii unui cadru PCM prin PSTN.

Întârzierea de transfer a pachetului IP între transmițător și receptor

Aceasta depinde de numărul de noduri prin care trece pachetul, fiind suma tuturor întârzierilor de memorare, procesare și comutare.

Rata de erori a unui transfer

Pierderea de pachete

Variația timpului de transfer (jitter-ul)

Modul de comunicație: (semiduplex/duplex)

Proceduri de menținerea QoS

Metodele care pot fi utilizate de către terminale și porți pentru a răspunde la stările de congestie, sunt:

metode care răspund la probleme pe termen scurt – se ocupă de probleme de genul pierderilor sau întârzierilor de pachete. Pe termen scurt sunt trei răspunsuri tipice:

reducerea debitului pentru un timp

reducerea ratei de pachete prin amestecarea fluxurilor audio și video în aceleași pachete

reducerea ratei de pachete prin fragmentarea fluxurilor la nivel de macro-blocuri.

metode care răspund la probleme de durată – se referă la creșterea congestiei rețelelor. Pe termen lung, soluțiile sunt:

reducerea debitului fluxurilor media

întreruperea fluxurilor media mai puțin importante

indicarea congestiei printr-un semnal „ocupat”

Analiza problemelor transmisiilor de voce

Pentru ca o convorbire să se realizeze în parametri, este nevoie ca aceștia să fie meținuți în limite acceptabile.

La ora actuală frecvent este utilizată rețeaua telefonică digitală. Deși linia abonatului rămâne analogică, semnalul este convertit la un flux digital în primul nod de centrală.

Mai multe canale de voce sunt pe aceeași linie de transmisiune folosind o tehnologie numită TDM – multiplexare cu diviziune în timp în care fluxul digital ce reprezintă o singură conversație este împărțit în eșantioane.

Cu această tehnologie digitală, zgomotul care se amestecă cu semnalul original nu influențează calitatea comunicației deoarece semnalele digitale pot fi refăcute. Mai mult, multiplexarea cu diviziune în timp face posibilă comutația digitală. Funcția de comutare poate fi realizată utilizând calculatoarele.

Spre deosebire de telefonia digitală VoIP se confruntă cu destul de multe probleme tehnice deoarece rețelele IP existente nu au fost proiectate să servească aplicațiile în timp real adică aplicații care au limite impuse privind timpul de răspuns.

Cerințele pentru o comunicație voce în timp real de calitate bună, sunt:

întârzierea maximă dus-întors să fie de 200 – 300 ms adică, pe un sens întârzierea nu trebuie să depășească 100 – 150 ms. În plus, în rețelele de date pachetele au de obicei timpi diferiți de propagare, la recepție ele nu mai sunt sincronizate în timp (variația întârzierii este numită jitter). Pentru a compensa jitterul este folosit la recepție un buffer (o memorie tampon), lungimea acestui buffer influențează direct întârzierea dus-întors (deci mărimea bufferului nu poate fi foarte mare). De aceea jitterul trebuie să fie mic astfel încât redarea sunetului la recepție să rămână lină.

pierderea pachetelor trebuie și ea să fie mică, deoarece fluxul de voce este sensibil la pierderea de pachete (pierderea unor pachete duce la pierderea unor bucăți din semnalul primit de la microfonului transmițătorului și astfel redarea la recepție se face cu întreruperi.) Din păcate pierderea de pachete în rețelele IP este corelată deoarece pierderile apar în timpul congestiilor și aceste pierderi continue de pachete reduc substanțial inteligibilitatea vocii.

Pierderea pachetelor

Pierderea pachetelor poate conduce la degradarea calității vocii.

Când sunt doar câteva pachete pierdute, creierul uman este capabil să reconstruiască zonele pierdute, dar dacă numărul pachetelor este mare vocea redată este neinteligibilă, fiind afectată foarte grav claritatea semnalului.

Printre metodele prin care se poate elimina sau diminua problema pierderii pachetelor, amintim:

Îmbunătățirea rețelei

Deoarece fenomenul de aruncare a pachetelor este strâns legat de banda insuficientă a conexiunilor și de viteza de procesare a elementelor de rutare, îmbunătățirea rețelei poate fi o soluție pentru această problemă.

Înlocuirea cu pauze

La destinație conținutul pachetelor este redat, apărând probleme atunci când pachetele a căror informație trebuia redată nu mai sosesc fiind întârziate sau pierdute. Înlocuirea cu pauze rezolvă această problemă prin redarea de liniște în locul informației din pachetele pierdute.

Înlocuirea cu zgomot

Această metodă înlocuiește zonele fără informație cu zgomot.

Repetarea pachetelor

Redarea informației din ultimul pachet recepționat corect, atunci când un pachet lipsește este o altă metodă de a recupera din pagubele produse de pierderea de pachete.

Interpolarea pachetelor

Folosește caracteristicile vocii din pachetele învecinate pentru a estima informația audio ce s-a pierdut. Sunt câteva tehnici de interpolare și studiile în această privință au arătat că această metodă poate avea performanțe mai bune decât cele menționate mai sus.

Întrețeserea eșantioanelor audio pe mai multe pachete

În rețelele cu comutație de pachete fenomenul de pierdere a pachetelor este corelat și astfel nu numai un pachet este pierdut în cazul congestiei ci mai multe pachete consecutive.

Acest fapt degradează calitatea vocii considerabil. Întrețeserea eșantioanelor audio pe mai multe pachete poate reduce acest efect. Această metodă este totuși limitată de întârzierea pe care o produce o astfel de prelucrare a semnalului vocal.

Transmisie redundantă

Informația dintr-un pachet este în mod redundant transmisă în pachete consecutive. În cazul în care pachetul original este pierdut, acesta poate fi refăcut din pachetele următoare. Dezavantajul este încărcare suplimentară pricinuită în acest mod.

Întârzierea pachetelor

Întârzierile de lungă durată provoacă intrarea participanților la o conversație într-un mod de comunicație half-duplex, adică unul dintre ei vorbește și ceilalți așteaptă un timp pentru ca să fie siguri că vorbitorul a terminat ce are de zis. Dacă timpul de așteptare este ales în mod eronat, pot exista doi sau mai mulți vorbitori care încearcă sa vorbească în același timp.

Întârzierile de lungă durată provoacă un efect păgubos și din cauza ecoului care face ca vorbitorul să-și audă propria sa voce după un timp după ce a terminat de vorbit. Cerințele exacte în privința întârzieri nu pot fi date din cauză că este un fenomen subiectiv, dar există anumite limite.

Pe măsură ce întârzierea crește interlocutorii încep să vorbească în același timp sau se confruntă cu un ecou deranjant, iar calitatea convorbirii scade în mod drastic. Totuși, întârzieri între 150 și 400ms sunt acceptate pentru convorbiri între persoane aflate la mare distanță.

Factorii care provoacă întârzierea sunt:

Întârzierea produsă de codec-uri

Funcția principală a unui codec este de a digitaliza semnalul vocal analog, dar și de a realiza o compresie pentru a reduce necesarul de bandă. Întârzierea este compusă din timpul necesar prelucrării eșantioanelor ce intră într-un singur pachet și din timpul necesar observării eșantioanelor următoare pentru a exploata anumite corelații ce ar putea apare. Timpul necesar decodării este de obicei jumate din timpul necesar codării deci la recepție întârzierea produsă este mai mică decât cea produsă la transmisie.

Întârzierea din cauza transmisiei

Reprezintă timpul necesar pentru a pune un pachet pe linia de transmisiune și este determinat de debitul liniei și de mărimea pachetului.

Întârzierile cauzate de propagare

Reprezintă timpul necesar pentru ca semnalul să ajungă de la un punct al rețelei la celălalt și este determinată de viteza lumini. Acest timp devine important dacă distanțele între puncte este mare cum ar fi cazul legăturilor prin satelit.

Jitterul

Reprezintă variația duratei de timp între pachetele primite la recepție. Poate fi definit și ca variația întârzierilor la care sunt supuse pachetelor.

Apare mai ales din cauza întârzierilor produse de cozile de așteptare, dar poate proveni si din faptul că pachetele pot parcurge trasee diferite. Pentru a-l compensa, la recepție, se folosește un buffer în care sunt ținute primele pachetele sosite pentru o durată de timp definită înainte ca informația conținută să fie redată.

Întârzierea produsă de acest buffer se adaugă la întârzierea totală deci pentru a avea o comunicație de calitate trebuie să avem de asemenea un jitter mic. În mod ideal, dimensiunea buffer-ului este aleasă în mod dinamic în concordanță cu situația rețelei. De obicei dimensiunea buffer-ului este de 50 – 100ms.

Telefonia clasică

În telefonia clasică, numită și cu comutație de circuite, s-a plecat de la nevoia de a stabili un canal de comunicație bidirecțional între cele două părți implicate într-o conversație. Cum, evident, nu se putea face o interconectare totală a tuturor abonaților la acest serviciu, s-a optat pentru o structură ierarhizată.

Realizarea unei convorbiri presupune stabilirea și menținerea unui canal fizic între cei doi abonați pe toata durata conversației. Acest canal este format dintr-o secvență de legături fizice între nodurile din rețea. Pe fiecare din această legătură fizică se alocă pentru conversație un canal logic dedicat conexiunii. Se realizează astfel un canal transparent utilizatorilor, un “circuit” temporar. De aici și numele tehnologiei – comutație de circuite.

Comunicația printr-o rețea de telefonie clasică implică trei faze:

Stabilirea circuitului (realizarea conexiunii). Înainte de a se comunica este necesar să se stabilească un circuit complet, capăt-la-capăt.

Transferul informației (comunicația propriu-zisă). După stabilirea căii de comunicație este posibilă transmisia efectivă a informației.

Eliberarea circuitului (deconectarea). La încheierea conversației (de obicei la inițiativa uneia din părți) este necesar să se elibereze toate canalele ce fuseseră rezervate pentru conexiunea respectivă.

O astfel de comutație de circuite este destul de ineficientă. Întreaga capacitate a unui canal este dedicată pe durata conexiunii, chiar dacă uneori nu se transmit informații. Totuși rețelele clasice de telefonie, bazate pe comutația de circuite, oferă avantajul că, în afară de întârzierea datorată stabilirii conexiunii, rețeaua este transparentă față de utilizatori. Informațiile se transmit cu un debit constant fără alte întârzieri decât cele necesare propagării semnalului electric. Întârzierile în noduri sunt neglijabile.

Comutația de circuite a fost dezvoltată special pentru comunicațiile de voce, chiar dacă ulterior a fost utilizată și în transmisiunile de date. Rețeaua publică de telefonie (PSTN – Public Switched Telephone Network) a fost proiectată având în vedere necesitatea de bază a traficului de voce: întârzieri cât mai mici în transmisie și mai ales lipsa variațiilor întârzierii. Acestea sunt cele mai importante aspecte pentru ca o conversație între două persoane să se desfășoare normal. În plus, calitatea semnalului recepționat trebuie să fie suficient de bună pentru a permite o minimă inteligibilitate.

Rețelele telefonice cu comutație de circuite s-au dezvoltat foarte puternic pentru ca erau foarte potrivite pentru comunicațiile analogice de voce; odată cu extinderea digitalizării ineficiențele lor au început să devină din ce în ce mai aparente.

Rețele IP

O alternativă la comutația de circuite (telefonia clasică) o reprezintă comutația de pachete care se bazează pe transmiterea informațiilor sub formă de pachete de dimensiuni mici. În cazul în care se dorește trimiterea unei cantități mai mare de date, aceasta este împărțită în mai multe pachete. Fiecare pachet conține o parte din mesaj și niște informații de control.

Aceste informații de control sunt necesare pentru ca rețeaua să cunoască cum să conducă informația până la destinație. În fiecare nod pachetele sunt recepționate, stocate temporar local și apoi transmise mai departe, către alt nod.

Problema se pune cum poate ști rețeaua cum să trateze un flux de pachete pe care încearcă să le direcționeze către destinație. În acest sens există două abordări utilizate frecvent:

Stilul datagramă. Fiecare pachet este tratat independent de celelalte. Astfel, pachete cu aceeași destinație pot urma rute diferite. Este posibil ca ordinea lor în timp să se modifice la recepție față de cea de la transmisie. Intră în atribuțiile destinației să știe să re-aranjeze secvența de pachete, pe baza informațiilor de control.

Stilul circuit virtual. În acest caz ruta pe care o vor urma pachetele este stabilită înainte de transmisie. Emițătorul transmite un mesaj special de control, o cerere de conexiune iar receptorul răspunde cu un mesaj de acceptare a conexiunii urmând ca pachetele de date să urmeze toate ruta stabilită în acest mod.

Deoarece ruta este fixă pe durata unei conexiuni logice, acest stil se aseamănă foarte mult cu comutația de circuite, de aici și numele de circuit virtual. Fiecare pachet va conține acum identificatorul circuitului virtual corespunzător și fiecare nod va ști care este modul în care să trateze astfel de pachete, fără a mai fi nevoie să se ia o decizie la direcționare. Conexiunile astfel realizate pot fi întrerupte dacă una din părțile implicate trimite un mesaj de eliberare.

Avantajele abordării bazate pe datagrame:

se renunță la o procedură de stabilire a conexiunii. Astfel, pentru un transfer ce implică un număr mic de pachete, datagramele se livrează mai repede decât prin circuit virtual.

fiabilitatea mai mare în cazul transmiterii de datagrame. Astfel, defectarea unui nod al rețelei duce la întreruperea completă a circuitelor virtuale ce treceau prin acel nod și la pierderea tuturor pachetelor transmise pe acele circuite virtuale, în timp ce, în cazul datagramelor, acestea pot găsi rute alternative.

Servicii oferite de sistememe de comunicație voce

Servicii clasice oferite de sistemele de comunicație de voce

Operatorii de telefonie clasică oferă o serie de servicii suplimentare (fie că sunt incluse sau nu în costul serviciului de bază) printre care sunt de menționat:

apelurile în așteptare

teleconferință

restricționarea apelurilor

redirectarea apelurilor (condiționată sau nu)

mesageria vocală

identificarea apelantului/ ascunderea identității

serviciul de mesaje scurte (SMS – Short Messages Service)

În plus față de acestea, există o serie de companii care oferă servicii ce derivă din sau utilizează serviciile operatorului:

conectarea la Internet prin dial-up – actual se regăseste foarte rar

operații bancare sau tranzacții pe piețele de capital prin serviciul de mesaje scurte (SMS)

servicii cu valoare adăugată apelabile prin telefon (numere cu taxare specială sau numere fără taxă)

Servicii noi oferite de sistemele de comunicație VoIP

VoIP asigură avantajul integrării comunicațiilor de voce cu cele de date. Pe lângă tarifele reduse la serviciul de voce utilizatorul va beneficia și de o serie de servicii suplimentare. Posibilitățile sunt în acest caz mult mai mari decât cele oferite de sistemul clasic de telefonie.

Filtrarea apelurilor – deși există servicii de restricționare a apelurilor și în telefonia clasică, posibilitățile și opțiunile oferite de VoIP sunt mai avansate.

Teleconferință avansată – spre deosebire de serviciul de teleconferință din rețelele clasice de telefonie, telefonia VoIP permite realizarea de teleconferințe cu un număr mai mare de participanți.

Conținut suplimentar (date, video) – Integrarea serviciilor de voce cu cele de date permite transmiterea de conținut suplimentar. În cadrul convorbirii VoIP unul dintre utilizatori poate transmite fișiere, imagini sau o înregistrări video către partenerul/partenerii de discuție.

Efectuarea apelurilor de voce de pe pagini web – este un serviciu foarte util în special pentru magazinele virtuale. Utilizatorul care vizionează informațiile poate stabili o legătură VoIP cu unul dintre consultanții firmei pentru primi mai multe detalii.

Whiteboard – De multe ori comunicația verbală nu este suficientă într-o convorbire. Serviciul whiteboard permite ca utilizatorii să partajeze o arie comună în care se pot desena diverse schițe.

Adresă/număr de telefon independent de locație – este un avantaj foarte important al comunicațiilor VoIP. Spre deosebire de telefonia clasică, unde identificare utilizatorilor se făcea în funcție de numărul de telefon care, la schimbare locației utilizatorului se schimba (în special pentru rețelele fixe de telefonie), în VoIP identificare utilizatorului se face printr-o adresă (asemănătoare celei de la serviciul E-mail) care se poate păstra și când utilizatorul își schimbă locația.

Tendințe în comunicații voce

VoIP reprezintă abilitatea de a face convorbiri telefonice și de a trimite faxuri peste o rețea bazată pe protocolul IP ce reușeșete să asigure o anumită calitate a serviciului (QoS) și cu un raport cost/beneficii superior.

Producătorii și dezvoltatorii de echipamente văd o oportunitate de a inova și de a concura. Companiile de servicii de Internet (ISP) văd acum posibilitatea de a concura cu vechile companii de telecomunicații și în domeniul voce. Utilizatorii sunt interesați de integrarea serviciilor de date și voce cu scopul reducerii cheltuielilor.

Deși pare foarte atractivă, tehnologia VoIP nu s-a dezvoltat în așa măsură încât să poată înlocui cu succes serviciile și calitatea oferite de vechea rețea PSTN. În primul rând trebuie să fie clar că tehnologia VoIP va fi într-adevăr mai eficientă. Pentru a concura cu vechea rețea PSTN , întregul cost al operației de trecere către VoIP trebuie să fie scăzut.

O altă aplicație imediată pentru telefonia IP va fi transmisia în timp real de fax-uri. Calitatea transmisiei fax este periclitată în general de întârzierile din rețea, compatibilitatea echipamentelor și calitatea semnalului analogic. Pentru transmisia de fax peste rețelele cu comutație de pachete avem nevoie de o interfață pentru conversia datelor sub formă de pachete, pentru conversia semnalizărilor și a protocoalelor de control și pentru a asigura transmisia datelor scanate în perfectă ordine. Pierderile de pachete și întârzierea cap-la-cap este mai critică decât în cazul aplicațiilor de voce.

Multe alte aplicații au fost gândite pentru a fi implementate de telefonia peste IP. De exemplu, mesajele de voce pot fi făcute folosind un telefon și apoi livrat unei căsuțe integrate voce/date folosind serviciile Internet sau intranet. Documentele de voce, fișierele multimedia pot deveni în scurt timp standarde pentru munca la birou în viitorul apropiat.

Principalele motive pentru dezvoltarea telefoniei peste IP pot fi rezumate astfel:

Reducera costurilor – vor apărea reduceri mari de cheltuieli mai ales pentru apelurile la mare distanță ceea ce este foarte important pentru companii, mai ales pentru companiile ce activează pe piețe internaționale.

Simplificarea – o rețea integrată voce/date permite o mai mare standardizare și un necesar mai redus de echipamente.

Aplicații avansate – Beneficiile pe termen lung al telefoniei IP includ suport pentru aplicații multimedia și multiservicii, ceea ce telefonia clasică actuală nu poate oferi.

Creșterea pieței VoIP se așteaptă să fie mare în următorii 5 ani. Estimările dau o creștere de aproximativ 132% pentru echipamente în perioada 1997- 2002 cu o piață de aproximativ 3,16 miliarde dolari în 2002. Beneficiile anuale din partea echipamentelor de fax în 2000 au ajuns la 100 milioane dolari față de 20 milioane în 1996.

Sisteme de comunicații prin satelit

Avantajele utilizarii transmisiilor prin satelit:

este un sistem dual în care utilizatorii serviciilor convenționale terestre mobile vor putea comuta pe serviciul de satelit când se află în afara ariei de acoperire a rețelei clasice.

legătura prin intermediul satelitului poate furniza rute pentru apeluri blocate în rețeaua terestră datorită unor posible umbriri de către diverse structuri geografice.

utilizatorii vor putea să emită și să recepționeze apeluri ori pe calea celulelor terestre ori, în absența acestora, direct prin satelit.

sisteme globale multifuncționale – interfețe între toate sistemele terestre mobile existente: GSM, AMPS, NMT, DCS, IS-95.

în afara comunicațiilor vocale se realizează comunicații de date, paging, fax prin implementarea unor porturi de date externe și buffere interne de memorie.

este un sistem global care cuprinde și accesul la Internet, videoconferințe precum și multimedia.

INMARSAT – International Maritime Sattelite Organization

Scurt istoric

INMARSAT – International Maritime Sattelite Organization fondată în 1979 cu scopul de a asigura comunicații mobile prin satelit pentru utilizatori maritimi.

Servicii ca: voce, date, telex la cerere între vase maritime și rețele de telecomunicații internaționale prin intermediul unei Stații Terestre de Coastă (CES).

În prima fază au fost închiriați sateliți de la COMSAT (trei sateliți MARISAT) și de la ESA (doi sateliți MARECS) iar mai târziu trei sateliți INTERSAT V.

Comunicația sateliți – utilizatori în banda L 1,6 (1,5) GHz iar comunicația cu stația de sol în banda C 6 (4) GHz

1988 – au inclus și servicii pentru aeronave;

1989 – se adaugă și servicii mobile terestre;

1994 INMARSAT devine Internațional Mobile Sattelite Organization.

1994 existau 31.628 terminale (maritime) 20506 (terestre) 981 (aero).

Pentru a răspunde solicitărilor de servicii este dezvoltată propria generație de sateliți:

INMARSAT 2 (4 sateliți – 1990-1992)

INMARSAT 3 (5 sateliți – 1996 …)

INMARSAT 3 foloseste sateliți cu putere de 8 ori mai mare decât INMARSAT 2 – deci terminalele de abonat sunt mai mici, mai ușoare și mai ieftine. INMARSAT 3 are un fascicul global și cinci fascicule mici între care puterea și banda de frecvență pot fi realocate dinamic funcție de trafic.

Gama de terminale maritime, terestre este foarte variată. Evoluția terminalelor și serviciilor a condus la existența a 6 variante menționate mai jos:

INMARSAT – A

INMARSAT – B

INMARSAT – C

INMARSAT – M

INMARSAT – Aero

INMARSAT – P

INMARSAT –A

este varianta analogică pentru serviciul INMARSAT;

oferă servicii telefonice cu formarea directă a numărului, date, telex fax și postă electronică. Folosesc antene parabolice cu diametrul de cca 1m;

pot fi folosite pentru a asigura servicii de monitorizare a flotei, videoreferință (64Kbps), schimburi de date pentru a trimite documentele în avans la autoritățile portuare;

are terminalele montate în containere de dimensiunea unei valize cu antenă ce se poate împacheta și pot servi pentru comunicații mobile terestre. În acest caz se pot realiza și transmisiuni de date cu ajutorul unor modemuri în banda vocală cu viteze de până la 9,6 Kbp.

pot asigura și transmisiuni de date de viteză mare care poate servi la schimburi de fișiere mari, difuzare audio de calitate si transfer video lucrând în regim simplu sau duplex.

INMARSAT – B

este varianta digitală pentru INMARSAT-A;

oferă următoarele servicii:

Comunicații telefonice de bună calitate;

Telex

Date de viteză medie si mare

Fax

lucrează cu consum mai mic decât INMARSAT A.

INMARSAT –C

terminale care pot asigura mesaje memorate și transmise mai departe; Fax, E-mail

pot fi utilizate pe vase mici sau pe țărm sub forma unor valize mici;

poate servi și pentru transmisiuni de date de localizare, viteză, dirijare, rezervă de combustibil, consum de combustibil etc.

pot fi incluse în rețelele de siguranță (Safety NET) pentru analiza vremii, avertismente și predicții.

sunt adecvate și pentru achiziția de date de supraveghere, control (SCADA – Aplicații tipice – monitorizarea nivelului râurilor, colectare date despre vreme supraveghere conducte petroliere).

INMARSAT – M

sunt terminale compacte (ca o valiză mică) care pot asigura:

Transmisii vocale la 6,4 Kbps.

Date la 2,4 kbps

Fax

sunt recomandabile în locuri izolate sau rurale pentru a se realiza un sistem de comunicație fără fir.

INMARSAT – AERO

sunt terminale care asigură servicii de interconectare între nave aeriene și rețeaua telefonică publică comutată.

pot asigura:

Voce la 9,6 kbps.

Antene directive cu câstig de 12dB;

există și un sistem cu antene omnidirecționale pentru date de viteză redusă (600bps)

Din 1994 – marile companii au echipamente de comunicaii INMARSAT. Ulterior acestea au fost diversificate prezentând patru subvariante (C,H,I,L)

INMARSAT – P (ICO)

în 1995 se înființează compania ICO – Global Communications Ltd.

în 1996 au început studiile privind posibilitatea realizării unor terminale de mână. Proiectul prevede folosirea a 12 sateliți MEO (ICO) la 10335 km: două plane orbitale înclinate la 45°față de ecuator.

asigurarea serviciilor începe în jurul anului 2000;

oferă serviciile:

Transmisiuni vocale de bună calitate cu mod de lucru dual (celular – satelit);

Date în regim duplex la rate 2,4 kbps sau mai mari;

Fax

Paging global

Servicii de radionavigație

putere medie transmisă de cca 0,25W la o medie pe durata a 6 minute;

Frecvențe folosite:

pentru recepție: banda L – 1,610 – 1,626Khz

pentru emisie: banda S – 2,48 – 2500GHz.

IRIDIUM

Sistemul IRIDIUM a fost propus și dezvoltat de consorțiul Motorola. Este finanțat de o asociație internațională de companii industriale și de telecomunicații care au cumpărat drepturile de la Motorola.

Operațional din 1998 și viabil în viitor, consta inițial într-o constelație de 66 sateliți la o înălțime de 785 km, cu 6 planuri orbitale înclinate la 86,4°. Pentru orice terminal de pe suprafața globului un satelit este permanent vizibil la cel puțin 8°deasupra orizontului.

Fiecare satelit folosește trei antene pentru a acoperi solul cu 48 de fascicule, diametrul fiecărui fascicul fiind de 600km. Cei 66 de sateliți asigură 3168 celule dintre care numai 2150 trebuie să fie active pentru a acoperi suprafața globului.

Când satelitul se mișcă utilizatorul întâlnește fascicule adiacente aproximativ o dată pe minut. Banda de frecvențe alocată pentru trafic este L- 1610…1626,5MHz.

Fasciculele vecine folosesc frecvențe diferite. Frecvențele sunt refolosite în fascicule neadiacente. Banda alocată este divizată în 12 subbenzi și fiecare subbandă este reutilizată de patru ori pe fiecare satelit. Fiecare fascicul poate asigura 80 de canale deci în total 2150×80=172000 canale.

Permite accesul multiplu: TDMA/FDMA cu viteza de 50kbps. Se pot asigura transmisiuni duplex:

Voce, la 4800bps

Date, la 2900bps

Legăturile între sateliți și între sateliți și stația de control de la sol respectiv cu stațiile poartă, sunt realizate în banda Ka. Se lucrează cu viteze mari putându-se asigura transmisiunile asociate inițierii apelurilor, transferului și controlului comunicației. Există mai multe stații poartă pentru conectarea la rețeaua publică. Acestea folosesc antene parabolice cu câstig mare pentru a urmări sateliții.

Terminalele de abonat sunt terminale de mână sau terminale de pager de buzunar. Fiecare satelit poate asigura 100 de căi telefonice, prelucrările apelurilor având la bază, standardul GSM.

Fig. 4.1. Constelația IRIDIUM.

BIBLIOGRAFIE

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

Peter Norton, Dave Kearns, Retele de Calculatoare, Editura Teora, 1999

Andrew S. Tanenbaum,Retele de Calculatoare, ediția a 4-a, editura Byblos ,2009

Cisco Systems: http://www.cisco.com/

Ion Banica, Retele de comunicatii intre calculatoare, Editura Teora, 1998

RFC 1058, Routing Information Protocol, C. Hendrik, The Internet Society (June 1988) b#%l!^+a?

RFC 1388, RIP Version 2 – Carrying Additional Information, G. Malkin, The Internet Society (January 1993)

RFC 2453, RIP Version 2, G. Malkin, The Internet Society (November 1998)

RFC 2082, RIP-2 MD5 Authentication, F. Baker, R. Atkinson, The Internet Society (January 1997)

RFC 3630 Traffic Engineering (TE) Extensions to OSPF Version 2. The Internet Society. OSPF TEextensions. Retrieved 2007-09-28

Berkowitz, Howard,OSPF Goodies for ISPs, North American Network Operators Group NANOG 17, Montreal, 1999

http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/index.htm

Cisco Systems (2005-08-10), Introduction to EIGRP, Document ID 13669, retrieved 2008-04-27

Cisco Systems (2005-09-09), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, Document ID 16406, retrieved 2008-04-27

Cisco Systems (n.d.), Internetworking Technology Handbook: Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), retrieved 2008-04-27

RFC 2858, Multiprotocol Extensions for BGP-4, T. Bates et al.,June 2000

RFC 5065, Autonomous System Confederations for BGP, P. Traina et al., February 2001

RFC 2842, Publicarea capabilităților în BGP-4, R. Chandra & J. Scudder, mai 2000

RFC 4456 – Reflecția rutelor BGP: O alternativă la Internal BGP (iBGP) fiecare cu fiecare, T. Bates et al, aprilie 2006

Quoitin, Bruno; Steve Uhlig (November 2005). "Modeling the Routing of an Autonomous System with C-BGP". IEEE Network Magazine 19 (6)

David Kotfila, Joshua Moorhouse, Ross Wolfson, CCNP Building Scalable Internetworks (BSCI 642-901) , Edit. Cisco Press, Dec 2007

CCNP ROUTE 642.902, Official Certification Guide, Edit. Cisco Press, Feb 2010

CCIE -Troubleshooting IP Routing Protocols, Edit. Cisco Press, Feb 2010

A. Tanenbaum, ” Retele de Calculatoare”, Ed. Agora, 1998.

Peter Norton, Dave Kearns, “Retele de Calculatoare”, Editura Teora, 1999

http://docstore.mik.ua/orelly/networking/tcpip/index.htm

Andew S. Tannenbaum: „Rețele de calculatoare”, ediția a patra, editura Byblos s.r.l., 2003

Olivier Hersent, David Gurle, Jean-Pierre Petit: „IP Telephony”, editura Pearsons Educations Limited, 2000

Recomandarea H.225.0.v4 a ITU-T: „Call signalling protocols and media stream packetization for packet based multimedia communication systems”, ITU-T, 1999, disponibilă la http://www.packetizer.com/iptel/h323/

Recomandarea H.245.v7 a ITU-T: „Control protocol for multimedia communications” , ITU-T, 2000, disponibilă la http://www.packetizer.com/iptel/h323/

RFC 2326, H. Schulzrinne, Columbia U. și alții: „Real Time Streaming Protocol (RTSP)”, aprilie 1998, http://www.ietf.org/rfc/rfc2326.txt

Carden, Philip : „Building Voice over IP”, http://www.networkcomputing.com/netdesign/1109voip.html

PROTOCOLS.COM: „Voice over IP(VoIP)”, http://www.protocols.com/papers/voip.htm