Современные тенденции развития информационно-вычислительных сетей

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения компьютерной техники и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам – распределённым вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.

Сегодня мы являемся свидетелями смены основной информационной среды общества. Удельные объемы информации, получаемой обществом по компьютерным сетям возрастают из года в год, в то же время объёмы информации получаемые традиционными информационными каналами (радио, телевидение, печать) неуклонно снижаются. Можно сказать, что традиционные средства распространения информации интегрируются в компьютерные сети. Примеры тому – радио и теле вещание в информационно вычислительных сетях, газеты в электронном виде.

Наиболее перспективные, территориально распределенные многомашинные вычислительные сети (вычислительные системы) - ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций, передача голоса и информационно-справочные системы. И главными требованиями к информационно вычислительным сетям становятся скорость передачи данных и надёжность всей инфраструктуры в целом. Уходят в прошлое такие технологии как ADSL , появляются новые ориентированные на волоконно-оптическую и беспроводную среду передачи данных.

Потребность в увеличении пропускной способности на уровне доступа (проблема т.н. «первой мили») приобретает первоочередную важность. Это объясняется тем, что уже сегодня одной семье могут понадобиться, к примеру, четыре канала телевидения высокой четкости или широкоэкранное цифровое изображение . Стандарт IEEE802.3avпредставляет собой расширение стандарта 802.3ah,EFM . Ратифицированный в 2009 г. он определяет технологию 10 Гбит/с EPON. Между коммутационным узлом и домашней сетью развертывается распределительная сеть, по которой через оптическое волокно подается 10 Гбит/с для 32 домохозяйств.

Продуктовая линейка D-Link включает различные продукты GE-PON, в том числе коммутатор GE-PON DPN-3012-E, а также абонентские(оконечные) устройства с одним или несколькими портами. Серии DPN-301(DPN-301/L/T) и DPN-304 (DPN-304/L/T) поддерживают дальность передачи до 10кмили 20км. DPN-301/T, DPN-304/T обеспечивают дальность передачи по оптическому кабелю до 10км, в то время как DPN-301L, DPN-304L – до 20км. DPN-301T также поддерживает подключение CATV.

Рисунок 115 . DPN-3012-E

Рисунок 116 . DPN-304

Для того чтобы удовлетворить потребность в еще большей пропускной способности, в ноябре 2006 г. проектная группа IEEE P802 учредила «группу исследования высоких скоростей» (High Speed Study Group), которая в декабре 2007 г. под эгидой рабочей группы IEEE 802.3ba получила «запрос на авторизацию проекта» (Project Authorization Request, PAR) о разработке стандарта Ethernet на 40/100 Гбит/с со следующими задачами:

· поддержка исключительно полнодуплексного режима;

· поддержка обоих форматов кадров (CSMA/CD иEthernet V2.0);

· сохранение минимальной и максимальной длины кадров;

· поддержка оптических транспортных сетей (OpticalTransport Network, OTN);

· скорость передачи данных 40 и 100 Гбит/с.

Результатом деятельности проектной группы IEEE P802, стало принятие этого стандарта в 2010 году.

В области беспроводных технологий передачи данных, организация IEEE объявила о планах по разработке стандарта 802.11ac для Wi-Fi,который обещает стать одним из ключевых нововведений в сфере беспроводной передачи данных в ближайшие два года. Ожидается, что новый стандарт, будет использовать каналы шириной 80 МГц или даже 160 МГц. В перспективе разработка сможет обеспечить пропускную способность эквивалентную Gigabit Ethernet: 1Гбит/c, что более чем в три раза превышает характеристики недавно утвержденного стандарта 802.11n (600 Мбит/c). На данный момент проект находится на стадии обсуждения. Предположительно испытания начнутся в конце 2011 года, а окончательное утверждение стандарта произойдет в декабре 2012.

Вместе с тем пока Wi-Fi только планирует подобраться к отметке 1 Гбит/с, организация Wireless Gigabit Alliance, ответственная за продвижение беспроводной 60-ГГц технологии, уже заявила о завершении работ над первой версией спецификации WiGig(802.11ad). Новый стандарт предусматривает более чем в десять раз большую пропускную способность по сравнению с самыми быстрыми современными сетями Wi-Fi. При этом, что немаловажно, сохранена обратная совместимость с существующими на рынке Wi-Fi устройствами.

Несмотря на высокую производительность технологии WiGig, она уступает современному Wi-Fi по дальности действия. Если Wi-Fi в помещениях позволяет связывать устройства на расстоянии в несколько десятков метров, то WiGig гарантирует качественное соединение на расстоянии всего 10 метров. Впрочем, во многих случаях этого может оказаться вполне достаточно для организации домашней беспроводной сети.Напомним, недавно представленный стандарт WHDI 1.0 имеет дальность связи в тридцать метров, но его максимальная скорость передачи данных не превышает 3Гбит/с.

Кроме того организация WHDILLC заявила о завершении работ над спецификацией беспроводного интерфейса Wireless Home Digital Interface (WHDI). Новый стандарт предусматривает передачу высококачественного несжатого видео 1080p/60 Гц на расстояние до ста футов (более тридцати метров), при этом стены – не помеха. WHDI позволяет пользователям строить беспроводные HD-сети у себя дома и наслаждаться новейшими интерактивными сервисами. Источниками видео высокого разрешения, которое передается на телевизоры (а их в квартире может быть несколько), могут выступать самые разнообразные устройства, включая настольные персональные компьютеры, ноутбуки и нетбуки, смартфоны, карманные плееры.Подключение устройств с логотипом WHDI удобное и простое, и не требует прокладки кабелей.

Спецификацией предусмотрена пропускная способность сети до трёх гигабит в секунду в 40-МГц полосе 5-ГГц диапазона.Задержка сигнала составляет менее одной миллисекунды. Также в WHDI предусмотрена поддержка защиты контента HDCP 2.0.

Разработчики перспективных технологий кроме увеличения пропускной способности информационно вычислительных систем стремятся повысить эффективность их использования. С этой целью, например, разработан стандарт 802.3az , энергоэффективные сети Ethernet (Energy Efficient Ethernet). Лавинообразно растущий сетевой сегмент может внести значительный вклад в экономию энергии. Суть идеи заключается в переводе соединений в режим низкого энергопотребления (Low Power), когда передавать данные не требуется. Режим LowPower реализуется путем уменьшения скорости передачи вплоть до нуля. И хотя этот стандарт официально ратифицирован в октябре 2010 года, многие производители сетевого оборудования учли его требования в своих новых продуктах.

В частности, компания D-Link реализовала данный стандарт на семействе гигабитных коммутаторов под маркой «Green Ethernet».

Рисунок 117 . DES-1210-28