О мультиплексорах для линий sub-T1 (56 кбит/с) - как возможном средстве междугородной телефонной связи
PC Magazine/RE logo
(С) СК Пресс 5/96
PC Magazine, February 6, 1996, p. NE1

Разделяй и властвуй

Лес Фрид


Сейчас ваша фирма по коммуникационным возможностям может приблизиться к уровню крупных корпораций. Арендованная линия класса sub-T1 плюс недорогой мультиплексор и эффективная связь обеспечена.

Если у вашей фирмы несколько офисов расположенных в разных местах вы, возможно, напрасно тратите деньги - и немалые - на оплату счетов за услуги связи. Обычно в таких случаях используют арендованную линию для обмена данными и взаимодействия между офисными ЛВС, но при этом нередко по-прежнему полагаются на коммутируемые аналоговые телефонные линии для речевой и факсимильной связи между головным и периферийными офисами. Междугородные телефонные вызовы непомерно дороги, особенно в основное рабочее время. Арендованные линии представляют собой сравнительно недорогую альтернативу, но до настоящего времени требовались отдельные линии для речевой/факсимильной связи, передачи цифровых данных и сетевого трафика. Затраты и неудобства, связанные с использованием нескольких арендованных линий, часто перевешивали потенциальную экономию.

Единственное приемлемое решение заключалось в применении мультиплексоров арендованных линий устройств, позволяющих эффективно использовать единственную линию для всех видов межофисной связи. К сожалению, до недавнего времени подобные устройства выпускались только для дорогих, высокоскоростных линий класса T1. Теперь ситуация изменилась на сцену выходит новое поколение мультиплексоров. Новые, сравнительно недорогие приборы позволяют усовершенствовать ваши коммуникационные системы, расширяя их возможности при одновременном снижении затрат.

В настоящем обзоре рассматриваются мультиплексоры для линий с пропускной способностью ниже, чем оговариваемая спецификацией Т1: конкретно для линий с полосой пропускания 56 кбит/с. Три рассматриваемых в данном обзоре устройства - MACH DS plus 04 фирмы Data Race, NetRunner 75E Integration Router фирмы Micom и два изделия из серии Access Plus Integrated Access Multiplexor фирмы PCSI - представляют собой многофункциональные мультиплексоры, способные работать с несколькими типами арендованных линий. Хот пропускная способность 56 кбит/с может показатьс недостаточной для передачи речи, данных и сетевого трафика, мы были приятно удивлены эффективностью этих устройств.

В настоящее время практически все мультиплексоры обеспечивают связь ЛВС-ЛВС. Многие поставщики, например три фирмы, предоставившие свои изделия для нашего обзора, предлагают решения, позволяющие объединить передачу речевой, факсимильной и цифровой информации. (Два других поставщика - Multi-Tech Systems и New-bridge Networks - выпускают аналогичную продукцию, но не смогли предоставить ее образцы к началу испытаний.)

Как и ожидалось, установка мультиплексора совсем не относится к процедурам типа "включай и работай". Поскольку требуется подключение как к ЛВС, так и к офисной АТС, работу должен выполнять специалист, знакомый и с тем и с другим оборудованием.

Обычно эти изделия продаются через реселлеров, включающих стоимость установки в цену устройства. Так как существуют буквально сотни вариантов конфигурации мультиплексора, перед началом установки вам необходимо выкроить время на то, чтобы вместе с реселлером пройтись по списку этих вариантов.

Многогранность

Для демонстрации работы мультиплексора мы создали гипотетическую компанию с главным офисом в Тампе и офисом отделения продаж в Сан-Франциско. Последний оборудован собственной ЛВС и учрежденческой АТС и соединен с офисом в Тампе арендованной линией с пропускной способностью 56 кбит/с.

При подключении мультиплексоров к каждой учрежденческой АТС пользователи из любого города, охваченного сетью, могут установить непосредственное коммутируемое соединение со своими коллегами в любом другом городе. Возможность из любого города сети послать исходящий вызов любому абоненту других городов без оплаты по междугородному тарифу - дополнительна выгода от установки мультиплексора. Пользователи любого ПК могут связаться с любым сервером и печатать на любом принтере любой подключенной ЛВС.

Под внешней оболочкой мультиплексоров скрываетс довольно сложное оборудование и программное обеспечение, позволяющие работать с самыми разными сигналами. Аналоговые аудиосигналы с телефонных и факсимильных аппаратов преобразуются в цифровую форму и объединяются с потоками цифровых данных локальных сетей и последовательных портов. Объединенный поток данных передается по арендованной линии к мультиплексору на другом ее конце, где сигналы каждого типа извлекаютс из потока данных и преобразуются в исходные формы.

Изготовители мультиплексоров называют потоки сетевых и речевых данных "пакетным, или пульсирующим" трафиком, имея в виду тот факт, что эти потоки состоят из больших порций данных, перемежающихся периодами молчания или отсутствия данных. Учитывая это, во всех испытанных нами изделиях для повышения скорости передачи одного сигнала используется свободная часть ширины полосы другого сигнала.

Если пользователи локальной сети еще могут смиритьс с некоторыми временными задержками, то клиенты телефонной сети ожидают, что разговоры по телефону будут проходить в реальном времени. Во всех трех испытанных нами устройствах приоритет отдается речевому трафику, а для минимизации требуемой для речевого трафика ширины полосы применяются методы сжатия данных и подавления пауз. В результате пропускная способность для цифровых данных во время наших испытаний менялась в зависимости от интенсивности речевого или факсимильного трафика в линии.

При всей сложности установки мультиплексоров пользоваться ими очень просто. Так как они подключаютс непосредственно к существующей телефонной системе, дл вызова удаленного офиса вам не приходится производить каких-то особых действий. Чтобы вызвать нужное лицо, достаточно просто набрать присвоенный ему добавочный номер.

У всех испытанных устройств качество передачи речи было превосходным вполне сопоставимым с качеством обычной коммутируемой линии. Мы произвели через мультиплексоры ряд тестовых вызовов - внутренних, городских и междугородных - не обнаружили заметных искажений или задержек.

Так же безукоризненно действовали и соединения с ЛВС; казалось, что удаленные сервер и принтер просто подключены к другому концу арендованной линии. Разумеется, сетевой трафик по линии с пропускной способностью 56 кбит/с был замедленным. Через такие линии вам вряд ли захочется загружать с удаленного сервера большие прикладные программы (подобные Microsoft Excel). Но даже при этой скорости соединение вполне пригодно для выполнения таких рутинных сетевых задач, как копирование файлов, печать документов и обмен электронной почтой.

Все это позволяет сделать вывод, что затраты на мультиплексоры окупаются за сравнительно короткое время. Если у вас уже есть мост для соединения ЛВС-ЛВС или вы планируете установить его, то эти устройства предоставят вам при очень малых затратах на оборудование бесплатную межофисную телефонную и факсимильную связь.

Редакция советует: NetRunner 75E Integration Router

Как правило, ваша оценка рыночной доли какой-либо компании зависит от вашей точки зрения как вы считаете и чьими исходными данными пользуетесь. Но какую бы методику вы ни применили, фирма Micom Communications Corp. в течение длительного времени остается лидером на рынке мультиплексоров. Накопленный опыт дает ей преимущество в новой области недорогих устройств такого рода.

NetRunner 75E Integration Router фирмы Micom лучший представитель нового поколени мультиплексоров. Его превосходные средства маршрутизации в сочетании с очень высоким быстродействием свидетельствуют об исключительном внимании фирмы к вопросам сетевого управления, приобретающим огромную важность для организации межсетевого взаимодействия.

Фирма Micom наделила NetRunner 75E I-Router и такими впечатляющими функциями, как интеллектуальна обработка факсимильных данных с целью более экономичного использования полосы пропускания.

Фирмы Data Race и PCSI идут своим путем каждая, но обе они предлагают хорошие решения. В этой борьбе нет проигравших. Мы еще станем свидетелями того, как по мере роста требований к линиям связи регионального уровня со стороны делового мира все большее число поставщиков будут искать свое место в этом сегменте рынка.


Data Race Inc.

Отличительная черта семейства мультиплексоров MACH DS фирмы Data Race - гибкость. Число пользовательских портов может меняться от 4 до 64. Каждый порт может осуществлять соединение с сетью Ethernet или телефоном/телефаксом либо служить стандартным последовательным портом. Мы испытывали мультиплексор MACH DS plus 04 (цена - 2045 долл.) с двум интерфейсными платами для телефона/телефакса ценой 1895 долл. и одной платой Ethernet ценой 1195 долл. Обща стоимость изделия в данной конфигурации составила 7030 долл.

Каждый из трех стандартных последовательных портов мультиплексора может быть настроен как синхронный, асинхронный или как порт линии связи. Подобная гибкость позволит вам начать либо с одной 56-кбит/с линии (с возможностью последующего добавления линий при необходимости увеличения пропускной способности), либо с трех линий. В нашей тестовой конфигурации мы использовали один 56-кбит/с порт, подключенный к имитатору линии.

Фирма Data Race предлагает факультативную интерфейсную плату Ethernet с разъемами 10Base-T и AUI. Применение такой платы позволяет организовать мост Ethernet через линию связи. Однако возможности маршрутизации отсутствуют, и любой трафик Ethernet с любого из подключенных на данном конце мультиплексоров будет передаваться на другой конец линии. Если у вас на каждом конце линии имеются по нескольку сетевых адресов Ethernet, для уменьшения интенсивности излишнего трафика целесообразно потратиться на внешний маршрутизатор. Если у вас уже установлен маршрутизатор, можно обойтись без платы-моста Ethernet и подсоединить его к одному из синхронных последовательных портов мультиплексора. Мы испытывали мультиплексор Plus 04 с установленной платой-мостом Ethernet.

В устройстве применяется быстрая пакетная передача данных, при которой речевым данным назначается более высокий приоритет, чем сетевому трафику. Поэтому качество передачи речи по линии было высоким, лишь с незначительной задержкой на обработку.

Мультиплексор Plus 04 продемонстрировал хорошую общую пропускную способность: в среднем 70,5 кбит/с. При совместной работе с телефаксом (скорость передачи 4800 бит/с) пропускная способность уменьшилась на 4,2 кбит/с и составила 66,3 кбит/с. При интенсивной речевой нагрузке пропускная способность снизилась на 23,6 кбит/с, составив 46,9 кбит/с. По этим показателям изделие Plus 04 оказалось в середине тройки испытанных мультиплексоров.

Мультиплексор Plus 04 был единственным из вошедших в данный обзор изделий, передняя панель которого оборудована очень информативными светодиодными индикаторами состояния и диагностики. Эти индикаторы оказались весьма полезными во время установки.

Фирма Data Race предлагает разнообразные дополнительные платы для серии MACH DS, в том числе модемы для коммутируемых и арендованных линий, а также внутреннее устройство (CSU/DSU Channel Service Unit/Data Service Unit) - обслуживани канала/устройство обслуживания данных дл непосредственного подключения к арендованной 56-кбит/с линии.

Нам понравилась гибкость устройства Plus 04. Большим его достоинством является также возможность подключени дополнительных линий, особенно если вы в перспективе ожидаете увеличения межофисного трафика данных и речи.

MACH DS plus 04
Цена, рекомендуемая изготовителем (зависит от конфигурации): базовый модуль - 2045 долл.; плата для подключения телефона/телефакса - 1895 долл.; плата-мост Ethernet - 1195 долл.

Data Race Inc., San Antonio, TX; 800-329-7223; 210-558-1900; fax, 210-558-1929;
mktgsales@datarace.com.

Micom Communications Corp.

Великолепные характеристики, встроенные средства маршрутизации и превосходные функции управления - все это делает мультиплексор NetRunner 75E Integration Router фирмы Micom Communications Corp. отличным выбором для фирм, которые ищут простой способ объединения своих каналов связи.

Хотя фирма Micom и называет свое изделие (цена - 2450 долл.) маршрутизатором, его можно считать мультиплексором речи и данных со встроенными средствами маршрутизации. Наличие только одного порта линии связи ставит устройство на одно из последних мест в обширном списке семейства мультиплексоров фирмы Micom, но его можно подключить к любой модели маршрутизатора этой фирмы, предназначенной для установки в головных офисах.

NetRunner I-Router работает с большинством основных сетевых протоколов, в том числе IPX, IP и AppleTalk. В нем предусмотрены средства автоматической настройки конфигурации. В течение нескольких минут после включения новое устройство опознает и запоминает адреса Ethernet всех узлов ЛВС. Если несколько маршрутизаторов NetRunner I-Router включены в региональную сеть, они периодически обмениваются информацией о маршрутах, так что каждый из них всегда "знает", где расположено любое устройство Ethernet.

Изделие NetRunner I-Router поставляется с трем последовательными интерфейсами и одним портом Ethernet. Из последовательных портов два - синхронные и один асинхронный. Один из последовательных портов может также служить резервным портом линии связи, т.е. вы можете использовать модем на коммутируемой линии в случае отказа основной 56-кбит/с арендованной линии. Порт Ethernet оснащен разъемами 10Base-T и AUI. В испытанном нами образце была также установлена факультативная двухпортовая речевая плата ценой 1800 долл.

В ходе испытаний NetRunner I-Router продемонстрировал впечатляющие результаты: его пропускная способность оказалась почти на 25% выше, чем у ближайшего конкурента. Общая пропускная способность изделия почти в два раза превысила 56 кбит/с и составила около 98 кбит/с.

Кроме того, в тестах с передачей факсимильных сообщений уменьшение пропускной способности оказалось не столь значительным, как ожидалось. Сначала мы решили, что наша процедура тестирования была некорректной, но представитель фирмы Micom сказал, что устройство отслеживает факсимильный трафик речевого порта и демодулирует тональные сигналы телефакса/модема V.29, преобразуя их в цифровые данные. Эти данные после сжатия передаются по линии и снова преобразуются в тональные сигналы V.29. Так как факсимильные данные могут передаваться с высоким коэффициентом сжатия, они занимают лишь незначительную часть полосы пропускания.

Мультиплексор NetRunner I-Router обеспечивает превосходное качество речевой связи с едва заметными задержками при двусторонних разговорах. Для достижени наилучшего качества передачи речи мы установили максимально высокую скорость выборки при преобразовании речевых сигналов в цифровую форму. При скорости выборки 16 кбит/с речевой трафик высокой интенсивности занимал 24,7 кбит/с полосы пропускания. Для передачи обычных разговоров потребуется менее половины указанной величины, а для дальнейшего снижения требуемой полосы пропускания можно уменьшить скорость преобразовани речевых сигналов в цифровую форму.

NetRunner I-Router должен понравиться и администраторам сетей. Он позволяет осуществлять дистанционное управление с помощью любой программы, совместимой с протоколом SNMP. Программное обеспечение мультиплексора хранится во флэш-ПЗУ и может быть модифицировано с помощью средств удаленного доступа. Более того, маршрутизатор IPX официально одобрен фирмой Novell, и пользователи могут быть уверены, что он будет совместим с будущими версиями операционной системы NetWare. Одним словом, NetRunner I-Router - действительно отличное решение.

NetRunner 75E Integration Router
Цена, рекомендуемая изготовителем (зависит от конфигурации): базовый модуль - 2450 долл.; двухпортовая аналоговая речевая плата - 1800 долл.

Micom Communications Corp., Simi Valley, CA 93063; 800-642-6687, 805642-6687;
http://www.micom.com.

Pacific Communication Sciences Inc.

Ознакомившись с семейством Clarity Series, трудно поверить, что его изготовитель - фирма Pacific Communication Sciences Inc. (PCSI) - вышла на рынок мультиплексоров сравнительно недавно. Мультиплексоры из серии Access Plus, например, отличаются исключительно высоким качеством передачи речи. Если вы заинтересованы прежде всего в передаче речи и ваши требования к сетевому трафику и передаче цифровых данных минимальны, устройство из серии Access Plus, возможно, как раз то, что вам нужно. Если же вам необходимы сетевой мост и телефонная связь, вам, вероятно, больше подойдут изделия фирм Micom или Data Race.

PCSI является отделением фирмы Cirrus Logic, хорошо известной своими наборами микросхем для видеоподсистем. Для испытаний было предоставлено два изделия: Access Plus 100 Integrated Access Multiplexor (2750 долл.) и Access Plus 200 Integrated Access Multiplexor (4250 долл.). Мультиплексор Access Plus 100 предназначен дл удаленных офисов; он обеспечивает передачу речи, данных и трафика ЛВС по единственной линии связи. Access Plus 200 предназначен для головных офисов и может обеспечить связь с четырьмя удаленными офисами по четырем отдельным линиям.

Каждый из испытанных нами образцов был оснащен двум аналоговыми речевыми/телефаксными платами, обеспечивающими связь головного офиса с филиалом по двум телефонным линиям нашей тестовой сети. В каждый мультиплексор серии Access Plus можно установить до восьми речевых плат - максимальное число среди испытанных нами устройств.

Качество передачи речи было выдающимся, с очень малыми задержками, эхо-эффектами и искажениями. В речевых платах реализуется метод сжатия речи на основе стандарта МККТТ - кодирование с линейным предсказанием и малой задержкой (Low-Delay Code Excited Linear Prediction - LD-CELP). Технология CELP разработана в лаборатории Bell Labs для высококачественного преобразования речи в цифровые данные с минимальной задержкой. Этот метод показал себя с наилучшей стороны в наших тестах с интенсивной речевой нагрузкой. Устройство фирмы PCSI занимало только 10,2 кбит/с полосы пропускания, для сравнения - мультиплексор NetRunner I-Router фирмы Micom требует 24,7 кбит/с.

Ни в одном из маршрутизаторов Access Plus не предусмотрен специализированный порт Ethernet, но во всех может быть установлено несколько высокоскоростных последовательных портов. Для соединения двух ЛВС вам потребуется мост или маршрутизатор Ethernet, преобразующий пакеты Ethernet в последовательные данные. На каждом конце линии мы соединяли мультиплексоры Access Plus с нашими тестовыми ЛВС через маршрутизаторы фирмы Cisco. Мультиплексоры подключались к маршрутизаторам с помощью высокоскоростных последовательных линий V.35.

Как в Access Plus 100, так и в Access Plus 200 используется комбинация методов мультиплексирования с временным уплотнением каналов (Time Division Multiplexing TDM) и быстрой коммутации пакетов. В каждом из этих методов, в свою очередь, используетс динамическое выделение полосы пропускания, что позволяет минимизировать полосы, занимаемые каналами речи и данных в отсутствие информации. Тем не менее эти устройства заняли в наших тестах на быстродействие последние места - их пропускные способности составляли менее половины, значения мультиплексора NetRunner I-Router.

В рекламных материалах фирмы PCSI подчеркиваютс речевые возможности мультиплексоров серии Access Plus, и это действительно их сильная сторона. Они могут передавать одновременно восемь разговоров по единственной 56-кбит/с линии, и затраты на их приобретение окупятся за год или раньше. Тщательно проанализируйте ваши потребности - возможно, это именно то, что вам нужно.

Access Plus 100 Integrated Access Multiplexor
Цена, рекомендуемая изготовителем: 2750 долл.

Access Plus 200 Integrated Access Multiplexor
Цена, рекомендуемая изготовителем: 4250 долл.

Pacific Communication Sciences Inc., San Diego, CA: 800-933-7274, 619-535-9500;
http://www.pcsi.com.

Как мультиплексор поможет вам в вашем деле

Мультиплексоры сторицей оправдают деньги, вложенные в 56-кбит/с арендованную линию. Мультиплексор фактически "расщепляет" линию дл прохождения речевых/факсимильных сигналов, цифровых данных и трафика ЛВС. Сотрудники каждого удаленного офиса могут соединиться с другими офисами, не прибегая к услугам междугородной связи, а трафик в вашей региональной сети будет циркулировать с большей надежностью.

Удаленный офис: Сан-Франциско Удаленный офис: Нью-Йорк _____________ _____________ | |-> Внешние Внешние <-| |________ _| Офисная АТС |-> телефонные телефонные| Офисная АТС | | | |_____________|-> линии линии <-|_____________| | _____|____ || | __________ | | | ____|_____ ___|_____ | Телефакс | || |_| Телефоны | | | | | Телефоны || Телефакс| |__________| || |__________| | | | |__________||_________| || _________ ____|_|_| ||____| | | | |_____| Мульти- |__ __| Мульти- |_____ ________ | плексор | | | | плексор | __|_____ | |--|_________| | | |_________| | | _________ | Файл- | | | | Файл- | ________ | Сетевой |_| сервер | ___________ | | ___________ | сервер |_| Сетевой| | принтер | | ЛВС |_| ПК-клиент | | | | ПК-клиент |_| ЛВС | | принтер| |_________| |________| | ЛВС | | | | ЛВС | |________| |________| |___________| | | |___________| ____________________| |___________________ | | 56-кбит/с | Главный офис компании: Тампа | 56-кбит/с арендованная | _____________ | арендованна линия | | |--> Внешние | лини | _| Офисная АТС |--> телефонные | | | |_____________|--> линии | | _____|____ || | __________ | | | Телефакс | || |_| Телефоны | | | |__________| || |__________| | | ||____ _________ | | |_____| | | |____________________________| Мульти- |______| ________ | плексор | _____| |--|_________| _____|___ | Файл- | | Сетевой | | сервер | ___________ | принтер | | ЛВС |-| ПК-клиент | |_________| |________| | ЛВС | |___________|

Что такое спецификация V.35 и зачем она нужна?

Лес Фрид

Вы уже видели множество ссылок на спецификации V.xx Международного союза по электросвязи (International Telecommunications Union - ITU). Например, стандарты V.32bis и V.34 определяют способ модуляции, применяемый в высокоскоростных модемах. Так что же такое V.35? Этот стандарт появился в начале 1980-х г. как спецификация интерфейса между устройством доступа к сети (например, мультиплексором) и высокоскоростной сетью с пакетной передачей данных. Первоначально стандарт V.35 был разработан для подключения группы модемов к коммуникационному устройству. Группа модемов работает в конфигурации, обратной мультиплексору, т.е. мультиплексор объединяет несколько 19,2-кбит/с модемных линий, образуя из них одну быструю линию. Подобная конфигурация обеспечивала передачу данных со скоростями цифровых линий там, где имелись только обычные телефонные линии.

В приложении к спецификации V.35 определен рекомендуемый вид электрического соединения, обеспечивающего требуемый высокоскоростной последовательный интерфейс между мультиплексором и коммутационным оборудованием сети.

Рынок модемов группы V.35 так и не состоялся, но определение интерфейса пришлось по душе нескольким изготовителям, которые приняли его в качестве высокоскоростной замены старинного интерфейса RS-232. В спецификации не был определен стандарт электрического разъема, но фирма IBM начала выпускать совместимые с V.35 большие прямоугольные разъемы с огромными прижимными винтами.

Получилось очень надежное соединение - разъемы невозможно соединить неправильно, а большие прижимные винты гарантировали, что вилку соединител нельзя было так просто выдернуть. Случись вам споткнуться о кабель V.35, вы могли бы сбросить со стола аппаратуру, но вилка осталась бы на месте. Другие поставщики, нуждающиеся в "разъемной совместимости" с коммуникационным оборудованием фирмы IBM, стали повторять конструкцию соединителя.

В 1988 г. Международный союз по электросвязи отказался от стандарта V.35, заявив: "По мнению ITU, информация, содержащаяся в Рекомендации V.35, устарела". Возможно это, правильно, но пока не придумано чего-либо лучшего, последовательный интерфейс V.35 продолжает жить.


Выжимая максимум из полосы пропускания

Лес Фрид

Кажется невозможным передавать сетевой, речевой и факсимильный трафики одновременно по одной 56-кбит/с линии. Ведь только трафик ЛВС Ethernet составляет 10 Мбит/с, и все большее распространение получают сети Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с. Так как же мультиплексоры могут обеспечить передачу трафика Ethernet - да еще одновременно с другими данными - по сравнительно медленной линии?

Чтобы выжать максимум пропускной способности из относительно низкоскоростной цифровой линии связи, в трех рассмотренных устройствах применяютс разнообразные методы мультиплексирования. Ниже дан краткий обзор используемых технологий.

Мультиплексор - это прибор, объединяющий несколько сигналов в один для передачи по коммуникационным цепям. Мультиплексоры обычно используются парами, обеспечивая двухточечную связь, но некоторые модели могут взаимодействовать сразу с несколькими мультиплексорами. (Представьте себе трубопровод, по которому протекают вода, бензин и нефть - и все это одновременно.)

Хотя мы, приверженцы компьютеров, мыслим категориями цифрового коммуникационного оборудования, аналоговые сигналы также могут быть мультиплексированы. На передающих радиостанциях ЧМ-стереосигналы - левый и правый каналы - объединяются (мультиплексируются) и передаются в виде общего сигнала. В радиоприемнике сигнал демультиплексируется в правый и левый каналы.

Идея мультиплексирования цифровых сигналов не нова. Еще в 1960-х гг., столкнувшись с проблемой возрастающих требований и ограниченных возможностей кабелей, фирма AT&T впервые применила методы цифрового мультиплексирования. Многие из методов, разработанных в лаборатории Bell Labs фирмы AT&T, используются и в настоящее время. Одним из этих методов является мультиплексирование с временным уплотнением каналов (Time Division Multiplexing TDM).

Метод TDM обеспечивает передачу нескольких типов цифровых данных и преобразованных в цифровую форму речевых сигналов по общей линии связи. Идея метода заключается в делении имеющейся полосы пропускани на равнозначные каналы и предоставлении каждому сигналу одинакового интервала времени. Например, в 56-кбит/с линии можно организовать три 16-кбит/с канала.

Недостаток метода TDM заключается в том, что каждый сигнал занимает свой канал в течение всего предоставленного ему времени, даже в отсутствие трафика. Если в одном из каналов трафик внезапно увеличивается, для его передачи невозможно использовать полосы выделенных, но свободных в данный момент каналов. К числу достоинств метода относится сравнительная простота реализации, и поэтому TDM-мультиплексоры, как правило, менее дорогие.

Другой метод - статистическое мультиплексирование пакетов (Statistical Packet Multiplexing SPM) представляет собой дальнейшее развитие TDM, предусматривает выделение свободной части полосы пропускания перегруженным каналам. Это позволяет расширить эффективную ширину полосы, доступную любому каналу, до максимальной ширины полосы линии, что повышает эффективность использования линии связи. Однако у метода SPM есть свой недостаток - временная задержка передаваемых сигналов в каждом канале. Величина задержки в конкретном канале не постоянна и зависит от потоков данных, передаваемых по другим активным каналам.

Например, если один канал в текущий момент захватывает всю доступную полосу, данные в других каналах вынуждены ожидать освобождения какой-то части полосы линии. При передаче преобразованной в цифровую форму речи некоторая задержка допустима, но для естественного звучания она должна быть постоянной. Из-за непредсказуемости времени задержки метод SPM - не самое лучшее решение для передачи речи. В родственном ему методе быстрого мультиплексирования пакетов (Fast-packet Multiplexing FPM) временные задержки хотя и сокращены, но все еще остаются непостоянными.

Новые чемпионы скорости

В последние два года широкое распространение получил другой метод мультиплексирования асинхронный режим передачи (Asynchronous Transfer Mode ATM). Он предусматривает разбиение потока данных на пакеты фиксированной длины или ячейки (cells). Метод ATM обеспечивает высокую эффективность передачи с малыми задержками, но он был разработан дл высокоскоростных линий (класса T1 и более быстродействующих). В своем мультиплексоре NetRunner I-Router фирма Micom фактически применила упрощенный вариант ATM, названный Microband ATM.

Возможно, лучший способ повышения эффективности линии связи - это уменьшение трафика. Чтобы уменьшить объем данных перед пересылкой их в удаленный узел, в мультиплексорах могут использоваться разнообразные методы сжатия. В отличие от программ сжатия файлов или данных на дисках мультиплексоры должны сжимать данные "на лету" (в реальном времени).

Фирма Stack, поставляющая известную программу сжатия данных на дисках Stacker, выпускает также микросхемы для аппаратного сжатия данных, которые используются многими изготовителями мультиплексоров. Такая микросхема фирмы Stack может обеспечить сжатие двоичного потока данных с коэффициентом 4:1.

Эффективность канала связи может быть повышена и за счет удаления ненужных данных из потока. Разумеется, вы не сможете воспользоваться таким подходом в случае последовательных данных или трафика ЛВС, но большая часть преобразованной в цифровую форму речи - это ненужная информация. Дл отслеживания периодов молчания и использовани свободных каналов в мультиплексорах применяетс метод подавления пауз (Silence Suppression).


Мультиплексоры: лабораторные испытания

Различия в технических характеристиках обусловлены разными схемно-конструктивными решениями. Мультиплексор NetRunner I-Router, с его встроенными средствами маршрутизации, хорошо показал себя на всех четырех тестах. Мультиплексор Access Plus, хот и обладает меньшей пропускной способностью, особенно хорошо передает речевые сигналы.

В лаборатории PC Magazine мы построили два разных испытательных стенда с целью имитации типичных ситуаций, в которых могут использоваться эти мультиплексоры. Оба стенда имитировали соединение большого головного офиса с малым филиалом.

В малом офисе были установлены ЛВС из двух узлов, работающая под управлением операционной системы NetWare, телефон и телефакс. Оборудование головного офиса было немного сложнее - офисная АТС Definity фирмы AT&T с телефонами, внешние линии, телефакс, а также еще одна ЛВС с ОС NetWare. Имитационные офисы соединялись 56-кбит/с линией связи, которая была имитирована с помощью коммуникационного устройства Adtran. В реальном мире для соединения мультиплексоров с арендованными линиями понадобится дополнительное оборудование устройство обслуживания канала/устройство обслуживани данных (CSU/DSU).

Мы старались провести испытания мультиплексоров в идентичных условиях. И здесь мы столкнулись с некоторыми трудностями, поскольку три рассматриваемые в обзоре модели обрабатывают сетевые данные различным образом. Поэтому нам пришлось слегка менять конфигурацию испытательного стенда для каждого продукта. Неизменными оставались только имитатор цифровой 56-кбит/с линии, тестовые ЛВС и телефонна система.

Мультиплексор NetRunner 75E Integration Router фирмы Micom поставляется с встроенным маршрутизатором Ethernet, и в испытательном комплексе использовались его возможности маршрутизации.

Задняя панель мультиплексора MACH DS plus 04 фирмы Data Race оборудована разъемами Ethernet 10Base-T и AUI. Весь трафик Ethernet, поступающий на устройство с любого конца линии, передается на другой конец. Тем самым образуется мост Ethernet, лишенный возможностей маршрутизации.

Мы испытывали изделие Plus 04 как мост Ethernet. Если же у вас имеется значительное число удаленных устройств, то для уменьшения избыточного трафика по мультиплексируемой линии вам понадобится маршрутизатор.

Конструкция мультиплексора Access Plus фирмы PCSI не позволяет ему функционировать в качестве моста Ethernet как такового, но предоставляет высокоскоростной последовательный канал передачи данных. Дл преобразования данных ЛВС Ethernet в синхронные последовательные данные стандарта V.35 на каждом конце линии устанавливались маршрутизаторы фирмы Cisco. Последние соединялись с мультиплексорами через высокоскоростные последовательные интерфейсы V.35. Такая конфигурация обеспечивала по сути те же сетевые функции, что мультиплексор NetRunner I-Router.

Каждый мультиплексор подвергался трем различным испытаниям с использованием теста NIC Throughput (Пропускная способность сетевой интерфейсной платы) пакета NetBench 4.0. Общая пропускная способность каждой модели измерялась при передаче по линии блоков случайных данных размером 32 кбайт в течение 5 мин. Пропускная способность с факсимильной передачей определялась на том же тесте с одновременной передачей двух очень плотных страниц текста (факсограммы) со скоростью 4800 бит/с. Пропускная способность с передачей речи представляет собой скорость потока данных, измеренную на том же тесте, но при одновременной передаче речи.

Для формирования потока речевых сигналов мы использовали женский голос, так как он занимает более широкую полосу, чем мужской, и условия тестировани ужесточаются. (Мы благодарим Эми Леонг за многократное чтение одного и того же текста.)

Общая пропускная способность Пропускная способность с факсимильной передачей Пропускная способность с передачей речи
Кбит/с
Data Race MACH DS plus 04 70,5 66,3 46,9
Micom NetRunner I-Router 98,2 98,1 73,5
PCSI Access Plus 100 и 200 44,3 39,5 34,0
Чем больше цифры, тем лучше результат