اتصالات انترنت

Internet communication - Communication par l 'internet

اتصالات الإنترنت

غسان سابا

تقنيات الاتصال بالإنترنت

مستقبل شبكات النفاذ

 تتألف شبكة الإنترنت أو أي شبكة تستخدم البروتوكولات internet protocol (IP) من نوعين رئيسيين من المسيّرات routers: مسيّرات النفاذ access routers ومسيّرات فقارية backbone routers. يوفر مسيّر النفاذ وصل المستخدم النهائي إلى الشبكة عن طريق الشبكات المحلية أو الواسعة السلكية أو اللاسلكية، أما المسيّر الفقاري فهو مسؤول عن ربط الشبكات بعضها ببعض، أو الوصل إلى العمود الفقري للإنترنت internet backbone.

تقنيات الاتصال بالإنترنت

تتألف الإنترنت من مسيّرات ووصلات اتصال. يختلف نوع وصلة الاتصال المُستخدمة بحسب المستوى الذي تقوم بتخديمه. لذلك يجري استخدام وصلات متكررة  ذات معدل نقل معطيات مرتفع في الشبكات الفقارية، في حين تُستخدم تقنيات أبسط في شبكات النفاذ.

تقنيات الشبكة الفقارية

من أهم التقنيات المستخدمة على هذا المستوى:

- خطوط اتصال نقطة بنقطة point-to-point المعروفة بالخطوط المخصّصة أو المؤجرة leased lines. عندما تكون المسافة الفاصلة بين المسيّرات كبيرة (عدة كيلومترات)، يجري الربط بينها عن طريق استئجار دارات من أي مزوّد خدمات شبكية عام. تكون هذه الدارة مخصَّصة للمسيّرين فقط وخاصة بهما. يبيّن الجدول (1) بعض أنواع الواجهات المستخدمة والتقنيات المختلفة وسرعات النقل الممكن استخدامها لكل تقانة. يجري أيضاً استخدام بروتوكولات high-level data link control (HDLC) أو (point - to - point protocol (PPP على مستوى طبقة وصلة المعطيات والبروتوكول IP على مستوى طبقة الشبكة.

أنواع واجهات الاتصال من نوع نقطة بنقطة
	STM-1 (بصري)	E3	E1 (متوازن)	E1/T1 (لا متوازن)	كسوري E1/T1	X.21	RS449 (V.35)
معدل النقل	155 Mbps	34  Mbps	2 Mbps	2 / 1.5 Mbps	N x 64 kbps	N x 64 kbps	N x 64 kbps
الطبقة الفيزيائية	G.652 G.653 G.654	G.703 75 W كبل محوري	G.703 120 W سلك نحاس	G.703 75 W كبل محوري	G.703 G.704	X.21	V.36
الموصلات	ST	BNC	RJ-45	BNC	RJ-45	ISO 4903 DB-15	ISO 4902 DB-37

 

ثمة خطوط اتصال تعمل بسرعة تتجاوز  155 Mbps  وهي:

STM-4  (OC-12): 622 Mbps -

STM-16 (OC-48): 2.5 Gbps -

STM-64 (OC-192): 10 Gbps -

ويمكن تجاوز هذه القيم باستخدام تقنيات التنضيد الضوئي على طول الموجة wavelength division multiplexing (WDM)  والتقنية المكثّفة منها  dense wavelength division multiplexing (DWDM)

- تقنيات اتصال نقطة بعدة نقاط مثل شبكات النقل غير المتزامن asynchronous transfer mode (ATM) وشبكات ترحيل الأطر frame relay. يجري هنا استخدام شبكات واسعة WAN تربط مجموعة من المسيّرات بعضها ببعض وتوفر نقل المعلومات بينها.

الشكل (1) التقنيات الشائعة لتحقيق النفاذ إلى الإنترنت

تقنيات النفاذ إلى الشبكة

يُطلق على الجزء من الشبكة الذي يصل المستخدم النهائي بأقرب مسيّر فقاري اسم شبكة النفاذ  access network . وثمة تقنيات عديدة يمكن استخدامها على مستوى شبكات النفاذ (الشكل 1)، منها:

1. الطلب الهاتفي dial-in باستخدام مودم من طرف المستخدم ومخدّم نفاذ بعيد remote access  server (RAS) من طرف مزوّد الخدمة. السرعة العليا لهذا النوع من الاتصالات هي 56 kbps باستخدام معيار ITU-T V90 أو 144 kbps باستخدام النقل الرقمي ISDN.

2. النفاذ المخصّص dedicated access المستخدم من الشركات عادةً للوصل بالإنترنت. تجري هنا مشاركة عدة مستخدمين نهائيين لاستثمار السرعة الكبيرة للوصلة، بحيث يُربط المستخدمون بشبكة محلية LAN موصولة بدورها إلى مسيِّر نفاذ. يحقق مسيِّر النفاذ عدة عمليات مثل:

أ - توجيه الطرود الخارجة إلى المسيّر الفقاري عن طريق مزوِّد خدمة الإنترنت.

ب - تصفية filtering الطرود الداخلة والخارجة من الشبكة المحلية وإليها.

ج - تحويل عناوين IP المحلية إلى عناوين عامة باستخدام الجداول network address translation (NAT).

د - متابعة حالة الوجهات القابلة للوصول عن طريق المسيّر، وذلك عن طريق التنصت أو المشاركة ببروتوكولات التسيير.

3. تقنيات xDSL: يمكن تصنيف تقنيات xDSL إلى صنفين أساسيين: المتناظر وغير المتناظر.

4. التقنيات غير المتناظرة asynchronous digital subscriber lines (ADSL): يُقصد بعدم التناظر أن السرعة الصاعدة upload تكون أصغر من السرعة الهابطة download، ويفيد ذلك عند النفاذ إلى الإنترنت باستخدام خطوط الهاتف النحاسية. ومن الأمثلة على هذه التقنية: المعيار ITU G992.1 (G.DMT) الذي يسمح بسرعة هابطة حتى 8 Mbps وبسرعة صاعدة حتى 1.3 Mbps، ويبيّن الجدول (2) بعض هذه المعايير.

الإصدار اسم المعيار الاسم الشائع معدل الوصلة الهابطة معدل الوصلة الصاعدة تاريخ الاعتماد ADSL ANSI T1.413-1998 Issue 2 ADSL 8.0 Mbit/s 1.0 Mbit/s 1998 ADSL ITU G.992.1 ADSL (G.DMT) 12.0 Mbit/s 1.3 Mbit/s 1999-07 ADSL ITU G.992.1 Annex A ADSL over POTS 12.0 Mbit/s 1.3 Mbit/s 2001 ADSL ITU G.992.1 Annex B ADSL over ISDN 12.0 Mbit/s 1.8 Mbit/s 2005 ADSL ITU G.992.2 ADSL Lite (G.Lite) 1.5 Mbit/s 0.5 Mbit/s 1999-07 ADSL2 ITU G.992.3 ADSL2 12.0 Mbit/s 1.3 Mbit/s 2002-07 ADSL2 ITU G.992.3 Annex J ADSL2 12.0 Mbit/s 3.5 Mbit/s   ADSL2 ITU G.992.3 Annex L RE-ADSL2 5.0 Mbit/s 0.8 Mbit/s   ADSL2 ITU G.992.4 splitterless ADSL2 1.5 Mbit/s 0.5 Mbit/s 2002-07 ADSL2+ ITU G.992.5 ADSL2+ 24.0 Mbit/s 1.3 Mbit/s 2003-05 ADSL2+ ITU G.992.5 Annex M ADSL2+M 24.0 Mbit/s 3.3 Mbit/s 2008 الجدول (2  )ADSL

 

5. التقنيات المتناظرة xDSL: تكون هنا السرعة الصاعدة مساوية للسرعة الهابطة، وهذا يفيد عند وصل شبكات محلية بعضها ببعض أو عند تقليد دارات E1 أو لربط مخدمات الإنترنت. من أهم هذه المعايير (الجدول 3):

نوع المعيار	متناظر / غير متناظر	مجال الحلقة (km)	معدل الوصلة الهابطة (Mbps)	معدل الوصلة الصاعدة (Mbps)
IDSL	Symmetric	5.4	0.128	0.128
SDSL	Symmetric	3	1.544	1.544
HDSL (2 pairs)	Symmetric	3.6	1.544	1.544
ADSL (G.Lite)	Asymmetric	5.4	1.5	0.5
ADSL2	Asymmetric	3	12	1.3
VDSL	Asymmetric	1	26	3
	Asymmetric	0.3	52	6
	Symmetric	1	13	13
	Symmetric	0.3	26	26
): مقارنة بين الأنواع المختلفة لتقانة xDSL

 

أ - المعيار ISDN DSL (IDSL): يسمح بسرعات نقل أعلى مما توفره شبكة ISDN.

ب - المعيار high - data - rate DSL (HDSL/HDSL2): أول تقنية DSL تستخدم طيف ترددات عالية على الأزواج النحاسية.

ج - المعيار symmetric DSL (SDSL/SHDSL): سرعة نقل متناظرة بالاتجاهين.

د - المعيار symmetric high-speed DSL (G.SHDSL): وهو معيار ITU حل محل الإصدارات السابقة من xDSL.

هـ - المعيار very high speed DSL (VDSL/VDSL2): يسمح باستخدام سرعات عالية جداً للنقل تصل إلى حدود 50 Mbps.

أما من طرف مزوّد خدمة الاتصال فيمكن استخدام المودم DSLAM، وهو مزوّد بمجموعة من مودمات DSL من جانب الزبون وبوصلة أو عدة وصلات تجميع aggregation من جانب الشبكة. اعتمد أول أنواع وصلات التجميع تقنيات النقل غير المتزامن(ATM)، أما حالياً فقد بدأ انتشار وصلات من نوع «غيغا إثرنت» Gigabit Ethernet.

6. شبكات النفاذ اللاسلكية: ترافق انتشار شبكات الهاتف الخلوي مع عدة أجيال من شبكات النفاذ اللاسلكي بدءاً من الجيل الأول G1 وصولاً إلى الجيل الرابع G4. يبيّن المخطط (1) تطور هذا النوع من الشبكات ومعدلات نقل المعطيات لكل منها.

المخطط (1) أجيال GSM المختلفة

مستقبل شبكات النفاذ

تتطلب التطبيقات الحديثة المستخدمة في الإنترنت، مثل الألعاب والتلفاز عبر الإنترنت IPTV والمؤتمرات الفيديوية videoconferences؛ معدلات نقل معطيات عالية لا تستطيع الأزواج النحاسية تحقيقها، لذلك جرى اللجوء إلى الألياف البصرية بدلاً من الأكبال النحاسية. وثمة تقنيات عديدة منها:

1. الألياف البصرية حتى العقدة fiber-to-the-node (FTTN): يُنهى الكبل البصري في خزانة ضمن الشارع، ويجري تمديد أكبال نحاسية من الخزانة إلى المستخدمين النهائيين. يمكن أن تصل المسافة بين الخزانة والمستخدم النهائي إلى عدة كيلومترات.

2. الألياف البصرية حتى الشارع fiber-to-the-curb (FTTC): تشبه إلى حد بعيد التقانة السابقة FTTN ولكن لا تتجاوز المسافة إلى المستخدم النهائي 300 متر.

3. الألياف البصرية حتى البناء fiber-to-the-building (FTTB): يُنهى الكبل البصري في قبو البناء،  ثم يُمدّد نوع آخر من الأكبال إلى طوابق المستخدمين.

4. الألياف البصرية حتى المنزل fiber-to-the-home (FTTH): يُوصل الكبل البصري إلى المنزل.

5. الألياف البصرية حتى المكتب fiber-to-the-desk (FTTD): توصيل الألياف البصرية من غرفة المخدّمات إلى  محوِّل قرب حاسوب المستثمر.

ولما كان استخدام الأزواج النحاسية في حالة معايير السرعات العالية، مثل المعيار «غيغا إثرنت» لا يسمح بتجاوز مسافة 100 متر، كان لا بد من الاتجاه إلى الألياف البصرية التي تستطيع التعامل مع سرعات من مرتبة 10 Gbps ولمسافات تصل إلى عشرات الكيلومترات.

مراجع للاستزادة: - D.Collins, C. Smith, 3G Wireless Networks, McGraw-Hill Professional, 2001. - C.Helberg, D. Greene & T. Boyes, Broadband Net­work Architectures, Prentice-Hall, 2007. - J. Prat, Next-Gen­eration FTTH Passive Optical Net­works: Research Towards Unlimited Bandwidth Access, Springer, 2010. - T. Starr, J. Cioffi & M. Sorbara, DSL Advances, Prentice-Hall, PTR, 2003.

---

- التصنيف : هندسة الاتصالات - النوع : هندسة الاتصالات - المجلد : المجلد الأول - رقم الصفحة ضمن المجلد : 77 مشاركة :