آشنایی با سرویس‌های مخابرات

مقدمه

با توجه به اینکه ارتباطات جزء لاینفک مقوله فناوری است و به طور کل یک فناوری بنیادی است، در این مقاله سعی شده ابتدا تعریفی از مسیر اصلی شبکه‌ها ارایه شود و سپس به معرفی سرویس‌های مختلفی که توسط شرکت مخابرات در سطح کشور به مشتریان ارایه می‌شود، بپردازیم. در ادامه نیز سرویس MPLS که یکی از بسترها و زیرساخت‌های موجود در ایران است، به صورت تخصصی آشنا خواهیم شد.
لازم به ذکر است که بررسی دقیق و تمام ‌وکمال فناوری‌های ارتباطاتی و بسترهای مخابراتی، نیاز به فرصتی خارج از حوصله این مقاله دارد.

مفهوم زیرساخت

زیرساخت یا Backbone مسیر اصلی شبکه است که تعداد زیادی داده را به تعدادی خطوط کوچک‌تر منتقل می‌کند. به عبارت دیگر با خطوط شبکه اصلی(Backbone) ، تعداد زیادی شبکه‌های کوچک‌تر به یکدیگر متصل می‌شوند که نتیجه آن شبکه گسترده WAN است که توسط اتصالاتBackbone ها به یکدیگر متصل می‌شوند.
یکی از نمونه‌‌های آن اینترنت است که شامل چندین اتصال با پهنای باند بسیار گسترده می‌شود و قسمت‌های مختلف جهان را به یکدیگر متصل می‌نماید (جدول 1).

جدول 1: برخی از نقاط اصلی اینترنت

وضعیت زیر‌ساخت در ایران

اگر بخواهیم وضعیت زیرساخت را در ایران بررسی کنیم، باید Backbone را در ایران تعریف کنیم. بنا بر تعریف فوق، معمولاً ارتباط بین مراکز مخابراتی استان‌ها و همچنین بستر اصلی مخابرات در مرکز استان را Backbone می‌نامند.
نکته: ارتباط مراکز مخابراتی تا محل مشترک، به لایه دسترسی یا Access معروف است. منظور از مشترک، کاربران اداری و خانگی است.
طبق اظهارات کارشناسان شرکت مخابرات، در حال حاضر در بخش Backbone کشور از فیبر نوری استفاده می‌شود.
نکته: هم‌اکنون به صورت عملی از هر فیبر نوری امکان ارسال دیتا با پهنای باند 320Gbps وجود دارد.
با اقداماتی که در چند سال گذشته صورت گرفته، در استان‌هایی از مسیرهای چندگانه استفاده شده است. بنابراین می‌توان گفت در حال حاضر مخابرات در بخش Backbone مشکلی ندارد و مشکل اساسی در قسمت Access است.
اما با توجه به اینکه اغلب لایه دسترسی کشور سیمی است، می‌توان مشترکین را به چند بخش تقسیم کرد:
گروه اول: مشترکینی که از مرکز مخابراتی تا منزل (یا اداره و شرکت) از زوج سیم استفاده می‌کنند که این دسته برای اینترنت پرسرعت مشکلی ندارند.
گروه دوم: برخی از مشترکین، از زوج سیم به صورت PCM4 استفاده می‌کنند. به این معنا که ارتباط 4 مشترک از مخابرات به وسیله یک زوج سیم مدوله (Modulation) می‌شود که این ارتباط بین این 4 مشترک به اشتراک گذاشته می‌شود و پهنای باند اختصاص یافته به این زوج سیم، بین این 4 خانواده تقسیم می‌شود. شایان ذکر است هم‌اکنون بیشتر مشترکین این مشکل را دارند و نمی‌توانند از اینترنت پرسرعت مانند ADSL استفاده کنند.
گروه سوم: این دسته از ترکیبی از زوج سیم و فیبر نوری بهره می‌برند. بدین صورت که از مخابرات منطقه تا کافوی نوری (نزدیک مشتری) از فیبر نوری استفاده می‌شود. در کافو هم دیتا به گونه‌ای مدوله می‌شود که ورودی کافو فیبر نوری بوده و خروجی آن سیم مسی است و در ادامه تا منزل مشترک از زوج سیم مسی استفاده می‌شود. لازم به ذکر است در این دسته علی‌رغم استفاده از فیبر نوری، به دلیل اینکه در برخی کافوها (نزدیک محل مشتری) از تجهیزات قدیمی استفاده می‌شود نمی‌توانند اینترنت پرسرعت را روی آن پیاده‌سازی کرد و در این کافوها فقط تبادل صوت امکان‌پذیر است.

تجهیزات DSLAM در DSL

اگر از یکی از فناوری‌های DSL (مثلاً ADSL) برای دریافت اینترنت استفاده می‌کنید، حتماً می‌دانید که روی یک زوج سیم می‌توان همزمان از ارتباط تلفنی و ارتباط اینترنتی بهره گرفت. این امکان با وجود DSLAM مخابرات و مودم‌های ADSL مشتری قابل دست‌یابی شده است.
(DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer دستگاهی است که در مراکز مخابراتی قرار می‌گیرد و یک ورودی آن دیتا (در حال حاضر منظور اینترنت است) و ورودی دیگر صوت است که این دو را با هم تلفیق کرده و به سمت Access یا همان مشترک ارسال می‌کند. مشترک نیز با استفاده از مودم و splitter (جدا کننده) صوت و دیتا را از هم جدا می‌کند. شایان ذکر است امروزه مودم‌های ADSL خودشان Splitter دارند.
در حال حاضر در برخی کافوها تجهیزات DSLAM‌ای نصب شده است که یک ورودی آن که دیتا است از سمت مخابرات و ورودی دیگر که مربوط به صوت است از همان کافو گرفته شده و عملا دیتا و صوت از طریق آن DSLAM به سمت مشترک ارسال می‌شود. شایان ذکر است از این سرویس در جاهایی که محدودیت وجود دارد، استفاده شده است.

انواع سرویس‌های مخابراتی

امروزه سرویس‌هایی که شرکت مخابرات برای ارسال دیتا بین چند نقطه به مشترکین ارایه می‌دهد، عبارتند از اینترانت،
ارتباطات (PTP (Point to Point)، PTMP (Point to Multi Point، اینترنت، VPN/MPLS که ارایه و مدیریت تمامی این سرویس‌ها و خدمات در مراکز مخابراتی انجام می‌پذیرد. در ادامه به معرفی مختصر هر یک از این سرویس‌ها می‌پردازیم.

معرفی سرویس‌های مخابرات

سرویس اینترنت: سرویس دسترسی به شبکه جهانی اینترنت است که بر همین اساس پهنای باند مورد نیاز مشتریان را تأمین می‌کند. در حال حاضر ظرفیت مورد نیاز مشتریان می‌تواند از 64 کیلوبیت بر ثانیه تا 500 مگابیت بر ثانیه (براساس نیاز) ارایه شود.
سرویس VPN/MPLS: عبارت است از شبکه‌های مجازی و خصوصی برای مشترکینی مانند بانک‌ها، صندوق‌های اعتباری، سازمان‌ها و ارگان‌های دولتی و شرکت‌های بزرگ.
با این سرویس که یکی از بهترین سرویس‌هاست، مشترک می‌تواند بین ساختمان‌های خود یک شبکه مجازی و اختصاصی روی شبکه دیتای کشور برای خود ایجاد ‌کند که غیر از کاربران آن شرکت یا سازمان، هیچ کاربر دیگری نمی‌تواند به شبکه آنها دسترسی داشته باشد.
سرویس PTP: سرویس PTP یا نقطه به نقطه از جمله سرویس‌هایی است که شرکت فن‌آوری اطلاعات (زیرمجموعه وزارت ICT) به متقاضیان پهنای باند اختصاصی
(Dedicated Bandwidth) بین دو نقطه در هر استان واگذار می‌کند.
این سرویس از نوع Base TDM است که در لایه یک (از بستر TDM) و در برخی استان‌ها در لایه 2 (از بستر ATM) به صورت کانال‌هایی با پهنای باند ثابت و مسیر ثابت، از ابتدا تا انتهای نقاط مورد درخواست، تعریف و در اختیار متقاضیان قرار می‌گیرد. پهنای باند قابل ارایه در این نوع سرویس، حداقل 64Kbps و حداکثر 155Mbps است.
سرویس PTMP: سرویس PTMP یا ارتباط نقطه به چند نقطه نیز از نوع TDM Base بوده و همانطور که از نامش پیداست، در این روش یک نقطه مرکزی با چند نقطه دیگر ارتباط برقرار می‌کند. برای درک بهتر این سرویس، می‌توان توپولوژی ستاره‌ای را در نظر گرفت.
اگر سازمانی از دو سرویس PTP و PTMP برای اتصال مراکز خود استفاده نماید، می‌تواند سیستم‌های مکانیزه داخلی، اتوماسیون اداری، سرویس‌های ایمیل، ویدیو کنفرانس و VoIP را بین مراکز خود راه‌اندازی نماید.
نکته: Time Division Multiplexing) TDM) تقسیم زمانی روشی برای انتقال دو یا چند سیگنال روی یک کانال مشترک با تقسیم کانال به دوره‌های زمانی مختلف است، طوری که سیگنال‌های مختلف ورودی نمونه‌برداری شده و در حوزه زمانی مالتی‌پلکس می‌شوند و یک قطار پالس ترکیبی ایجاد می‌کنند و سیگنال‌ها توسط یک مدار دی‌مالتی‌پلکس دوباره بازسازی و جدا می‌شوند.
بستر Base TDM در این جا توسط مخابرات ارایه می‌شود.
سرویس دسترسی به اینترنت: شرکت مخابرات ایران با ایجاد یک شبکه گسترده آیپی در سراسر کشور و فراهم نمودن دروازه‌های پرظرفیت بین‌الملل، از طریق کابل‌های فیبر نوری در مسیرهای مختلف ارتباطی و با اتصال مستقیم به اصلی‌ترین نقاط (IX (Internet Exchange Point دنیا، قابلیت سرویس‌دهی به متقاضیان اینترنت را در سراسر کشور با هر میزان پهنای باند دارد.
معمولاً کاربران خانگی که با مودم‌های آنالوگ (معمولی) و از طریق خطوط تلفن
(زوج سیم) به مرکز مخابراتی خود متصل می‌شوند، پهنای باند تا 64 کیلوبیت بر ثانیه را دریافت می‌کنند و اگر پهنای باند بیشتری نیاز داشته باشند، ارتباطشان تا نزدیک‌ترین مرکز مخابراتی توسط مودم‌های G.SHDSL و از طریق یک سیم مسی برقرار شده و از آن طریق به شبکه آیپی ملی و شبکه اینترنت جهانی می‌پیوندند و در صورت نیاز به پهنای باند بالاتر از 8 مگابیت بر ثانیه، این ارتباط از طریق فیبر نوری برقرار می‌شود.
این سرویس از نوع Packet Base بوده و توسط بستر دیتا در مخابرات تأمین می‌شود.
سرویس دسترسی به شبکه اینترانت: اینترانت شبکه‌ای کامپیوتری است که از زبان مشترک ارتباطی شبکه جهانی اینترنت برای تبادل داده‌ استفاده می‌کند و تمام خدمات اینترنت، از جمله پست الکترونیکی، وب، FTP، گروه‌های خبری و تله‌کنفرانس را در شبکه‌ای اختصاصی برای کاربران مشخص آن شبکه ارایه می‌دهد و لزوماً به اینترنت متصل نیست. نظر به ایجاد بستر وسیع آیپی در سطح کشور با گستردگی در مراکز کلیه استان‌ها و همچنین قابلیت دسترسی کلیه شهرها به این شبکه از طریق شبکه‌های دسترسی استانی، شرکت فن‌آوری اطلاعات سرویسی به نام اینترانت به متقاضیان ارایه می‌دهد که در این سرویس ‌آدرس‌های آیپی اختصاصی داخل کشوری تخصیص داده می‌شود.
با اتصال متقاضیان به این شبکه (با پهنای باند مورد نیاز) امکان دسترسی به کلیه نودهای داخلی (شامل آدرس‌های معتبر اینترنتی داخل کشور و نیز آدرس‌های خصوصی متصل شده به این شبکه در سراسر کشور) فراهم می‌شود. تفاوت اساسی میان شبکه اینترانت و سایر شبکه‌ها در آن است که این شبکه براساس پروتکل‌های اینترنت نظیر TCP/IP و HTTP شکل می‌گیرد و امکان دسترسی به آن فقط از داخل کشور وجود دارد. هدف اصلی نصب اینترانت‌، تسهیل ارتباطات و اشتراک‌گذاری منابع ارگان‌ها، سازمان‌ها و شرکت‌های دولتی داخلی است.
نمونه‌هایی از کاربردهای سرویس اینترانت را می‌توان اتصال به بستر عمومی آیپی داخل کشور، تأمین بستر ارتباطی جهت ایجاد سیستم‌های مکانیزه داخلی سازمان‌ها و شرکت‌ها در سطح کشور (مانند سیستم‌های اتوماسیون اداری) و نیز تأمین بستر ارتباطی جهت ایجاد شبکه اینترانت داخل سازمانی و ارایه سرویس‌های داخلی E-MAIL، Web، FTP و Messaging برای سازمان‌ها و شرکت‌ها نام برد.

سرویس شبکه خصوصی مجازی

VPN/MPLS Layer3

همزمان با رشد سریع و تکامل فناوری ساخت کامپیوترها، ایده اتصال کامپیوترها به یکدیگر و انتقال داده بین آنها مطرح شد. طرح‌های ابتدایی شبکه‌های کامپیوتری، بسیار پیچیده بوده و هر شرکتی به صورت مجزا شبکه‌ای را طراحی می‌کرد و معماری‌های مطرح شده در شبکه‌های کامپیوتری شرکت‌های مختلف، هیچ گونه سازگاری با یکدیگر نداشتند. به منظور سازگاری شبکه‌های کامپیوتر، مدل مرجعی به نام مدل مرجع OSI ارایه شد که تا حدی مشکل عدم ناسازگاری معماری‌های مختلف شبکه‌های کامپیوتری را مرتفع ساخت. با گذشت زمان، ایده اتصال شبکه‌ها به یکدیگر گسترش توسعه یافت. در ابتدا گروه DARPA پروژه‌ای تحقیقاتی را در زمینه اتصال ابرکامپیوترها به یکدیگر و پیاده‌سازی ارتباط شبکه‌ای آغاز کرد که در نهایت منجر به گسترش و پیاده‌سازی شبکه جهانی اینترنت شد.
رشد سریع شبکه جهانی اینترنت و عمومیت یافتن این شبکه‌ها باعث شد که اینترنت در سراسر جهان گسترش یابد. به گونه‌ای که درخواست استفاده از پروتکل اینترنت به صورت تصاعدی رو به افزایش است. بنابراین در حال حاضر یکی از مسایل مطرح و مهم در شبکه، مربوط به سرعت بخشیدن به انتقال ترافیک آیپی و ایجاد کیفیت سرویس در شبکه اینترنت است.
در این رابطه مدل‌های متفاوتی با هدف پیاده‌سازی مناسب‌تر روش‌های کیفیت سرویس ارایه شده است. یکی از راه‌های مناسب برای این امر، انتقال اطلاعات آیپی از طریق سوییچ‌های ATM است که در سال‌های گذشته از آن به صورت وسیع استفاده ‌شده است. اما به دلیل مشکلاتی که در این روش انتقال وجود دارد، روشMPLS یا Multi Protocol Label Switching جایگزین آن شده است.
MPLS مقیاس پذیری و کارآیی شبکه‌های موجود آیپی را بهبود بخشیده و ارایه سرویس‌های جدیدی که در شبکه‌های سنتی آیپی قابل دسترسی نبوده را میسر ساخته است.

MPLS چیست؟

MPLS ترکیبی از تکنیک‌های هدایت (Forward) اتصال‌گرا و پروتکل‌های مسیریابی اینترنت است. MPLS این خاصیت را ایجاد می‌کند که بتواند هر نوع ترافیکی را روی شبکه آیپی گسترده بدون وابستگی به محدودیت‌های مختلف پروتکل‌های مسیریابی و طرح‌های لایه انتقال و آدرس‌دهی اجرا کند. دو مشخصه MPLS امکان سوییچ ترافیک از طریق مسیریاب‌های آیپی و اختصاص همزمان برچسب و پارامترهای مهندسی ترافیک است.
نکته قابل توجه این است که امروزه سرویس VPN مبتنی بر فناوری MPLS امکان ایجاد شبکه‌های اختصاصی مجازی در گستره شبکه IP/MPLS در مراکز 30 استان کشور را برای مشتریان فراهم می‌نماید.
با توجه به قابلیت‌ها و ویژگی‌های نوین فناوری مذکور، این سرویس جایگزین سرویس PTMP برای ارتباطات بین استانی شده و در آینده با گسترش شبکه IP/MPLS در کلیه شهرستان‌های استان‌ها، امکان جایگزینی سرویس PTMP با این سرویس در داخل استان‌ها و ایجاد شبکه‌های مجازی لایه 3 در محدوده‌های داخل استانی و نیز شبکه‌های VPN لایه 2 فراهم خواهد شد.
از دیگر دلایل پیدایش MPLS‌ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• رفع مشکلات کندی روترها در شبکه‌های بزرگ و زیر فشار با مکانیسم ساده مانند برچسب‌زنی ترافیک هر مشتری
• استفاده در Traffic Engineering و Quality of Services
• ایجاد Virtual Private Networks
بر این اساس اهدافی که در طراحی MPLS‌ مورد توجه قرار گرفت، عبارتند از:
• MPLS باید هر نوع فناوری لایه دوم را پشتیبانی کرده و فقط منحصر به ATM و Frame Relay نباشد.
• MPLS باید با پروتکل‌های مختلف مسیریابی سازگار باشد.
• در MPLS باید قابلیت مجتمع‌سازی ترافیک پشتیبانی شود. در این صورت امکان ارسال ترافیک‌های متنوع کاربران از طریق یک مسیر واحد فراهم می‌شود.
• MPLS باید قابلیت مقیاس‌پذیری داشته باشد، یعنی انعطاف‌پذیر بوده و در شبکه‌های بزرگ نیز جواب دهد.

دیگر قابلیت‌های سرویس VPN/MPLS

• سهولت به‌کارگیری شبکه برای مشتریان: با توجه به اینکه کلیه عملیات مسیریابی در داخل شبکه سرویس‌دهنده انجام می‌گیرد، مشتریان می‌توانند در سایت‌های خود از ساده‌ترین تجهیزات لایه 3 استفاده نمایند و نیازی به اعمال پروتکل‌های
Dynamic Routing و پشتیبانی و مدیریت آنها و کنترل ترافیک توسط خود مشتری نخواهد بود.
• سهولت نگه‌داری شبکه مشتری: در واقع نگه‌داری بخش عمده شبکه مشتری تا لایه سوم بر عهده شرکت مخابرات است.
• هزینه کمتر و استفاده بهینه از پهنای باند.
• قابلیت ارتباط مستقیم کلیه نودها با یکدیگر (با استفاده از توپولوژی Full Mesh).
• امکان اعمال QoS (Quality of Service) مورد نیاز مشتری. با استفاده از این قابلیت می‌توان ترافیک‌های مختلف مشترک، از جمله ویدیو، صوت و دیتا را مطابق اولویت‌های تعیین شده از سوی مشترک، به صورت تضمینی و در مسیرهای مورد درخواست مشترک هدایت نمود.
• تأمین REDUNDANCY شبکه مشتری.

آشنایی با معماری MPLS

از خواص ذاتی MPLS تفکیک ترافیک یک سازمان از دیگر سازمان‌ها توسط سرویس‌دهنده (در بحث ما شرکت مخابرات) است. به طوری که چندین مشترک می‌توانند از آدرس‌دهی خصوصی مشترک بدون نیاز به ترجمه‌ این آدرس‌ها استفاده نمایند. این جداسازی ترافیک منجر به استفاده از عبارت MPLS VPNs شد تا مشترکینی را که قصد اجرای شبکه خصوصی آیپی را با دیگر نقاط زیرمجموعه خود دارند، متمایز سازد. در حقیقت MPLS VPNs مشابه مدارات مجازی ATM و یا
Frame Relay است.
در بیشتر شبکه‌های WAN دنیا از فناوری انتقال لایه 2 مانند ATM و Frame Relay استفاده می‌شود و برای اتصال دو روتر با استفاده از شبکه WAN لایه 2 این اتصال میسر می‌‌شود. در این حالت طراح شبکه WAN باید به صورت دستی مسیری ایجاد کند تا بسته‌های لایه 3 از میان لایه 2 عبور کنند.
نکته بسیار مهم سرویس MPLS این است که به سوییچ های لایه 2 امکان می‌دهد تا همانند روتر در انتخاب مسیر هوشمند باشد.
نمونه‌هایی ازکاربردهای سرویس VPN/MPLS
• تأمین بستر ارتباطی جهت ایجاد سیستم‌های مکانیزه داخلی سازمان‌ها و شرکت‌ها در سطح کشور، مانند Paperless، ایجاد شبکه اینترانت و ارایه سرویس‌های داخلی مانند E-learning، VoIP، FTP، Email، Website و سیستم‌های ویدیو کنفرانس.
• ایجاد شبکه‌های مونیتورینگ ویدیویی بین مراکز کارگاهی و کارخانه‌های واقع در شهرستان‌ها با دفاتر مرکزی مستقر در تهران یا سایر شهرستان‌ها

پارامترهای فنی MPLS

از ویژگی‌های فنی این سرویس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• سهولت عملیات Forwarding
• جدایی عملیات Forwarding و Routing
• سهولت تجمع خصوصیات ATM و IP
• همخوانی با کلیه پروتکل‌های لایه 2 و لایه 3
• تبدیل آدرس‌ها به برچسب‌هایی با طول ثابت
• امکان استفاده از سرویس‌هایی ویژه‌ همچون مهندسی ترافیک
(Traffic Engineering)، امکان ارسال Voice/Video روی آیپی با کاهش تأخیرات و افزایش QoS

سخن پایانی

آشنایی با سرویس‌های مخابراتی می‌تواند در تصمیم‌گیری‌های کلان سازمانی برای راه‌اندازی شبکه‌های گسترده (WAN) در سطح ادارات و نهادهای دولتی و یا شرکت‌های خصوصی بزرگ، موثر و مفید واقع شود. در این مقاله سعی شد انواع سرویس‌های مختلف را در این خصوص، به صورت محدود نام برده و برخی از خصوصیات آنها را نیز بیان کنیم.

منبع:http://computernews.ir/article.aspx?n=2012-1-1002492