Технические решения построения городской операторской сети на базе технологии Optical Ethernet

Технические решения построения городской операторской сети на базе технологии Optical Ethernet

Купинский Г.

Введение

На сегодняшний день существует возможность использования технологии Ethernet не только в локальной сети, но и сетях операторов связи — для организации соединений между локальными сетями клиентов. В качестве транспорта используются волоконно-оптические линии связи, отсюда и название — оптический Ethernet. Основными преимуществами использования Ethernet для построения распределенной сети являются экономическая эффективность и простота подключения клиентов, эффективность использования канальных ресурсов и производительность, а также распространенность, скорость и относительно низкая стоимость оборудования и эксплуатации.

Технология Ethernet позволяет строить межузловые соединения протяженностью до 100 км без промежуточного усиления и регенерации при потенциально неограниченной пропускной способности. А интерфейс Ethernet 10/100Base-T уже стал стандартом де-факто при подключении пользователей.

Область применения Ethernet расширяется, что обусловлено главным образом его простотой и низкой стоимостью. Интерфейсы Ethernet, Fast Ethernet и 1/10-гигабитный Ethernet за несколько первых лет с начала их появления дешевели в среднем на 30% в год. Fast Ethernet практически вытеснил технологию ATM в области подключения рабочих мест. По тем же самым причинам (простота и низкая стоимость) гигабитный Ethernet и 10-гигабитный Ethernet в настоящее время становятся более привлекательными для построения опорных сетей, чем ATM.

Гигабитный и десятигигабитный Ethernet привлекательны с точки зрения соотношения цена/производительность и будут удачным выбором для магистральных приложений не только в выделенных корпоративных сетях, но и для построения городских операторских сетей.

Немаловажным фактором является наличие индустриальных стандартов и поддержка Ethernet практически всеми производителями оборудования передачи данных. Относительная простота развертывания и администрирования сетей Ethernet, как и наличие множества специалистов, имеющих опыт работы с этими сетями, позволяют говорить о сравнительно низкой стоимости владения и эксплуатации таких сетей.

Экономическая эффективность и простота подключения клиентов

При использовании оптического Ethernet со стороны клиента для подключения к распределенной сети нужен только свободный порт Ethernet на коммутаторе или концентраторе, входящем в состав локальной сети. Нет необходимости в установке дополнительного устройства доступа (обычно в качестве такого устройства используется маршрутизатор). Затраты на подключение со стороны клиента включают стоимость порта Ethernet на существующем оборудовании локальной сети и единовременный платеж оператору связи за выделение порта распределенной сети. Порт Ethernet на типичном коммутаторе локальной сети поддерживает пропускную способность до 100Мбит/с, для сравнения, стоимость порта АТМ, поддерживающего подобную пропускную способность на два порядка выше.

За счет уменьшения количества используемого оборудования и технологий уменьшаются затраты клиента на содержание собственной технической службы сопровождения.

Эффективность использования канальных ресурсов и производительность

Уже сейчас на телекоммуникационном рынке широко представлено оборудование с оптическими интерфейсами Ethernet с пропускной способностью до 1 Гбит/с. Ведущие производители телекоммуникационного оборудования уже предлагают оборудование с оптическими интерфейсами Ethernet 10 Гбит/с.

При подключении клиентов к распределенной сети оператора с использованием технологии "оптический Ethernet" на каждое виртуальное соединение может быть выделена пропускная способность, в зависимости от необходимости, от 1 до 100Мбит/с без замены оборудования и до 1 Гбит/с при наличии соответствующего порта со стороны локальной сети.

Решение L3

Городская сеть оператора должна предоставлять услуги по передаче данных между клиентами на базе протоколов TCP/IP. Объединение различных подсетей корпоративных клиентов также происходит с помощью передачи IP-пакетов через сеть оператора.

Услуги IP-сети оператора обеспечивают следующие возможности: передачу трафика между одиночными абонентами, а также между территориально-распределенными элементами сетей корпоративных клиентов на третьем уровне модели OSI (на уровне IP-пакетов); возможность управления качеством обслуживания (QoS) на уровне IP-пакетов и предоставление разных уровней сервиса в зависимости от потребностей клиента; маршрутизацию трафика клиентов средствами сети оператора; предоставление клиентам некого пространства IP-адресов.



Рис. 1 – Схема решения L3 

В структуре городской распределенной сети при ее создании должны быть учтены три уровня: уровень доступа, уровень концентрации и уровень сервисов. Уровень доступа включает коммутаторы доступа (КД), которые являются узлами доступа городской операторской сети. КД могут располагаться в жилых домах, в зданиях бизнес-центров, в офисах корпоративных клиентов. Уровень концентрации включает узловые коммутаторы (УК) - концентрирующие узлы городской операторской сети. УК агрегируют трафик КД и передают агрегированные потоки к другим УК сети оператора. При необходимости функциональность КД и УК может быть реализована в одном устройстве. УК может располагаться на территории офиса клиента, на узле связи оператора или в жилом доме.

Функциональность операторской сети - предоставление услуг, управление услугами, управление стыками с внешними сетями и информационными системами – зависит от функциональности КД, УК и рабочих станций системы управления сети оператора. Управление активным сетевым оборудованием и сервисами осуществляется средствами специализированного программного обеспечения, устанавливаемого на рабочие станции системы управления сети оператора.

Решение L2

Виртуальные локальные сети (L2 VPN) позволяют объединить несколько географически удаленных офисов в единую высокоскоростную, многопротокольную безопасную сеть в масштабе города. Уникальная особенность L2 VPN заключается в организации виртуальной сети на канальном уровне, что дает возможность интегрировать в рамках общей сетевой среды сервисы, использующие различные сетевые протоколы (IP, IPX, Appletalk). Таким образом, сохраняется возможность использования существующей сетевой инфраструктуры, любых приложений, адресации и маршрутизации систем, являющихся пользователями сети. Подключение оборудования клиента осуществляется по стандартному интерфейсу Ethernet 10/100BaseТx или Gigabit Ethernet, при этом возможна прозрачная передача информации о виртуальных сетях второго уровня (VLAN), использующихся в сетях корпоративных клиентов, без смешивания трафика различных VLAN в операторской сети.

Кроме того виртуальная частная сеть второго уровня обеспечивает: масштабируемость — скорости передачи данных (1 Мбит/с — 1000 Мбит/с); возможность управления качеством обслуживания (QoS) и предоставление разных уровней сервиса в зависимости от потребностей клиента; возможность быстрого изменения параметров и конфигурации сети; высокую надежность за счет канальных систем защиты от аварий и резервирования полосы пропускания; высокую защищенность клиентов за счет обеспечения передачи трафика независимо от трафика других клиентов.



Рис. 2 – Схема решения L2 

В структуре городской операторской сети доступа можно выделить три уровня: уровень доступа, уровень концентрации и уровень сервисов. Уровень доступа (так же как и в решении L3) включает коммутаторы доступа (КД) и узловые коммутаторы (УК).

При построении городской сети оператора с использованием решения L2, в составе сети оператора выделяется сервисный узел, в задачу которого входит управление сервисами и активным сетевым оборудованием. В состав сети оператора может входить несколько сервисных узлов, разделенных по территориальному признаку. Построение нескольких сервисных узлов может быть обосновано с точки зрения увеличения надежности управления сетью и с точки зрения распределения нагрузки сервисного уровня. Количество сервисных узлов выбирается на стадии технического проектирования.

Управление активным сетевым оборудованием и сервисами происходит с помощью специализированного ПО, устанавливаемого на рабочие станции системы управления операторской сети.

Экономические аспекты

Экономическая сторона выбора технического решения немаловажна. Решение L2 (по сравнению с решением L3) имеет более низкую стоимость эксплуатации за счет упрощения процедур конфигурации оборудования и упрощения взаимодействия с магистральной сетью и другими внешними сетями и информационными системами. Решение L2 имеет и другие экономические преимущества, например, более низкая стоимость оборудования по сравнению с вариантом, когда в решении L3 используются коммутаторы третьего уровня в качестве КД.