Основная | О фирме  | Новости  | Продукция |  Продажа  | Поддержка  | Разное |

Ethernet + SDH/DWDM, или сетевая концепция Lucent

    Задумайтесь над тем, что представляет собой сетевая инфраструктура в вашем городе. Если это крупный мегаполис, то местная телефонная компания, наверняка, уже построила сеть SDH. Это надежная, проверенная временем и достаточно скоростная технология хороша для предоставления телефонных услуг и выделенных каналов связи. Однако, при всех своих достоинствах, классическая SDH плохо подходит для передачи пакетного (IP) трафика, в первую очередь, из-за отсутствия средств гибкого и масштабированного выделения канальных ресурсов. Потребности же пользователей в услугах, основанных на передаче IP-трафика, стремительно растут...
    И законы рынка берут свое. Вот уже предприимчивые молодые люди протягивают "бесконечные" коаксиальные сегменты Ethernet между домами, обещая их жителям скоростной доступ в Сеть. Стихийное развитие таких сетей часто осуществляется без необходимых разрешений регулирующих органов. Понятно, что подобные "инфраструктуры" вряд ли можно воспринимать всерьез – они не обеспечивают ни должного качества, ни надежности, ни каких-либо гарантий сервиса. Но полезно задать себе вопрос: "А почему используется именно Ethernet?" Да потому что эта технология недорога, проста и широко распространена.

Ода Ethernet
    В настоящее время Ethernet является доминирующей технологией в локальных вычислительных сетях (ЛВС). Она активно используется в корпоративных центрах обработки данных и узлах присутствия Интернет-провайдеров. Это самая простая и недорогая технология для передачи данных на короткие и средние (вплоть до сотен километров) расстояния. Интерфейсы Ethernet присутствуют практических во всех типах сетевого IP-оборудования, поэтому использование этой технологии обещает существенную экономию как сервис-провайдерам, так и конечным пользователям.
    Здесь следует сделать одно важное замечание: технология Ethernet в телекоммуникационном оборудовании это уже далеко не та технология, что появилась на заре существования ЛВС. За годы развития она стала значительно более производительной, получила "в свое распоряжение" необходимые средства отказоустойчивости, дифференциации трафика и обеспечения гарантированного качества обслуживания. Новые решения Ethernet, предлагаемые для сетей связи, соответствуют самым строгим требованиям операторов и сервис-провайдеров.
    Итак, технология Ethernet, безусловно, станет одной из важных составляющих сетей связи следующего поколения, особенно сетей городского масштаба (metro). Но рассматривать эту технологию следует не в отдельности, а вместе с другими операторскими технологиями, в первую очередь с уже упомянутой SDH и технологией спектрального уплотнения (WDM). Именно интеграция интерфейсов Ethernet в такие сетевые элементы, как мультиплексоры ввода-вывода SDH и оптические линейные системы (OLS) WDM, создает эффективные мультисервисные решения. Эти решения обладают высокой экономической эффективностью наряду с высокой надежностью, производительностью и хорошей управляемостью. Компания Lucent Technologies называет подобные решения "гибридным транспортом".
   Специалисты Lucent выделяют три основных применения таких решений: это обеспечение коммуникационных сервисов между узлами присутствия сервис-провайдеров (inter-POP) и между корпоративными ЛВС, а также предоставление управляемых IP-услуг (например, IP-VPN, доступ в Интернет, хостинг, IP-телефония и т. д.).

Inter-POP
    В локальных сетях внутри узлов присутствия сервис-провайдеров (intra-POP) высокоскоростные каналы Ethernet являются основным средством связи между оборудованием (маршрутизаторами). Однако для взаимодействия между маршрутизаторами, расположенными в территориально удаленных POP-узлах, сегодня используются самые разные технологии. Понятно, что очень высокая стоимость интерфейсов типа Packet over SDH (POS) – по сравнению со стоимостью интерфейсов Ethernet – означает дополнительные расходы и для сервис-провайдеров, и для их клиентов. Кроме того, использование маршрутизации на участках между POP-узлами имеет свои проблемы. Скорости здесь огромны, и электронная начинка маршрутизаторов зачастую работает на пределе своих возможностей.
    Гибридные решения Ethernet – SDH/DWDM являются значительно более эффективными (рис. 1). Благодаря использованию в решениях Lucent технологий Virtual Concatenation и Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) обеспечивается возможность гибкого изменения полосы пропускания, в том числе по требованию клиента, без необходимости как-либо модифицировать аппаратуру. Интерфейсы Ethernet в оборудовании SDH поддерживают скорость передачи от 0 до 1 Гбит/с. Если требуется еще более высокая скорость Ethernet, 10 Гбит/с, то лучше задействовать технологию WDM или, при наличии свободных волокон, пустить трафик десятигигабитовой Ethernet напрямую по волокну. При работе через интерфейсы 10Gig Ethernet можно также задействовать только часть их пропускной способности, т. е. гибко использовать канальные ресурсы в диапазоне скоростей 1 – 10 Гбит/с.


Рис.1 Высокоскоростной Ethernet- транспорт для связи между узлами сервис-провайдера (POP)

ЛВС – ЛВС
   При возникновении необходимости связать ЛВС удаленных офисов предприятия сталкиваются со следующей проблемой: в ЛВС используется хорошо им знакомая технология Ethernet, а оператор предлагает совсем другие технологии – связь по выделенным линиям (например, Е1) или с использованием пакетных технологий (X.25, Frame Relay, ATM). Понятно, что в результате в офисе предприятия появляется множество дополнительных "коробок", покупка которых существенно повышает стоимость сетевого решения. В этой ситуации оптимальным было бы наличие интерфейса Ethernet непосредственно в сетевом оборудовании оператора.
    Ethernet хороша тем, что она, хоть и оптимизирована под IP, но при этом остается "прозрачной" для других протоколов третьего уровня, например IPX и DECnet, которые все еще используются во многих корпоративных сетях. Организовав Ethernet-соединение через транспортную сеть общего пользования (рис. 2), предприятие обеспечит своим сотрудникам, подключенным к ЛВС разных офисов, ощущение того, что они работают в одной скоростной локальной сети. При этом в транспортной сети информационные потоки разных корпоративных клиентов будут отделены друг от друга, следовательно, не потребуется внедрять дополнительные средства защиты (межсетевые экраны).
   Как и в случае решений Inter-POP, современные механизмы типа Virtual Concatenation позволяют постепенно наращивать скорость через Ethernet-соединение как от 2 до 100 Мбит/с, так в диапазоне менее 2 Мбит/с. Особо "жадным" до полосы пропускания клиентам, сервис-провайдер может предложить подключение по гигабитному интерфейсу Ethernet.


Рис.2 Высокоскоростной Ethernet - транспорт для связи между  ЛВС

Управляемые IP-услуги
   К узлу Интернет-провайдера, как правило, подключено много клиентов. Если все эти подключения выполнены по схеме "точка – точка", то требуется столь же много кабельных соединений между SDH-мультиплексором (мультиплексорами) и маршрутизатором (маршрутизаторами). Чтобы уменьшить число таких соединений, а значит, снизить стоимость технического решения, необходимо сначала агрегировать трафик и только затем направить его на маршрутизатор. С такой задачей хорошо справляется Ethernet-коммутатор, встроенный в оборудование SDH. Он объединяет множество TDM-потоков в один поток Ethernet для маршрутизатора.
   Этот единый Ethernet-канал, связывающий транспортную сеть с маршрутизатором Интернет-провайдера, часто называют VLAN-транк (рис. 3). Использование такой схемы подключения сокращает число необходимых интерфейсов в оборудовании, а также снижает расходы на инсталляцию кабельной системы и техническое обслуживание. Для идентификации трафика отдельных клиентов в едином VLAN-транке применяются ярлыки VLAN. Что же касается скоростей, то они могут быть самыми разными: например, 10 Мбит/с на уровне доступа предприятия и 100 Мбит/с в VLAN-транке Интернет-провайдера или 10– 100 Мбит/с на доступе и 1 Гбит/с на транке.
   Преимущество использования оборудования SDH заключается в том, что традиционные сервисы, например Е1 для телефонии, могут быть организованы в той же сети. Это очень удобно для предприятий, которые, используя обычные УАТС для телефонной связи, хотят увеличить скорости своих каналов передачи данных. Если пропускной способности сети SDH перестанет хватать, то в сетях масштаба metro можно, например, внедрить технологию Passive WDM (PWDM). Это очень недорогой вариант технологии спектрального уплотнения, хотя он, конечно, и не обеспечит суперскоростей решений Dense WDM (DWDM).

От доступа до сверхдальних магистралей
   Компания Lucent Technologies разработала технические решения для всех рассмотренных выше сценариев построения/модернизации сетевой инфраструктуры. Соответствующие продукты указаны в таблице для разных уровней metro-сети: доступа (access), распределения (feeder) и ядра (core).


Рис.3. Предоставление IP- услуг

    На уровне доступа можно использовать такие SDH-продукты с поддержкой Ethernet-транспорта, как WaveStar® AM 1 Plus и WaveStar® ADM 16/1 Compact. WaveStar® AM 1 Plus – это небольшой SDH-мультиплексор (американцы про такие устройства обычно говорят "pizza-box", российские же партнеры Lucent окрестили эти системы «мини-SDH»), который отлично подходит для установки в помещении клиента. Мультиплексор WaveStar® ADM 16/1 Compact уже ориентирован на установку в помещениях крупных предприятий или в узлах связи оператора или поставщика услуг. Принципиальным моментом является то, что Ethernet-интерфейсами (TransLAN Cards) можно дополнить уже имеющееся SDH-оборудование. Это позволяет оператору, сохранив свои инвестиции, развертывать новые доходные услуги на основе Ethernet-транспорта.

Табл 1

Уровень сети

Доступ
(Metro — Access)

Распределение
(Metro-Feeder)

Ядро
 (Metro-Core, Core)

Продукты SDH/WDM с поддержкой  Ethernet- транспорта

WaveStar AM1 Plus, 
WaveStar ADM 16/1 compact

WaveStar ADM 16/1, 
WaveStar TDM 10G, LambdaUnite,
 Multiservuce Switch (MSS)

WaveStar TDM 10G, LambdaUnite,
 Multiservise Switch (MSS),
 WaveStar OLS 1.6T

    Упомянутые SDH-мультиплексоры можно использовать, например, и для организации взаимодействия ЛВС – ЛВС по каналу 100 Мбит/с Ethernet. Эти продукты поддерживают связь не только по схеме "точка – точка", но многоточечный сервис, что позволяет экономить на кабельной инфраструктуре. Гигабитные Ethernet-сервисы в городских сетях позволяют предоставлять другие устройства Lucent – WaveStar® TDM 10G и LambdaUniteTM Multiservice Switch (MSS). Они оборудованы интерфейсами 1000Base-SX/LS. Вскоре такие интерфейсы будут реализованы и для мультиплексоров WaveStar® ADM 16/1 и WaveStar® ADM 16/1 Compact.
    Для скоростной связи между узлами, удаленными друг от друга на большие расстояния, Lucent Technologies рекомендует решения на основе технологии DWDM. В этих решениях тоже реализована поддержка Ethernet-транспорта. Так, для платформы WaveStar® OLS 1.6T DWDM компания предлагает блок OTU с поддержкой интерфейса 1000Base-SX. Эта платформа может эффективно применяться и в тех ситуациях, когда используются гигабитные Ethernet-интерфейсы на устройствах WaveStar® TDM 10G и LambdaUniteTM MSS. Для сверхдальних приложений (более 4000 км, скорость 2,4 Тбит/с) Lucent предлагает платформу LambdaXtremeTM Transport, для которой реализован 10-гигабитовый блок OTU с интерфейсом 10GBase-EW.
    Управление всеми описанными выше Ethernet-решениями может осуществляться с помощью единой интегрированной платформы управления. Эта платформа – NavisTM Optical Network Management System (ONMS) представляет собой многоцелевое средство для управления транспортными сетями Lucent Technologies.
    Для установки Ethernet-соединения требуется всего лишь две простых операции: первая – установить транспортное соединение между сетевыми элементами, вторая – определить коммутационную связь (на втором уровне) между WAN- и Ethernet-портом устройств SDH/DWDM. Система управления позволяет гибко изменять выделенную клиенту полосу пропускания, например, с шагом 2 Мбит/с. Помимо операций, связанных собственно с предоставлением услуг, NavisTM ONMS обеспечивает массу механизмов для контроля качества обслуживания – она позволяет определять схемы защитного переключения SDH/DWDM, получать информацию о характеристиках канала связи, отслеживать возможные неполадки в ЛВС.
    Lucent Technologies предлагает сегодня технические решения, позволяющие внедрять выгодные операторам Ethernet-службы на любом уровне городской сети. Причем надежность и управляемость этих служб, оптимизированных для передачи данных, находится на том уровне, который характерен для традиционных телефонных сетей.

Наша справка
    До недавнего времени технология SDH была оптимизирована только под телефонные системы, сигналы которых четко укладывались в ее строгую иерархию скоростей. Для приложений, связанных с передачей данных, требовалась большая гибкость. Такая гибкость частично появилась с разработкой технологии виртуальной сцепки (Virtual Concatenation, ITU-T G.707 и G.783), которая предусматривает объединение клиентских SDH-сигналов в единый поток битов.
    Благодаря этой технологии, клиенты могут получать именно ту скорость, которая необходима им в данный момент. Предположим, предприятию нужен канал связи между офисами с пропускной способностью 300 Мбит/с. Его можно обеспечить, объединив два сигнала VC-4 (2x150 = 300 Мбит/с), и подключив офисы через интерфейсы Gigabit Ethernet. При увеличении потребностей предприятия, можно добавлять сигналы VC-4 до тех пор, пока не будет достигнута максимальная физическая скорость интерфейса доступа, равная 1 Гбит/с.
    Механизм Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) является расширением технологии виртуальной сцепки, которое позволяет динамически изменять число SDH-каналов в соединении. Когда каналы добавляются или убираются (например, по команде со станции управления), каких-либо потерь пользовательского трафика не происходит. Алгоритм работы схемы LCAS описан в драфте стандарта ITU-T G.7042.

Источник: "Мир Lucent" # 11 2002 г.