Иерархия цифровых скоростей. Абонентские устройства доступа к магистральным сетям атм

Высокая скорость передачи информации, надежность и доступность подключения – главные требования к качественным услугам цифровой связи и интернета. Оптико-волоконные линии эффективно решают задачу перекачки данных, невозможную для обычных кабелей.

Наша компания предлагает услуги проектирования высокопроизводительных магистральных сетей связи различного назначения. Мы имеем необходимый опыт, квалифицированный персонал и ресурсы для реализации проектов любой сложности.

Что такое магистральные сети связи и их предназначение

Магистральная сеть связи (МСС) – телекоммуникационная высокоскоростная транспортная инфраструктура, объединяющая отдельные станции, узлы и сегменты, к которой подключена распределительная сеть с абонентским оборудованием.

Линии создаются на основе волоконно-оптических кабелей и подключаемого к ним сетевого оборудования, которое поддерживает высокие скорости прокачивания данных. Она соединяет головную станцию с субмагистральной сетью распределенных потребителей, локальные вычислительные сети. Такие МСС организуются в масштабах страны, регионов, областей, крупных городов с целью обеспечения:
оперативного обмена данными;
устойчивого высокоскоростного соединения удаленных и распределенных дата центров;
расширения потоков информационного обмена;
надежных высокоскоростных соединений и пр.

Мы создаем проекты МСС, соответствующие жестким требованиям законодательных и нормативно-технических документов. Они обеспечивают клиенту конкурентные преимущества. Магистральные транспортные сети связи от нашей компании обладают:
высокой скоростью перемещения информации по одному физическому волоконно-оптическому соединению (от 400 Гб/с и выше);
повышенной плотностью задействования оптической среды за счет спектрального мультиплексирования по частоте и фазовой модуляции, что исключает необходимость ввода дополнительных линий;
возможностью масштабирования, позволяющей расширять перечни предоставляемых сервисов без изменения структуры за счет установки новых версий транспортного оборудования;
мультисервисностью, обеспечивающей предоставление широкого спектра услуг, включая передачу трафика любых типов (интернет, передача голоса, потоки данных) с высокой скоростью;
надежностью 99,99% и минимальным временем самовосстановления пропускной способности после сбоев;
оптимальной структурной топологией (древовидной, кольцевой, смешенной), гарантирующей устойчивость связи;
гибкостью, позволяющей предоставлять имеющиеся и перспективные услуги (например, LTE, WiMAX и пр.).

Виды магистральных сетей связи и требования к ним

Наша компания предлагает проекты МСС, в которые заложены высокотехнологичные комплексные решения. Они позволяют формировать магистрали, обеспечивающие эффективное задействование физических волокон кабелей. Их основа – высокоскоростные технологии, разработанные для глобальных линий связи – Ethernet, LTE, SDH, WiMax, UMTS, IP/MPLS и DWDM. Комплексирование и различные их сочетания позволяют получать пропускную способность оптического волокна от 10 Гбит/с на 100 и больше длинах волн. Они обеспечивают магистрали сетей связи, например, с:
DWDM — транспортировкой информационных пакетов по одному оптическому кабелю с наибольшей скоростью;
SDH — заданными скоростями прохождения транспортируемых синхронных модулей, подключением сетевых устройств разных изготовителей, настройкой на вариативное предоставление различных наборов услуг;
IP/MPLS — увеличенной скоростью продвижения IP-пакетов за счет прикрепления к ним спецметок, сокращающих время обработки маршрутной информации.

Наполнение и стоимость проектирования магистральных сетей связи

После получения от заказчика поручения на выполнение проекта, наши специалисты производят согласование исходных данных, обследуют участки местности, здания, по которым будет проходить МСС. Проектирование начинается после согласования технического задания и оценочной стоимости работ.

Во всех случаях мы оказываем клиенту консультативную помощь в выборе среды передачи пакетов информации, сетевых технических устройств, технологии построения линии связи, оптимальной топологии структуры сети. На этапах проектирования МСС предусматриваются:
геодезические изыскания, исследования грунтов;
проработку технических решений;
изучение возможности прокладки в защищенных зонах, например, вдоль железной дороги;
ввод аппаратуры удаленного мониторинга;
расчеты количества и мощности регенераторов, концентраторов, маршрутизаторов, мостов.

Комплект рабочей документации формируется в соответствии с действующими требованиями, включая обязательные главы, разделы, содержание. Его наполнение – схемы, расчеты, планы, чертежи, графики, спецификации оборудования и материалов, смета. В нем учитывается необходимость проведения работ:
строительно-монтажных;
по вскрытию грунтов;
монтажу и наладке техустройств;
пуско-наладочных;
по вводу в эксплуатацию.

Окончательная цена проектирования зависит от многих составляющих и определяется индивидуально в каждом конкретном случае. Она фиксируется в договоре на оказание услуг и не подлежит изменению в одностороннем порядке.

Преимущества заказа проектов магистральных сетей связи

Мы самостоятельно выполняем согласования, внесение корректировок, получение положительного решения госэкспертизы. По желанию заказчика наша компания выполнит авторский надзор на всех этапах реализации проекта. Разработка рабочей документации выполняется с соблюдением оговоренных сроков. МСС от нашей компании функционирую надежно, устойчиво, обеспечивая высокие скорости передачи данных. Заказать проектирование сети возможно на сайте или позвонив по контактным телефонам.

Цель:

1. Ознакомить слушателей с назначением, основными характеристиками, структурой МЦСС, а также с характеристиками ее основных элементов.

2. Сформировать у слушателей представление о МЦСС как об основной, базовой подсистеме новой телекоммуникационной сети МПС.

Время и дата проведения занятия: 9.15 – 10г.

Место: аудитория № 000 ПГУПС

Учебные вопросы и планируемое время:

ВВЕДЕНИЕ

Как и для любой системы управления, эффективность управления федеральным железнодорожным транспортом в значительной степени определяется характеристиками телекоммуникационной сети – одной из важнейших составляющих инфраструктуры системы управления МПС России.

Проведенный в начале 90-х годов анализ показателей функционирования этой сети показал, что основу ее составляет первичная сеть связи МПС, базирующаяся в основном на симметричных кабелях связи. Протяженность сети достигает 86000 километров, при этом сеть связи МПС обслуживает приблизительно миллион пользовательских линий связи. Характеристики действующей сети связи перестали удовлетворять технологическим потребностям МПС и не имели существенных перспектив улучшения при неизменном составе ее структуры.

Исходя из всего вышеизложенного, МПС решило создать новую, полностью цифровую сеть связи с целью предоставления всего спектра современных услуг связи как внутриотраслевым, так другим пользователям. Последнее обусловлено тем, что МПС имеет лицензию Госкомсвязи России на предоставление услуг местной связи на территории России. Используя свою обширную технологическую сеть, МПС является вторым по величине (по количеству пользовательских линий связи) телекоммуникационным провайдером, действующим сегодня в России.

При разработке проекта создания новой телекоммуникационной сети МПС с учетом результатов анализа развития потребностей мирового и российского телекоммуникационных рынков было предусмотрено и существенное увеличение резерва емкости создаваемой сети связи МПС для предполагаемого роста информационных потоков. (Данные анализа развития международного трафика свидетельствуют о том, что в настоящее время спрос на услуги сети Интернет характеризуется экспоненциальным ростом. Для междугородного российского трафика характерен устойчивый рост спроса на услуги телефонии для населения и передачи данных для предприятий. Потребности внедрения новых информационных технологий на железнодорожном транспорте, в основном, характеризуются ростом спроса на услуги по передаче данных. При этом резерв емкости ранее созданных сетей связи, рассчитанный на перспективу развития на 10 лет, расходуется за 3-4 года.) .

Проект создания новой телекоммуникационной сети МПС РФ имел важные достоинства, обеспечивающие его значительную конкурентоспособность при предоставлении услуг местной, междугородной и международной связи. Эти достоинства основывались:

На использовании для строительства готовой инфраструктуры федерального железнодорожного транспорта (земельная полоса отвода, контактная сеть, устройства электроснабжения, технические здания и сооружения), что значительно сокращало сроки и стоимость строительства;

На географическом положении российских железных дорог, обеспечивающем соединение Европы с Америкой и Азией посредством высокоскоростных линий связи по кратчайшему пути.

Таким образом, создаваемая новая сеть телекоммуникаций МПС РФ должна была, во-первых, полностью обеспечить ведомственные потребности в услугах связи, а, кроме того, стать:

Кратчайшим маршрутом на направлении восток-запад для транзита международного трафика;

Тем резервом телекоммуникационной емкости, который уже сегодня мог бы быть реализован, и в первую очередь зарубежными потребителями на договорной основе;

Взаимоувязанной сетью коммутационных портов (шлюзов), расположенных в крупных городах России (управления железных дорог и центры субъектов Российской Федерации) и обеспечивающих сопряжение (подключение) местных операторов связи различной формы собственности с международными и междугородными сетями связи.

Для реализации широкомасштабного проекта модернизации информационно-технологического сегмента инфраструктуры МПС РФ в феврале 1997 года было создано Закрытое Акционерное Общество "Компания ТрансТелеКом" (КТТК). Основным видом деятельности КТТК стало строительство и эксплуатация высокоскоростной телекоммуникационной сети в полосе отвода железных дорог МПС РФ с целью обеспечения требуемых услуг связи в интересах МПС РФ, а также использования этой сети в коммерческих целях. Акционерами КТТК в настоящее время выступают все 17 российских железных дорог , каждая из которых владеет 3% акций (всего МПС принадлежит 51% акций компании).

КТТК состоит из шести управлений (эксплуатация сети связи; развитие и научно-техническая политика; экономика и финансы; коммерческое; строительство сети связи; управление делами), возглавляемых вице-президентами , и бухгалтерии .

Президент, вице-президенты и главный бухгалтер образуют правление ТТК , которое обеспечивает оперативное руководство повседневной деятельностью компании.

Совет директоров КТТК состоит из 9 человек.

Для организации процесса продаж, технической эксплуатации и поддержки телекоммуникационной сети в регионах России и ближнего зарубежья ТрансТелеКом» к настоящему времени создало 18 региональных компаний (региональных операторов связи):

2. ТрансТелеКом ДВ (Хабаровск);

3. ТрансТелеКом Чита (Чита);

4. Байкал ТрансТелеКом (Иркутск);

5. Сиб - ТрансТелеКом (Красноярск);

6. Зап - Сиб ТрансТелеКом (Новосибирск);

7. ЮжноУрал ТрансТелеКом (Челябинск);

8. Уральские мобильные сети (Екатеринбург);

9. Самара ТрансТелеКом (Самара);

10. Волга ТрансТелеКом (Саратов);

11. Транс ТелеКом - НН (Нижний Новгород);

12. Центр ТрансТелеКом (Москва);

13. СеверТрансТелеКом (Ярославль);

14. Санкт-петербургский ТЕЛЕПОРТ (Санкт-Петербург);

15. Юго - Восток ТрансТелеКом (Воронеж);

16. Кавказ - ТрансТелеКом (Ростов-на-Дону);

17. Калининград ТрансТелеКом;

18. СП ЗАО "БелТрансТелеКом".

В течение всего лишь трех лет КТТК создала первую и единственную пока в России полностью волоконно-оптическую сеть связи - МЦСС МПС РФ и в настоящее время с учетом перспективы объема и качества предоставления услуг связи претендует на роль одного из ведущих операторов в России (после).

С учетом вышеизложенного новая телекоммуникационная сеть МПС РФ, и в первую очередь, ее ядро – МЦСС представляет несомненный интерес для более детального знакомства с назначением, структурой, основными характеристиками и возможностями по предоставлению услуг связи.

1. СТРУКТУРА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ СЕТИ СВЯЗИ МПС РФ. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Телекоммуникационная сеть КТТК - представляет собой совокупность Единой Магистральной цифровой сети связи (ЕМЦСС), сети АТМ, сети IP MPLS и сетей доступа, интегрированных в единую взаимоувязанную мультисервисную сеть. Основу телекоммуникационной сети КТТК, на которой базируются остальные ее элементы, составляет Единая магистральная цифровая сеть связи – первичная (транспортная) сеть по своей сути.

1.1. Единая магистральная цифровая сеть связи.

ЕМЦСС представляет собой первичную сеть связи, состоящую из двух важнейших элементов:

Магистральной Цифровой Сети Связи (МЦСС), образованной волоконно-оптическими линиями передачи (ВОЛП);

Сети Фиксированной спутниковой службы (ФСС) «Транстелесат».

МЦСС ЗАО "Компания ТрансТелеКом" имеет в настоящее время протяженность более 48 тысяч километров и представляет собой единый технический комплекс, основу которого составляют: линейно-кабельные сооружения (ЛКС), каналообразующее оборудование, единая система контроля и управления, а также обеспечивающие системы электропитания, синхронизации и служебной связи.

По своему пространственному размаху и объему предоставления услуг МЦСС сопоставима с сетями других крупных национальных операторов. Топология сети в значительной степени повторяет существующую топологию железных дорог МПС РФ. Ячеистая структура МЦСС охватывает 70 из 89 регионов РФ - практически всю густонаселенную территорию страны. Общая протяженность оптического кабеля МЦСС к концу 2001 г. превысит 45000 км. В составе МЦСС более 950 сетевых узлов (станций) - точек выделения ресурса сети, в том числе и потенциальные точки взаимодействия с операторами других государств (Финляндии, стран Балтии, Польши, Украины, Казахстана, Монголии, Китая, Кореи).

В МЦСС по показателям протяженности и пропускной способности выделяются две основные линии связи:

- в направлении Восток – Запад : линия «Находка – Хабаровск – Москва – Санкт-Петербург – Бусловская (государственная граница с Финляндией)»;

- в направлении Север - Юг – линия «Москва – Новороссийск».

Монтаж линейно-кабельных сооружений сети осуществлен способом подвески волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети (опорах линий автоблокировки) МПС, либо прокладкой ВОК в грунте (в пластмассовых трубопроводах) в полосе отвода железных дорог МПС.

Созданная топология сети позволяет обеспечить резервирование связи в случае аварии на кабельных трассах. Высокая надежность сети обеспечивается резервированием волоконно-оптических линий связи (ВОЛП) по географически разнесенным маршрутам и налаженной системой эксплуатации линейно-кабельных сооружений.

Базовой технологией для построения магистральной первичной сети выбрана SDH-технология (Synchronous Digital Hierarchy), обеспечивающая требуемую масштабируемостьМбит/с), как по пропускной способности, так и по зоне покрытия, позволяющая наиболее активно эксплуатировать оптические каналы.

Сеть построена с использованием SDH мультиплексоров в основном производства Lucent Technologies, способных мультиплексировать стандартные сигналы PDH и SDH до уровня 2.5 Гбит/с (STM-16). Широкий диапазон, высокая пропускная способность и гибкие возможности подключения делают SDH мультиплексоры основным элементом эффективных и экономичных магистральных сетей.

Применяемое оборудование в совокупности с SDH-технологией позволяют повысить надежность первичной транспортной сети за счет объединения ее узлов в кольцевые структуры, что дает возможность системе управления сетью автоматически переключать основной канал на обходной в случае отклонения качественных параметров основного канала от нормы. Переключения в сети происходят без потери передаваемой информации.

Сеть ФСС

Сеть ФСС «Транстелесат» представляет собой второй элемент ЕМЦСС и состоит из космического и наземного сегментов.

В качестве основного варианта космического сегмента используются два арендуемых ствола (транспондера) КА LM-1 с общим частотным ресурсом 54 Мгц. Геостационарный спутник связи LMI-1 (собственник – «Интерспутник») выведен на орбитальную позицию 75 градусов в. д. в апреле 1999 г. Ретранслятор имеет 28 транспондеров диапазона С (6 / 4 ГГц) и 16 транспондеров диапазона Ku (14 /11-12 ГГц). Ширина полосы в С-диапазоне 36 МГц, в Ku-диапазоне – 27 МГц. Передающие устройства транспондеров Северной зоны в Ku-диапазоне. При этом обеспечивается уровень излучаемой мощности 48 dBW с зоной покрытия всей территории России. Зона покрытия охватывает и приполярные области (выше 70 градусов северной широты), что, как правило, не возможно для геостационарных спутников. Срок службы ретранслятора – 15 лет.

Наземный сегмент сети (группировка земных станций спутниковой связи) базируется на технологии VSAT (Very Small Aperture Terminal) и представлен системой «SuperVSAТ» (фирма-производитель - NERA). При этом в сети «Транстелесат» обеспечиваются:

Передача информации на скоростях до 8448 Кбит/c (для резервирования МЦСС);

Работа любой станции сети одновременно в 2-х транспондерах;

Передача и прием цифрового телевидения в формате MPEG-2.

Группировка земных станций сети «Транстелесат» включает в себя:

Центральная станция спутниковой связи (ЦС) – диаметр антенны 7,3 м, мощность передатчика - 500 Вт;

20 Узловых станций спутниковой связи (УС) – диаметр антенны 3,7 м, мощность передатчика - 350 Вт;

До 96 Абонентских станций спутниковой связи (АС) – диаметр антенны 2,4 м, мощность передатчика - 60 Вт.

Частотный ресурс стволов КА в зависимости от задач может динамически перераспределяться между станциями спутниковой связи. В сети ФСС «Транстелесат» применяется многостанционный доступ с частотным разделением (МДЧР) в режиме закрепленных каналов (PAMA) или в режиме предоставления канала по требованию (DAMA).

На разных этапах строительства и эксплуатации МЦСС планируется различное использование пропускной способности сети ФСС «Транстелесат».

На этапе взаимоувязки фрагментов МЦСС от каждой УС планируется обеспечивать передачу по четырем информационным направлениям на такие же УС цифровых потоков со скоростями от 64 до 640 Кбит/с в зависимости от требуемого трафика. Скорость в одном из четырех потоков при передаче его на ЦС может быть доведена до 2048 Кбит/с. Для передачи этих потоков будут использованы закрепленные каналы (режим PAMA).

На этапе привязки к МЦСС абонентских станций (период до 2003 года) планируется в режиме PAMA с каждой УС обеспечить одновременную передачу по четырем направлениям на АС информационные потоки со скоростями от 64 до 384 Кбит/с.

В режиме DAMA каждая УС сможет обслуживать до 812 своих региональных АС со скоростями передачи от 64 до 384 Кбит/с.

При использовании на УС телевизионного модема для трансляции цифрового телевидения на ЦСМбит/с) скорость в направлении АС составит 64 Кбит/с.

При выходе из строя участка ВОЛП МЦСС планируется автоматический перевод ближайших к этому аварийному участку УС в режим резервирования важнейших каналов ВОЛП. Для этого за счет закрытия определенных заранее направлений связи освобождается частотный ресурс ретранслятора, который и задействуется для организации резервного спутникового моста между УС на скорости 8448 Кбит/с.

Привязка удаленных абонентов

Абонентские станции спутниковой связи работают в направлении своих региональных УС, которые, в свою очередь, имеют прямой выход на МЦСС. При этом АС совместно со своей региональной УС могут работать:

В режиме PAMA (по закрепленному каналу связи) при достаточно большом трафике;

В режиме DAMA (предоставление канала по требованию) при небольшом трафике.

Каналы по требованию предоставляются централизованно от системы управления сетью (ACS). Так как количество УС в сети 20, и каждая УС в сети может обеспечивать в режиме PAMA четыре направления, то потенциальное количество АС в этом режиме может достигать 80. ЦС после завершения ввода в эксплуатацию всей МЦСС может быть переведена на привязку 18-ти АС к ЦС (направления ЦС-УС/Калининград и ЦС-УС/Южно-Сахалинск остаются без изменений). Таким образом, максимальное число АС в сети при работе в режиме PAMA составляет 98.

При небольших объемах трафика целесообразно использовать режим с предоставлением каналов по требованию (DAMA). Это позволит увеличить количество АС в сети до 300-320.

Так как в режиме DAMA, в основном, планируется предоставлять пользователям каналы BRI (2B+D или B+D), а энергетический потенциал УС, рассчитанный на резервирование МЦСС на скорости 8448 Кбит/c, позволяет на таких каналах обслуживать одновременно до 8 направлений связи, то потенциально, при дооборудовании УС дополнительными 4-мя модемами спутниковой связи, сеть ФСС может быть расширена до АС, работающими в режиме DAMA.

После проведенного обзора назначения и основных характеристик ЕМЦСС представляется целесообразным более детально познакомиться с основными элементами инфраструктуры волоконно-оптической Магистральной цифровой сети связи.

Волоконно-оптический кабель МЦСС

Основу линейно-кабельных сооружений МЦСС составляют магистральные волоконно-оптические кабели (ВОК). Спектр используемых при строительстве МЦСС ВОК достаточно широк и представлен как отечественной, так и зарубежной продукцией. Наибольшее распространение получили ВОК емкостью 16 волокон. Из 16 волокон ВОК 12 относятся к классу обычного одномодового волокна, а 4 имеют ненулевую смещенную дисперсию относительно длины волны l=1550 нм (третье окно прозрачности) и предназначены для перспективного в будущем использования многоканальных систем передачи с уплотнением по длине световой волны (DWDM). Смещение нулевой дисперсии обеспечивает минимизацию комбинационных составляющих и позволяет по одному такому волокну вести передачу со скоростью 20 Гбит/с и выше. Таким образом, в дальнейшем пропускная способность МЦСС может быть легко расширена с помощью новейшего электронного и оптического оборудования путем установки дополнительных блоков или подсистем в ранее установленные мультиплексоры.

Отечественные кабели представлены продукцией, выпускаемой: волоконно-оптическими кабелями для подвески на опорах типа ОКМС и волоконно-оптическими кабелями для прокладки в пластмассовых трубопроводах в грунте типа ОКМТ. Кабели типа ОКМС и ОКМТ имеют модульную конструкцию (представлены на рисунке 1.1.). Основные характеристики этих кабелей приведены в таблице 1.1.

643 " style="width:482.6pt;border-collapse:collapse;border:none">

№№ п/п

Наименование характеристики ВОК

Значение характеристики ВОК

ОКМС

ОКМТ

Число оптических волокон в кабеле, шт.

Число модулей в кабеле, шт.

Число оптических волокон в одном модуле, шт.

2, 4, 6, 8, 10, 12

2, 4, 6, 8, 10, 12

G.652, G.653, G.655

G.652, G.653, G.655

* Коэффициент затухания, дБ/км, не более, нормируемый на длине волны:

λ=1310 нм

λ=1550 нм

* Диапазон типовых значений длины волны отсечки, нм, не более:

* Хроматическая дисперсия, пс/(нм*км), не более, в диапазоне длин волн:

Номинальный наружный диаметр кабеля, мм

Температура эксплуатации, ° С

Температура монтажа, °С, не ниже

Строительная длина, км, не менее

Расчетная масса кабеля, кг

Длительное допустимое растягивающее усилие, кН

3,0; 5,0; 8,0; 10,0

1,5; 2,5

Прочность на разрыв, кН

8,0; 12,0; 20,0; 24,0

Примечания.

1. * - для одномодового стандартного оптического волокна по рекомендации ITU-T G.652.

2. Особенности конструкции и эксплуатации:

Срок службы - не менее 25 лет;

Полностью выполнен из диэлектрических материалов;

Не восприимчив к воздействию электрических полей;

Наличие высокопрочных защитных покровов (арамидные нити), центрального силового элемента (стеклопластиковый пруток);

Возможно изготовление с внешней оболочкой из полиэтилена, не распространяющего горение;

Целесообразно делить территориальные сети, используемые для построения кор-
поративной сети, на две большие категории:

Магистральные сети;

Сети доступа

Магистральные территориальные сети (backbone wide-area networks) использу-
ются для образования одноранговых связей между крупными локальными сетями,
принадлежащими большим подразделениям предприятия. Магистральные территориальные сети должны обеспечивать высокую пропускную способность, так как
на магистрали объединяются потоки большого количества подсетей. Кроме того,
магистральные сети должны быть постоянно доступны, то есть обеспечивать очень
высокий коэффициентом готовности, так как по ним передается график многих
критически важных для успешной работы предприятия приложений (business-critical
applications). Ввиду особой важности магистральных средств им может «прощать-
ся» высокая стоимость. Так как у предприятия обычно имеется не так уж много
крупных сетей, то к магистральным сетям не предъявляются требования поддер-
жания разветвленной инфраструктуры доступа.

Обычно в качестве магистральных сетей используются цифровые выделенные
каналы со скоростями от 2 до 622 Мбит/с, по которым передается трафик IP, IPX
или протоколов архитектуры SNA компании IBM, сети с коммутацией пакетов
frame relay, ATM, X.25 или TCP/IP. При наличии выделенных каналов для обеспе-
чения высокой готовности магистрали используется смешанная избыточная топо-
логия связей, как это показано на рис. 5.

Под сетями доступа понимаются территориальные сети, необходимые для свя-
зи небольших локальных сетей и отдельных удаленных компьютеров с централь-
ной локальной сетью предприятия. Если организации магистральных связей при
создании корпоративной сети всегда уделялось большое внимание, то организация
удаленного доступа сотрудников предприятия перешла в разряд стратегически
важных вопросов только в последнее время. Быстрый доступ к корпоративной
информации из любой географической точки определяет для многих видов дея-
тельности предприятия качество принятия решений его сотрудниками. Важность
этого фактора растет с увеличением числа сотрудников, работающих на дому
(telecommuters - телекоммыотеров), часто находящихся в командировках, и с рос-
том количества небольших филиалов предприятий, находящихся в различных го-
родах и, может быть, разных странах.

Рис. 5. Структуре глобальной сети предприятия

В качестве отдельных удаленных узлов могут также выступать банкоматы или
кассовые аппараты, требующие доступа к центральной базе данных для получения
информации о легальных клиентах банка, пластиковые карточки которых необходи-
мо авторизовать на месте. Банкоматы или кассовые аппараты обычно рассчитаны на
взаимодействие с центральным компьютером по сети Х.25, которая в свое время
специально разрабатывалась как сеть для удаленного доступа неинтеллектуального
терминального оборудования к центральному компьютеру.

К сетям доступа предъявляются требования, существенно отличающиеся от тре-
бований к магистральным сетям. Так как точек удаленного доступа у предприятия
может быть очень много, одним из основных требований является наличие разветв-
ленной инфраструктуры доступа, которая может использоваться сотрудниками пред-
приятия как при работе дома, так и в командировках. Кроме того, стоимость
удаленного доступа должна быть умеренной, чтобы экономически оправдать затраты
на подключение десятков или сотен удаленных абонентов. При этом требования к
пропускной способности у отдельного компьютера или локальной сети, состоящей
из двух-трех клиентов, обычно укладываются в диапазон нескольких десятков кило-
бит в секунду (если такая скорость и не вполне удовлетворяет удаленного клиента, /
то обычно удобствами его работы жертвуют ради экономии средств предприятия).

В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые сети,
сети ISDN и реже - сети frame relay. При подключении локальных сетей филиалов
также используются выделенные каналы со скоростями от 19,2 до 64 Кбит/с. Ка-
чественный скачок в расширении возможностей удаленного доступа произошел в
связи со стремительным ростом популярности и распространенности Internet. Транс-
портные услуги Internet дешевле, чем услуги междугородных и международных
телефонных сетей, а их качество быстро улучшается.

Программные и аппаратные средства, которые обеспечивают подключение
компьютеров или локальных сетей удаленных пользователей к корпоративной
сети, называются средствами удаленного доступа. Обычно на клиентской сторо-
не эти средства представлены модемом и соответствующим программным обес-
печением.

Организацию массового удаленного доступа со стороны центральной локаль-
ной сети обеспечивает сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS). Сер-
вер удаленного доступа представляет собой программно-аппаратный комплекс,
который совмещает функции маршрутизатора, моста и шлюза. Сервер выполняет
ту или иную функцию в зависимости от типа протокола, по которому работает
удаленный пользователь или удаленная сеть. Серверы удаленного доступа обычно имеют достаточно много низкоскоростных портов для подключения пользователей
через аналоговые телефонные сети или ISDN.

Показанная на рис. 5. структура глобальной сети, используемой для объеди-
нения в корпоративную сеть отдельных локальных сетей и удаленных пользователей,
достаточно типична. Она имеет ярко выраженную иерархию территориальных транс-
портных средств, включающую высокоскоростную магистраль (например, каналы
SDH 155-622 Мбит/с), более медленные территориальные сети доступа для под-
ключения локальных сетей средних размеров (например, frame relay) и телефон-
ную сеть общего назначения для удаленного доступа сотрудников.

Целесообразно делить территориальные сети, используемые для построения корпоративной сети, на две большие категории:

магистральные сети;

сети доступа.

Магистральные территориальные сети (backbone wide-area networks) используются для образования одноранговых связей между крупными локальными сетями, принадлежащими большим подразделениям предприятия. Магистральные территориальные сети должны обеспечивать высокую пропускную способность, так как на магистрали объединяются потоки большого количества подсетей. Кроме того, магистральные сети должны быть постоянно доступны, то есть обеспечивать очень высокий коэффициентом готовности, так как по ним передается график многих критически важных для успешной работы предприятия приложений (business-critical applications). Ввиду особой важности магистральных средств им может «прощаться» высокая стоимость. Так как у предприятия обычно имеется не так уж много крупных сетей, то к магистральным сетям не предъявляются требования поддержания разветвленной инфраструктуры доступа. Обычно в качестве магистральных сетей используются цифровые выделенные каналы со скоростями от 2 до 622 Мбит/с, по которым передается трафик IP, IPX или протоколов архитектуры SNA компании IBM, сети с коммутацией пакетов frame relay, ATM, X.25 или TCP/IP. Под сетями доступа понимаются территориальные сети, необходимые для связи небольших локальных сетей и отдельных удаленных компьютеров с центральной локальной сетью предприятия. Если организации магистральных связей при создании корпоративной сети всегда уделялось большое внимание, то организация удаленного доступа сотрудников

предприятия перешла в разряд стратегически важных вопросов только в последнее время. Быстрый доступ к корпоративной информации из любой географической точки определяет для многих видов деятельности предприятия качество принятия решений его сотрудниками. Важность этого фактора растет с увеличением числа сотрудников, работающих на дому (telecommuters - телекоммьютеров), часто находящихся в командировках, и" с ростом количества небольших филиалов предприятий, находящихся в различных городах и, может быть, разных странах.

В качестве отдельных удаленных узлов могут также выступать банкоматы или кассовые аппараты, требующие доступа к центральной базе данных для получения информации о легальных клиентах банка, пластиковые карточки которых необходимо авторизовать на месте. Банкоматы или кассовые аппараты обычно рассчитаны на взаимодействие с центральным компьютером по сети Х.25, которая в свое время специально разрабатывалась как сеть для удаленного доступа неинтеллектуального терминального оборудования к центральному компьютеру.

К сетям доступа предъявляются требования, существенно отличающиеся от требований к магистральным сетям. Так как точек удаленного доступа у предприятия может быть очень много, одним из основных требований является наличие разветвленной инфраструктуры доступа, которая может использоваться сотрудниками предприятия как при работе дома, так и в командировках. Кроме того, стоимость удаленного доступа должна быть умеренной, чтобы экономически оправдать затраты на подключение десятков или сотен удаленных абонентов. При этом требования к пропускной способности у отдельного компьютера или локальной сети, состоящей из двух-трех клиентов, обычно укладываются в диапазон нескольких десятков килобит в секунду (если такая скорость и не вполне удовлетворяет удаленного клиента, то обычно удобствами его работы жертвуют ради экономии средств предприятия).

В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые сети, сети ISDN и реже - сети frame relay. При подключении локальных сетей филиалов также используются выделенные каналы со скоростями от 19,2 до 64 Кбит/с. Качественный скачок в расширении возможностей удаленного доступа произошел в связи со стремительным ростом популярности и распространенности Internet. Транспортные услуги"Мегпе! дешевле, чем услуги междугородных и международных телефонных сетей, а их качество быстро улучшается.

Программные и аппаратные средства, которые обеспечивают подключение компьютеров или локальных сетей удаленных пользователей к корпоративной сети, называются средствами удаленного Ооступа. Обычно на клиентской стороне эти средства представлены модемом и соответствующим программным обеспечением.

Организацию массового удаленного доступа со стороны центральной локальной сети обеспечивает сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS). Сервер удаленного доступа представляет собой программно-аппаратный комплекс, который совмещает функции маршрутизатора, моста и шлюза. Сервер выполняет ту или иную функцию в зависимости от типа протокола, по которому работает удаленный пользователь или удаленная сеть.

Александр Крейнес

Одно из главных преимуществ технологии АТМ - возможность задавать для потоков трафика тот или иной уровень обслуживания (quality of service, QoS), определяющий, по существу, степень приоритетности трафика при передаче его по сети. Существуют четыре уровня QoS - CBR (constant bit rate), VBR (variable bit rate), ABR (available bit rate) и UBR (unspecified bit rate).

Первые два используются, как правило, для передачи высокоприоритетного трафика, чувствительного к задержкам (в частности, аудио- или видеоинформации); они позволяют гарантировать определенную полосу пропускания для передаваемого трафика. ABR и UBR предназначены для менее приоритетного трафика, генерируемого, например, при объединении удаленных сегментов локальной сети.

Требуемый уровень QoS определяется приложением, от которого исходит трафик. Выделение полосы пропускания в соответствии с определенной категорией QoS происходит при формировании виртуального пути от исходной точки к точке назначения. Генерирующее трафик приложение, естественно, всегда устанавливается в вычислительной сети клиента, поэтому QoS должно "заказываться" устройством доступа к сети АТМ.

Тема с вариациями

Существуют несколько способов обеспечения доступа клиентов к сети АТМ. В точке присутствия провайдера услуг ATM может быть установлен пограничный мультиплексор ATM (edge mux). Такой мультиплексор "собирает" трафик от клиентов и направляет его в сеть АТМ. Трафик от клиента к мультиплексору передается самыми разными способами: по каналу Е-1 (голосовой трафик от УАТС), по полному или частичному каналу E-1 или frame relay (трафик данных) и, наконец, по протоколу АТМ. Какие именно каналы и протоколы используются для передачи трафика от пользователя, определяется установленным у него оборудованием и теми задачами, которые ему нужно решать.

Бесспорным достоинством такого способа является то, что у клиента не надо устанавливать какое-либо дополнительное оборудование. Хотя сам пограничный мультиплексор - вещь довольно дорогая, все же, пойдя по этому пути, оператор может несколько сэкономить.

Однако отказ от установки провайдерского оборудования на территории клиента приводит и к некоторым проблемам. Заказывать уровни QoS способен только пограничный мультиплексор, поэтому эти уровни устанавливаются раз и навсегда - в момент заключения контракта между клиентом и оператором - в соответствии с характером передаваемого трафика (голосовому трафику - высокий уровень, трафику LAN-to-LAN - низкий). При изменении характера трафика клиенту приходится заключать новый договор с оператором сети, что довольно неудобно.

Еще один недостаток - возникновение "ничейной территории" между пограничным мультиплексором и информационной системой клиента. Система управления провайдерской сетью "дотягивается" только до пограничного мультиплексора, каналы же связи с клиентским оборудованием из этой системы выпадают. Такая неопределенность может приводить к возникновению недоразумений при выяснении причин сбоев в работе информационной системы. Доступ с помощью устройств, устанавливаемых в точке присутствия, применяется, например, в городской сети АТМ компании "Нижегородские информационные системы" (там, правда, в основном используются не мультиплексоры, а коммутаторы доступа от FORE Systems, связываемые с клиентской сетью по волоконно-оптическим каналам Ethernet на 10 Мбит/с).

От перечисленных недостатков свободно решение, предусматривающее установку устройства, передающего трафик по протоколу ATM (которое чаще всего является собственностью оператора сети), на территории пользователя (customer premises equipment, CPE). Этим подходом весьма часто пользуются операторы сетей, базирующихся на различных технологиях; в качестве CPE может выступать, например, маршрутизатор (в IP-сетях) или модуль CSU/DSU (channel service unit/data service unit).

Что касается сетей ATM, то до самого последнего времени у оператора сети, желающего воспользоваться CPE, имелись две возможности: либо установить в оборудование для локальной сети модуль связи с магистральной сетью (uplink), либо подключить пограничный мультиплексор прямо у пользователя (а не в точке присутствия).

Первый способ имеет одно очевидное преимущество - он связан с относительно небольшими затратами. Конечно, сам ATM-uplink что-то стоит, однако его цена все же не слишком высока. Недостатки подхода: во-первых, такие модули чаще всего не поддерживают QoS, во-вторых, их работой оператор управлять не может, а в-третьих, они обычно не поддерживают объединение нескольких сервисов в одном устройстве. Впрочем, благодаря своей дешевизне, это решение пользуется определенной популярностью; в частности, именно таким образом организован доступ к Новгородской городской сети АТМ (в сервер локальной сети, подключаемой к АТМ, встраивается адаптер АТМ; на сервере устанавливается программное обеспечение для маршрутизации сообщений).

Установка пограничного мультиплексора у пользователя, конечно, позволяет решить все проблемы, однако стоимость подобного устройства настолько высока (несколько десятков тысяч долларов), что оно оказывается по зубам только крупным компаниям. Да и немного найдется охотников стрелять из пушки по воробьям! Во всяком случае, какие-либо примеры использования этого подхода на российской земле нам неизвестны - если кто-то сможет нас просветить, будем рады.

Совсем недавно компания RAD data communications предложила устройство класса CPE, в котором использован подход, промежуточный между двумя указанными. Идея состоит в том, что на территории клиента устанавливается относительно несложное (а следовательно, недорогое) устройство, принимающее АТМ-трафик от локальной сети и "подготавливающее" его для передачи в магистральную сеть. Именно такое устройство осуществляет выбор уровня обслуживания и именно в нем сосредотачиваются все функции управления потоком данных, необходимые для передачи по виртуальному каналу трафика с заданным QoS. Эти устройства как бы берут на себя часть интеллектуальной работы по обработке трафика, поэтому позволяют оператору сети обходиться менее интеллектуальными устройствами в точках присутствия сети (например, вместо мультиплексоров доступа можно использовать концентраторы). RAD предложила называть такую конфигурацию "распределенным интеллектом".

С точки зрения взаимоотношений между оператором и клиентом, распределенный интеллект управления сетью имеет еще одно несомненное достоинство. На этом пути можно добиться гибкого биллинга услуг. В идеале, плата за пользование сетью должна четко зависеть от того, насколько сильно клиент загружает ресурсы сети. Для этого необходимо определять, какой объем трафика и на каком уровне QoS клиент передает в сеть и получает из нее. Ясно, что размещение интеллектуальных устройств на территории клиента позволяет решить эту проблему. Кроме того, клиент получает возможность следить за тем, чтобы ему предоставлялись именно те услуги, которые оговорены в контракте.

Как управлять трафиком

Поток трафика, передаваемый через сеть в рамках того или иного виртуального пути, характеризуется рядом количественных показателей. Их конкретные значения как раз и определяют уровень QoS, соответствующий данному потоку трафика. Поэтому интеллектуальное устройство доступа должно уметь их регулировать.

Все параметры можно разделить на две группы - локальные и интервальные. Локальными параметрами (измеряются в точке входа в сеть) являются:

• PCR - Peak Cell Rate (максимальная скорость передачи ячеек);
• SCR - Sustainable Cell Rate (средняя скорость передачи ячеек);
• CDVT - Cell Delay Variation Tolerance (допустимый разброс задержки ячеек);
• MCR - Minimum Cell Rate (минимальная скорость передачи ячеек);
• BS - Maximum Burst Size (максимальное число ячеек, передаваемых на скорости PCR).

Интервальные параметры (измеряются на отрезке между точками входа и выхода):

• запаздывание ячеек;
• вариация запаздывания ячеек;
• потеря ячеек.

В рекомендациях I.371 и I.610 Международного союза электросвязи, МСЭ (International Telecommunications Union, ITU) описаны пять механизмов управления трафиком в сетях АТМ; они позволяют добиться того, чтобы локальные параметры и параметры передачи соответствовали заданному значению QoS. Для управления локальными параметрами используются три механизма:

• мониторинг трафика - проверка ячеек на соответствие заданным значениям локальных параметров;
• управление трафиком (policing) - ячейки, не отвечающие требованиям, помечаются и при возникновении заторов отбрасываются в первую очередь;
• формирование трафика - буферизация трафика, входящего в сеть, и такая его модификация, чтобы выдерживались заданные значения локальных параметров.

Интервальными параметрами можно управлять при помощи двух механизмов: мониторинга потери ячеек и мониторинга запаздывания ячеек.

Локальные параметры характеризуют трафик, передаваемый в сеть. Поэтому ими можно управлять в точке доступа; никаких параметров работы сети в целом при этом знать не нужно. Интервальные параметры характеризуют весь виртуальный путь передачи данных по сети; для управления ими надо уметь получать информацию о состоянии всей сети.

В стандарте МСЭ I.160 описан конкретный протокол управления интервальными параметрами - OAM (Opertaion, Administration and Management). В соответствии с данным протоколом, устройства, расположенные на границе сети, должны обмениваться специальными сообщениями, передаваемыми по тому же виртуальному пути, что и данные. При этом удается, во-первых, быстро отслеживать отказы каналов передачи данных, а во-вторых, определять значения обоих интервальных параметров.

В предложенных RAD устройствах протокол ОАМ реализован. Таким образом, они дают возможность управлять параметрами передачи данных на всем пути их следования по сети. На сегодняшний день использование таких устройств - единственный экономичный способ обеспечить управление трафиком на всем пути его передачи через провайдерскую сеть. Альтернативным методом сквозного управления трафиком является установка на территории клиента больших и довольно дорогих мультиплексоров доступа.

В принципе, протокол ОАМ способен помочь в управлении не только сквозной передачей трафика по сети, но и работой отдельных ее сегментов. Любые два поддерживающих этот протокол устройства могут обмениваться ячейками ОАМ, отслеживая состояние соединяющего их канала. Ясно, что для внедрения такого режима управления протокол ОАМ должен поддерживаться всеми входящими в сеть устройствами, чего на данный момент добиться невозможно, поскольку далеко не все производители это обеспечивают. В будущем, скорее всего, поддержка ОАМ будет расцениваться операторами сети как серьезное преимущество устройства, что заставит производителей позаботиться о его реализации в своих продуктах.

Как это делается

Компания RAD Data Communications предложила целое семейств абонентских устройств доступа к сети под названием ACE. Первым появилось устройство ACE-101, которое рассчитано на передачу трафика из локальной сети АТМ в публичную. Устройство снабжено двумя интерфейсами: один для пользовательской сети АТМ, другой - для публичной. Поддерживаются следующие интерфейсы: 155 Мбит/с по одно- или многомодовому оптическому кабелю и неэкранированной витой паре пятой категории, а также STM-1, E3 и T3 по коаксиальному кабелю.

Система управления локальными параметрами трафика рассчитана на поддержание трех уровней QoS: VBR, CBR и UBR. Управление параметрами осуществляется для всех виртуальных путей и виртуальных каналов. Для мониторинга параметров передачи трафика используется протокол OAM уровня АТМ. Устройство может проверять, все ли данные, в момент передачи удовлетворявшие требованиям к локальным параметрам, достигли точки назначения. Поддерживается одновременное управление производительностью для 16 двунаправленных (32 однонаправленных) виртуальных путей или каналов.

Устройство обеспечивает согласование скоростей публичной и частной сетей. Для этого используется буфер емкостью 6000 ячеек, в котором могут быть организованы очереди четырех уровней приоритетов, распределение по которым осуществляется в соответствии с тем, к какому уровню QoS относятся передаваемые ячейки.

ACE-101 обеспечивает сбор статистики трафика и ведение контрольного журнала событий. Устройство может поддерживать до четырех виртуальных каналов для управления работой сети. Приложение управления сетью RADview-HPOV обеспечивает управление на уровнях PHY и ATM. Кроме того, возможен анализ работы каждого виртуального канала.

При всей привлекательности ACE-101 у него есть и ряд недостатков. Прежде всего, цена - свыше 5000 дол. за одно устройство. RAD может сколько угодно утверждать, что это недорого (безусловно, по сравнению с пограничными мультиплексорами стоимость действительно невысока), однако для российских операторов, особенно региональных, такая цена может показаться немалой. Второй недостаток - устройство рассчитано на сопряжение локальных сетей АТМ с глобальными. Между тем, в локальных сетях данная технология применяется не так часто. Можно, конечно, подсоединять к ACE-101 канал от модуля связи с магистральной сетью (рис.1), встроенного в маршрутизатор, - но что тогда делать с QoS?

Рисунок 1.
Схема доступа к сети АТМ с использованием устройств АСЕ-101

В самое последнее время RAD анонсировала еще два устройства - модуль доступа к сетям АТМ по под названием ACE-2-E1 и концентратор доступа ACE-20-E1. Они еще не поступили в продажу, но операторы могут получить их для тестирования. Для связи с магистральной сетью в обоих устройствах применяется протокол ATM E1 UNI. Со стороны локальной сети ACE-2-E1 имеет один вход, к которому подключается либо установленный в локальный сети маршрутизатор или мост (для этого используется протокол ATM DXI, и Data Exchange Interface), либо FRAD (frame relay access device, устройство доступа к сети frame relay), которое, как легко понять, подключается к ACE-2 по каналу frame relay.

Устройство способно выполнять преобразование кадров frame relay в ячейки АТМ как по методу Frame Relay - ATM network interworking, так и по методу Frame Relay - ATM service interworking. ACE-2 может самостоятельно осуществлять трансляцию услуги IP-over-Frame Relay в IP-over-ATM.

Концентратор ACE-20 имеет три порта со стороны локальной сети. Фактически, это первое многопротокольное абонентское устройство доступа. К локально-сетевым портам ACE-20 можно подключать, например, маршрутизатор по каналу ATM DXI, УАТС по частичному каналу E-1 и FRAD по каналу frame relay (рис. 2). ACE-20 умеет автоматически распределять имеющуюся в его распоряжении полосу пропускания между всеми потоками трафика, поддерживая при этом необходимый уровень обслуживания для каждого из них. К сожалению, такие устройства стоят еще довольно дорого (несколько тысяч долларов), хотя они и заметно дешевле ACE-101.

Рисунок 2.
Схема доступа к магистральной сети с использованием концентратора ACE-20

В настоящее время в реальных приложениях ACE-101 сделаны только первые шаги. Выполнен пилотный проект с использованием этих устройств в British Telecom; ACE-101 находится на тестировании у ряда других ведущих операторов. RAD ведет переговоры с некоторыми крупными российскими операторами о тестировании устройств и выполнении пилотных проектов. Представители компании утверждают, что в ближайшем будущем можно ждать интересных новостей. Что ж, посмотрим.