Адаптивная по скорости цифровая абонентская линия (R-ADSL)

R-АDSL работает с теми же скоростями, что и ADSL, но динамически настраивается на длину и качество линии. При использовании R-ADSL возможно подключение по разным линиям с различными скоростями. Скорость соединения может быть выбрана при установке синхронизации линии, во время соединения или в результате получения сигнала от центрального офиса.

Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL)

ADSL технология - это новая платформа для доставки широкополосных услуг в жилые помещения и к небольшим офисам. ADSL может поддерживать широкий набор приложений, требующих высокой полосы пропускания, таких как высокоскоростной доступ к Internet, телеконференциям, виртуальным частным сетям и потокам мультимедиа. Существующими технологиями доставки данных по коммутируемым линиям такие услуги до сих пор или не поддерживались вовсе или поддержка осуществлялась недостаточно эффективно. В настоящее время многие поставщики услуг объявили о своих планах по продвижению решений ADSL.

Ключевым фактором успешного развития и внедрения ADSL является ее двухсторонняя способность к взаимодействию. Благодаря этому качеству появляется возможность использовать оборудование различных производителей и быть уверенным в их совместимости. Значительный прогресс сделан в установке способности к взаимодействию на физическом уровне ADSL. Число моделей ADSL увеличивается по мере развития и адаптации тестовых версий к особенностям рынка и техническим условиям.

Такое решение удовлетворяет следующим ключевым требованиям обслуживания:

Доступ к Internet, корпоративной сети, локально предоставляемой информации и равноправные соединения;

Легкость миграции от существующей инфраструктуры ISP; Одновременный доступ к нескольким услугам; Мультипротокольная поддержка; Защита; Поддержка многоадресной рассылки; Поддержка нескольких классов обслуживания; Поддержка качества обслуживания (QoS).

ADSL технология асимметрична: она позволяет установить большую величину ширины полосы пропускания от центрального офиса поставщика услуг к узлу потребителя (downstream), чем от узла потребителя к поставщику услуг(upstream). Эта способность делает ADSL идеальной для доступа к Internet/intranet приложениям, видео-по-требованию и удаленного доступа к LAN, так как пользователи этих приложений обычно получают гораздо больше информации, чем отправляют сами. На downstream, ADSL поддерживает скорости между 1.5 и 7 Mbps; на upstream - между 16 и 640 Кбит (Рисунок 15). Оптимальные скорости от 6 до 7 Mbps могут быть достигнуты на расстоянии от 3 до 4 км.

ATM и PDH (ИКМ)

Тенденции развития технологий передачи данных для территориально-распределенных сетей можно проследить на примере технологий PDH (плезиохронная цифровая иерархия) и АТМ (асинхронный режим передачи).

1980-1990 ? широкое распространение TDM-оборудования, как основы для построения сетей PDH; 1991-1995 ? развитие Frame Relay и АТМ; 1996-1997 ? принятие концепции мультисервисных сетей АТМ; 1998-2002 ? широкое распространение АТМ.

Отсюда становятся очевидными два направления:

Продолжать развитие сетей на базе TDM-оборудования и отвечать на современные требования по предоставлению телекоммуникационных услуг путем инсталляции дополнительного магистрального оборудования (?технологических заплат?) и, как следствие, создание наложенных сетей. Используя полную совместимость сетей АТМ с TDM осуществлять переход на современные технологии мультисервисных сетей с постепенным вытеснением TDM по мере амортизации устаревшего оборудования, выигрывая время на подготовку к взрывному росту спроса на услуги мультисервисных сетей в обозримом будущем.

Первый путь подразумевает продление жизни устаревающей технологии и соответствует оптимальному решению для конца 80-х ? начала 90-х годов. Тем не менее, такое решение не исключает перехода на АТМ-сети, а лишь оттягивает этот переход на более позднее время, накапливая на балансе неперспективное оборудование и откладывая переоснащение сети на период массового спроса на услуги мультисервисных сетей АТМ, чем предопределяются еще большие затраты на будущие.

Второй путь соответствует современному технологическому уровню.

Принято разделять инвестиции на экстенсивные и интенсивные. Первый термин относится к инвестициям в такое оборудование, которое лишь расширит существующую систему, не меняя существенно её структуры и оставаясь на том же технологическом уровне, как и в момент принятия решения на построение существующей системы. Второй означает создание систем на принципиально новой основе с более высокой эффективностью использования всех видов ресурсов и подразумевает качественный скачок в развитии.

ATM и SDH

Безопасный доступ (Secure Dial Access)

Операционная система Cisco IOS IP Plus включает в себя полный набор функций по организации авторизованного доступа пользователей к ресурсам системы поставщика услуг и предотвращения несанкционированного доступа нарушителей к этим ресурсам. Некоторые из этих функций обеспечивают несколько уровней защиты паролей пользователей, включая: списки доступа и расширенные списки доступа, безопасность доступа, Lock and key, MAC security for hubs, авторизация и аутентификация маршрутизации MD5, процедуры аутентификации пользователей, функции протоколов PAP (Password Authentication Protocol) и CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol), функции сетевой безопасности (firewall), шифрование передаваемых данных, функции поддержки RADIUS и TACACS+.

Бизнес - возможности сетей ADSL

Высокоскоростная связь, предоставляемая домашним, небольшим и удаленным офисам технологией ADSL, открывает большие возможности для провайдеров услуг. Ниже мы обсуждаем несколько таких возможностей для иллюстрации широты услуг, возможных при использовании ADSL.

Что приводит к изменениям в глобальном

Что приводит к изменениям в глобальном сетевом взаимодействии?

Cisco IOS?

Спектр изделий, предлагаемых Cisco, занимает весь диапазон аппаратных устройств, в той или иной мере являющимися узлами каких-либо сетей, от простейших, по цене менее 1000 долл., до коммутаторов ценой более 100 тыс. долл. Изделия эти работают со всеми разработанными на сегодняшний день протоколами.

Достаточно долгое время Cisco Systems

Cisco IOS ? основа AS5х00

Достаточно долгое время Cisco Systems занимает лидирующую позицию на рынке продуктов, поддерживающих большое число промышленных протоколов маршрутизации и маршрутизируемых протоколов. Большинство систем поставщиков услуг предоставляет функции доступа к сетям IP. В связи с этим в состав Cisco IOS IP Plus для AS5х00 включены расширенные функции по управлению именно трафиком IP. Сюда можно отнести масштабируемость при использовании большого числа конечных пользовательских подключений, функции оптимизации WAN, поддержку протокола IP и сопутствующих протоколов маршрутизации, управление, безопасность, поддержку мультимедиа, различные сервисы virtual private network (VPN), специальные функции ведения журнала событий (syslog messaging), поддержку Management Information Base (MIB), поддержку нескольких типов коммутации (включая спецификации Q.931, в том числе EuroISDN).

Combinet Packet Protocol (CPP)

Combinet Packet Protocol (CPP), Dialer profiles, Frame Relay, Frame Relay traffic shaping, Half bridge/Half router for CPP and PPP, HDLC, ISDN, Multichassis Multilink PPP (MMP), PPP (включая поддержку протоколов LAN, авторизацию PAP и CHAP и PPP компрессию), SMDS, Switched 56, VPDN (Virtual Private Dialup Network), X.25 (включая X.25 switching и компрессию по каждому виртуальному соединению).

Доступ по коммутируемым линиям и оборудование уровня доступа

Подавляющее большинство (около 90%) клиентов всех российских провайдеров подключены к Internet через телефонную сеть в сеансовом режиме.

Являясь основой для предоставления коммутируемых услуг доступа, предлагаемое оборудование Cisco Systems сети доступа обеспечивает:

Всем категориям пользователей гарантированное качество обслуживания в части предоставления сервиса по коммутируемым линиям на скоростях в соответствии со стандартами ITU V.90 56K, ITU-T V.34 Annex 12 at 33600/31200 bps, ITU-T V.34. Предоставление конечным абонентам сети (домашним пользователям) и корпоративным клиентам доступа к ресурсам частных информационных сетей и ресурсам Internet с обеспечением сохранения телефонной услуги на абонентской линии; Возможность организации защищенных коммутируемых виртуальных соединений с использованием механизмов авторизации/аутентификации и ведением листов доступа.

Факторы развития

Изменение - это одна нескольких постоянных величин в телекоммуникационной индустрии конца 20 века. Роль телекоммуникационных сетей несомненно изменяются благодаря влиянию различных факторов. Наиболее важные из них:

Потребности. Потребители постоянно запрашивают новые типы услуг для разрешения специфичных проблем; поставщики услуг расширяют пакеты услуг для дифференциации их предложений. В обозримом будущем эта тенденция к наращивания услуг продолжится. Поставщики услуг добавляют виртуальные частные IP сети, голос поверх IP, обеспечивающий интегрированную компьютерную телефонию и другие услуги. Быстрое увеличение услуг вызывает также необходимость в увеличении полосы пропускания, по мере того, как все большее количество пользователей подключается к общедоступным сетям и все большее количество приложений становится более чувствительным к ширине полосы пропускания.

Доставка необработанной полосы пропускания. Недавние разработки в технологии DWDM позволили существенно снизить предельно высокую себестоимость сетевой полосы пропускания на интерфейсах OC-48/STM-16 и выше. DWDM системы, которые обеспечивают спектральное мультиплексирование и позволяют переносить несколько потоков (каждый из которых поддерживает высокоскоростную линию связи) по одному оптоволоконному кабелю, перевернули экономику глобальных сетей и полосы пропускания, в частности. В действительности, те поставщики транспорта, которые применили DWDM, увеличили емкость их уже имеющихся волоконных кабелей в 16-80 раз, в зависимости от системы. При этом стоимость получилась ниже, чем стоимость укладки новых кабелей.

Давление конкуренции. Появление новых участников на рынке поставщиков услуг с их конкурирующими предложениями привело к снижению цен на существующие WAN услуги. Для того, чтобы удержать сегодняшние границы цен, поставщики услуг должны предоставить дополнительные высокозначимые услуги (такие как виртуальные частные сети IP). В связи с тем, что большинство быстрорастущих приложений для предприятий основано на IP, дополнительный услугой будет являться виртуальная частная сеть IP. Увеличение конкуренции заставляет поставщиков услуг пересмотреть отношение к скорости предоставления услуг и дифференцированно подойти к этому вопросу. Для поставщика услуг важно не только то, что он первым вышел на рынок с определенной услугой. Большое значение имеет факт приведения этой услуги в действие за меньшее время, чем его конкуренты. В борьбе за приобретение потребителя WAN-услуги выиграет тот поставщик услуги, который доставит ее быстрее, чем остальные поставщики.

Cisco Systems, являясь одним из бесспорных лидеров на рынке телекоммуникаций, готова предоставить новейшие технологии и оборудование, способное учесть данные факторы, предлагает реализовывать телекоммуникационные сети нового поколения.

Функциональные требования для сети ADSL

Следующие семь функциональных требований должны быть выполнены для внедрения ADSL:

Функциональные возможности серверов

Функциональные возможности серверов AS5x00 с операционной системой Cisco IOS

Операционная система Cisco IOS Feature Set, под управлением которой работают серверы AS5x00, обеспечивает поставщикам услуг возможность предоставлять конечным пользователям дополнительные сервисы поверх базовой услуги доступа в Internet по Dial-Up. Этот набор дополнительных сервисов включает в себя организацию частных виртуальных сетей, предоставление нескольких уровней классов сервисов, многопротокольные сервисы, сервисы управления и учета звонков. Кроме того, данная версия IOS разработана учетом готовности к 2000 году.

Интеллектуальные IP сети будущего

Internet развивается, высвобождая части сетей в связующую общедоступную инфраструктуру IP. World Wide Web становится удобным средством для доступа к содержимому и доставки информации. Новый Internet будет хорошо управляемой, высокоинтеллектуальной платформой, которой на сегодняшний день нет. Из доступных интеллектуальных услуг Заказчик сможет выбирать нужные для своего бизнеса с целью увеличения дохода и долговременного успеха. Cisco Systems уверена в том, что поставщики телекоммуникационных услуг и поставщики услуг Internet в будущем будут предоставлять не только сетевой транспорт - они будут коммуникационными партнерами для предприятий.

Internet

Обеспечение высокоскоростного доступа в Internet имеет ключевое значение как для пользователей, работающих дома, так и для небольших офисов. Доступ к Internet осуществляется через одного или нескольких провайдеров доступа в Internet (ISP), присоединенных высокоскоростными каналами к центральным офисам (СО) телефонных компаний (telco). Эти высокоскоростные каналы являются частью региональной сети телефонной компании, которая может быть скомбинирована с SONET, ATM и Frame Relay.

ISC процессором.

AS5200 и AS5300 имеет модульную архитектуру и могут быть укомплектованы различными интерфейсными модулями со встроенными модемами, что позволяет создавать конфигурации, точно соответствующие требованиям пользователя. Кроме того, это позволяет динамически наращивать конфигурацию по мере необходимости путем добавления требуемых модулей. Серверы являются полностью управляемыми платформами через программное обеспечение SNMP и включают программный агент для RMON-контроля. SNMP обеспечивает сбор информации относительно каждого процессора и интерфейса, который может быть опрошен через любую SNMP-совместимую систему управления сети. К примеру, используя параметры и пороги, задаваемые с помощью MIB RMON-группы Alarm, появляется возможность обнаружения перегрузок и анализа состояния системы в реальном времени при возникновении событий, превышающих установленные правила.

История развития технологии xDSL

Первая xDSL технология была специфицирована в 1987 Bell Communications Research (Bellcore) - консорциумом региональных операторских компаний Bell (RBOC). В то время xDSL была разработана для предоставления услуг видео по требованию и интерактивных телевизионных приложений с использованием витой пары. Однако, в связи с распадом альянса компаний Bell и кабельных компаний, технология оказалась невостребованной.

Интерес к xDSL возобновился после того, как выяснилось, что использование волоконно-оптических линий в качестве маршрута от конечного пользователя до первого активного устройства поставщика услуг слишком дорого и трудоемко. Другим толчком послужила возможность конкурировать на смежных рынках услуг телефонным компаниям, кабельным компаниям, радио/телевизионным станциям, поставщикам услуг доступа в Internet и постоянного подключения, а также производителям телекоммуникационного оборудования. Телефонные компании видят в xDSL возможность удовлетворения резко возросшего интереса к Internet и требований потребителей к высокоскоростному доступу к данным.

В декабре 1996 г. консорциум принял решение разработать совместно с другими органами стандартизации общие методы сквозной передачи популярных пакетно-ориентированных протоколов по линиям ADSL. Начать решено с ATM, а именно с адаптации ADSL-устройствами потока 53-байтных ATM-ячеек, поступающего со статистического мультиплексора.

Итоги финансового года CISCO SYSTEMS

Источник:Телеком-Форум/Cisco Systems:

13 августа Московское представительство Cisco Systems подвело итоги 1998 финансового года, который завершился 25 июля. Собственно говоря, журналистам были сообщены лишь финансовые итоги материнской компании. Ее доход за прошедший финансовый год составил 8 456 млн дол, что на 31% превышает достижения 1997 финансового года. Прибыль достигла 1 879 млн дол. и превысила на 33% показатели прошлого года. Темпы роста как доходов, так и прибыли Cisco постепенно снижаются, что в определенной степени объясняется значительным увеличением масштабов компании за 11 лет ее существования. Стоит отметить, что по абсолютным объемам прибыли Cisco нет равных ни среди сетевых компаний, ни среди представителей пока еще более крупных компаний, действующих на рынке производства оборудования для телекоммуникационных (телефонных) операторов.

Таблица 2

Компания

Доход за II кв. 1998 г., млн дол.

Доход за II кв. 1997 г., млн дол.

При-
рост, %

Прибыль за II кв. 1998 г., млн дол.

Прибыль за II кв. 1997 г., млн дол.

При-
рост, %

Cisco Systems

2390

1765

523

383

Lucent

7220

6340

-233

215

Nortel

4160

3714

-69

Источник: ИАЦ "Телекоммуникации" по данным Cisco и Network World

Во втором квартале 1998 г. все три компании прикупали или рассчитывались за прошлые приобретения. Тем не менее Cisco удалось положить в копилку дополнительных полмиллиарда, а ее будущим конкурентам пришлось залезать в долги.

Вот уже больше года отрасль телекоммуникаций бредит идеей объединения всех видов трафика в одной сети. Большинство аналитиков склоняются ко мнению, что коммутироваться в этой сети будут пакеты, а не каналы и базовым протоколом будет IP. Практически нерешенным остался только один вопрос: кто будет править балом на поприще обеспечения нового телекоммуникационного мира? Старые господа (поставщики АТС и каналообразующего оборудования для телефонных компаний) или какие-нибудь выскочки из производителей сетевого оборудования? Судя по иностранной печати (в России этот вопрос мало кого интересует - не до жиру, быть бы живу), большинство отдает предпочтение первым. Производители оборудования для телефонных компаний пользуются большим авторитетом за их огромный опыт по обеспечению круглосуточной работоспособности своего оборудования, да и в финансовом отношении они значительно мощнее сетевиков. То что телекоммуникационщики ничего не смыслят в IP и вообще в коммутации пакетов, особых опасений не вызывает, считается, что они спокойно могут прикупить себе специалистов из первой лиги, к которой относят поставщиков сетевого оборудования. Опыт последних месяцев, кажется подтверждает эту точку зрения: Nortel готов заплатить за Bay Networks 9,1 млрд дол. при рыночной стоимости последней на 3 млрд меньше, а Lucent предпочитает покупать поменьше, но чаще - за прошедший год поглощены Octel, Livingston, Prominet, Yurie и LANNET (подразделение компании Madge).

В свою очередь президент Cisco Джон Чамберс заявил, что он исключает любую возможность слияния с кем-нибудь из ведущих поставщиков сложных телефонных систем. Что же касается некрупных новаторов в области телефонии, то к их скупке Cisco приступила еще в декабре прошлого года, поглотив Lightspeed International, разработки которой позволят оборудованию Cisco поддерживать систему сигнализации N7. Последней по времени "жертвой" стала компания Summa Four, выпускающая программируемые телефонные коммутаторы (они используются в системах голосовой почты, голосового набора номера, а также для поддержки телефонных карточек). Как считают в Cisco, эти коммутаторы облегчат телефонным операторам переход на пакетную транспортировку речи по протоколу IP. "Мы приближаемся к порогу за которым доминирующим видом трафика становятся данные," - сказал в интервью журналу tele.com Ларри Ланг, вице-президент Cisco по работе с сервис-провайдерами. ? "Самое время присмотреться к сетям передачи данных и подумать, как организовать в них телефонную связь". Джон Чамберс считает, что объединение телефонии и передачи данных знаменует собой "третий большой скачок" в сетевых технологиях. Lucent и иже с ней пытаются конкурировать в нарождающемся новом мире связи, не понимая того, что они пережитки прошлого. В отличие от них Cisco встречает наступление новой эры во всеоружии. Что же касается недостатка опыта в чистой телефонии, то он будет восполнен приобретением соответствующих специалистов. Cisco объявила, что половина ее покупок в текущем году будет напрямую связана с конвергенцией телефонных сетей и СПД.

Итак, Cisco отправляется в одиночное плавание, не слушая предостережений о том, что даже в союзе с крупным телекоммуникационным поставщиком ей было бы трудно завоевать доверие у операторов магистральных каналов связи. "Эти компании скептически относятся к большинству поставщиков оборудования передачи данных", - утверждает аналитик из Dataquest Джон Кунс.

А что думают о Cisco крупные российские операторы? Виктор Гришкевич (Ростелеком): "Однозначно сказать, что Cisco не сможет обеспечить на телефонных сетях страны ту надежность, которая предусмотрена нормативными документами, по-моему, никто не может. У нас еще нет достаточно масштабного внедрения оборудования этой компании, чтобы делать какие-то аналитические выводы. Мы работаем со всеми поставщиками: Ericsson, Siemens, NEC, Nortel и Cisco в том числе. Все познается в сравнении".

Ядро следующего поколения

Изменение сетей ядра должно происходить несколькими ключевыми путями:

Во-первых, чтобы поддержка транспорта для трафика, предоставляемого пограничными сетями, была экономически эффективной, ядро сети должно обеспечить поддержку различных типов услуг. Само по себе ядро не вносит долю доходов, так как оно не предоставляет непосредственно услуги. Следовательно, для удовлетворения цели поставщика услуг вернуть инвестиции ядро должно быть способным транспортировать трафик IP и ATM для тех поставщиков, которые предоставляют и IP и ATM услуги. Это требует гораздо большей гибкости от платформы ядра, чем она имела в прошлом, обеспечивая транспорт для одного типа трафика. Также требуется применение дополнительного набора основанных на стандартах гибких протоколов маршрутизации, таких как Private Network-Network Interface (PNNI) для ATM-трафика и Multiprotocol Label Switching (MPLS) для трафика IP.

Во-вторых, увеличившаяся ширина полосы пропускания, используемая в пограничных сетях, вынуждает обеспечить в ядре прозрачное наращивание емкости. Категорическим является требование, по которому все изменения, связанные с эволюцией ядра (включая наращивание емкости, обслуживание, замену оборудования) не должны оказывать воздействия на доставку трафика, а значит и услуг. Потребители WAN-услуг не должны ничего знать об инфраструктуре ядра - кроме того, что оно полностью поддерживает те услуги, за которые они, потребители, платят деньги.

В-третьих, телекоммуникационная индустрия быстро движется в сторону применения оптических технологий. Cisco уверена в том, что сети ядра в 21 веке будут существенно отличаться от традиционных сетей сегодняшнего дня, частично из-за интеграции таких оптических технологий, как DWDM в платформу ядра. Имея преимущество от снижения стоимости, позволяемого такой интеграцией, поставщики услуг должны гарантировать, что их сети ядра готовы для развития, в часности, обеспечат прозрачную доставку услуг.

Качество сервиса (QoS)

В порядке предоставления нескольких уровней классов сервисов поставщикам услуг предоставляется набор функций по управлению качеством сервиса, такие как общее формирование трафика (Generic traffic shaping), Random Early Detection (RED), Resource Reservation Protocol (RSVP) и Weighted Fair Queuing (WFQ).

Конфигурации доступа

Для успешного функционирования ADSL, оператор общедоступной сети должен обеспечить поддержку комбинации следующих четырех конфигураций доступа: Internet, корпоративные сети, локальный провайдер информации и равноправная связь.

Консолидация индустрии

Сокращение вмешательства государства в экономику стимулировало изменения в индустрии глобального сетевого взаимодействия. Следствием этого явилась консолидация индустрии. Все новые и новые участники каждый день предлагают новые и новые услуги, таким образом разгорается глобальная конкуренция. Для успешного конкурирования поставщики услуг стремяться уменьшить стоимость, одновременно добавляя новые источники дополнительных доходов.

Упавшие цены на персональные компьютеры и цифровые процессоры дали финансовую возможность реализовать новые интерактивные, чувствительные к ширине полосы пропускания LAN приложения и довести их до рабочего места конечного пользователя.

Конвергенция технологий

По мере консолидации индустрии, различные технологии тоже сходятся, комбинируя множественные сервисы в общую инфраструктуру. Одной из крупнейших проблем является интеграция услуг для передачи данных и услуг для передачи голоса по единой сетевой инфраструктуре. Телекоммуникационные поставщики, которые объединяют технологии, могут в значительной степени сократить стоимость их функционирования. Подобно этому, поставщики услуг Internet могут получить дополнительный доход, предоставляя услуги передачи голоса поверх сетей передачи данных. Более того, развитие Internet показывает, как будут выглядеть глобальные сети завтра. Для коммерческой деятельности требуется функционирование приложений по всему миру; следовательно, глобальные сети должны быть достаточно интеллектуальными для того, чтобы поддерживать тот уровень обслуживания, который сейчас удовлетворяет коммерческие требования в частных сетях. Поставщики услуг владеют общедоступными сетями и предприятия ждут от них обеспечения консолидированных, глобальных IP сетей, которые будут поддерживать новейшие услуги между любыми конечными точками в сети по всему миру.

Корпоративные сети

Существует два способа доступа к корпоративной сети. Один из них заключается в использовании механизма туннелирования IP через Internet (используя протоколы PPTP, L2F или L2TP). Такой способ подходит для корпораций с dial-up модемами, когда Internet является как бы частью частной виртуальной сети. При этом, правда, скорость будет зависеть от полосы пропускания Internet. Второй способ заключается в использовании собственной региональной широкополосной сети сетевого оператора, как показано на рисунке, для предоставления прямого высокоскоростного доступа к корпоративной сети. При этом имеется выигрыш в скорости и повышении защищенности.

Краткий анализ технологий передачи данных

Легкость миграции от существующей инфраструктуры доступа ISP

Поскольку на местах уже имеется инфраструктура для поддержки dial-up доступа, основанного на PPP, любые новые решения широкополосного доступа к Internet должны принимать во внимание эту инфраструктуру. В идеале, модель для достижения услуг ISP может быть повторно использована большинством сетевых, управленческих и административных инфраструктур (таких, как администрирование IP адресов или структуры имен доменов), не затрагивая при этом самой структуры поставщика услуги.

Локальная информация

Локально представленная информация может быть доставлена с высокой скоростью пользователю, минуя Internet. Такого рода информация может храниться в точках присутствия POP (point of presence) провайдеров доступа в Internet, у провайдеров информации, а также в центральных офисах (CO) и региональных операторских центрах (ROC) телефонных компаний. Такое хранилище информации может быть создано и локально (например, услуги по торговой деятельности), или сгенерировано удаленно (содержимое Web из Internet кэшируется на локальные серверы).

Маршрутизация IP

BGP, BGP4, EGP, EIGRP, EIGRP optimizations, IGRP, Named IP Access Control List, Network Address Translation (NAT), On Demand Routing (ODR), OSPF, OSPF NSSA, OSPF On Demand Circuit, Protocol Independent Multicast (PIM), Policy-based routing, RIP, RIP Version 2.

Многоадресная передача

Сейчас наблюдается вспышка интереса к услуге многоадресной передачи IP. Многоадресная передача является предпочтительным механизмом доставки. Первоочередным требованием к сети доступа ADSL является доставка услуги многоадресной передачи IP к домашним или небольшим офисам.

Многопротокольная поддержка

Так как не все корпорации используют исключительно IP протокол, обеспечение корпоративной связуемости требует объединения не - IP сетей по ADSL. Такая связь преодолевает протокольные разногласия и назначение адресов.

Модель взаимодействия end-to-end

Как отмечалось в Разделе ?концепции CISCO??, данная модель сетевого взаимодействия является парадигмой деятельности Cisco Systems и охватывает все решения, которые предлагаются Cisco.

В этой главе дается описание двух сетевых технологий доступа: Dial-Up - самый распространенный вид доступа по коммутируемой линии и ADSL ? технология высокоскоростного доступа по существующим медным парам ?последней мили?, привлекающая на свою сторону все больше сторонников среди пользователей и поставщиков услуг.

Мультисервисные решения Cisco

Рисунок 8. Интеграция услуг в широкополосных цифровых сетях Cisco Systems

Сегодня большинство предприятий-потребителей строит свои собственные сети и основной услугой для них являются выделенные линии. Многие потребители приобретают услуги по мере поступления надобности в каждой из них и при минимальном инвестировании. Также они желают получить новые приложения, использующие услуги для коммерческой, издательской деятельности, а также в области развлечений. Если поставщики услуг смогут обеспечить и коммуникации и вычислительную инфраструктуру для предприятий и, особенно, для предприятий малого и среднего бизнеса, их внутриведомственные потребности могут быть значительно сокращены или даже полностью исключены. Положение поставщика транспорта является рискованным, потому что выиграть могут только некоторые из таких поставщиков. Таким образом, наличие платформы интеллектуальных услуг обеспечивает благоприятные возможности для получения прибыли, так как потребители воспринимают эти услуги как весьма значимые.

Cisco предлагает сотрудничество с поставщиками услуг для построения сетей, основанных на коммутации пакетов и ячеек с выходом к существующим инфраструктурам PSTN.

Назначение

Уровень доступа сети предназначен для обеспечения конечных подключений абонентов и пользователей сети поставщика услуг. Этот уровень состоит из оборудования, образующего конечные порты отдельных пользователей, порты оборудования, установленного в помещении корпоративных Заказчиков и линий связи, обеспечивающих подключение конечного пользовательского оборудования к этим портам.

Линии связи представляют собой медные пары, проведенные от АТС в жилые дома и учреждения для подключения оконечного оборудования.

Назначение документа

Настоящий документ носит ознакомительный характер и его целью является представление концепций, технологий и оборудования для построения широкополосной цифровой мультисервисной сети оператора связи, обеспечивающей предоставление своим абонентам услуг телефонной связи, доступа к информационным ресурсам частных распределенных сетей и сетей общего пользования (Интернет).

Создание высокоэффективной телекоммуникационной среды является важнейшей национальной проблемой. Без ее решения невозможно построение информационного сообщества и внедрение новейших информационных технологий в сферы производства, бизнеса, науки, образования, медицины и т.д. Именно информация становится стратегическим ресурсом, а наибольший экономический и социальный успех сопутствует тем, активно использует и предлагает современные средства и услуги информационных и телекоммуникационных технологий.

В большинстве случаев территориально-распределенная сеть поставщика услуг существует для того, чтобы обеспечить возможность удобного и низкостоимостного взаимодействия отдельных пользователей или групп между собой. Поставщики услуг используют оборудование, программное обеспечение, человеческие ресурсы для того, чтобы максимально использовать свои сети с одновременным уменьшением стоимости расходов на эксплуатацию оборудования и на общее содержание сети. Оптимальное использование сети зависит от услуг, которые она предоставляет: насколько хорошо каждая услуга разрешает проблемы потребителя, насколько быстро услуга может быть доставлена потребителю и насколько надежно функционирует эта услуга. Стоимость сети (и расходы на ее содержание) зависит от инфраструктуры, развернутой для ее поддержания: общей стоимости требуемого оборудования, стоимости поддержки информационных систем, расходов на содержание обслуживающего персонала, ширины полосы пропускания, потребляемой услугами и т.д. Очевидно, что наиболее рентабельные поставщики услуг - это те, которые могут развернуть свои сети с приносящими доход услугами с наименьшими для себя затратами.

Обеспечение и учет VPN

Значительным требованием к поставщикам услуг сетей VPN является потребность заказчиков в обеспечении необходимого количества подключений, а также в учете сеансов доступа к ресурсам. Новая организация сеансов доступа virtual private dialup network (VPDN) позволяет обеспечивать необходимое количество подключений AS5x00 к локальному пользовательскому шлюзу. Эта возможность реализована в версии операционной системы Cisco IOS IP Plus 11.2.14, функционирующей на серверах доступа AS5х00. Она позволяет собирать статистическую и управляющую информацию о виртуальных соединениях, производимых абонентами узла.

Оборудование для построения ADSL-сети

Cisco 6200 Series Advanced DSL Access Multiplexer (DSLAM) - 14-ти слотовый мультиплексор для абонентского доступа с поддержкой до 80-ти абонентских линий ADSL на скорости до 7Мбит/с. Наличие двух транковых оптических интерфейсов OC3/STM-1 позволит подключить устройство непосредственно к пограничной сети поставщика услуг по каналам АТМ.Для трафика каждой арендованной линии обеспечивается выделенный буфер памяти; поддерживается режим ?горячей? замены плат и избыточность основных компонентов.

Оборудование для построения пограничной сети

Оборудование и технологии для построения магистральной сети

Технология Tag Switching - является реализацией компании Cisco стандарта Multiprotocol Label Switching (MPLS, многопротокольная маршрутизация с использованием меток), разрабатываемого группой IETF (Internet Engineering Task Force), который уже поддерживается рядом производителей оборудования для глобальных сетей.

Сегодня, в условиях повсеместного распространения протокола IP, все чаще возникает проблема передачи IP-пакетов по сетям других типов. Она оказывается особенно актуальной, когда в качестве базовой транспортной инфраструктуры используются магистрали ATM: бурное развитие технологии асинхронной передачи привело к выпуску разнообразного серийного оборудования и к появлению множества реально работающих сетей на ее основе. Интеграция этих двух технологий позволила бы объединить такие достоинства сетей ATM, как поддержка требуемых уровней информационной защиты и возможность задания гарантированного качества сервиса (QoS), с универсальными возможностями связи, демонстрируемыми средой IP. В результате провайдеры могли бы комбинировать предоставление услуг IP и услуг ATM в одной сетевой среде, разделяя между ними полосу пропускания в динамическом режиме. В целях достижения подобной интеграции к настоящему времени предложено несколько решений: так, в рамках консорциума ATM Forum была разработана специальная технология IP over ATM, а позднее - в июле 1997 г.- принята спецификация MultiProtocol over ATM (MPOA), Cisco Systems предложила метод коммутации с использованием тегов Tag Switching, который в итоге лег в основу технологии MPLS.

MPLS предусматривает использование специальных "меток" в пакетах данных, позволяющих создавать выделенные высокоскоростные коммутируемые потоки информации. В данном случае (в отличие от современных маршрутизируемых инфраструктур Internet) это достигается за счет недопустимости прохождения многочисленных сетевых узлов. Выполнение спецификаций MPLS упрощает создание виртуальных частных сетей (VPN), передачу голоса и видео средствами IP, позволяет более эффективно управлять "сквозным" качеством сервиса.

Общая структура сети

Являясь основой для предоставления интеллектуальных сетевых услуг, сетевая архитектура должна поддерживать взаимодействие для всех унаследованных сетей, основанных на коммутации пакетов, ячеек или кадров, распространяя применение элементов услуг на пограничных устройствах через высокоскоростное магистральное ядро. Расширение спектра предоставляемых объединениями Электросвязей услуг на основе мультисервисной сети передачи данных с сохранением существующей телефонной услуги в качестве базовой и приоритетной на сегодняшний день представляет собой главную задачу, комплексное решение которой предлагается полным спектром оборудования Cisco Systems от оконечных пользовательских устройств до магистральных коммутаторов.

Cisco предлагает законченную (end-to-end) архитектуру, позволяя поставщику услуг предоставлять интеллектуальные услуги. Для мультисервисной сети подобные услуги должны обеспечить:

Оптимальное использование существующих транспортных (SDH) и коммутационных телефонных систем сети общего пользования (ТфОП) и прозрачность для различных протоколов телефонной сигнализации ОП SS-7, CCS, CAS, MFP-U1, MFP-U2, MFS, 2ВСК и др; Передачу трафика данных и трафика телефонной сети общего пользования (ТфОП) с суммарной задержкой при передаче телефонного трафика не более 0,2 сек.; Возможность предоставления всем категориям пользователей гарантированного качества обслуживания (QoS) в части предоставления голосового сервиса, мультимедиа и сервиса типа video-on-demand (видео по заказу); Предоставление конечным абонентам сети (домашним пользователям) и корпоративным клиентам высокоскоростного доступа к ресурсам частных информационных сетей и ресурсам Internet с обеспечением сохранения телефонной услуги на абонентской линии; Возможность создания на основе сети поставщика услуг (оператора связи) виртуальных корпоративных частных сетей с предоставлением полного спектра услуг по объединению разнородных сетевых систем.

Одновременная связь: Internet и корпоративная сеть

Потребители телекоммуникационных услуг, работающие дома, могут иметь потребность доступа к Internet одновременно с текущей связью со своей корпоративной сетью. Существует два способа обеспечить такую связь. Один способ заключается в доступе к Internet через шлюз своей корпоративной сети. Другой способ состоит в одновременной, но раздельной поддержке доступа к корпоративной сети и к Internet. В большинстве случаев, второй путь предпочтительнее. Он позволяет пользователю иметь прямой доступ к Internet без использования ресурсов своей корпоративной сети (например, при необходимости отвлечься от работы играми). Однако, некоторым корпорациям такая возможность не подойдет, так как компьютер пользователя будет служить открытой дверью в корпоративную сеть со стороны Internet.

Оптимизация использования ресурсов (WAN-оптимизация)

В состав операционной системы Cisco IOS для AS5х00 включены дополнительные функции оптимизации использования ресурсов сервера доступа. К этим функциям относятся фильтрация протоколов передачи (spoofing), приоритетные очереди, резервирование по телефонному каналу (dial backup), дозвон по требованию (dial-on-demand), компрессия заголовков и канала (header and link compression), изменение пропускной способности по требованию (bandwidth on demand, BOD).

Основные характеристики широкополосной

Основные характеристики широкополосной АТМ-сети Масштабируемость. Подразумевает возможность наращивания пропускной способности сети и количества подключений конечных абонентов сети без внесения существенных изменений в логическую структуру сетевой системы и с наименьшими затратами на дополнительное сетевое оборудование; Мультисервисность. Эта характеристика сети означает, что создаваемая сеть имеет полный набор услуг доступа к информационным ресурсам, включая передачу цифрового и голосового трафика, данных мультимедиа (видеотрансляции и видеоконференции), а также поддержку всех применяемых сетевых протоколов передачи данных; Отказоустойчивость. Отказоустойчивость сети обеспечивается за счет резервирования основных узлов и блоков активного сетевого оборудования, создания резервных линий связи и применения современных протоколов управления потоками данных. Перспективность. Имеется в виду наличие стратегических перспектив использования и наращивания сети за счет предоставления абонентам телефонных сетей услуг доступа к сетям передачи данных через имеющиеся каналы и линии связи; Преемственность (сохранение инвестиций). Предоставление дополнительных услуг абонентам сети не должно повлечь за собой существенных изменений в составе имеющегося телефонного оборудования и линий связи, а также не должно сказываться на качестве телефонных услуг.

Для того, чтобы оптимизировать доходные (услуги) и расходные (содержание сети) части Cisco в своих решениях построения крупных распределенных сетей рекомендует многоуровневую логическую модель, включающую два основных уровня: пограничная сеть и ядро.

Пограничная сеть используется для предоставления приносящих доход услуг. Ядро используется для оптимизации расходов, для чего применяются эффективные транспорт и ширина полосы пропускания для генерируемого пограничными сетями трафика. В общей форме можно сказать, что "Пограничная сеть" - это максимизация доходов, а "Ядро" - это минимизация затрат. И это важно для понимания важного различия между функциями двух платформ - пограничных сетей и ядра.

В последующих разделах описывается роль, которую играют обе платформы в территориально распределенных сетях, указаны факторы, которые влияют на обе платформы, а также представлено видение компанией Cisco Systems требований к пограничным сетям и ядру следующего поколения. И наконец, обсуждаются обе платформы, предлагаемые компанией Cisco, с указанием деталей, специфичных для оборудования.

уровень ядра сети (Core Drive); уровень распределения или пограничная сеть (Edge Drive).

Передача голоса по сетям АТМ

Применение фирменной технологии Voice Network Switching (VNS) в сетях Cisco позволяет использовать не только постоянные каналы связи (PVC), но и предоставляет механизмы, позволяющие автоматически устанавливать коммутируемые виртуальные каналы (SVC) между вызывающей телефонной станцией и станцией абонента. Два важнейших примера таких механизмов - это наличие собственной системы адресов устройств АТМ и протоколов сигнализации. В результате, сеть АТМ обладает теми же функциональными возможностями по коммутации каналов, что и цифровые телефонные сети, например ISDN, и может использоваться как часть корпоративной телефонной сети. Использование службы переменной скорости передачи битов (Variable Bit Rate, VBR) - один из основных подходов к передаче голоса по ATM, прорабатываемых Форумом ATM. Его реализации позволяют всю мощь АТМ по эффективному использованию полосы пропускания и управлению трафиком, которая прежде применялась лишь для передачи данных, задействовать и для передачи голоса.

При установлении каждого нового телефонного соединения сеть ATM вычисляет оптимальный в данный момент времени маршрут с учетом топологии сети, доступной полосы пропускания на разных участках, ожидаемых значений задержки и ее вариации, стоимости соединений по различным маршрутам. В результате устанавливается соединение с характеристиками, необходимыми для качественной передачи голоса. По окончании разговора полоса пропускания высвобождается для других приложений. При использовании технологии VNS сеть ATM ?ведет себя? по отношению к периферийным АТС как центральный транзитный узел, а значит, структура телефонной сети заметно упрощается. Теперь не нужно соединять АТС между собой множеством линий связи, число которых зависит не только от объема трафика, но и от структуры телефонной сети и требуемого уровня отказоустойчивости (организация дополнительных линий связи для резервирования). Достаточно соединить АТС только с ближайшим пограничным коммутатором ATM, причем число используемых для этого линий связи зависит лишь от объема трафика. Установление соединений между АТС будет осуществляться на основе получаемой от них сигнализации.

В такой ситуации можно уменьшить число цифровых интерфейсов АТС и не устанавливать чисто транзитные АТС, а следовательно, снизить стоимость телефонного оборудования. Кроме того, упрощаются создание и поддержание единого плана нумерации, поскольку отпадает необходимость содержать в базах данных периферийных АТС сведения обо всех абонентах телефонной сети.

Еще один важный аргумент в пользу применения технологии АТМ для передачи голоса - упрощение расширяемости сети. Предположим, необходимо добавить новый узел или модернизировать старый (увеличить число пользователей, расширить спектр предоставляемых услуг). Традиционный подход потребует перепроектирования межстанционных соединений, причем может понадобиться изменение их структуры или замена магистрали на более производительную из-за отсутствия необходимой емкости на каком-либо ее участке.

В сетях ATM, где используется VNS, ситуация значительно упрощается. В них все АТС являются логически смежными узлами, а значит, расширение телефонной сети сводится к соединению АТС с ближайшим пограничным коммутатором и внесению соответствующей записи в сетевую базу данных. Даже отсутствие свободной полосы пропускания на магистрали ATM не является препятствием к расширению сети. В этом случае можно отложить модернизацию магистрали до лучших времен и просто немного увеличить степень сжатия голоса.

Важно отметить следующее: построение сети ATM для передачи голоса позволяет легко организовать передачу данных и видеоинформации, а использование для разных типов трафика единой системы управления облегчает и удешевляет управление сетью.

Поддержка качества обслуживания

Приложения аудио и видео в режиме реального времени приобретают большую популярность, особенно по Internet. Эти приложения, также как все приложения реального времени, требуют качества обслуживания (QoS), гарантирующего их достоверность и реальность. Качество обслуживания также подразумевает предохранение сети от использования ее ресурсов агрессивными или нечестными пользователями, а также от разрушения достижений других пользователей.

Поддержка нескольких классов услуг

Становится ясно, что многие услуги, включая доступ в Internet, не могут зависеть исключительно от парадигмы "один для всех". Для удовлетворения различных потребностей используются различные классы услуг. Так, например, пользователь с большими правами отличается от случайного пользователя. Различия в классах услуг могут основываться на нескольких атрибутах, как, например, максимальное, среднее или минимальное значение ширины полосы пропускания.

Поддержка Virtual Private Network

Благодаря поддержке VPN, реализованной в операционной системе Cisco IOS, поставщики услуг могут обеспечивать удаленный доступ к локальным ресурсам пользователям распределенных частных глобальных сетей. Имея возможность реализации виртуального удаленного доступа, поставщики услуг могут предоставлять удаленным пользователям весь набор функций доступа к локальным ресурсам. Локальные звонки могут обеспечиваться функциями доступа к ресурсам распределенной сети предприятия. Доступ удаленных пользователей может осуществляться по протоколу L2F или L2TP (в конце 98 года).

Пограничная сеть следующего поколения

В новом мире повышенных требований к услугам и ширине полосы пропускания, с необходимостью быстрейшей доставки и появления этих услуг у пользователя, положение пограничной сети понятно: наиболее рентабельной будет сеть с максимально гибкими услугами. Другими словами, пограничная сеть должна иметь возможность предоставить услугу высокого качества с высокой скоростью. Те поставщики услуг, которые сейчас имеют пограничную платформу, позволяющую предоставить только одну услугу, будут вынуждены разворачивать дополнительно новую, параллельную пограничную платформу для поддержки новых услуг, которые будут требоваться в будущем. В результате эти поставщики услуг понесут значительные убытки по сравнению с теми конкурирующими поставщиками, которые изначально имеют достаточно гибкие пограничные сети, имеющие возможность предоставлять более, чем одну услугу. Гибкость обслуживания в пограничной сети имеет отношение и к проблеме скорости появления услуги у потребителя.

IP играет ключевую роль в этом требовании гибкости обслуживания. Для того, чтобы увеличить общую рентабельность сети, поставщики должны предоставить услуги, основанные на IP или способные "понимать" IP, так как большинство приложений, требующих предоставления WAN услуг, используют IP. И, поскольку потребители продолжают запрашивать от своих поставщиков услуг предоставления дополнительных функциональностей, поставщики должны постоянно искать все новые и новые услуги, которые смогут дополнить и усилить приложения потребителей. Невозможно предсказать точно, какие из этих будущих услуг станут невозможными, но можно с уверенностью говорить о том, что они должны быть основанными на IP.

Поэтому Cisco уверена в том, что надежная поддерка IP на пограничных сетях будет ключевой для тех поставщиков услуг, которые желают успешно конкурировать в следующем веке.

Пограничная сеть с возможностью гибкого предоставления высокозначимых услуг имеет хорошую проблему: она быстро заполняется приносящим доход трафиком. Следовательно, пограничная платформа следующего поколения должна иметь больше коммутирующей/маршрутизирующей емкости и высокоскоростных интерфейсов, чем это требовалось для платформы, предоставляющей одну услугу.

Появление оборудования DWDM играет удачную роль. Так как технология DWDM снизила себестоимость 2.5 гигабитной полосы пропускания, и поставщик сети может заполнить эту полосу приносящим доход трафиком, появляется благоприятная возможность использовать интерфейсы OC-48c/STM-16 на сетевых элементах пограничной сети. Даже в отличных от глобальной сетях, где экономическая выгода от применения DWDM в настоящее время еще не доказана, транки OC-48c/STM-16 потребуются для соединения с высокоскоростными коммутаторами ядра.

Построение региональных ВОЛС коммутации ячеек/пакетов ATM/FR

Переход на технологию АТМ на новых оптических участках позволяет исключить дополнительные затраты на создание первичной сети передачи данных SDH с низким уровнем сервисных услуг и наложенных сетей, как ?технологических заплат? под дополнительные телекоммуникационные услуги. Важным преимуществом АТМ является мультисервисность и оптимизация использования магистральных каналов за счет динамического выделения пропускной способности различным видам трафика.

Пример, изображенный на рисунке 4, иллюстрирует принципиальное отличие и преимущества интеллектуальной АТМ?сети перед сетью SDH.

Построение региональных ВОЛС на базе оборудования SDH

С начала 90-х годов в странах СНГ (Россия, Украина, Казахстан и др.) развернуты и полномасштабно функционируют десятки крупных сетей SDH. Технология SDH активно продвигается а регионы. На ее основе происходит крупномасштабное переоборудование старой аналоговой сети связи в цифровую взаимоувязанную сеть. С течением времени под влиянием новых требований пользователей (Интернет, создание частных виртуальных сетей, удаленный доступ и т. д.) компании связи, развернувшие в регионе цифровую сеть SDH для транспорта коммутируемых телефонных каналов, осознают необходимость своего участия на данном рынке услуг и получения новых источников доходов. И, таким образом, наметился переход многих региональных операторов связи от предоставления транспорта телефонии к предоставлению полномасштабных (или частичных) сервисных услуг с гарантированным качеством. Именно в этот момент возникает необходимость построения АТМ/FR-сети.

Предисловие

Примеры мультисервисных сетей Cisco StrataCom

Наибольший интерес представляют крупные Российские компании ? операторы связи, которые приняли решение по выбору магистрального оборудования Cisco StrataCom в текущем 1998 году. Среди них, в первую очередь, можно назвать таких операторов связи, где компания Plus Communications выиграла тендер на построение региональной мультисервисной сети общего доступа.

ОАО ?Электросвязь Приморского края?. Первая очередь реализации проекта региональной мультисервисной сети общего доступа предусматривает поставку шести коммутаторов Cisco StrataCom IGX 8410, которые составят ядро территориально-распределенной сети, объединяющей крупнейшие города Приморского края: Владивосток, Уссурийск и Находку. ATM-коммутаторы IGX соединены в общую инфраструктуру через оптоволоконные каналы ОС-3/STM-1 с помощью четырехпортовых UXM-модулей, что позволит обеспечить скорость передачи данных до 155 Мбит/с. Клиентам сети будут предложены услуги Frame Relay, синхронной передачи данных (High-speed synchronous data module) и телефонии (Universal Voice module). Кроме того, в некоторых узлах сети планируется подключение локальных вычислительных сетей через пограничные коммутаторы Cisco Systems по интерфейсу АТМ (UNI).

ОАО ?Удмурттелеком?. Республиканская мультисервисная сеть предусматривает поставку на первом этапе трех коммутаторов Cisco StrataCom IGX 8410, которые составят ядро опорной сети в г. Ижевск с пропускной способностью до 155 Мбит/с. В дальнейшем, по мере ввода в эксплуатацию волоконно-оптических каналов связи запланировано расширение опорной сети на коммутаторах IGX по республике на каналах Е1. Этот проект представляет интерес, как полностью интегрированное решение мультисервисной сети на оборудовании Cisco Systems от опорной сети до уровня доступа, т.е. реализован принцип ?End-to-End? на оборудовании одного производителя. Альтернативные решения на разнородном оборудовании могли бы добавить проблем со сквозной совместимостью и эксплуатационными трудностями.

Другим российским оператором связи - ?МТУ-Информ? был сделан выбор в пользу дальнейшей модернизации сети АТМ на коммутаторах Cisco IGX 8400 против аналогичного оборудования фирмы NewBridge, на котором была построена их сеть SDH/АТМ. На первом этапе установлены IGX 8410 для организации дальних магистральных каналов, в том числе с поставщиком услуг Интернет ? MCI (США). Примечателен тот факт, что установка коммутатора Cisco IGX 8400 на магистральных и межзоновых каналах становится тенденцией у крупных операторов связи.

Из числа зарубежных компаний показательными являются:

China National Financial Data Communications Backbone Network (Китай), которая заключила контракт на построение национальной мультисервисной сети на АТМ коммутаторах Cisco IGX 8400. Весь проект предусматривает установку 200 коммутаторов IGX, которые будут объединять главные национальные банки и финансовые институты Китая.

Deutsche Post AG (Германия) выбрала в качестве базовой платформы Cisco IGX 8400 для объединения голосового трафика и потоков данных на базе АТМ технологии. Проект предусматривает поставку, инсталляцию и сервисное сопровождение свыше 200 коммутаторов Cisco IGX 8400 и 15 систем Cisco Voice Network Switch (VNS) для динамической коммутации телефонных каналов, Frame Relay и АТМ трафика через мультисервисную опорную сеть АТМ. В качестве магистральных используются совмещенные каналы Е1. Масштабируемое устройство коммутации VNS установлено из расчета на обслуживание до 30 телефонных коммутаторов с дальнейшим наращиванием по мере роста телефонного трафика. Предусмотрена компрессия телефонных каналов по стандартным алгоритмам 32-Kbps ADPCM (ITU-T G.726) и 8-Kbps CS-ACELP (ITU-T G.729a) и использование функции подавления пауз VAD. Данный проект отличается тем, что до принятия решения специалистами Deutsche Post AG было проведено тестирование различных, основанных на технологии Time Division Multiplexing (TDM), систем построения сети SDH.

Compugraf Network Services (Бразилия), являясь крупнейшим национальным оператором связи, после проведенного тестирования АТМ коммутаторов от Nortel, Newbridge, Cascade и Cisco Systems сделала свой выбор в пользу Cisco IGX 8400. Первоначально было установлено два коммутатора IGX. Сейчас сеть АТМ Compugraf Network Services включает 16 коммутаторов IGX и предоставляет следующие услуги: соединение локальных вычислительных сетей, видеоконференции, соединение АТС по схеме ?каждый с каждым?, частные ISDN сети, доступ к Интернет, доступ к мэйнфреймам (SNA) IBM и виртуальные частные сети поверх маршрутизаторов Cisco Systems и сети Frame Relay. В ближайшие планы Compugraf входит инсталляция мультисервисных концентраторов Cisco MC3800 в качестве недорогих удаленных узлов доступа к АТМ сети с сохранением всех вышеперечисленных услуг.

Fleet Financial Group (США) построила корпоративную территориально-распределенную сеть АТМ на коммутаторах Cisco IGX 8400, т.к. считает одним из основных требованием к своей корпоративной сети передачи данных ? надежность и доступность всех видов телекоммуникационных услуг 24 часа в сутки 7 дней в неделю и такое же сервисное обслуживание от производителя оборудования. Кратковременный сбой сети передачи данных влечет за собой большие убытки компании. Этого не обеспечивала существующая сеть SDH на базе технологии TDM, т.к. при неисправности магистрального канала восстановление работоспособности сети осуществлялось соответствующими действиями обслуживающего персонала, на что требовалось время. Корпоративная сеть, включавшая 4 коммутатора IGX, в настоящее время расширяется до 70 коммутаторов IGX 8400 и обеспечивает практически все банковские сервисы: доступ к мэйнфреймам (SNA) IBM, телефония, услуги операционных отделов банка, банкоматы (доступ в реальном времени) и финансовые информационные системы.

AvMed (США), крупнейшая медицинская компания во Флориде, использует в качестве АТМ коммутаторов корпоративной опорной сети IGX 8400. Такое решение было обосновано, кроме всего, наличием большого количества инсталлированного оборудования Cisco Systems: магистральных маршрутизаторов Cisco7500 и Cisco4500, коммутаторов Catalyst5500 в локальных сетях и различного оборудования доступа в многочисленных филиалах. Большой опыт работы технического персонала с этим оборудованием и единая программная платформа Cisco IOS на всем оборудовании Cisco обеспечили переход на АТМ сеть на базе коммутаторов IGX без дополнительных расходов на подготовку технических специалистов.

Пути внедрения

Мировая практика развития сетей связи показывает, что основными этапами перехода от не интегрированных аналоговых сетей к цифровым сетям с интеграцией служб являются:

Развертывание цифровой сети; Создание цифровой сети интегрального обслуживания с коммутацией каналов для служб телефонии на базе единого цифрового канала 64Кбит/с; Создание широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания (B-ISDN) на технологиях АТМ/FrameRelay с объединением всех унаследованных служб и информационных сетей.

Данным документом охватывается именно третий, заключительный, этап развития цифровых сетей, предполагающий построение высокоскоростного ядра цифровой сети с поэтапной интеграцией с существующей инфраструктурой низкоскоростных цифровых сетей и организацией абонентского доступа на базе аналоговых телефонных сетей.

При этом, анализ развития отрасли показывает существование двух ярко выраженных тенденций создания широкополосных цифровых сетей:

Построение региональных ВОЛС на базе оборудования SDH. Построение региональных ВОЛС коммутации ячеек и пакетов ATM/FR с интеграцией услуг.

Компания PLUS Communications предлагает законченные решения (end-to-end) для построения мультисервисных цифровых сетей с использованием оборудования и технологических решений компании Cisco Systems, Inc.

Равноправная связь

Возможность высокоскоростного объединения потребителей позволяет выполнять такие чувствительные к скорости приложения, как видео телефония или интерактивные игры, предполагающие наличие двух равноправных устройств. Требования к такого рода приложениям появляются медленнее, чем к перечисленным выше, однако их сдерживает агрессивная ценовая политика. Появление ADSL позволяет устранить этот недостаток.

Раздел 1. Почему Cisco?

Компания Cisco Systems является мировым лидером в обеспечении сетевого взаимодействия для Internet. Сегодня каждое виртуальное сообщение, отправленное через Internet, проходит через оборудование компании Cisco Systems. Компания прочно занимает позиции лидера на рынке маршрутизаторов (по разным данным от 60 до 80% в секторе рынка), а после присоединения ряда фирм, специализировавшихся на технологиях Cell-Relay (ATM) и LAN Switching, Cisco Systems вышла в лидеры также и по этим направлениям: 70% рынка магистральных коммутаторов Frame Relay принадлежит именно Cisco (источник:Dataquest).

Основы решений Cisco лежат в понимании важности сети потребителя, как стратегического элемента его бизнеса.
Компания выпускает изделия с оптимальным характером взаимодействия всех уровней сетевой модели OSI, предоставляя при этом пользователю не рекламный, а реальный показатель качества сетевого обслуживания.

Раздел 2. Решения CISCO SYSTEMS для поставщиков услуг

Раздел 3. Решения CISCO SYSTEMS для сети с интеграцией услуг

Различные типы xDSL и как они работают

Начальная буква "x" в аббревиатуре xDSL обозначает различные виды технологий цифровой абонентской линии, включая ADSL, R-ADSL, HDSL, SDSL и VDSL. Для полного понимания значения этих технологий и определения области приложения каждой из них требуется знать, чем они отличаются.

Ключевыми моментами являются зависимости между дистанцией, на которую передается сигнал и скоростью передачи, а также различия в симметрии трафика upstream (к поставщику услуг) и downstream (к пользователю). В Таблице 1 приведено сравнение различных типов технологий xDSL с конкурирующими технологиями, включая 56 Кбит/с аналоговый dial-up, кабельные модемы и цифровую сеть с интеграцией услуг (ISDN).

Реализация узла доступа в Интернет

Реализация узла доступа в Интернет сети оператора связи/поставщика услуг

На рисунке 19 приведена схема организации узла доступа, построенного на оборудовании Cisco Systems. На примере данной схемы показано, что набор устройств Cisco Systems охватывает все задачи, свойственные поставщику услуг, от небольших организаций до первичных поставщиков. Использование продуктов Cisco для организации узлов удаленного доступа разных уровней позволяет наилучшим образом обеспечить сохранение инвестиций в оборудование этих узлов.

При организации узла доступа по коммутируемым аналоговым/цифровым линиям связи основным функциональным элементом является сервер удаленного доступа Cisco Systems модели AS 5200/5300, основанным на архитектуре DASA (Dial Access Stacking Architecture). Архитектура DASA и возможности операционной системы Cisco IOS предоставляют увеличение плотности конечных портов и производительности в системах удаленного доступа.

Благодаря тому, что архитектура DASA является архитектурой распределенной обработки вызовов, решения на ее основе являются гибкими и готовыми к внедрению новых перспективных технологий по организации узлов удаленного доступа и увеличению количества конечных пользовательских портов в одном устройстве. Еще одним преимуществом этой архитектуры является то, что устройства, основанные на ее применении, могут быть установлены в стек.

Несмотря на то, что

Рисунок

5).

Несмотря на то, что АТМ-оборудование дороже оборудования для сети SDH, при использовании для построения магистральной сети SDH-коммутаторов резко возрастает стоимость периферийного оборудования ? АТС, маршрутизаторов, мультиплексоров доступа и т.д. Поэтому, общую стоимость систем, реализованных на коммутаторах АТМ и SDH, можно считать сравнимой.

Использование полосы

Рисунок 1. Использование полосы пропускания технологиями TDM и ATM

Сети TDM по своему назначению предусматривают использование мультиплексоров для предоставления фиксированной полосы пропускания для независимых услуг. Основным же достоинством технологии ATM является предоставляемая ею возможность объединять различные типы трафика в единый поток с помощью механизма статистического мультиплексирования, позволяющего более эффективно использовать полосу пропускания

К недостатку синхронных методов передачи, таких как TDM, относится то, что они не позволяют смещать блоки данных по времени для заполнения ?пустот? в канале. Это приводит к неэффективному использованию полосы пропускания. Любой же статистический мультиплексор способен ?по своему усмотрению? буферизовать данные так, чтобы уплотнить трафик разных пользователей в один общий поток (см. рис 2). Это позволяет избежать незаполненных участков и обеспечить максимально эффективное использование каналов.

На Рисунок 2 показано, как статистический мультиплексор ATM заполняет трафиком полосу пропускания, которая при использовании мультиплексора TDM осталась бы незадействованной. Еще раз подчеркнем, что мультиплексор ATM не резервирует тайм-слоты для входящих потоков. Потоки могут иметь лишь различные уровни приоритета на использование полосы пропускания; эти уровни определяются параметрами качества обслуживания. Отсутствие резервирования тайм-слотов означает, что данные не могут мгновенно вводиться в тракт передачи и вынуждены проводить некоторое время в буферах, ожидая появления свободного ?окна?.

Уплотнение трафика

Рисунок 2. Уплотнение трафика с помощью мультиплексоров АТМ и традиционного TDM

Другое узкое место технологии PDH/TDM ? слабые возможности в организации служебных потоков для целей контроля и управления потоком в сети и практически полное отсутствие средств маршрутизации низовых мультиплексированных потоков, что крайне важно для использования в сетях передачи данных. В связи с отсутствием специальных средств маршрутизации, при формировании PDH-фреймов и мультифреймов увеличивается (при мультиплексировании и переключении потоков) возможность ошибки в отслеживании истории текущего переключения, а значит, увеличивается возможность потерять сведения о его истории в целом, что приводит к нарушению схемы маршрутизации всего трафика.

В настоящее время широко используется наложенная телефонная сеть общего пользования на основе телефонных коммутаторов (АТС). Создание публичной сети ATM /Frame Relay требует инсталляции соответствующих коммутаторов поверх первичной сети передачи данных и не решает проблемы межсетевого взаимодействия (internetworking), создавая ряд независимых наложенных сетей со своим управлением и мониторингом.

Установка "промежуточных" систем (раздельных вычислительных и телефонных сетей) в действительности оказываются дороже, чем переход на АТМ. Переход на АТМ не только позволяет сэкономить средства за счет объединения ресурсов магистрального оборудования первичной сети и уменьшения расходов на дальнейшую модификацию, но и приносит непосредственный экономический эффект благодаря возможности предоставлять широкий спектр услуг.

Очевидно, что телефонные сети развиваются в направлении распределенной коммутации с помощью технологии ATM. Об этом же говорит и встречная тенденция развития самих АТС - появление интерфейсов ATM у станций ряда ведущих производителей.

Тенденции развития

Рисунок 3. Тенденции развития интеллектуальных услуг в корпоративных сетях

Сети SDH и ATM обеспечивает работу приложений, чувствительных к времени задержки передачи сигналов. Однако, сеть SDH не может сама коммутировать цифровые голосовые каналы ? коммутацию осуществляет АТС и таким образом увеличивается время коммутации, т.к. вызов абонента может проходить через несколько последовательных АТС. Принятие стандартов сети АТМ, позволяющих ей самой коммутировать виртуальный голосовой канал по набранному номеру цифровой сети, в два раза сокращает число интерфейсов подключения на АТС, а значит снижает их стоимость.

В этой связи, сети SDH целесообразно использовать в качестве транспортных сетей для технологии АТМ, которая становится связующим звеном между локальными компьютерными сетями и глобальными транспортными сетями SDH. АТМ-трафик наиболее подходит для транспортирования в средах SDH, учитывая, что виртуальные контейнеры VC-n могут нести в упакованном виде поток АТМ ячеек в качестве полезной нагрузки.

Достаточно гибкая процедура перехода на магистральную сеть АТМ позволяет защитить инвестиции в уже созданных сегментах первичной сети SDH. Такой подход соответствует принципу преемственности, суть которого сводится к тому, что каждый последующий состав оборудования не должен ухудшать характеристик существующей сети.

Оптимизация магистральных

Рисунок 4. Оптимизация магистральных каналов в сетях ATM/FR для организации высококачественных телефонных соединений

Из представленного примера при расчете трафика только по телефонной сети, становится очевидным, что для соединения одной АТС с 3-мя АТС в других городах по сети SDH требуется, как минимум 3 транковых порта T1/Е1 на исходящей АТС. В то же время, количество каналов 64К в каждом транке может быть меньше максимального, что влечет необоснованную избыточность транковых портов на АТС, трибных интерфейсов на мультиплексорах SDH и излишние затраты на расширение магистральных каналов.

В сети АТМ на оборудовании Cisco Systems этого можно избежать путем установления виртуальных соединений (VC) для требуемого количества телефонных каналов из одного транкового порта между соответствующими АТС. Основным преимуществом коммутируемых виртуальных соединений является освобождение пропускной способности магистрального канала при отсутствии телефонных вызовов. Телефонные каналы транка Е1 одной телефонной станции маршрутизируются в соответствующие транки Е1 других АТС исходя из расчета межстанционных соединительных линий. Разделение канала Т1/Е1 на DS0 выполняет коммутатор АТМ узла, к которому эта станция подключена.

Комитет Voice and Telephony Over ATM (VTOA) Форума АТМ выпустил ряд документов, посвященных способам передачи цифровых потоков, кратных основному цифровому голосовому каналу DS0, в ячейках АТМ (CES - служба эмуляции выделенных каналов) и преобразования систем сигнализации телефонии и протоколов АТМ (IWF - межсетевая функция). В соответствии с рекомендациями Форума АТМ межсетевая функция (IWF) осуществляет преобразование системы сигнализации, принятой на телефонных сетях в протоколы сигнализации АТМ Служба CES позволяет создавать цифровые каналы связи через сеть АТМ между двумя точками, так же, как это делается в сетях SDH, но, в отличие от SDH, полоса пропускания такого канала в АТМ может быть любой, от 8 Кб/с до емкости линии связи. Это делает возможным использование АТМ в качестве транспортной среды для телефонии.

Функция преобразования протоколов сигнализации реализуется в коммутаторе АТМ, подключение АТС к коммутатору АТМ осуществляется цифровыми потоками 2 Мб/с в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т G.703/G.704. В этом случае сеть АТМ представляется для других устройств как цифровая АТС с поддержкой всех соответствующих функций. Вследствие этого каждая АТС, подключаемая к АТМ коммутатору через межсетевую функцию, обрабатывает вызовы только тех абонентов, которые подключены к этой АТС, тогда как канал между станциями устанавливается средствами коммутаторов АТМ и проходит только через них, без использования станций как транзитных. Это не только позволяет снизить требования, предъявляемые к производительности АТС и уменьшить количество соединительных цифровых интерфейсов в них, но и повышает надежность всей сети в целом, так как установленные в сети АТМ каналы могут перекоммутироваться автоматически и устанавливаться в зависимости от текущей загрузки линий связи и их состояния. Кроме того, такие каналы существуют только во время установленного соединения и освобождают полосу пропускания после его разрыва, что позволяет снизить требования к полосе пропускания линий связи или использовать свободную емкость для передачи других видов трафика, например, данных.

В случае обрыва магистрального канала перемаршрутизация установленных соединений происходит автоматически по оптимальному маршруту. Архитектура программного обеспечения магистральных коммутаторов Cisco предусматривает сохранение в энергонезависимой памяти каждого АТМ-коммутатора всей топологии сети, что обеспечивает восстановление соединений в реальном времени и вне зависимости от наличия соединения с центральной станцией управления. Такая архитектура является самодостаточной для обеспечения надежности соединений до 99,99% без вмешательства обслуживающего персонала. Отсюда очевидно, что с увеличением сети растет число обходных каналов и увеличивается надежность соединений.

Таким образом, достигается надежное соединение АТС по принципу ?каждый с каждым? с поддержкой всех протоколов сигнализации в существующей телефонной сети (SS-7, QSIG, DPNSS, ISDN, CAS, MFP-U1, MFP-U2, MFS, 2ВСК и др.) и экономия транковых портов на АТС. Суммарная задержка при передаче телефонного трафика по такому типу соединений не превышает 0,2 сек., увеличение пропускной способности сети и увеличение точек подключения осуществляется без изменения существующей конфигурации соединений. В сети SDH все выглядит иначе, с ростом сети увеличиваются затраты на обслуживание и уменьшается общая надежность соединений.

Методы голосовой компрессии

Рисунок 5. Методы голосовой компрессии в соответствии с ITU-T Recommendation

Наличие ?интеллекта? в коммутаторах АТМ/FR от Cisco подразумевает программно-аппаратную реализацию алгоритмов компрессии телефонных каналов 32-, 24-Kbps ADPCM (ITU-T G.726, G.723) или 8-Kbps CS-ACELP (ITU-T G.729a) и функцию подавления пауз, что позволяет одновременно организовать до 240 телефонных каналов при 8-Kbps компрессии на одном транковом потоке Е1 и эффективно использовать отведенную полосу пропускания в магистральном канале. Функция подавления пауз VAD (Voice Activity Detection) использует технологию DSP (digital-signal processing) для переключения между состояниями разговор/пауза в телефонном канале, освобождая полосу пропускания телефонного канала во время паузы в телефонном разговоре. Это позволяет оптимизировать (высвобождение до 50% полосы пропускания) пропускную способность магистрального канала даже при выключенной компрессии телефонных каналов.

Распределение расходов

Рисунок 6. Распределение расходов при эксплуатации магистральных сетей

источник: Data Communications

Обеспечение динамического распределения полосы пропускания транкового канала позволяет перераспределять ширину полосы пропускания для каждого типа трафика в зависимости от загрузки и административно определенной политики качества предоставления услуг (Quality of Service). Таким образом, применение описанных механизмов позволяет говорить об оптимизации и увеличении номинальной пропускной способности магистральных каналов в 3-4 раза.

Построение и эксплуатация интеллектуальных сетей ATM/FR позволяет операторам связи увеличивать доходность за счет новых видов телекоммуникационных услуг, предоставляемых мультисервисной сетью и значительно снизить затраты на использование магистральных каналов связи (при владении этими каналами рассматривается себестоимость 1Kbps) и обслуживание сети. В действительности, стоимость магистральных каналов составляет от 80% до 90% стоимости эксплуатации сети. Так же среди этих затрат можно назвать закупочную стоимость оборудования и программного обеспечения, обучение технического персонала, обслуживание сети и уровень технической поддержки производителя оборудования (

Распределение поставок

Рисунок 7. Распределение поставок портов ATM для локальных и глобальных сетей
(источник Cisco/Dell'Oro Group)

Аналогично тому, как сети прошли развитие от средств для внутренних взаимодействий до стратегических корпоративных решений для поддержки важнейших приложений, происходит и развитие Cisco. Доступ в Internet, ATM, frame relay, или другие сервисы, - для любого из этих направлений Cisco располагает уникальным оборудованием, заставляющим Internet работать.
Решения Cisco направлены на обеспечение высокой надежности и производительности, защиты и возможности управления всей сетью и отличаются законченностью, что называется end-to-end решениями, позволяющими масштабировать размеры сети от локальной до глобальной.
Cisco имеет свою собственную глобальную сеть Intranet, что позволяет персоналу Cisco по всему миру оперативно разрешать вопросы бизнеса и оказывать необходимую помощь потребителям. Линии связи к стратегическим поставщикам и потребителям позволяют Cisco сотрудничать с ними наиболее эффективно. Сеть Intranet компании позволяет также показать обоснованность новых технологий и продуктов Cisco, которые, будучи внедренными в работающую сеть, позволяют гарантировать их готовность к применению у пользователей. Наличие огромного опыта Cisco в области Internet и Intranet является бесценным ресурсом при дизайне, планировании и построении глобальных сетей. Cisco знает, как применять сетевые технологии для того, чтобы сделать бизнес наиболее конкурентноспособным и наиболее прибыльным.

Пограничная сеть обеспечивает

Рисунок 9. Пограничная сеть обеспечивает доступ и предоставляет услуги потребителям.

Ядро оптимизирует транспорт для трафика, производимого пограничными сетями.

Пограничная сеть обслуживает

Рисунок 10. Пограничная сеть обслуживает потребителя, ядро обслуживает пограничную сеть.

Узлы ядра должны транспортировать большое количество трафика и обеспечить очень высокую коммутационную емкость. Работоспособность и постоянная доступность ядра также является ключевым моментом, так как должна быть гарантия того, что в случае сбоя в ядре качество обслуживания не пострадает. И наконец, так как конечный пользователь не напрямую подсоединяется к платформе ядра, здесь отсутствует необходимость в применении разнообразных интерфейсов, как в случае пограничного коммутатора. Следовательно, сетевые элементы ядра нуждаются только в высокоскоростных интерфейсах для агрегирования трафика от пограничных сетей (обычно это OC-3/STM-1 и выше) и еще более скоростных транковых интерфесах (OC-12/STM-4 и выше).

Магистральные сети должны использовать преимущества скоростных оптических технологий и стать функционально прозрачными для доставленных услуг пограничных сетей. Магистральные сети предназначена для обслуживания пограничных сетей. Ключевая функция ядра состоит в предоставлении высокоскоростного, высокоплотного транспорта для трафика. Для удовлетворения требований к полосе пропускания в ядре сети предлагается использовать устройства SDH/Synchronous Optical Network (SONET) а, в будущем, оборудование dens wave-division multiplexing (DWDM) ? спектральное мультиплексирование по длине волны. Учитывая влияние нескольких планов управления, Cisco готова предоставить "бесшовное" взаимодействие между ними через технологию открытых интерфесов, позволяя Asynchronous Transfer Mode (ATM) получать информацию от различных планов управления (например, Signaling System 7 [SS7], Private Network-to-Network Interface [PNNI], или Multi-Protocol Label Switching [MPLS]).

Ядро сети должно обеспечивать гибкий транспорт для более, чем одной пограничной сети. В свою очередь эти пограничные сети могут включать сетевые элементы от более, чем одного поставщика услуг, Заказчиков или индивидуальных пользователей.

Таким образом:

Ядро сети должно предоставить экономически эффективный транспорт для IP и ATM трафика; следовательно должно поддерживать основанные на стандартах, гибкие протоколы маршрутизации. Ядро сети должно иметь возможность наращивания емкости, полностью прозрачного для пограничных сетей - другими словами, ядро никогда не должно быть источником риска для качества услуги. Ядро сети должно быть готово к принятию оптических технологий.

Категорическим требованием, которое Cisco неуклонно выполняет, является основанное на стандартах ядро, что позволяет поддерживать гетерогенные пограничные сети.

Пример построения ядра магистральной сети

Рисунок 11. Пример построения ядра магистральной сети

Пример построения пограничной сети

Рисунок 12. Пример построения пограничной сети

АТМ-сеть с интеграцией услуг от Cisco Systems

Рисунок 13. АТМ-сеть с интеграцией услуг от Cisco Systems

Разнообразие технологий абонентского доступа

Рисунок 14. Разнообразие технологий абонентского доступа

Основные элементы ADSL соединения

Рисунок 15. Основные элементы ADSL соединения

Конфигурации доступа

Рисунок 16. Конфигурации доступа: Internet, корпоративные сети,
локальный провайдер информации и равноправная связь

Архитектура абонентского

Рисунок 18. Архитектура абонентского доступа ADSL/Dial-Up от Cisco Systems

Пример реализации

Рисунок 19. Пример реализации узла доступа по коммутируемым линиям на оборудовании Cisco Systems

Cisco и мировой рынок

Рисунок 20. Cisco и мировой рынок оборудования ATM/FR для WAN сетей
емкость рынка: $2.8 млрд.
Источник: Vertical Systems, ATM and Frame Relay Industry Update, 1997

Сравнительно недавно компания обнародовала свою стратегию разработки высокоскоростных технологий взаимодействия оптических сетей, состоящую из пяти этапов. Выпуск устройств типа TGX 8750 и GSR 12000 соответствует ее второму этапу, направленному на создание коммутаторов и маршрутизаторов, сопрягаемых непосредственно с уровнем оптической сети, что позволило бы избежать лишних расходов и ограничений на полосу пропускания, обусловленных применением технологий мультиплексирования с временным разделением каналов (TDM) и SDH.

Роль ядра сети: обслуживание пограничной сети

Ядро прежде всего отвечает за консолидацию потоков низкоскоростного трафика, поступающего от пограничных устройств в высокоскоростные транки, упрощая сетевую топологию и достигая эффективного использования полосы пропускания через транспортную инфраструктуру.

Роль пограничной сети: обслуживание потребителя

Пограничная сеть (или сети) ответственна за доставку и обработку услуг от оборудования доступа. Пограничные устройства (Edge Device) существует для обслуживания потребителей и предоставляют необходимые интерфейсы для подключения оборудования уровня доступа. Ключевые функции пограничной сети включают создание и доставку услуг на различных физических интерфейсах, а также обеспечение качества обслуживания и установление различий. Например, при использовании пограничных сетей появляется возможность выбора для предоставления услуг Frame Relay, миграции SNA, виртуальных частных сетей IP, управляемой услуги голос/данные, и т.д. При помощи пограничных сетей можно обеспечить эмуляцию каналов для большой ширины полосы пропускания, тем самым обеспечив замену частных линий связи. Пограничная сеть является тем местом, где создание и дифференциация имеют наибольшее воздействие и где гибкость коммутаторов наиболее критична. Доставка ресурсов Internet, масштабирование intranet, управление данными, голосом и услуги видео для потребителя - все это происходит на пограничных узлах сети и "бесшовным" образом связывается с сетевым окружением в целом.

Для удовлетворения требований бизнеса роли пограничных и магистральных сетей WAN должны эволюционировать и в нынешних условиях четкие грани различий между устройствами Carrier-Class и Edge постепенно исчезают. Первоначальная обработка услуг, чувствительных к скорости обработки и ширине полосы пропускания на пограничных устройствах позволяет освободить магистральное ядро для выполнения функций оптимизированного, высокоскоростного транспорта.

Проведенный аналитиками Сisco анализ данных из независимых источников показал, что поставщики услуг тратят в 7-10 раз больше средств на пограничные сети, чем на ядро сети.

Сервисы WAN

Сети поставщиков услуг 21 века

Сетевая индустрия ожидает высоко интеллектуальных глобальных сетей для поддержки приложений, основанных на последних достижениях науки и техники. Cisco предлагает форсировать реализацию глобального сетевого взаимодействия, обеспечивая дополнительные доходы как для корпоративных пользователей, так и для поставщиков услуг. Например, при помощи новаторских партнерских программ Cisco связывает сеть предприятия с поставщиком услуг для создания благоприятных возможностей получения новых источников дохода. Приложения, работающие на предприятии, требуют таких новейших сетевых услуг, как видеоконференции и возможность проведения дистанционного обучения, что требует защиты и поддержки качества сервиса (QoS) от общедоступого Internet.

Сети СISCO следующего поколения

Состояние рынка телекоммуникаций

Состояние рынка телекоммуникаций стран СНГ и тенденции его развития

Существующие телекоммуникационные сети обладают целом рядом недостатков, из которых следует отметить их узкую специализацию, отсутствие гибкости и адаптации к изменению требований пользователей, а также низкую эффективность использования сетевых ресурсов.

В настоящее время телекоммуникации на всей территории бывшего союза - отрасль, находящаяся на подъеме. Доходность возросла, особенно для крупнейших компаний. В ситуации, когда спрос резко подскочил, а затраты снижаются быстрее, чем цены, эти компании в полной мере пользуются своим монопольным положением. В этом состоит главная причина, почему даже некомпетентно управляемые фирмы могут получать высокие прибыли.

Потребителям приходилось принимать любое качество обслуживания и радоваться ему. Но теперь такому состоянию дел приходит конец: на рынок активно выходят новые конкуренты, а клиенты из мира бизнеса требуют нового качества услуг и не согласны мириться с ситуацией, при которой, например, обрывается почти 50% телефонных переговоров, или с длинными очередями на подключение телефона.

Конкуренция возрастает и идет по многим направлениям. Как пример, можно привести ситуацию, когда правительство России поддерживает нарастание конкуренции с сфере телекоммуникаций и выступает за устранение диктата Ростелекома (национальной монополии) на внутреннем рынке.

Новейшие технологии разбивают монополистический контроль над телекоммуникациями и приводят в эту область новых конкурентов. Теперь конкурируют не только различные телефонные фирмы, но и компании кабельного телевидения (которые также передают данные по своим линиям), поставщики услуг Интернет, производители программного обеспечения (предлагающие услуги связи через компьютерные сети), банки (которые предлагают услуги специализированных систем передачи финансовой информации). Данная ситуация способствует превращению телекоммуникаций из индустрии, которая занята строительством и поддержанием систем связи, в индустрию, предлагающую связь лишь как часть широкого спектра услуг. Поскольку новые технологии снижают затраты, связанные с вхождением в бизнес, конкуренция распространяется все шире. Правительство РФ начинает осознавать, что конкуренция - лучшая гарантия, что прогресс технологии найдет полное выражение в виде более качественных, доступных и дешевых услуг.

Министерства, как и местные компании и банки, осознали, наконец, необходимость круглосуточного, беспрепятственного потока информации и денежных переводов и ненадежность существующих линий связи. Крупные частные заказчики (по некоторым сообщениям, одни лишь российские банковские гиганты - Инкомбанк, Онэксимбанк и Мост-банк - потратили в 1997 году $78 млн. на оборудование для систем связи), которые хотят иметь больший выбор и более высокое качество услуг, также давят на правительство, стремясь заставить его реформировать телекоммуникации.

Международный опыт указывает на несколько моментов, которые должны иметь в виду страны с переходной экономикой:

"Либерализация" телекоммуникаций состоит из трех частей: подсоединение оборудования клиента (типа компьютера или факса) к телефонной сети, перепродажа телефонных линий, арендованных у телефонного ведомства и полностью независимая конкурентоспособная сеть; Конкуренция в целом ведет к снижению, а не к повышению тарифов (хотя цена некоторых субсидируемых услуг может повыситься); Все крупные компании телекоммуникаций имеют большие скрытые возможности, которые они используют против конкурентов; В таких огромных организациях, как государственные монополии, установить, имеет ли место субсидирование одних услуг за счет других (как и факт ценовой политики, направленной против конкурентов), практически невозможно; Как показал опыт США, Великобритании и ряда других стран, приватизация и децентрализация может дать эффект - но только если для контроля будет создан сложный регулирующий аппарат, включая целый корпус юристов, специализирующихся на вопросах телекоммуникаций.

Есть и другая причина, по которой следует признать необходимость либерализации телекоммуникаций. Эта отрасль вместе с остальными отраслями услуг и инфраструктуры, такими, как банки, страхование и транспорт, принадлежит к областям, которые делают современную экономику динамичной. Если телефонную систему страны можно заставить работать хорошо, и при этом дешевле, выгоды от этого для всей экономики в целом просто нельзя переоценить.

Стандартные функции

Аппаратное и программное обеспечение коммутатора разработано с учетом требований по максимальной досягаемости портов устройства. Все модели устройств объединяют следующие конструкторские решения:

100% избыточность компонентов устройства; Обширная фоновая диагностика; Возможность "горячей" замены модулей; Ускоренное обнаружение сбоев питания; Обновление программного кода в фоновом режиме; Обновление программного кода с удаленной консоли управления; Сертификация компонентов по спецификации Class B EMI; Аппаратная и программная индикация неисправностей, функция автонабора телефонного номера (требуется дополнительный модем); Минимальное количество кабелей внутри системы (монтажного шкафа).

Благодаря широкому спектру интерфейсных и управляющих модулей коммутаторы IGX обеспечивают передачу через сети ATM следующих типов трафика:

Собственно данные. Показатели скорости передачи варьируются от 1200 бит/с до 2.048 Мбит/с (для асинхронных соединений от 1.2 Кбит/с до 19.2 Кбит/с). Используемые интерфейсы: EIA/TIA-232, V.35, X.21, T1/E1. Коммутаторы IGX поддерживают оба типа соединений ? dedicated port и channelized circuit emulation. Передача голосовых сообщений. Канальные (Channelized voice module, CVM) и универсальные (universal voice module, UVM) для коммутаторов серии IGX поддерживают интерфейсы E1/T1. Функция определения активности голосового канала, обеспечивающая подавление пауз, также реализована на этих интерфейсах. Функция коммутации звонков является дополнительной. CVM обеспечивают ADPCM-сжатие 32K, 24K и 16K. UVM обеспечивают сжатие ADPCM 32K, 24K, LD-CELP-сжатие 16K и CS-ACELP-сжатие 8К. Поддержка передачи факсимильных сообщений и модемной связи между абонентами узлов. Сервисные голосовые функции IGX обеспечивают прозрачную передачу факсимильных сообщений и организацию модемной связи между абонентами. Это достигается за счет отключения сжатия голосовых данных. Передача видео трафика позволяет организовывать на основе коммутаторов IGX систему видеоконференций между абонентами узлов. Коммутация сетей Frame Relay и ATM.

Шины коммутации устройства расположены таким образом, что все управляющие модули располагаются на передней панели устройства, а все интерфейсные модули ? на задней панели коммутатора. Это позволяет производить большую часть работ по обслуживанию коммутатора без отключения интерфейсных кабелей.

Помимо представленного оборудования для построения пограничных сетей Cisco располагает широким спектром устройств с интерфейсами, необходимыми для подключения к широкополосной сети услуг операторов связи сетей X.25/ISDN/FR/SNA.

Таким образом, пограничная сеть от Cisco обеспечит следующие преимущества:

гибкость обслуживания потребителя; увеличение дохода без увеличения капиталовложений (возврат инвестиций) при использовании одной пограничной сети для предоставления нескольких услуг; улучшение времени выхода новой услуги на рынок и доведения ее до потребителя; надежная реализация IP для обеспечения лучшей поддержки будущих высокоприбыльных услуг; доступность высокоскоростных оптических интерфейсов OC-48c/STM-16.

Пример построения широкополосной мультисервисной цифровой сети передачи данных, реализованной на базе оборудования и решений Cisco, приводится на
Рисунке 13.

Технологии и их применение

Рассуждения о том, какой технологии удаленного доступа суждено развиваться, а какой - нет, должны быть основаны на понимании необходимости их сосуществования. Технологии, подобные аналоговому dial-up, Frame Relay, и ISDN прекрасно сосуществуют на рынке, основанном на различных требованиях к видам услуг и на их способности обеспечивать доход, обслуживая различные бизнес - приложения. Факторами, которые будут определять успех технологии, являются надежность, стоимость внедрения, простота установки и использования, а также соответствие требованиям приложений пользователя. Ниже приведены краткие описания конкурирующих технологий.

Tаблица 1. Технологии доступа и их применение

Технология

Скорость

Дистанция
(24AWG провод)

Приложения

Аналоговые модемы

56 Kbps

56 Kbps (downstream) 28.8 или 33.6 Kbps (upstream)

Не ограничивается

Электронная почта, удаленный доступ к LAN и сетям Internet/intranet

ISDN

До 128 Kbps (без сжатия) Полный дуплекс

6 км (для увеличения требуется дополнительное оборудование)

Удаленный доступ к сетям Internet/intranet, LAN access, видеоконференции, резервные линии связи для сетей Frame Relay и выделенных линий

Кабельные модемы

От 10 до 30 Mbps поток downstream, от 128 Kbps до 10 Mbps поток upstream (разделяемая полоса пропускания)

35 ? 40 км по коаксиальному кабелю (при использовании дополнительного оборудования дистанция может быть увеличена до 250 км)

Доступ в Internet

ADSL/ R-ADSL

От 1.5 до 8 Mbps поток downstream, от 16 до 640 Kbps поток upstream

6 км (4 км рекомендуется для достижения наибольшей скорости передачи)

Доступ к Internet/intranet, видео ? по ? требованию, удаленный доступ к LAN, совместная обработка данных (только R-ADSL)

HDSL

1.544 Mbps (full duplex T1) 2.048 Mbps (full duplex E1) (используют-ся 2-3 пары проводов)

5 км

Локальное продолжение каналов T1/E1, объединение АТС, сбор трафика Frame Relay, расширение LAN

SDSL

1.544 Mbps (full duplex T1) 2.048 Mbps (full duplex E1)(используется пара проводов)

3 км

Локальное продолжение каналов T1/E1, совместная обработка данных, расширение LAN

VDSL

От 13 до 52 Mbps поток downstream. От 1.5 до 2.3 Mbps поток upstream

От 0,3 до 1,5 км (в зависимости от скорости передачи)

Телевидение высокого разрешения, мультимедийный доступ к Internet

Технология ADSL и оборудование уровня доступа

Для построения уровня доступа в сетях поставщиков услуг на базе технологий и оборудования xDSL (Digital Subscriber Line) Cisco Systems применяет оборудование Cisco NetSpeed.

xDSL технологии позиционируются для приложений передачи данных, голоса и видео, а также для объединения учрежденческих телефонных станций по телефонным медным проводам.

В следующие несколько лет xDSL технология потенциально может начать использоваться для доставки ATM в жилые помещения и по существующей инфраструктуре медного кабеля. Разработка стандартов для этого зависит от комитетов ANSI, ETSI, ADSL Forum, ATM Forum, Digital Audio-Visual Council (DAVIC). Как указывается в документах консорциума ADSL Forum, технология ADSL изначально была предназначена для передачи постоянного трафика, а не пакетов данных. Тем не менее, эта организация включила в число своих задач обеспечение полной совместимости технологии ADSL с протоколами пакетной передачи данных, поскольку она идеально подходит для доступа к сетям с коммутацией пакетов.

Требования к услугам end-to-end

Для получения доступа к вышеперечисленным услугам существуют требования, которые могут быть классифицированы в двух категориях: конфигурации доступа и функциональные требования. Конфигурация доступа определяет типы пунктов назначения, с которыми сеть обеспечивает связь. Функциональные требования определяют возможности, предоставляемые сетью для поддержки приложений.

Универсальные серверы доступа CISCO

Универсальные серверы доступа CISCO AS5200/5300

Управление

AutoInstall, автоматическое конфигурирование и управление модемами, сервер HTTP, полный RMON, SNMP, Telnet.

Управление АТМ-сетями CISCO

Cisco понимает, что представление Internet как платформы для интеллектуальных услуг безоговорочно требует лучших в своем классе инструментов управления для обеспечения, учета и управления новыми услугами. Cisco разрабатывает всеобъемлющие решения для управления всей сетью по единой законченной схеме. В этой области Cisco взаимодействует с Microsoft при разработке Active Directory. Cisco переносит эти разработки на UNIX, обеспечивая тем самым универсальную среду для управления, сбора информации об инфраструктурах и услугах, а также управление на уровне обслуживания через Cisco интерфейсы прикладного программирования (API). Cisco планирует выпустить комплект для разработки программного обеспечения для специфического окружения.

Как отмечалось раннее все продукты Cisco работают под управлением операционной системы Cisco IOS. Кроме того, они снабжены специальными средствами администрирования сетевых служб. Возможности Cisco IOS позволяют реализовать в ATM-сети оператора поддержку качества сервиса IP, масштабируемость, функции защиты данных и администрирования, не прибегая для этого к помощи специфических протоколов.

Провайдеру, развертывающему решения IP+ATM от Cisco, гарантируется полное взаимодействие с сетями корпоративных клиентов, уже использующих ПО Cisco IOS. Предлагаемый пакет средств администрирования Cisco Service Management поможет проводить планирование работы служб IP+ATM, управлять их функционированием и осуществлять тарификацию услуг. Все возможности PNNI и Tag Switching отныне интегрированы в программное обеспечение Cisco IOS. Распространяя действие функционального диапазона своей ОС как на ядро, так и на периферию коммуникационной среды, Cisco предлагает своим клиентам сквозную поддержку приложений по всей сети.

Подробное описание состава и функциональностей программного обеспечения Cisco для управления мультисервисными WAN-сетями не входит в состав данного материала.

Уровень доступа сети

Уровень ядра сети

Уровень распределения сети

Услуги бизнес-бизнес

Сегодняшнее информационное объединение создает новые типы бизнес отношений и предоставляет новые возможности в традиционном бизнес контексте. Приложения бизнес - процессов, связанные между собой, могут иметь потребность в разделении инфраструктуры частных сетей. Сетевые операторы могут организовать виртуальную частную сеть, используя ADSL в содружестве с существующими магистральными сетями для объединения таких бизнес-приложений. Бизнес - приложения, находящиеся вне области услуг оператора, могут быть подключены через Internet, используя такие протоколы туннелирования, как PPTP, L2F или L2TP.

Услуги предоставления информации

Хотя высокоскоростное подключение к сети само по себе очень привлекательно для потребителей, оно дает возможность расширить качество и количество доступной информации. Информация может иметь различные формы: каталоги товаров, справочные материалы, списки недвижимости, транспортные услуги, игры, музыка, видео и т.д. Комбинация высокоскоростных сетей с богатым набором информации является весьма интересным предложением как для бизнеса, так и для рядового потребителя. Операторы сетей также будут иметь возможность локально предоставлять такие услуги, в дополнение к услугам провайдеров информации.

Услуги связи с филиалами

ADSL предлагается для связи филиалов, эффективно заменяя выделенные линии. Большинство бизнес приложений для персональных компьютеров (доступ к файлам, электронная почта, эмуляция терминала и т.д.), используют асимметричную связь, делая ADSL подходящей технологией для подключения удаленных офисов к предприятию.

Услуги связи с Internet

Вспышка интереса к Internet создала возможности для предоставления высокоскоростного доступа к Internet из домашних или небольших офисов. ADSL может обеспечить не только высокую скорость, но также и всегда доступную услугу ("always on") -, услугу, не вызывающую блокирование телефонной сети. Провайдеры могут также предоставлять услугу "Web hosting" для поставщиков информации и потребителей, нуждающихся в создании и управлении Web страницами.

Услуги телекоммуникации

Телекоммуникации - другая возможность для применения ADSL технологии. Используя способность высокоскоростной доставки информации к помещениям сотрудников, сетевой оператор может предложить "виртуальный офис" для потребителей телекоммуникационных услуг. Такая возможность очень привлекательна, так как все большее количество корпораций выбирает телекоммуникации как средство снижения расходов. Это увеличивает их готовность вкладывать инвестиции в услуги ADSL сети. Дополнительно, сетевой оператор может предоставлять доступ к бизнес сетям в своей стране или даже по всему миру, либо через Internet, либо через широкополосные сети.

XDSL - широкополосный доступ по медным проводам

xDSL - широкополосный доступ по медным проводам

Самым замечательным в технологиях хDSL является их способность передавать большие объемы информации по существующим медным телефонным линиям. Это возможно благодаря тому, что xDSL модемы используют технику обработки сигналов, позволяющую внедрять и вычленять больше цифровых данных при работе с аналоговой линией. Ключевой является модуляция -процесс, при котором один сигнал модифицирует свойство другого.

Заключение

Защита

Потребители телекоммуникационных услуг и небольшие офисы должны иметь возможность связи со своей корпоративной сетью, используя поддержку аутентификации, авторизации и прав доступа. Защита также важна в случае связи с Internet, так как ISP уже определил все права доступа для пользователя. ISP должен идентифицировать пользователя и предоставить ему права соответственно оговоренному уровню услуг.