Принципы построения мультисервисной сети

На сегодняшний день телекоммуникационным операторам приходится удовлетворять потребности клиентов в передаче разнообразного трафика и предоставлении клиентам большого спектра услуг. Среди них наиболее востребованными являются:

• — передача традиционного трафика телефонии;
• — организация доступа в Интернет и передача трафика Интернет по магистральным каналам;
• — передача трафика корпоративных сетей, объединение локальных сетей;
• — организация видеоконференций и передача трафика IP-телефонии.

Между тем, каналы передачи данных, подходящие для предоставления одной услуги, не всегда подходят для предоставления другой. Увеличение объемов предоставляемых услуг заставляет операторов и провайдеров параллельно развивать несколько различных сетей. Это требует больших затрат и часто сопряжено со значительными техническими трудностями.

В то же время существенно возросла конкуренция между операторами и интернет-провайдерами, предоставляющими эти услуги. Неудивительно, что в последнее время все большую популярность приобретают мультисервисные сети.

Мультисервисная сеть — это инфраструктура, использующая единый канал для передачи данных разных типов трафика. Она позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты и единую кабельную систему, централизованно управлять коммуникационной средой для предоставления наиболее полного спектра услуг.

Проектирование мультисервисной сети начинается с определения видов предоставляемых услуг. В первую очередь необходимо решить, какие услуги будет предоставлять оператор, оценить соотношение различных видов трафика на текущий момент и спрогнозировать ситуацию на ближайшую перспективу.

После этого можно приступать к выбору технологий, на которых будет строиться сеть.

Выбор магистральной технологии.

Современная транспортная магистраль должна отвечать следующим требованиям:

• — масштабируемость, обеспечение развития сети с учетом возможного значительного роста;
• — высокая скорость передачи данных;
• — управляемость;
• — надежность и возможность резервирования;
• — безопасность информации;
• — обеспечение требуемой полосы пропускания;

— обеспечение требуемого качества обслуживания клиентов.

Важной характеристикой магистрали является ее протяженность. Очевидно, что оптический кабель является наиболее предпочтительной средой передачи для таких сетей. Впрочем, в некоторых случаях, возможно, более эффективно будет использование радиорелейных и инфракрасных линий.

При выборе технологии и вариантов построения сети особое внимание необходимо уделить экономической эффективности. Ее можно оценить, исходя из стоимости решения на единицу передаваемой информации.

Базовыми магистральными технологиями на сегодняшний день являются следующие технологии:

• — DWDM
• — SDH
• — ATM
• — POS (Packet Over SONET)
• — DPT (Dynamic Pocket Transport — реализованная Cisco Systems технология RPR)
• — Fast/Gigabit Ethernet

Выбор технологии доступа В сеть доступа инвестируется от 50% до 80% средств, поэтому правильный выбор технологий и вариантов построения сети чрезвычайно важен. Ниже перечислены факторы, влияющие на выбор той или иной технологии абонентского доступа:

• — Стоимость подключения в расчете на одного абонента.
• — Простота подключения — фактор, определяющий доступность подключения для абонентов, быстроту подключения абонентов.

— Достаточная для абонента полоса пропускания или скорость передачи данных.

— Обеспечение требуемого качества обслуживания клиентов.

— Существующая кабельная инфраструктура — коаксиальный кабель, витая пара, телефонная проводка, оптическое волокно и т. д.

Если сеть доступа разворачивается на участках, где невозможно использовать существующую кабельную инфраструктуру, нужно серьезно задуматься о выборе технологии «последней мили». Прокладывать новый медный кабель или же сразу ориентироваться на оптоволокно? Позволяет ли рельеф местности или погодные условия организовать надежный беспроводной доступ? Как и куда придется прокладывать новый кабель? В зависимости от ответов на эти и многие другие вопросы выбирается одна из следующих технологий доступа:

• — xDSL (HDSL, ADSL, VDSL и др.)
• — PON (пассивные оптические сети)
• — HFC (гибридные волоконно-коаксиальные сети, кабельные модемы)

— LMDS/MMDS (радиодоступ).

• — ИК-связь (беспроводная оптическая связь)
• — Ethernet/Fast Ethernet

Типовое решение по построению мультисервисной сети Выбор технологий для магистрали и сети доступа зависит от конкретных условий и определяется целым рядом факторов — таких, как преобладающий тип трафика, существующая кабельная инфраструктура и возможность её развития, уже эксплуатируемое оборудование и другие.

Однако в последнее время для магистрали все чаще используется Gigabit Ethernet, а для сети доступа — xDSL. Такую ситуацию, наиболее типичную на сегодняшний день, мы и рассмотрим далее.

Популярность этих технологий объясняется их следующими достоинствами:

• — Относительно низкая стоимость оборудования.
• — Высокая пропускная способность: 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet) в транспортной магистрали и 8 Мбит/с (ADSL), 50 Мбит/с (VDSL) в сети доступа.
• — Возможность использования существующей кабельной инфраструктуры в сети доступа.
• — Высокая степень интеграции с существующими клиентскими сетями.

Подобное решение позволяет предоставлять наиболее востребованные на рынке услуги:

• — Доступ в Интернет для частных лиц и организаций по выделенным линиям.
• — Организация IP VPN для объединения малых и средних офисов и филиалов.
• — Организация IP-телефонии для частных лиц и организаций.
• — Передача видеоинформации.

Cхема построения мультисервисной сети представлена на рис 1 (щелкните по схеме, чтобы увидеть ее увеличенное изображение).

Магистральная часть данного решения реализована на управляемых коммутаторах с оптическими гигабитными интерфейсами, что обеспечивает высокую пропускную способность.

Доступ по выделенной линии организуется на базе DSL концентраторов ZyXEL IES-2000/3000. Концентраторы этой линейки имеют встроенный управляемый коммутатор L2 с поддержкой технологий приоритетов, очередей и виртуальных сетей IEEE 802.1q/p, прозрачных для любых сетевых протоколов LAN Ethernet.

В качестве абонентских устройств применяются DSL модемы ZyXEL Prestige. Они могут работать как мосты или маршрутизаторы с поддержкой SUA (определенный вариант NAT), поддерживают до 8 PVC с регулировкой полосы пропускания и политиками маршрутизации. На LAN интерфейсе поддерживается до 3-х IP сетей (Aliases). Поддержка SUA и настраиваемых пакетных фильтров уровней 2 и 3 позволяет использовать данные устройства в качестве Firewall для небольших сетей.

Клиентский трафик собирается с помощью магистральных управляемых коммутаторов уровня 2−4, например, Cisco Catalyst 2950. При этом c трафиком от различных клиентов могут быть проведены следующие манипуляции:

• — Трафик может быть разделен с помощью технологии VLAN IEEE 802.1q поддерживаемой оборудованием Catalyst 2950, DSLAM IES-2000, Prestige 782R и Prestige 842.
• — Трафик, помеченный метками QoS, может быть классифицирован на 2, 3 и 4 уровнях, после чего к нему может быть применена определенная политика QoS.
• — Скорость каждого порта Ethernet может регулироваться с шагом 1 Мбайт/с.

Агрегированный трафик проходит через центральный маршрутизатор. Для клиентов его интерфейсы являются шлюзами в Интернет. Трафик каждого клиента, прошедший через шлюз, учитывается, и данные о нем поступают в биллинговую систему.

В качестве центрального маршрутизатора целесообразно использовать модульные маршрутизаторы повышенной производительности — такие, как Cisco 7204 VXR или 7206VXR — с поддержкой широкого спектра сред передачи данных, горячей замены интерфейсных модулей и дополнительного источника питания. Выбор конкретной модели зависит от ширины канала, предоставляемого провайдером верхнего уровня, и среднего объема потребляемого клиентами трафика.

Сбор информации для тарификации может осуществляться несколькими способами:

• — Сбор статистики трафика через VLAN Sub-интерфейсы маршрутизатора. В этом случае трафик от различных абонентов маркируется метками 802.1q и идентифицируется на маршрутизаторе.
• — C помощью программного обеспечения, совместимого с Radius (как в случае dial-up подключения). При этом модем Prestige 645 соединяется с маршрутизатором по протоколу PPPoE.
• — C помощью протокола SNMP. В этом случае биллинговая система может собирать информацию от объектов, содержащих статистику по переданным кадрам и пакетам.