Radio-Ethernet на последней миле

Предлагаемый ниже материал представляет собой попытку представить обзор различных проектов городских сетей, выполняемых в России. При подготовке материала мы использовали информацию, хранящуюся на сервере Ассоциации операторов беспроводных сетей передачи данных "Беседа" (www.comptek.ru/beseda), а также данные, полученные нами при интервьюировании и письменном анкетировании операторов беспроводных сетей.

К сожалению, на наши вопросы ответили не все; многие операторы прямо говорили, что вынуждены хранить молчание до официального ввода сети в эксплуатацию, поскольку опасаются навлечь на себя гнев представителей местных нормативных органов (в первую очередь Госсвязьнадзора). Вообще, из разговоров с представителями компаний складывается впечатление, что весьма громоздкая процедура получения всех необходимых разрешений довольно заметно тормозит внедрение очень полезной технологии.

Но перейдем к конкретным проектам. Подробные статьи, посвященные московским сетям, а также екатеринбургскому и санкт-петербургскому проектам в печати появлялись уже не раз (см., например, статью "Radio-Ethernet - вездеход для информационного бездорожья", опубликованную в журнале "Сети" #2 за 1998 год, с. 58), поэтому о них мы пишем достаточно кратко. Остальные упоминаемые в статье проекты получают детальное освещение впервые.

Москва

Здесь действует сразу несколько сетей. Конечно, в Москве ситуация с проводными каналами связи значительно лучше, чем во многих других российских городах, однако и в столице воспользоваться проводным подключением можно отнюдь не всегда - на карте кабельной системы города имеется целый ряд белых пятен. К тому же радиоподключение иногда оказывается дешевле, его можно быстрее организовать, а кроме того, радиоподключение удобно использовать для обеспечения связи во временно снимаемом офисе. Все большую популярность приобретает беспроводное подключение жилых домов. Год назад "Беседа" объявила о первом таком подключении; сейчас услугами Radio-Ethernet пользуются жители 12 домов.

И уж совсем трудно обойтись без радиоподключения, когда надо обеспечивать связь с подмосковными компаниями. В последнее время в Подмосковье довольно активно организуется радиоподключение. Во-первых, за пределы МКАД выходят городские операторы. Во-вторых, существует целый ряд компаний, которые начинают развертывать сети беспроводного доступа именно в Подмосковье.

Но вернемся в Москву. По данным, обнародованным недавно председателем ассоциации "Беседа" Аркадием Воложем (CompTek International), в Москве сейчас на беспроводном подключении находится свыше 210 клиентов. В настоящее время лицензии имеются у трех организаций: компаний НЕОКОМ-Р и "Роснет", а также у Института проблем передачи информации РАН. При этом обладатели лицензии НЕОКОМ-Р развертывают несколько сетей. К сожалению, нам удалось получить информацию не обо всех проектах; все что знаем, - расскажем.

Сети, развертыванием и технической эксплуатацией которых занимаются Art Communications (www.artcoms.ru) и "Транс-ТС" (www.transts.ru), строятся по лицензии компании НЕОКОМ-Р. К использованию беспроводной технологии передачи данных эти компании пришли разными путями.

Компания Art Communications изначально строила городскую беспроводную сеть, используя Radio-Ethernet как для подключения клиентов (для этого используются исключительно продукты семейства ARLAN от Aironet), так и для связи между базовыми станциями (для этого применяются и устройства ARLAN, и радиоадаптеры WaveLAN от Lucent Technologies); постепенно каналы связи между базовыми станциями переводятся на волоконную оптику. Назначение сети Art Communications - обеспечить доставку клиентского трафика к узлам сетей Internet-провайдеров, которые заключили соглашения с Art о предоставлении доступа к Internet по беспроводной технологии. На сегодняшний день это "Гласнет", Corbina Telecom, ORC, "Демос", операторы сетей SpaceNet и RELARN и ряд других компаний.

"Транс-ТС", наоборот, является оператором своей собственной кабельной IP-сети в Москве; эта компания прибегает к использованию Radio-Ethernet исключительно для решения проблемы последней мили в тех случаях, когда подключение по кабелю невозможно или невыгодно. "Транс-ТС" самостоятельно предоставляет клиентам все необходимые им услуги - и доступ в Internet, и объединение локальных сетей.

В настоящее время сеть компании Art Communications насчитывает свыше 10 точек доступа; в числе ее клиентов 80 компаний, а всего к ней подключено около 120 локальных сетей. Для подключения клиентов к сети Art Communications используется несколько технических решений. У клиента может устанавливаться либо радиомост ARLAN 640, либо радиоадаптер ARLAN 655 (в этом случае клиенту приходится обеспечивать маршрутизацию сообщений), либо появившееся недавно устройство под названием "универсальный клиент" (UC-2000) от Aironet. Последнее представляет собой просто конвертер интерфейсов "витая пара - Radio-Ethernet"; его используют в паре с маршрутизатором младшего класса (обычно Cisco).

Беспроводная часть сети компании "Транс-ТС" насчитывает около 10 базовых станций, к ней подключено около 30 клиентов. Для подключения к сети используются производимые самой "Транс-ТС" радиомаршрутизаторы с использованием сетевых радиоадаптеров WaveLAN. Для обмена информацией с клиентским радиооборудованием применяется протокол собственной разработки, основанный на принципе временного распределения ресурса канала.

Екатеринбург

Екатеринбургская сеть SkyMAN (Sky Metropolitan Area Network) представляет собой один из старейших в России проектов. Оператором сети является екатеринбургский телеграф, техническую эксплуатацию обеспечивает компания "Парад" (www.parad.ru). К настоящему моменту к этой сети подключено 25 локальных сетей. В сети насчитывается четыре точки доступа, где установлены радиомаршрутизаторы Callisto на базе радиоадаптеров ARLAN 655 со всенаправленными антеннами (в одной из точек таких маршрутизаторов два). Для связи между точками доступа применяются радиоканалы на базе устройств WaveLAN от Lucent Technologies с направленными антеннами. Для передачи приоритетного трафика можно использовать радиальные каналы на базе устройств HyperLAN (эти устройства разработаны самой компанией "Парад", они в значительной степени аналогичны радиорелейному оборудованию). У клиента также устанавливается радиомаршрутизатор Callisto; выбор типа антенны определяется конкретной топографией места подключения.

Клиенты сети SkyMAN могут получать следующие услуги: объединение локальных сетей филиалов, доступ в Internet и к другим информационным ресурсам общего пользования, вынос абонентских телефонных линий от офисных АТС и обеспечение каналов с гарантированной пропускной способностью для организации видеоконференций. Клиенты сети могут устанавливать также каналы прямой связи, или "туннели", где данные передаются со сжатием.

Маршрутизаторы Callisto разработаны самой компанией "Парад". Они поддерживают протокол TCP/IP с инкапсуляцией сообщений под IPX/SPX, X.25, NetBIOS. Для маршрутизации сообщений используется протокол OSPF. Это не единственная самостоятельная разработка компании. На выставке Comtek International были представлены новые маршрутизаторы Revolution, разработанные на базе устройств ARLAN 640, а также недорогой специализированный анализатор радиоспектра Gigascan, позволяющий быстро выявлять передающие станции, работающие на частотах, используемых в Radio-Ethernet.

Санкт-Петербург

Санкт-Петербургская сеть с беспроводным доступом заработала в начале 1998 года. Оператор сети - компания Quantum (www.quantum.ru). В настоящее время в сети насчитывается четыре точки доступа, в которых установлены радиомаршрутизаторы петербургской компании Solaris на базе все тех же устройств ARLAN. Между собой точки доступа связаны с помощью радиоканалов на основе ARLAN 655 с направленными антеннами. Расстояние между точками доступа составляет 10 км, однако, как утверждают представители Quantum, даже на таких больших расстояниях и в условиях крупного города связь работает вполне устойчиво.

Как и в сети "Транс-ТС", для обмена информацией с клиентами используется специальный протокол собственной разработки. Протокол, применяемый в сети Quantum, предложен компанией Solaris; он основан на поочередной передаче маркера всем клиентским станциям. Передавать данные может только та станция, у которой находится маркер; все остальные в это время "молчат". Таким образом удается гарантировать всем клиентам определенную полосу пропускания.

Клиентам сети предоставляются услуги по организации наложенных сетей и доступу в Internet. Для связи со всемирной сетью используется кабельный канал, обладающий пропускной способностью 512 Кбит/с, уходящий "наружу" с одной из точек доступа.

Стоимость подключения к сети и ежемесячные платежи зависят от числа клиентских точек в одной компании. За подключение (вместе с комплектом абонентского оборудования) клиенту придется заплатить от 1465 до 1835 долл., ежемесячные платежи зависят еще и от скорости передачи данных. При скорости 32 Кбит/с клиент должен платить от 100 до 125 долл., канал в 64 Кбит/с будет стоить от 168 до 210 долл. в месяц, а полоса пропускания 128 Кбит/с обойдется в 232 - 290 долл. Максимальная полоса пропускания по радиоканалу - 1024 Кбит/с.

В будущем число точек доступа предполагается увеличить до 11.

Пенза

Оператором пензенской городской сети является компания "Золотая линия" (www.penza.com.ru). На городской телебашне установлены три радиомоста ARLAN 640 от компании Aironet, которые поддерживают связь со всеми клиентами сети. Поскольку Пенза - город относительно небольшой, одной базовой станции хватает на то, чтобы обслужить весь город и даже ближайшие пригороды. Максимальная дальность связи между базовой станции и клиентом - 12 км. Общее число клиентских подключений - 18. Общее число клиентов - 7.

Основное назначение сети - скоростной доступ в Internet (чаще всего) и объединение локальных сетей филиалов организаций. У клиентов размещается либо ПК со встроенным в него радиоадаптером ARLAN 655 (12 подключений), либо радиомост ARLAN 640 (6 подключений). Если беспроводная сеть используется для доступа в Internet, то на клиентском ПК, помимо ARLAN 655, устанавливается еще и самостоятельно разработанное программное обеспечение для маршрутизации сообщений под Linux.

По словам представителей "Золотой линии", весь проект городской сети вырос из корпоративной сети коммерческого банка "Тарханы", которому было необходимо обеспечить скоростной доступ к центральной базе данных для семи филиалов, разбросанных по всему городу. При этом основная проблема заключалась не в отсутствии проводных каналов связи, а в невозможности обеспечить достаточную скорость доступа за счет использования традиционных технических средств (не помогли ни обычные модемы, ни модемы малого радиуса действия).

Стоимость услуг: за подключение - 2500 долл.; ежемесячные платежи за передачу трафика составляют 250 долл. Услуги доступа в Internet оплачиваются отдельно, их стоимость зависит от скорости доступа (для ее ограничения используется провайдерский маршрутизатор): канал на 9600 бит/с стоит 350 долл., на 19,2 Кбит/с - 450 долл., на 32 Кбит/с - 700 долл. и на 64 Кбит/с - 900 долл.

В 1998 году количество точек сети компании "Золотая линия" предполагается довести до 30.

Находка

В качестве оператора беспроводной сети в городе Находка выступает компания "Информационные системы" (www.infosys.ru). Сам проект существует уже более двух лет. Как и в Пензе, все началось с корпоративной сети - в роли заказчика в данном случае выступал находкинский морской порт, которому необходимо было обеспечить информационный обмен между подразделениями, расположенными по разные стороны от бухты Находка. В сети порта было установлено пять устройств семейства ARLAN.

На первом этапе эксплуатации сети была выявлена одна любопытная проблема, часто приводившая к обрывам связи. Остановка портовых кранов в зоне радиолуча приводила к нарушению условия прямой видимости, и связь прерывалась (движущиеся портовые краны никаких помех не создавали). Для "борьбы" с кранами вначале пытались их "разгонять" с помощью диспетчерской служьбы порта, а потом просто установили антенны повыше. Представители "Информационных систем" подчеркивают, что это был чисто корпоративный проект, т.е. "на сторону" услуги не предоставлялись.

На втором этапе развития сети было решено использовать Radio-Ethernet для обеспечения доступа клиентов Internet. При этом по радио клиентов подключают только в тех случаях, когда проводное подключение невозможно. Более того, в течение года радиотехнология использовалась для подключения провайдерского оборудования к магистральному каналу "Ростелекома". Как только "Информационные системы" получили возможность использовать для этой цели оптоволоконную линию связи, радиоканал был немедленно свернут. Такая схема развития - классический пример использования радиотехнологии в качестве временного решения, которое быстро развертывается и недорого стоит, а в случае необходимости немедленно заменяется на более "фундаментальное".

В настоящее время городская сеть имеет три точки входа со всенаправленными антеннами; на клиентских точках устанавливаются радиомаршрутизаторы на базе ПК в которые встраиваются радиоадаптеры ARLAN 655; программное обеспечение для маршрутизации сообщений работает под Windows NT либо под Unix. Зона охвата сети составляет в диаметре около 20 км, максимальное расстояние до удаленного клиента - 15 км (по морю). Для передачи сообщений в сети используется протокол TCP/IP, для маршрутизации сообщений во внешнюю сеть применяется маршрутизатор Cisco 2522.

Число клиентов и количество подключенных точек компания не раскрывает, указывая лишь, что среди ее клиентов - два пароходства, два порта, учебные компании, брокерские фирмы, страховая компания. Компания отмечает, что поток желающих подключиться к Internet по радио не иссякает, и в ближайшее время планируется дальнейшее расширение сети.

Тольятти

В Тольятти технологии беспроводного доступа задействована оператором городской сети передачи данных, компанией АИСТ (www.aist.net.ru). Использование беспроводных технологий для нее - дополнительная возможность подключения клиентов к своей проводной сети на базе технологии FDDI. Сеть строится в соответствии с проектом, получившим положительное экспертное заключение в предприятии Связьэкспертиза, официальном экспертном предприятии Госкомсвязи РФ.

Проектом предусмотрено развертывание четырех точек доступа на наиболее высоких зданиях в трех районах города. Для организации радиоинтерфейса с клиентами используется радиомост ARLAN 640, который подключается к локальной сети Ethernet узла городской волоконно-оптической сети FDDI, работающей на скорости 100 Мбит/с. Зона охвата беспроводной сети распространяется практически на весь город; радиус действия одной базовой станции - до 15 км. У клиента обычно устанавливается радиоадаптер ARLAN 655 с направленной антенной либо (если использовать радиоадаптер неудобно) радиомост ARLAN 640.

Через беспроводной канал клиент городской сети может получить услуги доступа в Internet и объединения локальных сетей удаленных филиалов. Для выхода во внешнюю сеть компания имеет канал, имеющий пропускную способность 256 Кбит/с, от "Глобал Один".

По словам представителей компании АИСТ, особый интерес к беспроводному подключению проявляют крупные и средние коммерческие компании, финансовые институты, а также компании, строящие свой бизнес на базе современных информационных и телекоммуникационных технологий. Как считают в АИСТе, для мелких компаний и частных лиц радиодоступ пока чересчур дорог - и стоимость подключения, и ежемесячные платежи в Тольятти несколько выше, чем при подключении по проводным каналам. Для дальнейшего продвижения новой технологии на городской рынок в АИСТе планируют предоставлять услуги доступа на групповой основе - для различных деловых центров. При этом на территории центра организуется одно клиентское подключение, которое используется для обеспечения доступа к городской сети для всех организаций, размещенных на территории этого делового центра.

К настоящему моменту, в коммерческую эксплуатацию сданы две станции в Центральном и Автозаводском районах. Оставшуюся часть компания предполагает сдать до конца лета 1998 г.

Витающие в воздухе данные

Освоение эфира имело ключевое значение для технологий передачи аудио- и видеосигналов. В результате эти технологии превратились в самые популярные средства массовой информации - радио и телевидение. Вероятно, использование электромагнитных волн способен также серьезно повлиять и на передачу цифровых данных, а также доступ к Internet. Это вполне возможно, поскольку радиодоступ к Сети приобретает все большую популярность там, где плохо развита кабельная инфраструктура, что способствует увеличению количества пользователей Internet. В данной статье обсуждается состояние современного рынка радиокоммуникаций.

Многие региональные провайдеры предлагают своим клиентам услуги по подключению к Internet с помощью радиоканала. Это и понятно, поскольку радиодоступ представляет собой альтернативу не только телефонным, но и выделенным линиям. Нежелание телефонных компаний предоставлять телефонные номера для доступа к Internet заставляет региональных провайдеров искать обходные пути; один из них - применение радиодоступа.

Архитектура

Стандартная архитектура радиосети представляет собой сеть ретрансляторов, то есть у провайдера стоит всенаправленная антенна, на которую нацелены антенны клиентов. Можно расширить радиус действия радиосвязи с помощью нескольких дополнительных ретрансляторов, которые приходится использовать в том случае, когда рельеф местности не позволяет подключить всех клиентов с помощью одной антенны. Так, например, случилось в Саратове, где пришлось по этой причине устанавливать три ретранслятора. Также дополнительные ретрансляторы потребуются, если в городе есть удаленный район, как, например, в Челябинске. Если же рельеф ровный, то для небольшого городка (порядка 100 тыс. жителей) достаточно одного ретранслятора.

Впрочем, в этом случае ресурсы радиоканала расходуются неэффективно, полоса пропускания шириной 2 Мбит/с распределяется на весь город. При использовании технологии Radio-Ethernet может возникнуть конфликтная ситуация, когда два разных клиента, не слыша друг друга, выходят в эфир одновременно. Аппаратура умеет контролировать такие ситуации и разрешать их, но на это требуется дополнительное время. Чтобы уменьшить количество конфликтов, компания "Роснет", например, при составлении контракта требует, чтобы исходящий поток информации был в десять раз меньше входящего. При построении корпоративных сетей это неудобно, так как для них каждый удаленный сегмент является равноправным.

Впрочем, радиоканал можно распределять и более эффективно, если использовать узконаправленные антенны и делить пространство доступа на небольшие секторы. Это позволяет увеличить дальность приема сигнала и количество потенциальных клиентов, но при этом увеличивается стоимость всей системы. Такое решение характерно для больших городов с множеством потенциальных пользователей. Например, сеть "Роснет" разделена на четыре сектора (правда, есть еще дополнительные ретрансляторы). В этом случае все радиопространство разделено на несколько сегментов и общее число пользователей, обслуживаемых из одной точки, увеличивается в несколько раз.

Следует отметить, что решения "Роснет" ориентированы на применение в больших городах, таких как Москва, где клиенты часто оказываются территориально удалены друг от друга и их может быть достаточно много. Однако в Москве использование радиодоступа не так эффективно, как в небольших городах, из-за шумов, а также обилия конкурирующих технологий. В небольших городах, как правило, информационная инфраструктура развита слабо и нет больших источников помех.

Чтобы оценить число возможных клиентов, подключенных к одной антенне провайдера, нужно учесть, что пользователи предполагают задействовать радиоканалы в основном на скоростях от 64 Кбит. Поскольку общая пропускная способность одного сегмента радиосети составляет 2 Мбит в секунду, то один ретранслятор может обслужить около 20 клиентов.

Применение

Попробуем оценить стоимость радиосети. По словам Сергея Нетова, заместителя генерального директора компании "Ренет", для создания радиосети из трех ретрансляторов (небольшой город с гористым рельефом) нужно затратить порядка 25 тыс. долл. (по 5 тыс. за каждое устройство и 8 тыс. на получение разрешения). Однако этой суммы хватит только на развертывание радиосети у уже существующего провайдера. Если же провайдер для предоставления услуг радиодоступа к Internet и связи локальных сетей создается "с нуля", то необходимо предусмотреть дополнительные затраты на покупку маршрутизатора, линии связи с Internet, оборудования офиса и маркетинг сети - эта сумма составит примерно 30 тыс. долл. (более точные оценки приведены в статье "Вторичные провайдеры" в еженедельнике Computerworld Россия # 5 за 1998 год). Сергей Нетов утверждает, что первые восемь корпоративных клиентов, подключенных к одной радиоточке, позволяют окупить затраты на ее установку, все следующие клиенты (порядка десяти) принесут компании уже чистую прибыль.

Следует отметить, что продавать доступ по радиоканалу можно по-разному. Самый простой способ - выделить клиенту определенную скорость подключения. Однако, если используется технология Radio-Ethernet, клиент получает доступ к разделяемому каналу со скоростью 2 Мбит/с. Для ее ограничения (например, до 64 Кбит/с) используется маршрутизатор, который стоит у провайдера и контролирует потоки информации от различных клиентов. В саму же аппаратуру Radio-Ethernet не заложено сведений об ограничении скорости. Если один клиент, которому разрешен доступ только на скорости 64 Кбит/с, передает информации больше (что в принципе допускается, так как радиоаппаратура не ограничивает скорости), то антенна провайдера станет получать сигнал только от этого клиента, а маршрутизатор будет блокировать лишние пакеты. В результате из всей полосы шириной 2 Мбит/с будет активно использоваться только часть 64 Кбит/с. А если по такой системе передаются еще и телефонные сигналы, то в данном случае они просто блокируются.

Формально превышение допустимой скорости должна контролировать аппаратура клиента. Однако у последнего часто нет достаточно квалифицированных специалистов. Вероятно, провайдер должен либо сам контролировать настройку, либо ввести гибкую систему оплаты, которая заставила бы клиентов правильно настраивать аппаратуру. Очевидно одно - радиоканал позволяет провайдерам Internet обойтись без телефонных компаний и сэкономить на плате за аренду выделенных линий или телефонных номеров.

Благодаря использованию радиодоступа провайдеры могут предлагать следующие услуги:

• быстрое и эффективное решение проблемы последней мили;
• объединение локальных сетей территориально распределенных предприятий;
• доступ к Internet - электронная почта, fax, telex, IP-телефон;
• объединение офисных АТС по технологии IP-телефонии;
• подключение коллективных клиентов.

Из приведенного списка видно, что сейчас провайдеры рассчитывают использовать радиоаппаратуру для подключения крупных корпоративных или коллективных клиентов. Например, компания Самара-Internet, согласно утверждению Ильи Варлашкина, рассчитывала задействовать радиоканалы для подключения к Internet бизнес-центров, в которых, как правило, располагается несколько различных компаний. Также с помощью радио можно объединить несколько удаленных друг от друга подразделений одной организации. Это актуально для банков с большим количеством филиалов, торговых предприятий с несколькими складами, а также коммунальных служб. Кроме того, уже появляются проекты подключения жилого дома по радиоканалу с разводкой Ethernet в каждую квартиру. Таким образом, радиосеть позволяет решить множество задач: от простого подключения к Internet до создания территориально распределенной компьютерной сети.

Заключение

Необходимо также отметить, что использовать радиоэфир для доступа к Internet можно и по-другому, например с помощью стандартного телесигнала, в обратном луче которого содержится информационный сигнал. Это так называемая технология WebTV. Такой радиоканал является однонаправленным, поэтому для обратной связи - от клиента к Internet - приходится использовать стандартные средства доступа, такие как телефонные модемы. Эта технология тесно интегрируется с другой "телевизионной" передачей данных - кабельными модемами. К сожалению, такой способ доступа еще недостаточно развит, однако ситуация, похоже, скоро изменится благодаря одному способу передачи данных по радио - мобильным телефонам с поддержкой передачи данных.

"Ренет"

Саратовская сеть "Ренет" начала обслуживание клиентов с января 1998 года. Она состоит из четырех ретрансляторов, три из которых находятся в городе Саратове, а четвертый на другом берегу Волги в городе Энгельсе. Таким образом, сеть покрывает два города и может обслужить до 80 клиентов (по 20 клиентов на ретранслятор). Сеть создавалась для работы в основном с корпоративными клиентами. На сегодняшний день ее услугами пользуются 12 клиентов, но после выставки "Бизнес-экскурс", которая состоялась в конце марта в Саратове, еще 62 организации объявили о своем желании подключиться к сети "Ренет".

"Ренет" - это сеть с интеграцией услуг, которая позволяет передавать не только цифровые, но и телефонные сигналы. Для передачи голоса используется технология Internet-телефонии. Сеть подключена к международной сети телефонных серверов Tario Net, один из серверов которой находится в Саратове. Через этот сервер "Ренет" имеет выход в городскую телефонную сеть Саратова. "Ренет" также подключена к Internet через спутниковый канал связи компании Global One. Сеть "Ренет" позволяет объединять удаленные локальные сети и офисные АТС организаций, таких как банки или коммунальные службы, получать доступ к информации в Internet и подключаться к международной сети Internet-телефонов.