Ethernet в сетях доступа

Использование Ethernet в сетях доступа как универсального формата для передачи цифровой информации позволит снизить стоимость предоставления услуг передачи голоса, видео и данных.

Cтав стандартом де-факто в локальных сетях, технология Ethernet все шире захватывает смежные области: сети хранения данных, распределенные корпоративные и городские сети (MAN). Разрабатывавшаяся как технология передачи данных, Ethernet используется теперь в корпоративных и глобальных сетях для поддержки широкого спектра услуг, включая голос и видео. Ряд стандартов IEEE, где применяются методы приоритезации (IEEE 802.1p), назначения тегов VLAN (802.1Q), формирования трафика, управления пропускной способностью, быстрой реконфигурации (802.1w) и резервирования ресурсов, позволяют операторам обеспечить гарантированную доставку пакетов для критичных ко времени приложений. Отметившая свое 30-летие технология завоевывает новые позиции на уровне MAN, сетей доступа, а в локальных сетях 95—98% портов являются портами Ethernet. Решения, изначально разработанные для локальных сетей, постепенно переносятся в сети городские, что обусловлено более низкой стоимостью услуг и решений на базе Ethernet, а также гибкими возможностями их развертывания (см. врезку «Ethernet в городских сетях»).

Принятие стандарта 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) способствует дальнейшей экспансии Ethernet в городские и глобальные сети, внедрению этой технологии «операторского уровня» в корпоративные и локальные сети. Поддержка большим числом производителей ведет к удешевлению оборудования Ethernet. По данным аналитических компаний, средняя стоимость медных портов Gigabit Ethernet (GigE) ежегодно снижается почти на 30%. Ethernet широко используется в промышленных приложениях и для передачи голосовых потоков, а на уровне глобальных сетей является эффективной технологией доставки трафика IP и хорошо сочетается с MPLS.

По мнению менеджера отдела развития решений компании «Открытые технологии» Сергея Терешкина, сейчас наступает переломный этап в развитии телекоммуникационных технологий. Определяющим моментом развития сетей будет увеличение доли видеоконтента в общем трафике данных. Технологии построения сетей будут определяться сервисами, такими, как «видео по требованию» и «цифровое телевидение».

Между тем, чтобы довести различные виды услуг до частных или корпоративных пользователей, операторам и провайдерам приходится решать пресловутую проблему унаследованных медных линий с недостаточной полосой пропускания — проблему последней мили.

ПОСЛЕДНЯЯ МИЛЯ

Последняя миля — инфраструктура, соединяющая частного или корпоративного клиента с точкой присутствия провайдера. Крупные корпоративные заказчики, как правило, предпочитают многопарные медные линии или оптическое волокно, поскольку им требуются комплексные услуги (данные, телефония, Internet), и они готовы нести затраты, связанные с высокой стоимостью подключения. Средние компании нередко используют xDSL, RadioEthernet или маловолоконные оптические линии. В России наиболее острой остается проблема широкополосного подключения малых офисов и частных пользователей. На сформировавшемся рынке нужны серьезные инвестиции для внедрения таких технологий, как xDSL, а высокий ценовой барьер препятствует их широкому распространению.

По стоимости доступа с ADSL конкурируют домовые сети. По существу, это крупные локальные сети Ethernet, построенные на оптике и/или меди и охватывающие группу зданий, — до микрорайона протяженностью в несколько километров. Несмотря на технические и юридические проблемы, в последние годы в российских городах наблюдается быстрое распространение подобных сетей. Такой способ предоставления телематических услуг становится серьезным бизнесом, а объединение домовых сетей должно ускорить процесс консолидации данного рынка.

В апреле 2003 г. была создана «Ассоциация домовых сетей и компьютерных клубов города Москвы», которая намерена содействовать развитию коммуникационной инфраструктуры Москвы. Для этого предполагается использовать магистральные широкополосные мультисервисные сети на базе волоконно-оптических сетей, включая Московскую волоконно-оптическую сеть (МВОС), телевизионные (в основном принадлежащие ОАО «Мостелеком») и специализированные сети доступа (телефония, радиовещание).

Риcунок 1. Домовая сеть с подключением к провайдеру посредством оборудования RadioEthernet.

Крупные домовые сети часто подключаются к сети провайдера с помощью RadioEthernet (см. Рисунок 1) или по волоконно-оптическому каналу. Именно оптическое волокно является основой решения ETTx (Ethernet to the X, где под «x» понимаются жилые, офисные, гостиничные здания и т. д.) по реализации передачи речи, данных и видео через простую и недорогую в эксплуатации сеть Ethernet. Оптическое волокно становится все более доступным: стоимость маловолоконного кабеля (до восьми волокон) не превышает стоимости коаксиального. Пара волокон позволяет получить канал Ethernet 100BaseFX или 1000BaseLX. От точки ввода в здание до абонента на интерфейсы 100BaseTX делается разводка витой парой (UTP) либо применяются телевизионные коаксиальные кабели или телефонная «лапша».

Там, где уже есть качественная оптико-коаксиальная кабельная инфраструктура, быстро развиваются гибридные волоконно-коаксиальные сети (Hybrid Fiber-Coaxial, HFC), обеспечивающие постепенный переход к полностью оптической сети с максимальным использованием имеющегося оборудования и кабельных коммуникаций. Опыт построения таких сетей в России имеют компании «Телеком Транспорт», «Вимком» и ряд других системных интеграторов. В Москве подобные сети эксплуатируют «Комкор-ТВ» и «МТУ-Информ». На базе сетей HFC оператор предоставляет абонентам как базовые услуги (стандартные аналоговые телевизионные каналы), так и расширенный сервис — платное цифровое телевидение, телефонную связь, доступ в Internet.

Обычно в таких сетях оптическое волокно прокладывается до оптического распределительного узла на 300—3000 абонентов вблизи группы домов, а конечная разводка осуществляется с помощью коаксиальной сети. Cети HFC требуют меньше вложений, чем FTTC или FTTH, и имеют разные варианты реализации (см. Рисунок 2). При наличии качественных кабельных линий используются кабельные модемы. В оптических сетях PON телевизионный аналоговый сигнал можно «подмешивать» в оптический на третьей длине волны (первые две — это нисходящий и восходящий поток данных), в жилом доме он выделяется и далее разводится по кабельной сети, а данные передаются по витой паре.

Стимулом к распространению Ethernet может стать и технология WiFi (RadioEthernet). Она хорошо подходит для прозрачного пропуска трафика Ethernet, хотя и менее универсальна, чем кабельные системы. Оборудование RadioEthernet представляет собой беспроводную альтернативу решениям на основе медных кабелей. Для построения беспроводных городских сетей Ethernet требуются внешние антенны с большим усилением. RadioEthernet (DSSS и FHSS) достаточно широко применяется в городах Подмосковья, где растет спрос на услуги Internet, однако распространению этой технологии мешают сложности лицензирования радиодиапазона.

Технология HomePNA 2.0 позволяет задействовать существующие медные линии (включая обычную телефонную «лапшу») и функционирует в соответствии с теми же принципами, что и Ethernet IEEE 802.3. Она позволяет работать на скоростях до 10 Мбит/с и на расстояниях до 500 м при произвольной топологии среды («точка—точка», «звезда», «шина» или их комбинация). В стандарты HPNA заложена повышенная устойчивость к внешним помехам и затуханию сигнала.

Широкополосное сетевое решение Cisco Long-Reach Ethernet (LRE) поддерживает скорость передачи 5—15 Мбит/с и также предполагает использование медной проводки Категории 3. При дальности связи более 1,5 км LRE позволяет передавать голос, видео и данные, реализовать высокоскоростной доступ в Internet, приложения IP-телефонии и потокового видео. Передача кадров Ethernet обеспечивается с помощью модуляции QAM. LRE можно применять для широкополосного доступа в жилых домах и офисах, гостиницах и комплексах зданий без дорогостоящей прокладки СКС Категории 5e/6 по всему строению. С помощью технологий HPNA и LRE (последняя близка к VDSL) обычно осуществляется внутренняя разводка.

С распространением Ethernet в городских сетях (Metro Ethernet) проблема последней (или первой, если смотреть со стороны абонента, а не провайдера) мили, «узкого места» между локальными и магистральными сетями или частными клиентами и сетями общего пользования, приобретает еще один аспект — необходимость преобразования трафика, нередко начинающегося и заканчивающегося в сети Ethernet, в иные формы.

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ДОСТУП

Наиболее кардинальный подход к решению проблемы последней мили предлагает Альянс EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance), образованный в 2001 г. и насчитывающий сегодня более двух десятков членов, включая Cisco, Ericsson, Extreme Networks, Intel и Panasonic. Он ставит перед собой задачу поддержки разработки стандарта EFM подкомитетом IEEE P802.3ah Task Force, продвижения соответствующих продуктов и спецификаций, обеспечения совместимости решений разных производителей.

Преобразование трафика (см. Рисунок 3) в протоколы PPP, ATM или SDH для доставки в телекоммуникационную сеть поставщика услуг увеличивает стоимость решения, снижает эффективность и скорость. Разрабатываемый стандарт EFM упрощает сеть доступа, позволяя сохранить формат Ethernet, что значительно удешевляет оборудование и сокращает операционные расходы операторов на сети доступа. Единый подход к передаче трафика по медным и волоконно-оптическим линиям охватывает все технические элементы, необходимые для широкополосной сети Ethernet, включая спецификации физического уровня передачи по меди, оптическому волокну («точка—точка» и «точка—несколько точек»), а также общий механизм администрирования и управления работой сети.

Альянс EFMA предлагает топологии физического уровня EFM Copper (EFMC) для медного кабеля Категории 3 со скоростью от 10 Мбит/с при расстояниях от 750 м, EFM Fiber (EFMF) с передачей 100 и 1000 Мбит/c по одномодовому оптическому волокну при расстояниях от 10 км и пассивные оптические сети EFM PON (EFMP) с соответствующими показателями 1 Гбит/c и 20 км. Пассивность последних означает отсутствие активной электроники на участке между точкой присутствия провайдера и клиентом (см. Рисунок 4). Возможны и гибридные варианты, а во всех архитектурах предполагается применение одних и тех же протоколов управления (Operation, Administration, and Maintenance, OAM). О стандартах пассивных оптических сетей уже рассказывалось в статье автора «Оптика вплотную к клиентам» в майском номере «Журнала сетевых решений/ LAN» за 2003 г. В настоящее время под EPFM обычно подразумевают версию разрабатываемого стандарта Ethernet PON (EPON), а под EFMC — Ethernet over VDSL. PON — пассивные оптические сети с древовидной топологией, в которых в качестве транспорта трафика используются кадры Ethernet. Они оптимальны при высокой плотности абонентов. При средней плотности выгоднее применять кольца Ethernet (см. Рисунок 5).

Рисунок 4. В сетях PON между абонентскими узлами (ONT) и центральным узлом (OLT) древовидная пассивная оптическая сеть создается с помощью оптических разветвителей (1хN), не требующих питания и обслуживания.

Хотя приложения FTTx (Fiber to the X) развертываются уже во всем мире, как ожидается, продвигаемые EFMA и разрабатываемые подкомитетом IEEE P802.3ah Task Force стандарты физического уровня для одномодовых волоконно-оптических линий на базе Ethernet позволят перейти от нестандартных вариантов к массовому внедрению привлекательных по стоимости решений доступа. Для оказания клиентам новых услуг и увеличения доходов оператору не потребуются инвестиции в различное дорогостоящее оборудование с поддержкой разнообразных протоколов. Новые спецификации помогут производителям разрабатывать менее дорогое оборудование, будут способствовать внедрению широкополосных решений доступа с полным спектром услуг (Full Service Access Network, FSAN), позволят провайдерам предоставлять стандартную «тройку» услуг (голос, видео, данные) по единому волоконно-оптическому кабелю. Медь предполагается использовать в основном там, где существуют унаследованные телефонные сети.

Летом 2003 г. EFMA представил на выставке SUPERCOMM 2003 технологии EFM на примере реальных сценариев развертывания с применением оборудования членов альянса — Cisco Systems, ElectriPHY, Ericsson, Extreme Networks, Hatteras Networks, Metalink и Passave. Действующие демонстрации показали, насколько удалось продвинуться в совершенствовании этих технологий и создании реальных продуктов. Среди представленных коммерчески доступных решений для медных линий были короткие двухточечные соединения 10BaseTS (Ethernet на базе VDSL), длинные линии 2PassTL (Ethernet на базе SHDSL), а для оптических соединений — линии 1000BasePX (Ethernet PON, «точка—несколько точек»), 100BaseLX/BX10 и 1000BaseLX10 (Ethernet, «точка—точка»).

В июле 2003 г. более 100 членов подкомитета IEEE 802.3ah EFM достигли согласия по ряду технических предложений к проекту стандарта Ethernet на первой миле, что стало важным этапом в процедуре принятия стандарта EFM, позволяющим приступить к разработке спецификаций. Пока готовится стандарт, производители создают все новые решения для реализации протоколов Ethernet поверх другой среды. В городских сетях — это технологии Ethernet-over-SDH, позволяющие использовать существующую инфраструктуру, а в сетях доступа одним из наиболее интересных вариантов (учитывая популярность xDSL) являются продукты с поддержкой Ethernet-over-VDSL. Развертывание Ethernet на каналах VDSL расширяет круг заказчиков, подготавливая почву для перехода к более развитым, комплексным услугам сетей Ethernet будущего.

ETHERNET ПОВЕРХ xDSL

Технология сверхвысокоскоростных цифровых абонентских линий (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line, VDSL) была разработана для реализации услуг «видео по запросу». Скорость VDSL достаточна для доставки видео: до 52 Мбит/с в направлении к пользователю и до 1,5 Мбит/с в обратном направлении на небольших расстояниях. Технология поддерживает все услуги ADSL. Появившаяся позднее симметричная VDSL основана на комбинации двух стандартных технологий, VDSL и Ethernet, и поддерживает передачу данных со скоростями до 11 Мбит/с в полнодуплексном режиме. Она получила название Ethernet-over-VDSL (EoV или EoVDSL).

Рисунок 5. Решение Ethernet to the Home в концепции Cisco Systems применяется при средней плотности абонентов.

Оборудование EoV позволяет решать задачи организации доступа к сети оператора по технологии Ethernet или соединения локальных сетей Ethernet на расстояниях до 1,5 км по некоммутируемой медной линии Категории 3. Применение кабеля более высокой категории и/или снижение скорости передачи увеличивает дальность примерно до 3 км. Для коммуникаций обычно используются два модема EoV или модем и коммутатор с модулем EoV (на стороне оператора). При наличии в модеме встроенного сплиттера (для разделения частот, на которых передаются голос и данные, с помощью пассивных фильтров) реализуется сервис телефонии. Технология EoV может быть привлекательным решением для небольших российских городов или новостроек, поскольку поддерживаемые расстояния позволяют охватить большое число абонентов. Она требовательнее к среде передачи, чем HPNA, но обеспечивает бо?льшую данность и скорость коммуникаций. Эти решения различаются и по стоимости. Так, по данным компании «СвязьКомплект», в случае установки оборудования City-Netek стоимость линии EoV с реальной дальностью 3 км и скоростью передачи 3,12 Мбит/с (или 12,5 Мбит/c при 1500 м) составляет около 620 долларов, а линия HPNA 2.0 с оборудованием D-Link (10 Мбит/с на 350 м или 3-4 Мбит/с на 800—900 м) обойдется примерно в 100—320 долларов.

EoV не является стандартизированным решением, однако оборудование EoV имеет два стандартных режима работы, ETSI 997 и ETSI 998, различающихся частотными диапазонами. Частотный план 997 используется в основном в Европе, а 998 — в США и Европе. Обычно решения EoV (например, коммутаторы OptiSwitch от MRV с модулями EoV) поддерживают работу по обоим стандартам: режим может настраиваться администратором, после чего устройство автоматически изменяет параметры работы модемов. В EoV кадры Ethernet передаются с помощью модуляции QAM (подобно Cisco LRE).

Компания Ericsson представила на российском рынке решение для широкополосного абонентского доступа к Internet по существующим телефонным линиям с использованием технологии DSL под названием Ethernet DSL Access (EDA). Решение EDA 1.2 предназначено для построения сети доступа на основе технологии Ethernet и включает в себя IP DSLAM со встроенным сплиттером, коммутаторы Ethernet с оптическими и электрическими интерфейсами Ethernet (до 24 портов), конвертеры между Ethernet и E-1, шлюзы между Ethernet и ATM (STM1) и систему управления (см. Рисунок 6). Cистема EDA разрабатывалась специально для продвижения технологий DSL на массовый рынок. Ее популярности должна способствовать привлекательная цена (примерно 200 долларов за линию). На российском рынке эту технологию продвигает компания «Сател», партнер Ericsson.

Основанное на технологии Ethernet и ADSL с дальностью действия до 4 км (8/2,8 Мбит/c) решение поддерживает ADSL по ТфОП или IDSN, а также симметричный вариант SADSL (2,8 Мбит/с). На участке между IP DSLAM и абонентским оборудованием кадры Ethernet инкапсулируются в ADSL (см. Рисунок 7). При увеличении спроса компактный мультиплексор доступа IP DSLAM с питанием по Ethernet дает возможность наращивать емкость модульно (по восемь—десять абонентов). Он подключается к коммутатору Ethernet провайдера и к АТС (через фильтр ТфОП или IDSN). Для увеличения безопасности и разделения по типу услуг (голос, видео, данные, управление) применяется механизм VLAN (802.1Q). В 2004 г. Ericsson планирует реализовать в данном оборудовании поддержку более высокоскоростной технологии EoV.

Компания Schmid Telecom предлагает передавать Ethernet через SHDSL. Две локальные сети можно объединить при помощи двух модемов SZ.886.V450Wxx Watson 5 NTU Ethernet Single Link 2p. Каждый из них передает кадры Ethernet со скоростью 2,3 Мбит/с по одной паре. Скорость или дальность можно увеличить за счет использования четырех пар. Данная модель Watson с портом 10/100BaseT поддерживает приоритеты трафика (802.1p), совместима со стандартами IEEE 802.3, IEEE 802.1D, IEEE 802.1Q VLAN. Кроме модемов SHDSL Schmid Telecom предлагает новую платформу PEGASUS, изначально разработанную в соответствии с принципами EFM. PEGASUS обеспечивает передачу «чистого» Ethernet 10/100BaseT, c поддержкой услуг третьего уровня, включая маршрутизацию, причем поддерживается конфигурация «точка—несколько точек». Концентратор IP DSL позволяет подключать по 8 или 16 абонентов, предоставляя им скорость SHDSL (2,3 Мбит/с на расстоянии до 5 км по медному кабелю 0,5 мм). В 2004 г. после утверждения стандарта SHDSL.bis и реализации собственных разработок Schmid Telecom планирует увеличить поддерживаемую PEGASUS скорость до 10 Мбит/с. Отличительная особенность PEGASUS — возможность параллельной передачи до восьми цифровых или аналоговых голосовых каналов (64 Кбит/с) по каждой линии DSL (по одной медной паре). При этом для передачи голоса не требуется использование сплиттеров или VoIP, а качество соответствует стандартам ITU.

Ряд решений EoV, в том числе и для организации соединения между коммутаторами, выпускает компания MRV Communication. Ее модули для коммутаторов OptiSwitch и абонентские устройства EoV доступны в модификациях NT и LT (оконечное и центральное устройство). При соединении двух восьмипортовых модулей пропускная способность EoV возрастает восьмикратно, а при соединении двух абонентских устройств по телефонной паре получается простейший канал P2P с сохранением голосовой связи. Решение EoV для коммутаторов OptiSwitch имеет функцию динамического изменения несущей, что позволяет системе в реальном времени определять качество линии (SNR и BER) и в зависимости от него динамически смещать используемые диапазоны частот для повышения качества связи. В состав оборудования EoV от MRV входят три элемента: модули для коммутаторов с восемью портами EoV (до 10 Мбит/с на 1,5 км и до 4 Мбит/с на 2,5 км) и двумя портами 100BaseFX или 10/100BaseTX, модемы EoV с портом 10/100BaseTX и двумя портами RJ-11 (для телефонной линии и канала EoV) и сплиттеры.

Между тем MRV ориентируется, в первую очередь, на оптические решения. Ее новые устройства OSM-105 предназначены для организации многопользовательского доступа клиентов по Ethernet к сетям операторов. Посредством функций диагностики физического уровня оператор способен удаленно проверить участок соединения от OSM-105 до клиента, чтобы определить источник проблемы. Такие устройства доступа со встроенным межсетевым экраном и коммутатором можно подключать к операторскому оборудованию OSM800, поддерживающему до 4000 VLAN.

Для предоставления услуг по сетям Ethernet/IP модули Ethernet для коммутаторов OptiSwitch операторского класса поддерживают качество услуг (QoS), используют механизмы DiffServ и MPLS (в OptiSwitch Master) и позволяют выделять абонентам требуемую пропускную способность с шагом 64 Кбит/c. В новых версиях продуктов реализован механизм Rapid Spanning Tree в целях ускорения восстановления связи в операторских сетях Ethernet. Кроме того, для резервирования оптических каналов WDM и повышения надежности гигабитной сети модули CWDM для OptiSwitch выпускаются в варианте с поддержкой технологии избыточности (Gigabit Ethernet Redundancy, GER) и обеспечивают быстрое (менее 0,1 с) переключение на резервный оптический канал.

Несмотря на рост широкополосных подключений, в России их число, по оценкам CNews, еще не достигло 100-тысячной отметки. Цены на ADSL почти вдвое превышают западно-европейские тарифы, а последняя миля контролируется крупными операторами. Потенциальная же емкость рынка DSL в России оценивается в 10% от числа пользователей Internet. Лишь в Москве это около 500 тыс. линий. По сообщению агентства «М3 Медиа», после снижения в декабре стоимости широкополосного доступа на 25% число пользователей этих услуг в Пензенской области за несколько дней выросло на 40%, и Пензенский филиал «ВолгаТелеком» планирует за полгода увеличить доходы от предоставления услуг доступа к Internet на 20%.

Именно ADSL составляет в настоящее время основную долю широкополосных подключений в России — более 35%. Согласно информации Alcatel Russia Market Research, представленной CNews, следующие по популярности — технологии HFC (более 18%), ISDN/IDSL (около 16%), волоконно-оптические линии FTTx (14,5%), симметричные виды DSL, такие, как HDSL/SDSL (около 8%), спутниковый доступ VSAT (почти 4%) и RadioEthernet (2,5%).

Существует обширный рынок оборудования «последней мили» с портами Ethernet для подключения сети клиента, в котором предусматривается преобразование и передача Ethernet поверх иной транспортной технологии (такой, как ATM в случае ADSL). В реальных приложениях практически все подобные технологии уступают по скорости стандартному 10GE, а емкость агрегирующих устройств на стороне оператора ограничена. Предоставление таких услуг, как теле- и видеовещание (качества не ниже MPEG2), в этом случае ограничивается расстоянием и скоростью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ethernet является сегодня самой распространенной технологией с огромной базой инсталлированного оборудования, развитыми инструментами управления и анализа. Она способна поддерживать все виды услуг (голос, видео, данные) в различной среде передачи, включая медные и волоконно-оптические линии. Решения IP поверх Ethernet — это быстро развивающийся рынок, а технология Ethernet выросла до уровня, позволяющего применять ее в операторских сетях. Она выгодно отличается от более сложной и дорогостоящей ATM, поскольку при обеспечении качества услуг различные виды сервиса, свойственные ATM, можно реализовать по цене Ethernet, что и определяет ее популярность. Понятие локальных и глобальных сетей становится достаточно условным, и унификация протоколов позволит в будущем получить единую технологию во всей сети.

Хотя производители и интеграторы все активнее рекомендуют использовать такой вариант широкополосного доступа, как оптическое волокно, переход к ETTx в сетях доступа будет эволюционным. Несмотря на сближение цен на медь и оптику, операторы нередко предпочитают опробованные технологии медных линий. Важнейшими факторами, влияющими на внедрение подобных решений, станут новые стандарты EFM и миграция от SDH (по оптике и меди) к IP и Ethernet в городских сетях. Предлагаемые производителями модульные мультисервисные платформы SDH и реализуемые системными интеграторами проекты предоставляют операторам и клиентам возможности поэтапного перехода к Ethernet/IP с сохранением инвестиций в оборудование.

Многие российские операторы, включая ряд региональных компаний электросвязи, делают выбор в пользу Ethernet и, прекращая развитие сетей ATM, строят инфраструктуру на базе новых технологий. Как отмечают специалисты компании «ТехноСерв А/С», таким образом операторы развивают высокорентабельные услуги передачи данных и расширяют круг заказчиков, получая дополнительные прибыли. Широкополосный доступ приводит к появлению множества высокодоходных услуг с интеграцией голоса, видео и данных, включая IP-телефонию, VPN, дистанционное обучение. Внедрение новых стандартов позволит сделать эти услуги более дешевыми для клиентов, прибыльными для провайдеров и довести Ethernet до клиента без лишних преобразований протоколов. Хотя основную долю в регионах России составляют сети ATM, инфраструктура Ethernet стремительно развивается, чему способствует более низкая стоимость подключения абонентов по IP по сравнению с ATM и frame relay. Кроме того, в регионах рынок заказчиков ATM и frame relay достаточно узок, и за счет развития сетей на базе Ethernet операторы получают возможность существенно расширить спектр услуг, охватить малый бизнес и частных пользователей, предложив привлекательные тарифы.

Во многом успех в развертывании широкополосных решений ETTx определяется предоставлением привлекательного для пользователей сервиса и контента. В качестве примера удачного продвижения провайдером контентных услуг нередко приводят итальянскую компанию FastWeb, сумевшую добиться высоких прибылей за счет предоставления таких услуг, как пакетная телефония и видеовещание по DSL. Сеть оператора FastWeb, позволяющая предоставлять весь пакет современных услуг, — один из примеров реализаций технологий Cisco Metro-Ethernet и ETTH (Ethernet-To-The-Home). В России же проекты доставки видео по запросу находятся пока на начальном этапе, хотя в 2004 г. ожидается внедрение нескольких таких решений. В 2003 г. активизировалось внедрение технологий радио- и телевещания в российском сегменте Internet. В ряде регионов есть достойные примеры строительства альтернативными операторами сетей доступа на базе радиотехнологий или оптического волокна (в условиях монополии на медную инфраструктуру), а развитая оптическая инфраструктура столицы обладает огромным потенциалом. Примеры показывают, что успех решения определяется не только и не столько технологиями, позволяющими решать самые разные проблемы, сколько удачными моделями бизнеса, антимонопольной и тарифной политикой, реализацией целевых программ федерального уровня.

Ethernet в городских сетях

Реализация технологии Ethernet в сетях MAN позволяет получить более скоростные, дешевые и гибкие решения по сравнению с ATM или SDH, однако в России и в большинстве других стран городские сети построены в основном на базе технологии SDH. В новом поколении оборудования SDH устранены многие проблемы SDH, вынуждавшие создавать сложные, дорогостоящие инфраструктуры, затрудняющие внедрение услуг. Тем не менее, благодаря устранению промежуточных уровней между IP и физической средой, можно сократить стек протоколов, ускорить маршрутизацию трафика IP, повысить скорость сети и качество обслуживания. По оценкам Gartner, решения Ethernet иногда вдвое дешевле SDH. Они обеспечивают более быстрое и гибкое распределение пропускной способности (что важно в случае услуг VLAN и VPN) и масштабируются до 10 Гбит/с.

Недотягивающая до уровня «пяти девяток» надежность традиционно считалась «слабым местом» служб Metro Ethernet и остается одной из причин, сдерживающих рост спросa на этот сервис, однако в настоящее время проблема решается операторами с помощью технологии Resilient Packet Ring (RPR) или других методов. В частности, компании AT&T удалось добиться в своей сети Ethernet времени восстановления — 50 мс и доступности — 99,999%. В настоящее время консорциум Metro Ethernet Forum работает над стандартами операторского класса, а производители коммутаторов уже предлагают возможности быстрого восстановления. С принятием и внедрением в серийное оборудование Ethernet стандарта 802.17 (RPR) оно будет сопоставимо по надежности с SDH/ATM.

Активным сторонником продвижения технологии Ethernet в городских сетях и сетях доступа является Cisco Systems, правда, при этом компания развивает согласованные модульные решения для построения городских сетей как на базе 10GE, так и на основе SDH OC-192, уделяя особое внимание отказоустойчивости систем. Заказчикам предлагаются платформы Cisco 15454, 12200 (SDH), 15540 (WDM), Catalyst 6500 и 4000 (Ethernet), Catalyst 3350/2950 (EFM). В интерпретации Cisco Ethernet в сетях доступа — это, прежде всего, использование высокоскоростных коммутаторов Ethernet для агрегирования трафика, что позволяет предоставлять пользователям полный спектр услуг преобразования трафика Ethernet в другие форматы и потери скорости. Cisco рассматривает Ethernet как экономичное решение, существенно снижающее стоимость владения сетевой инфраструктурой, а протокол IP считается основой конвергенции услуг и в сочетании с MPLS представляет собой фундамент построения мультисервисных сетей следующего поколения.

В мае 2003 г. о создании собственной сети нового поколения (NGN), где используются технологии Ethernet/IP и MPLS, заявила компания «Комстар». Клиентам предоставляются услуги организации связи с филиалами, высокоскоростного доступа в Internet и к видеосерверам. Доступ и услуги многопротокольной сети обеспечиваются через единый абонентский интерфейс, в ней предусматриваются различные уровни обслуживания с гарантированными параметрами качества. На базе сети NGN «Комстар» на канальном уровне организовала виртуальные частные каналы Ethernet VPC («точка—точка»), сети Ethernet VPN в масштабах Москвы и IP VPN для удаленных филиалов. Наряду с традиционным сервисом VPN третьего уровня (L3 IP MPLS VPN) предлагаются виртуальные частные сети второго уровня (VPLS).

Сеть «Комстар» реализована на базе оборудования Cisco Systems и Riverstone Networks, а для защиты от отказов используются технологии RPR и MPLS Fast Reroute. На системном уровне управление сетью и QoS обеспечивают средства резервирования, управления потоком трафика и пропускной способностью (MPLS Traffic Engineering). Заказчик получает канал передачи данных 100—1000 Мбит/с с возможностью гибкой программной настройки пропускной способности в реальном времени. Такая сеть позволяет предоставлять заказчикам услуги Metro Ethernet.

«Голден Телеком» построила свою городскую сеть в соответствии с рекомендациями Metro Ethernet Forum. В мае 2003 г. компания приступила к реализации в новой сети Gigabit Ethernet услуг «Виртуальная частная LAN» по обмену данными между офисами клиентов с подключением клиентского оборудования по интерфейсам Ethernet. Для пользователей сеть выглядит как распределенный коммутатор второго уровня. Им предоставляется также широкополосный (до 100 Мбит/с) доступ в Internet и доступ к ресурсам центра обработки данных «Голден Телеком». Чтобы получить доступ к Internet по Ethernet, клиенту понадобятся концентратор или коммутатор Ethernet (при подключении локальной сети) либо сетевая плата Ethernet (при подключении компьютера).

В ноябре, развивая свои предложения услуг Ethernet VPN, «Голден Телеком» развернула систему Optical Ethernet на базе оборудования Nortel Networks OPTera Metro 1200. В результате появилась возможность организации соединений Ethernet в разных районах Москвы, расширения существующей сети на базе оборудования Passport 8600, предоставления клиентам таких услуг, как объединение корпоративных сетей и широковещательная трансляция телепрограмм. Ethernet VPN реализуется в топологии «точка—точка», «точка—несколько точек» или «каждый с каждым». Для дополнительных услуг и обеспечения доступа (VPN и IP) к гигабитной сети используется широкополосный сервисный узел Nortel Shasta 5000. Среди предлагаемых услуг — организация межсетевых экранов, NAT, формирование и регулирование трафика, контроль QoS, а также персонализированные услуги, настраиваемые под потребности клиентов.

Корпоративные услуги IP под маркой Corporate over IP (CoIP) предлагает национальный оператор РТКОММ. CoIP — общее название конвергентных услуг (голос, видео, данные), ориентированных на корпоративных пользователей. Компания рассматривает IP как основу создания корпоративной инфраструктуры заказчиков, рекомендуя именно такой выбор. Свою магистральную сеть она развивает на основе MPLS, применяя оборудование Cisco, а в продвижении продуктов акцент делается на развитии услуг на базе IP и опережающем внедрении IP VPN и VoIP.

Мировой рынок услуг Metro Ethernet обычно разделяют на две категории: услуги для широкополосного доступа и услуги прозрачных локальных сетей Transparent LAN (TLAN). По данным IDC, Gigabit Ethernet TLAN является сегодня наиболее распространенной услугой соединения локальных сетей в городских сетях Ethernet. По существу, сервисы TLAN аналогичны VPN второго уровня, которые называют также услугами виртуальных частных локальных сетей (Virtual Private LAN Services, VPLS). Такой сервис популярен и у российских заказчиков, поскольку сеть оператора связи при этом прозрачна, что позволяет заказчику получать полный контроль над собственной сетью и ее функционированием при объединении распределенных локальных сетей. Хотя TLAN/VPLS и VPN — два разных варианта соединения локальных сетей, провайдеры могут использовать TLAN и для создания туннелей VPN, выделяемых каждому клиенту. Услуги TLAN и VPN выбираются провайдерами в зависимости от инфраструктуры сетей и модели бизнеса. Сети IP VPN могут одновременно работать с большинством технологий доступа и сред передачи и предпочтительны для крупных топологий с многочисленными узлами.

По данным Network Strategy Partner (NSP), по сравнению с унаследованными сетями SDH решения на базе служб Ethernet в оптических городских сетях сокращают операционные расходы на 49%, а капитальные затраты — на 39%. Экономия достигается за счет более эффективного транспорта данных, простого масштабирования платформ Ethernet, а также низкой стоимости портов Ethernet относительно интерфейсов SDH. Коэффициент использования канального ресурса SDH существенно снижают такие факторы, как резервирование и потери при передаче неголосового трафика. В результате, по подсчетам специалистов, компании «Открытые технологии» его максимальная эффективность с учетом резервирования не превышает 7%.

Согласно прогнозу IDC, расходы на услуги Metro Ethernet в Западной Европе к 2007 г. достигнут 2,4 млрд долларов. Сегодня ими пользуются уже более 1 млн абонентов, а к 2006 г. их число может приблизиться к 19 млн. Сети Metro Ethernet открывают перед провайдерами хорошие возможности для роста, хотя их развертывание требует тщательного анализа преимуществ и недостатков. Рынок Metro Ethernet растет благодаря более низкой, по сравнению с SDH и ATM, стоимости строительства и эксплуатации сетей Ethernet, а также относительно дешевому абонентскому оборудованию (CPE), препятствует же его развитию в Европе нехватка свободных капиталов у телекоммуникационных компаний.

В России отечественные интеграторы реализовали целый ряд проектов, которые можно назвать сетями Metro Ethernet, хотя по протяженности некоторые из них не что иное, как региональные сети. Такой проект осуществлен, в частности, компанией «ТехноСерв А/С» для «Электросвязи» Ставропольского края: мультисервисная сеть на базе IP, Ethernet и технологии Cisco DPT с полосой пропускания 622 Мбит/c соединила Новоалександровск и Минеральные Воды. На основе IP/MPLS в этой сети, охватывающей шесть городов края, обеспечиваются поддержка услуг VPN, качество обслуживания и быстрое восстановление маршрутов. Основное оборудование магистральных узлов — коммутаторы Cisco 7200. Наряду с привычными услугами электросвязи клиентам предлагается объединение корпоративных сетей по IP, корпоративная IP-телефония, видео по запросу и др. В Оренбургском филиале компании «ВолгаТелеком» год назад на базе концентраторов доступа Cisco DSL 6260, маршрутизаторов Cisco 7500 и коммутаторов Cisco 2950/2912 построена мультисервисная сеть, покрывающая практически всю область и предоставляющая абонентам широкий спектр услуг передачи данных со скоростью от 128 до 100 Мбит/c. При построении этой сети на базе DPT были задействованы свободные ресурсы систем SDH и PDH. Установленные в региональных центрах маршрутизаторы Cisco 3662/3640 обеспечивают доступ по выделенным и коммутируемым линиям. «ВолгаТелеком» предоставляет клиентам доступ в Internet, аренду цифровых каналов, конференц-связь, ISDN, поддерживает услуги сотовой связи.

По словам Дмитрия Коновалова, системного инженера «ТехноСерв А/С», из трех вариантов построения ядра сетей Metro Ethernet — каналы Ethernet, DPT и модифицированные сети SDH — последний наименее популярен, в то время как проекты Metro Ethernet и DPT становятся «горячей темой»: в ближайшие год-полтора можно ожидать внедрения новых проектов. Экономически строительство сетей Metro Ethernet более выгодно, чем развитие сетей ATM.

Ресурсы Internet

Альянс EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance) — http://www.efmalliance.org.

Технологии пассивных оптических сетей (PON) — http://www.ponforum.org.

Дополнительная информация по Рабочей группе IEEE p802.3ah EFM Task Force — http://www.ieee802.org/3/efm/index.html.

Metro Ethernet Forum (MEF) — http://metroethernetforum.org.

RPR Alliance — http://www.rpralliance.org.