Радиосети с интеграцией услуг

наиболее остро стоит перед руководителями банков и финансовых компаний, которые имеют развитую сеть отделений и филиалов, постоянно обменивающихся информацией.

Есть много способов существенного сокращения затрат на коммуникации и один из них - построение сетей с интеграцией речи и данных. Причины, по которым приходят к интеграции западные и российские компании, в чем-то сходны, но все же существенно различаются. Какие же аргументы приводят изготовители соответствующего оборудования, чтобы привлечь избалованного западного потребителя к своей продукции?

Во-первых, сокращение расходов на оплату телефонных счетов. Такое оборудование предлагается в первую очередь крупным и средним фирмам, имеющим офисы в различных городах, которые часто располагаются на значительном расстоянии друг от друга (иногда - на разных континентах). Фирмам приходится оплачивать междугородные и международные разговоры. Более того, в некоторых европейских странах, например Германии, приходится платить и за местные телефонные переговоры.

Во-вторых, интеграция позволяет использовать уже имеющиеся проводные каналы общего пользования - frame relay, ISDN, ATM, а иногда и X.25, - с которыми проблем нет и не может быть вследствие развитой инфраструктуры.

В-третьих, как правило, новое оборудование безболезненно внедряется в системы связи, имеющиеся у компаний, которые принимают решение об интеграции речи и данных.

Интегрирующие маршрутизаторы позволяют передавать все типы информации по общим каналам. При этом широко применяется технология выделения полосы пропускания по требованию: при необходимости используется то или иное число выделенных либо коммутируемых проводных линий, чтобы без избыточности, а значит, и без лишних материальных затрат обеспечить требуемую пропускную способность канала. Примеры схем коммуникаций до и после интеграции приведены на рис. 1 и 2.

Следовательно, при выборе западными компаниями технологии интегрированной передачи данных и речи на первом месте стоят именно экономические соображения, особенно если учесть, что эта технология обеспечивает окупаемость оборудования за 1-2 года.

Совершенно иная картина наблюдается в России. Коротко отечественную специфику можно охарактеризовать следующим образом: слабое развитие или полное отсутствие инфраструктуры передачи данных.

Не секрет, что в развитии компьютерных технологий и коммуникаций Россия как бы перескочила первый этап развития, который сыграл важную роль на Западе.

Российские фирмы могут строить свои сети "с нуля", закладывая в них самые передовые технические решения. Так, Национальный банк Татарстана построил интегрированную сеть на выделенных каналах. Правда, эти каналы обеспечивают низкую скорость передачи данных (до 9,6 кбит/с), что не позволяет в полной мере использовать преимущества интегрированных сетей.

Не обсуждая качество наших выделенных линий, стоимость их аренды и обслуживания, стоит сказать, что во многих случаях они просто отсутствуют. Поэтому приходится искать альтернативу проводным каналам.

Один из самых привлекательных вариантов - радиоканалы. Использование магистральных радиоканалов имеет ряд неоспоримых преимуществ, среди которых особо следует отметить их качество и надежность, высокую скорость развертывания и низкую эксплуатационную стоимость. Кроме того, их построение часто является единственной возможностью получить хоть какие-то каналы.

При построении радиосетей с интеграцией речи и данных просматриваются два основных подхода, чье принципиальное различие обусловлено масштабами создаваемых сетей, стоимостью и функциями применяемого оборудования.

1. В сетях городского и районного масштаба основное внимание уделяется передаче данных, а телефонная связь является вторичной, дополнительной, функцией. Такие сети чаще всего строятся в соответствии с топологией "звезда", состоят из одного (или нескольких взаимосвязанных) центрального узла (ЦУ) и большого числа периферийных узлов (ПУ) - до 20-30 ПУ на один ЦУ. Они характеризуются довольно широкой полосой пропускания канала (2-10 Мбит/с), которая делится между всеми ПУ, относящимися к одному ЦУ, пропорционально их мощности.

Обычно основной протокол подобных радиосетей - TCP/IP; телефонный трафик инкапсулируется в пакеты IP. До недавнего времени в качестве каналообразующего оборудования почти исключительно применялись радиомосты Ethernet (оборудование фирм Aironet, Lucent Technology, Solectek), работающие в диапазоне 2,4 ГГц с использованием технологии распределенного спектра. (Более подробно об этой технологии и соответствующем оборудовании см.: Сети, 1997, N 6, с. 52; N 9, с. 30.)

В городских условиях радиус зоны обслуживания ЦУ составляет 5-10 км. Типовая структура радиосети городского масштаба приведена на рис. 3. Общие принципы построения и работы таких сетей заключаются в создании единой радиомагистрали Ethernet, объединения с ее помощью ЛС (для этого необходимы маршрутизаторы IP) и установки в отдельные компьютеры однопортовых телефонных карт с интерфейсом FXS, к которым подключаются стандартные телефонные аппараты с возможностью тонального набора номера. (FXS - интерфейс двухпроводной телефонной линии для подключения абонентского оборудования. Он может генерировать напряжение для питания абонентского оборудования и срабатывания сигнала вызова.)

Хорошей заменой радиомостам Ethernet может стать появившийся в прошлом году беспроводный маршрутизатор IP фирмы Multipoint Networks - WaveNET IP. Впервые в России его представили специалисты НПЦ "Дэйтлайн" весной 1997 г. (на выставке "Комтек'97").

Конструктивные особенности нового оборудования позволяют существенно увеличить дальность связи (по сравнению с радиомостами). Кроме того, WaveNET IP специально разрабатывался для организации радиосетей IP; основными пользователями данного продукта станут как корпоративные заказчики, создающие интрасети, так и провайдеры услуг Internet. Новое оборудование дает возможность отказаться от применения внешних маршрутизаторов IP, что существенно снижает затраты на развертывание радиосети.

Примерная структура радиосети в случае использования радиомаршрутизаторов WaveNET IP представлена на рис. 4. Маршрутизация и передача данных в получившейся сети производятся точно так же, как и в любой другой сети IP, поэтому остановимся подробнее лишь на принципах работы ее телефонной части.

С точки зрения телефонии, интегрированная радиосеть представляет собой аналог телефонной сети на базе УАТС с территориально разнесенными абонентами. Она обеспечивает связь абонентов между собой и их выход в телефонную сеть общего пользования (ТфОП).

Ядром телефонной части такой сети является подключенный к УАТС или ГТС телефонный сервер с установленной в него четырехпортовой платой с интерфейсами FXO. (FXO - интерфейс двухпроводной телефонной линии со стороны абонентского оборудования для подключения к УАТС или ГТС. Большинство абонентских телефонных аппаратов имеют интерфейс FXO.) Сервер работает под управлением специализированного ПО, осуществляющего вызов абонентов и переадресацию звонков. На нем же хранится информация о соответствии телефонных номеров IP-адресам абонентов.

Телефонная часть сети обеспечивает вполне приемлемое качество связи, сопоставимое с тем, которое предлагает проводная ТфОП. Телефонные серверы и абонентские телефонные карты предлагаются многими изготовителями. Одним из самых недорогих является оборудование израильской фирмы PhoNet. При несколько больших финансовых возможностях предпочтительно использовать систему V/IP фирмы Micom (подразделение компании Nortel). Она обеспечивает не только более качественную телефонию (за счет применения специальных алгоритмов Clear Voice), но и передачу факсов с высоким качеством.

Такой подход к построению интегрированных радиосетей позволяет создавать относительно невысокие по стоимости системы, легко наращиваемые за счет установки абонентской карты практически в любую рабочую станцию. Основной его недостаток состоит в следующем: протокол IP все же мало приспособлен для передачи голоса, и соответствующие системы скорее являются полупрофессиональным расширением приложений типа интернетовских Cool Talk и Web Phone. Однако подобные решения тоже имеют право на существование, поскольку свою задачу выполняют. Они максимально эффективны в крупных городах и на территориях с высокой концентрацией населения.

2. Построение региональных распределенных радиосетей масштаба области является наиболее выгодным для крупных банков (Центральный банк России, Сбербанк РФ), государственных структур (налоговые, таможенные, правоохранительные органы, структуры государственного управления), которые, как правило, имеют централизованно-распределенную структуру. Основная концепция построения радиосетей масштаба области заключается в развертывании опорных точек доступа в районных центрах и организации магистральных цифровых радиоканалов (иногда - совместно с качественными проводными или спутниковыми каналами), которые связывают опорные точки доступа с областным центром и между собой.

Скорость передачи информации и дальность действия систем чаще всего обратно пропорциональны. Поэтому реально возможно построить магистральную радиосеть со скоростью передачи данных в канале 64/128 кбит/с и длиной пролетов между опорными точками до 60 км. Однако это гораздо лучше, чем можно получить на проводных каналах - даже очень качественных. Если расстояние между двумя предполагаемыми опорными точками больше указанного или, в силу сложного рельефа, между ними невозможна устойчивая радиосвязь, предусматривается применение цифровых ретрансляторов.

Основные проблемы при развертывании радиосетей возникают на этапе получения разрешений органов распределения радиочастот на использование радиоканалов и эксплуатацию сети. Узкополосные транспарентные радиомодемы, которые применяются для развертывания радиосетей областного масштаба, обычно работают в дуплексном режиме в диапазоне 400-512 или 820-960 МГц, причем ширина занимаемого канала зависит от скорости передачи информации. Большинству типов подобного оборудования присущи следующие стандартные значения параметров: для скорости 9,6 кбит/с канал имеет ширину 12,5 кГц, для 19,2 кбит/с - 25 кГц, для 64 кбит/с - 100 кГц и для 128 кбит/с - 200 кГц.

Поскольку для развертывания радиосети областного масштаба обычно требуются 3-5 радиоканалов, проблемы с получением лицензии на частоты могут оказаться непреодолимыми. Фирма Multi-point Networks предлагает транспарентные дуплексные радиомодемы RAN 64/25 и RAN 128/50, которые используют многопозиционную модуляцию QAM. Это позволяет значительно сузить полосу частот, занимаемую радиосигналом, и передавать в стандартном радиоканале шириной 25 кГц данные со скоростью 64 кбит/с, что несколько упрощает получение радиочастотной лицензии.

Несколько меньшая (по сравнению с городскими сетями) скорость передачи информации определяет более жесткие требования к оборудованию опорных точек доступа, особенно к мультиплексорам. В качестве мультиплексоров может, например, применяться оборудование серии Vanguard фирмы Motorola. Однако, по нашему мнению, гораздо предпочтительнее использовать оборудование фирмы Micom, занимающей ведущие позиции в области разработки и производства оборудования для сетей с интеграцией речи и данных. Мультиплексоры серии Marathon фирмы Micom позволяют передавать телефонный разговор с хорошим качеством в полосе 8 кбит/с совместно с сетевым и другими видами трафика. При незначительном уровне искажений сигнала можно передавать каждый телефонный разговор, используя только 4 кбит/с.

Принципы работы и возможности интегрированной радиосети областного масштаба удобно рассмотреть на примере радиосети абстрактного Территориального банка. Схема такой сети представлена на рис. 5; показано большинство возможных вариантов подключения оборудования к сети.

Центральным узлом сети является высокопроизводительный мультиплексор Marathon 20K Pro. Он поддерживает связь по радиоканалам с мультиплексорами Marathon 5KT Pro, установленными в отделениях Территориального банка (ОТБ), которые являются опорными точками доступа и расположены в радиусе 50-60 км от Территориального банка. Этот участок радиосети построен по классической конфигурации "звезда". Общая пропускная способность мультиплексора в случае поддержки 5 радиоканалов с ОТБ составляет 314 кбит/с.

Установленные в центральный мультиплексор модули (маршрутизатора IP и телефонные) осуществляют разделение потоков данных и телефонии, а также обеспечивают подключение к интегрированной радиосети ЛВС и УАТС Территориального банка. От ОТБ, имеющих прямые магистральные радиоканалы в Территориальный банк, создаются магистральные радиоканалы до остальных ОТБ. При этом возможна организация разветвленной иерархической схемы с узловыми станциями (ОТБ1), промежуточными станциями (ОТБ3) и ретрансляторами.

Обмен данными между мультиплексорами производится по магистральным радиоканалам, построенным на основе транспарентных радиомодемов RAN 64/25 или RAN 128/50 с использованием протоколов MicroBand ATM или frame relay. Телефонные модули мультиплексоров Marathon имеют переключаемые интерфейсы FXO/FXS/E&M, что делает возможным подключение к мультиплексору как абонентского телефонного оборудования, так и входных линий мини-АТС (для увеличения общей номерной емкости системы).

В телефонной части интегрированной радиосети можно организовывать постоянные соединения между телефонными портами, автоматические соединения при поднятии трубки, групповые линии и т.д. Кроме того, обеспечивается качественная передача факсов в цифровом виде.

По предварительным оценкам, срок окупаемости такой радиосети (с учетом устранения затрат на использование междугородных каналов) составит 1-1,5 года, что совсем неплохо, если организация не только живет сегодняшним днем, но и планирует свое развитие на будущее. Хочется вспомнить хорошую пословицу "Спасение утопающих - дело рук самих утопающих". Пора думать о будущем.