Голос в сетях АТМ масштаба предприятия

Многие из них пытаются сделать вид, что предлагают клиентам уникальное решение, которого нельзя найти у других компаний, - но это пускай остается «на совести» отделов маркетинга.

Вообще говоря, технология интегрированной передачи голоса и данных существует давно и называется ISDN. Однако мы сейчас имеем в виду не ее, а появившиеся в последние год-два технологии передачи речи и факсимильных сообщений через сети с коммутацией пакетов, изначально рассчитанные на передачу данных. В первую очередь, это ATM и frame relay. (Напомним, что ISDN - это существенно «интеллектуализированная» телефонная технология с коммутацией каналов.)

Итак, «процесс пошел». По мнению ряда специалистов, именно тенденция к объединению (или, как стали говорить в последнее время с подачи 3Com, конвергенции) сетевых услуг станет одним из основных направлений развития отрасли в ближайшие годы. В частности, генеральный директор Cisco Systems недавно заявил, что развитие средств интегрированной передачи голоса и данных - это «третий большой скачок» (third big wave) в сетевых технологиях.

АТМ - среда построения сетей с интеграцией услуг

В качестве среды для передачи интегрированного информационного потока чаще всего предлагается использовать АТМ. Вполне понятно, почему это происходит, - только АТМ в настоящее время имеет стандартные способы резервирования ресурсов сети, а поэтому может гарантировать своевременную доставку потоков в режиме реального времени. Попытки организовать передачу голоса с помощью технологии frame relay наталкиваются на проблемы, связанные с приоритезацией трафика; сходные проблемы характерны и для различных технологий передачи голоса через сети IP. Что же касается АТМ, данная технология изначально разрабатывалась для интегрированной передачи трафика разных типов - как в режиме реального времени, так и не требующего гарантированной доставки в этом режиме.

Мы рассмотрим коммутаторы АТМ для сетей масштаба предприятия, способные обеспечивать голосовую связь. Корпоративная сеть АТМ с интегрированными услугами строится следующим образом (рис. 1): в центре ее находится коммутатор сети масштаба предприятия; к нему подключаются, во-первых, локальная вычислительная сеть и телефонная сеть штаб-квартиры предприятия, а во-вторых, локальные и телефонные сети всех филиалов организации. Доступ к центральному коммутатору со стороны офисов филиалов осуществляется через соответствующие коммутаторы доступа с использованием каналов, арендуемых у оператора сети или построенных самостоятельно. Центральный коммутатор отвечает за организацию связи в рамках предприятия и поддерживает доступ во внешние сети общего пользования (таких сетей, вообще говоря, может быть несколько - например, ATM, frame relay и X.25, как наследие прошлого). Телефонные вызовы направляются во внешнюю сеть через офисную АТС центрального офиса (или через офисные АТС филиалов).

Как правило, крупные производители выпускают устройства трех классов: коммутаторы доступа, центральные коммутаторы для сетей масштаба предприятия и коммутаторы для провайдерских сетей. Мы сосредоточим свое внимание на середине этой линейки. Различные подходы к передаче речи через сеть АТМ подробно описаны во врезке «Как передать голос через АТМ». Здесь лишь заметим, что чем «интеллектуальнее» технология и чем значительнее обеспечиваемая ею экономия полосы пропускания сети, тем дороже соответствующее устройство (впрочем, ничего удивительного в этом нет).

Передача голоса по технологии CIRCUIT EMULATION

3Com: Pathbuilder S700

Из продуктов компании 3Com к описываемому нами классу устройств относится недавно выпущенный мультисервисный коммутатор Pathbuilder S700. Он поддерживает до 100 внешних интерфейсов. Максимальная суммарная пропускная способность коммутатора составляет 3,2 Гбит/с. Число слотов шасси - 18.

Коммутатор поддерживает следующие интерфейсы: E1 (с возможностью инверсного мультиплексирования по технологии IMA), E3 и STM-1. Подключение к сети АТМ производится по стандарту UNI 3.0/3.1. Максимальная длина одномодового волоконно-оптического кабеля при использовании STM-1 UNI составляет 15 км, многомодового - 2 км. Каждый интерфейсный модуль для подключения к сети АТМ поддерживает до 2 тыс. виртуальных соединений.

Предусмотрена также поддержка услуг frame relay; преобразование трафика frame relay в ATM производится по технологиям Frame Relay-to-ATM Service Interworking и Frame Relay-to-ATM Network Interworking. Для подключения к сети frame relay имеются порты E1 (до восьми портов на модуль), V.35 (до четырех портов на модуль) либо один скоростной порт HSSI. Воспользовавшись специальным модулем, коммутатор Pathbuilder S700 можно непосредственно подключать к локальным сетям Ethernet.

Для передачи голосового трафика в коммутаторе используется стандартизированная ATM Forum технология Circuit Emulation (рис. 2) с динамическим распределением полосы пропускания. Для этого служит специальный модуль Pathbuilder S700 E-1 CBR. Поддерживаются интерфейсы Unstructured E1 и Structured E1; на одном модуле, в зависимости от модификации, имеются 4 или 8 портов.

При возникновении проблем с передачей голосового трафика через сеть АТМ коммутатор генерирует специальные сигналы, извещающие подключенную к нему офисную АТС о необходимости перенаправления вызова через обычную телефонную сеть или (если такая возможность имеется) через другой АТМ-коммутатор. Программное обеспечение управления позволяет настраивать конфигурацию модуля в соответствии с необходимостью; в частности, можно изменять режимы синхронизации.

Коммутатор поддерживает три из четырех уровней обслуживания - CBR, VBR и UBR. 3Com заявляет, что через некоторое время коммутатор сможет поддерживать и ABR. Емкость буферов составляет 192 тыс. ячеек на один модуль; буферизация осуществляется отдельно для каждого из типов трафика в соответствии с его приоритетом. Для предупреждения заторов поддерживается также технология Early Packet Discard (EPD).

Управление коммутатором осуществляется в режиме in-band (под SNMP) либо out-of band. Для управления в режиме out-of band можно осуществлять доступ к коммутатору под telnet или SNMP через порт Ethernet либо с использованием SLIP-соединения. В коммутаторе реализован агент SNMP, поддерживающий все необходимые MIB и обеспечивающий сбор статистики полученных, переданных и отброшенных ячеек и кадров.

Повышенная надежность коммутатора обуславливается возможностью «горячей замены» элементов коммутатора. Кроме того, конфигурацию коммутатора можно менять, не выводя его из работы, просто за счет загрузки дополнительных конфигурационных файлов. Предусмотрена запись конфигурации коммутатора в специально установленную на нем флэш-память.

Bay Networks: Centillion 1000

Компания Bay Networks выпускает семейство мультисервисных коммутаторов АТМ высокой производительности под названием Centillion 1000. В его составе три модели - Centillion 1600, Centillion 1400 и Centillion 1200. Они различаются суммарной пропускной способностью, числом слотов и набором функций. Наиболее мощное устройство - 16-слотовый коммутатор Centillion 1600, чья суммарная пропускная способность составляет 10 Гбит/с. Его мы и рассмотрим.

Максимальное число портов коммутатора зависит от скорости передачи данных: при скорости 622 Мбит/с (STM-4 по одно- или многомодовому оптоволоконному кабелю) максимальное число портов составляет 16, а при скорости 155 Мбит/с (STM-1 по одно- или многомодовому оптоволоконному кабелю или неэкранированной витой паре пятой категории) - 64. Кроме того, для подключения к глобальной сети можно использовать каналы E3 или Е1.

Максимальная протяженность канала зависит от типа используемого кабеля и скорости передачи данных. На скорости 622 Мбит/с данные можно передавать на 15 км по одномодовому кабелю и на 500 м - по многомодовому. При полосе пропускания в 155 Мбит/с дальность связи составляет до 40 км по одномодовому кабелю, 15 км по многомодовому и 100 м - по витой паре.

Для передачи голоса через сети АТМ используется технология Circuit Emulation. Офисную АТС можно подключить к Centillion 1600 с помощью канала E1 (полного или частичного) либо канала E3. Таким образом, Centillion 1600 поддерживает все предусмотренные ATM Forum разновидности технологии Circuit Emulation (имеются в виду только те разновидности, которые могут заинтересовать российского пользователя) - Structured E1, Unstructured E1 и Unstructured E3.

Centillion 1600 поддерживает все уровни QoS, предусмотренные стандартами АТМ, в том числе ABR. Для передачи речи используется уровень CBR; информационным потокам, передаваемым на этом уровне, приписывается максимальный приоритет, чтобы добиться минимальной буферизации (а соответственно, минимизировать задержки при передаче трафика). Менее чувствительному к задержкам VBR-трафику приписывается более низкий приоритет. Это означает, что соответствующие данные при необходимости могут быть помещены в буфер (рис. 3). Для поддержки установленных уровней обслуживания служат индикаторы EFCI (Explicit Forward Congestion Indicator); при работе с ABR применяются также поля Explicit Rate, No Increase и Congestion в ячейках управления ресурсами. Для предупреждения заторов используется алгоритм Early Packet Discard (EPD).

Все устройства семейства Centillion 1000 поддерживают маршрутизацию сообщений под PNNI 1.0. Подключение клиентов осуществляется по стандарту UNI 3.3/3.0/4.1

Для управления коммутатором Centillion 1600 служит разработанное Bay Networks приложение Optivity. Поддерживаются следующие информационные базы для мониторинга сети: MIB 2, ATM MIB и ILMI MIB. Работа Optivity основана на стандартах SNMP, RMON и RMON2. Приложение может быть интегрировано в такие платформы управления сетью, как Tivoli NetView for AIX, HP OpenView Network Node Manager и Sun Microsystems Solstice Domain Manager.

Для повышения надежности работы коммутатора можно полностью продублировать матрицу коммутации (switch fabric). Тогда при отказе одной матрицы в работу автоматически будет включаться другая. Обеспечивается возможность «горячей» замены коммутационной матрицы, интерфейсных модулей, блоков питания, вентиляторных модулей.

FORE Systems: ForeRunner ASX-1000

Компания FORE Systems выпускает магистральный коммутатор АТМ под названием ForeRunner ASX-1000. К этому коммутатору можно подключать до 128 устройств (концентраторов, коммутаторов/маршрутизаторов, устройств доступа к территориально-распределенным сетям). Его суммарная пропускная способность составляет от 2,5 до 10 Гбит/с. Коммутатор оснащен большим набором интерфейсов для обмена информацией с локальными и территориально-распределенными сетями и совершенными средствами управления трафиком. Время установления соединения - 2 мс; коммутатор способен обслуживать до 1800 вызовов в секунду.

Коммутатор ASX-1000 имеет модульную структуру. В нем могут быть установлены следующие интерфейсы для подключения к LAN и WAN (из общего набора мы, опять-таки, выбрали только те, которые интересны российским пользователям): E1, E3, интерфейсы для подключения к сетям SDH на скоростях 155 и 622 Мбит/с (при работе на 155 Мбит/с возможно использование как волоконно-оптических кабелей, так и медных кабелей пятой категории). ASX-1000 также может оснащаться портом Ethernet и последовательным портом; они применяются для управления работой коммутатора.

Для передачи голоса в ASX-1000 служит технология Circuit Emulation. Коммутатор поддерживает только одну разновидность данной технологии, Structured E1. Это означает, что офисные АТС к нему можно подключать с помощью каналов пропускной способностью Nx64 кбит/с.

Уменьшить «дрожание» (jitter) звукового сигнала помогает продвинутая система синхронизации, аналогичная используемой в устройствах более высокого класса, которые предназначены для операторов сетей связи. С этой целью применяются модули Timing Control Module (TCM), соответствующие стандартам ANSI и Bellcore. Модули TCM можно сконфигурировать таким образом, чтобы они синхронизировались сигналом, который передается по сети или от локального тактового генератора, подключаемого к модулю через специальный интерфейс. Переключение с одного источника синхронизации на другой осуществляется без потерь трафика.

Коммутатор ASX-1000 (как и прочие устройства семейства ForeRunner) имеет целый ряд продвинутых средств управления трафиком: большие буферы (до 65 536 ячеек на один порт, общий объем буферов составляет 1 млн ячеек), организацию очередей, сбор статистики и формирование трафика для каждого виртуального соединения отдельно, механизмы управления трафиком EPD (Early Packet Discard) и PPD (Partial Packet Discard), а также отбрасывание целых кадров при перегрузке сети. Последнюю функцию стоит пояснить чуть подробнее.

При перегрузке сети коммутатор начинает отбрасывать часть ячеек. При этом кадры, содержащие отброшенные ячейки, распознаются протоколами вышележащих уровней и передаются повторно. Ясно, что если отбрасывать кадры целиком, то трафик, связанный с повторной передачей, будет меньшим, чем при случайном распределении отброшенных ячеек по кадрам. Система управления полосой пропускания ForeThought Bandwidth Management обеспечивает передачу нерегулярного трафика ABR и UBR без ущерба для чувствительного к задержкам трафика CBR (именно этот уровень обслуживания используется для передачи голоса в режиме реального времени) и VBR.

Для управления соединением применяется программное обеспечение ForeThought. Оно поддерживает коммутируемые виртуальные соединения (Switched Virtual Circuits - SVC), постоянные виртуальные соединения (Permanent Virtual Circuits - PVC), постоянные виртуальные соединения с активизацией по требованию (Smart Permanent Virtual Circuits - SPVC). Обеспечиваются одноадресная передача пакетов, многоадресная и широковещательная рассылка. ASX-1000 поддерживает все основные стандарты ATM Forum, IETF и ITU, в частности сигнализацию под UNI 3.3/3.0/4.1, маршрутизацию сообщений под PNNI 1.0, управление трафиком под UPC Policing и управление сетью под ILMI и SNMP. Объединять локальные сети можно по технологии Classical IP или LAN Emulation 1.0 с поддержкой LANE для распределенных локальных сетей (Distributed LANE - DLE).

Коммутатор ASX-1000 спроектирован с расчетом на максимальную надежность устройства. Коммутаторы можно соединять между собой несколькими каналами связи ATM, что позволяет в случае отказа одного из каналов перекладывать трафик на другие. Практически все элементы ASX-1000, в том числе источники питания, сетевые модули, вентиляторные блоки, модули управляющих процессоров (switch control processor - SCP), возможно заменять в «горячем» режиме, без выключения питания устройства. Коммутационная матрица ASX-1000 состоит из блоков пропускной способностью по 2,5 Гбит/с, каждый из которых оснащен своим собственным SCP. При отказе одного из блоков коммутатор частично сохраняет свою работоспособность.

Newbridge Networks: MainStreetXpress 36170 Multiservices Switch

Компания Newbridge Networks выпускает целый ряд мультисервисных коммутаторов, способных передавать голос по сетям ATM и frame relay. В наибольшей степени соответствует критериям отбора оборудования для нашего обзора коммутатор MainStreetXpress 36170 Multiservices Switch, позиционируемый компанией-производителем как устройство среднего класса для крупных предприятий и провайдеров услуг связи. Суммарная пропускная способность коммутатора может меняться (в зависимости от конфигурации) в довольно широких пределах - от 800 Мбит/с до 51,2 Гбит/с (в стандартной конфигурации - 12,8 Гбит/с).

Коммутатор обеспечивает пользователям услуги ATM, frame relay, SMDS, Circuit Emulation. Он используется и для объединения удаленных локальных сетей под IP поверх frame relay или PPP на каналах E1 и Е3. Подключить устройство к сетям ATM можно через порты E1, E3, STM-1, STM-4 по одно- или многомодовому волоконно-оптическому кабелю или по витой паре; для frame relay поддерживаются порты E1 и E3. Таким образом, максимальная скорость передачи данных по сети АТМ составляет 2,5 Гбит/с. Максимальное число портов: 6 тыс. - для E1, 282 - для E3, 94 - для STM-1, 15 - для STM-4.

Для передачи голоса используется технология Circuit Emulation; поддерживается формирование «чистых» каналов E1 и E3. По словам представителей Newbridge, в ближайшее время должен появиться модуль для 36170, который обеспечит прямую передачу голоса через сеть АТМ без образования каналов. Новый модуль будет использовать телефонную сигнализацию SS7.

Коммутатор поддерживает постоянные и коммутируемые виртуальные соединения (PVC, SVC), а также виртуальные соединения класса soft-PVC (представляют собой постоянные виртуальные соединения, способные обеспечивать перенаправление трафика в обход отказавших участков). Все виртуальные соединения могут устанавливаться в режимах «точка-точка» и «точка-много точек» (point-to-point, point-to-multipoint). Максимальное число постоянных виртуальных соединений на один узел сети - 32 тыс. Подключение к сети может осуществляться в соответствии со стандартами UNI 3.1/4.0. Маршрутизация сообщения производится либо статически, либо по протоколу PNNI 1.0.

Предоставление затребованного уровня обслуживания (а 36170 поддерживает все четыре уровня обслуживания АТМ) гарантируется реализованной в коммутаторе технологией масштабируемого многоприоритетного распределения ресурсов и трафика (scalable, multi-priority allocation of resources and traffic, SMART). При поступлении запроса на формирование виртуального соединения с определенным уровнем обслуживания активизируется технология проверки возможности установления соединения (call admission control - CAC), имеющая название CACulator.

После того как соединение установлено, включаются средства слежения за трафиком (traffic policing), обеспечивающие поддержку необходимого уровня обслуживания. Очереди на обслуживание трафика поддерживаются для каждого виртуального соединения отдельно. На случай заторов допускается установка приоритетов отбрасывания пакетов, а избежать возникновения заторов поможет механизм предупредительного отбрасывания пакетов (early packet discard, EPD).

Управлять работой коммутатора можно по протоколу telnet. Это позволяет конфигурировать устройство, диагностировать неисправности, получать сообщения об отказах и реагировать на них. Управление сетью в целом осуществляется с помощью протокола SNMP. Для управления сетью можно использовать разработанную Newbridge прикладную программу MainStreetXpress 46020 Network Manager. Данное приложение обеспечивает построение наглядной картины работы сети (с отображением всех виртуальных путей и виртуальных каналов), дает возможность следить за распределением ресурсов, проверять работоспособность сети и перенаправлять трафик в обход отказавших участков.

Для повышения надежности устройства предусмотрено дублирование коммутирующей матрицы, блоков питания, схем синхронизации, средств управления, комплекса обработки вызовов и интерфейсных модулей. Все встраиваемые модули допускают «горячую» замену без выключения питания.

Передача голоса без использования CIRCUIT EMULATION

Cisco Systems: IGX 8400

Из семейства продуктов компании Cisco Systems мы отобрали группу мультисервисных коммутаторов ATM под названием IGX 8400. Эти коммутаторы позиционируются Компания как устройства для сервис-провайдеров и крупных предприятий. Компания начала выпускать их совсем недавно; в состав семейства входят три модели, различающиеся количеством слотов, - 8-слотовый IGX 8410, 16-слотовый IGX 8420 и 32-слотовый IGX 8430. Суммарная пропускная способность шины коммутатора составляет 1,2 Гбит/с.

Коммутаторы семейства 8400 способны предоставлять услуги ATM (до 155 Мбит/с), frame relay, передачи данных через синхронные и асинхронные порты (на скоростях от 1,2 кбит/с до 2,048 Мбит/с), а также голоса и видеоизображений. Коммутатор может быть оснащен следующими интерфейсами: STM-1 ATM (два-четыре порта на модуль), E3 ATM (три-шесть портов на модуль), E1 ATM (четыре-восемь портов на модуль; при подключении к глобальной сети возможно инверсное мультиплексирование), E1 Frame Relay (четыре-восемь портов на модуль), V.35 Frame Relay (четыре-двенадцать портов на модуль), HSSI Frame Relay (четыре порта на модуль), EIA/TIA-232 (четыре-восемь портов на модуль), Voice E-1 (один или два порта на модуль). Подключение к сети АТМ осуществляется по стандарту UNI 3.0/3.1.

Передача голоса происходит без использования технологии Circuit Emulation. Коммутатор способен самостоятельно интерпретировать набранный номер и соответствующим образом устанавливать соединение по сети АТМ. При взаимодействии коммутатора с офисной АТС применяются, в частности, протоколы Q.SIG, DPNSS, CAS и DSS1. Передаваемый голос подвергается сжатию с помощью одного из следующих алгоритмов: ADPCM (до 32, 24 или 16 кбит/с), LD-CELP (16 кбит/с), CS-CELP (до 8 кбит/с). Осуществляется подавление молчания. В результате удается достичь восьмикратного выигрыша в полосе пропускания. Голосовые модули для коммутаторов семейства 8400 обеспечивают также передачу факсов и данных через модем. Для повышения качества голосовой связи предусмотрено использование механизмов подавления эха.

Коммутаторы IGX 8400 гарантируют предоставление затребованных уровней обслуживания (поддерживаются все четыре уровня обслуживания АТМ). Это обеспечивается рядом интеллектуальных механизмов (рис. 4) - автоматического определения маршрутов передачи трафика по оптимальному пути, динамического управления буферизацией трафика (объем буфера интерфейсного модуля для АТМ составляет 128 тыс. ячеек, для frame relay - 100 тыс. кадров), управления классами обслуживания (сюда относятся различные механизмы управления очередями и предупреждения заторов) и оптимизации управления полосой пропускания (основой этих механизмов является анализ особенностей передаваемых данных с целью избежать непроизводительных потерь полосы пропускания; в частности, коммутаторы семейства 8400 могут сжимать передаваемые данные). Коммутаторы 8400 поддерживают также разработанную Cisco технологию коммутации третьего уровня Tag Switching.

Интеллектуальные коммутаторы семейства 8400 самостоятельно выполняют значительную часть функций, обычно связываемых с работой приложений управления сетью. Например, автоматически выполняются маршрутизация сообщений в обход отказавших участков сети, мониторинг сети, обнаружение отказов и генерация сообщений о них. Для управления устройством можно воспользоваться графической программой CiscoView, а для управления всей сетью, сбора статистической информации и отображения сетевой топологии служит программа Cisco StrataView Plus, которая интегрируется в NetView или HP OpenView. В StrataView Plus организованы также интерфейсы с программами управления сетевыми услугами.

Коммутатор 8400 рассчитан, в частности, на сервис-провайдеров, поэтому он обладает очень высокой надежностью. Коммутатор сконструирован таким образом, чтобы его удобно было обслуживать: шина расположена в середине шасси (midplane); все модули, связанные с обработкой данных, обращены к лицевой панели коммутатора, а интерфейсные модули - к задней панели. Поэтому коммутатор можно обслуживать, не отключая интерфейсные кабели. Обеспечивается резервирование всех критически важных компонентов коммутатора, в том числе блоков питания, модулей обработки данных и интерфейсных модулей, с автоматическим переключением функций отказавшего компонента на исправный. Все модули допускают «горячую» замену без отключения питания. Новые версии программного обеспечения можно загружать в дистанционном режиме.

IBM: 2220 Nways BroadBand Switch

Сетевое подразделение корпорации IBM предлагает клиентам мультисервисный коммутатор 2220 Nways BroadBand Switch. Выпускаются две модели этого коммутатора, 300 и 500, различающиеся только числом слотов шасси (у модели 300 - три слота, у модели 500 - пять). К модели 500 можно подсоединить модуль расширения 501, имеющий шесть дополнительных слотов. Суммарная пропускная способность коммутатора составляет 4,2 Гбит/с.

К сети АТМ он подключается на скорости 34 Мбит/с по коаксиальному кабелю (максимальное расстояние - 150 м) либо 155 Мбит/с по оптоволоконному кабелю (максимальное расстояние зависит от типа волокна и составляет от 2 до 40 км) или по витой паре. Кроме того, коммутатор способен поддерживать услуги frame relay (обеспечиваются скорости передачи данных до 52 Мбит/с при использовании последовательных интерфейсов; возможно применение технологии Frame Relay-over-ISDN).

Коммутатор 2220 предоставляет также услуги ISDN, X.25, HDLC. В него можно устанавливать интерфейсные модули, поддерживающие каналы E1, E2 и E3. Поддерживается и Fractional E1. Коммутатор способен предоставлять любые комбинации обеспечиваемых услуг; его суммарная производительность составляет 9 млн пак./с. Один и тот же физический адаптер поддерживает несколько протоколов передачи данных.

Коммутатор 2220 позволяет передавать голос через АТМ как по технологии Circuit Emulation, так и с динамическим распределением полосы пропускания, без выделения «прозрачных» каналов. В последнем случае офисная АТС подключается к коммутатору по каналу E1, а коммутатор сам «разбирает» телефонную сигнализацию (поддерживается стандарт Q.SIG) и выполняет маршрутизацию голосовых вызовов. При этом можно использовать различные планы нумерации, в том числе обеспечивающие передачу телефонных вызовов в сеть общего пользования. Осуществляются сжатие речи (по алгоритмам ADPCM или GSM), подавление молчания в линии, подавление эха. Устройство также умеет различать сигналы от факсимильных аппаратов и передавать по сети АТМ факсимильные сообщения от факсов третьей группы.

Коммутатор 2220 обеспечивает передачу через сеть АТМ всех нестандартных телефонных протоколов, инкапсулируемых в Q.SIG. Поддержка протокола Q.SIG позволяет развертывать сети, в которых сочетается оборудование от разных производителей. Для повышения надежности соединения через сеть АТМ устройство предоставляет возможность установления соединения через публичную сеть ISDN - в случае отказа сети АТМ или при значительном увеличении объемов голосового трафика.

В корпоративных сетях, построенных на основе 2220, для голосовой связи с небольшими филиалами (куда нецелесообразно «тянуть» АТМ-каналы) можно использовать каналы frame relay. Связано это с тем, что коммутатор поддерживает приоритезацию трафика под frame relay, что обеспечивает удовлетворительное качество голосовой связи.

Основой устройства является разработанная IBM архитектура NBBS (Networking BroadBand Services), позволяющая одновременно передавать пакеты переменной длины и ячейки постоянной длины; режим передачи можно оптимизировать в соответствии с типом передаваемых данных. В NBBS заложена также возможность перенаправления потоков данных в обход отказавшего участка сети. Если для подключения к провайдерской сети используются каналы E1, то NBBS поддерживает организацию в одном таком канале нескольких логических соединений для связи с другими устройствами 2220.

Функция ATM Bearer Service позволяет разделить один физический интерфейс UNI или NNI на несколько логических каналов NBBS, которые отображаются (mapping) на виртуальные пути в публичных или частных сетях АТМ. В одном UNI можно организовать до 32 виртуальных путей.

Для управления коммутатором служит приложение Nways 2220 Switch Manager (NSM) for AIX, устанавливаемое на платформе RS/6000 под TME 10 NetView for AIX. Данное приложение обеспечивает управление сетью в случае отказа, учет использования ресурсов сети, управление производительностью, контроль за функционированием сети и автоматизацию ряда функций управления.

Кроме того, выполняются фильтрация сигналов тревоги в соответствии с устанавливаемыми параметрами и учет таких сигналов. Можно устанавливать пороговые значения, при превышении которых выдается сигнал тревоги. NSM поддерживает передачу предупреждающих сигналов SNMP платформам управления сетью, например NetView for AIX или HP/OpenView. Воспользовавшись функцией TME 10 Software Distribution, можно в дистанционном режиме изменять программный код, загруженный в оперативную память коммутатора.

Nortel: Passport 6400

Компания Nortel производит семейство масштабируемых мультисервисных коммутаторов для предприятия - Passport 6400. В состав семейства входят три коммутатора: 6480 (16 слотов), 6440 (5 слотов) и 6420 (3 слота). Функциональные возможности членов семейства в значительной степени аналогичны, поэтому мы не будем рассматривать каждую модель отдельно, а охарактеризуем семейство в целом.

Суммарная пропускная способность коммутаторов семейства составляет 1,6 Гбит/с. Это относительно немного, однако по богатству функциональных возможностей Passport превосходит многих своих конкурентов.

Коммутатор может быть снабжен широким набором интерфейсов для подключения к локальным и глобальным сетям. Для обмена данными с сетями АТМ служат интерфейсы E1, E3, STM-1 (максимальная скорость обмена информацией с сетью АТМ составляет 155 Мбит/с). Кроме того, коммутатор подключается к сетям frame relay с помощью интерфейса V.35 или HSSI. Устройства рассматриваемого семейства можно непосредственно подключать к локальным сетям FDDI, Ethernet и Token Ring (во многих других описываемых нами устройствах порты Ethernet используются только для управления).

Коммутаторы семейства Passport 6400 могут «воспринимать» и интерпретировать телефонную сигнализацию, поэтому они способны самостоятельно маршрутизировать телефонные вызовы. Для подключения коммутатора к офисной АТС (по каналу Е1) используются протоколы Q.SIG и CAS.

Passport 6400 обладает большим набором средств обработки и сжатия передаваемых голосовых потоков, что позволяет значительно экономнее распределять полосу пропускания сети, чем при использовании традиционной технологии Circuit Emulation. В частности, поддерживаются сжатие речи по технологии ADPCM, распознавание сигналов от факсов и модемов, подавление молчания, а также автоматическое распознавание телефонных вызовов, связанных с передачей голоса и данных.

Маршрутизация голосовых потоков осуществляется непосредственно оборудованием самого коммутатора. Это снижает накладные расходы на передачу голосового трафика и позволяет оптимально использовать имеющуюся полосу пропускания.

Подключение устройств по технологии АТМ к Passport 6400 осуществляется по стандарту UNI 3.0/3.1. При передаче трафика через сеть АТМ устройство поддерживает коммутируемые виртуальные соединения (SVC) и постоянные виртуальные соединения с возможностью перемаршрутизации трафика (SPVC). Passport обеспечивает применение сети АТМ для передачи трафика, необходимого для предоставления всех поддерживаемых услуг. При необходимости пользователь может применить инверсное мультиплексирование каналов (inverse multiplexing for ATM - IMA).

В коммутаторах Passport 6400 реализована многоуровневая система приоритетов (Multiple Prority System), позволяющая оптимально использовать сетевые ресурсы и динамически распределять полосу пропускания, снижать вероятность заторов и гарантировать предоставление затребованных уровней обслуживания для всех видов трафика. Реализована система функций InterLAN, обеспечивающая взаимодействие между локальными сетями. Поддерживается целый ряд протоколов для локальных сетей, в том числе TCP/IP и IPX, маршрутизация сообщений под RIP, EGP и OSPF, эмуляция локальных сетей по технологии LANE, а также многопротокольное соединение сегментов локальных сетей через frame relay (RFC 1490). Применяется технология коммутации третьего уровня под названием Virtual Network Switching (VNS).

Управление работой устройства осуществляется по стандарту SNMP; приложения управления можно встраивать в платформу NMS Advisor или HP Open View. В самом коммутаторе хранятся информация об аварийных ситуациях, статистические данные и контрольные журналы.

Надежность Passport 6400 (по утверждениям производителя, она достигает 99,999%) обеспечивается дублированием основных узлов коммутатора, в частности блоков питания и управляющих процессоров. Для защиты данных в Passport 6400 предусмотрена поддержка программного обеспечения NetSentry; эта программа фильтрует сообщения и работает как межсетевой экран. Все попытки вторжения в сеть регистрируются, сообщения о них отправляются администратору сети. Кроме того, корпоративные пользователи могут разбивать свои сети на отдельные секции, выводя тем самым данные повышенной конфиденциальности из зоны открытого доступа.

Лучшее, конечно, впереди

Как видим, в настоящее время на рынке имеется довольно много разнообразных коммутаторов АТМ масштаба предприятия, пригодных для построения корпоративной сети с интегрированными услугами. Они довольно значительно отличаются друг от друга по функциональному набору, мощности и, разумеется, стоимости. Некоторые из них выпускаются уже довольно давно, другие появились на рынке весной или даже в начале лета (как, например, IGX 8400 от Cisco). Впрочем, представители ряда компаний утверждают, что вскоре можно ожидать появления новых устройств рассматриваемого класса. Очень похоже на то, что идея построения интегрированных сетей все в большей степени овладевает умами. В одном из ближайших номеров журнала мы собираемся рассказать об успешных опытах в этой области.

Как передать голос через АТМ

Для передачи голоса через сети АТМ в большинстве устройств используется технология Circuit Emulation (Circuit Emulation Service, CES). Стандарт на эту технологию был утвержден ATM Forum больше года назад. Основная идея, на которой базируется данная технология, состоит в следующем. Устройство - источник голосового трафика (например, офисная АТС) подключается к поддерживающему CES коммутатору АТМ по полному или неполному каналу Е1 или Е3. Коммутатор АТМ обеспечивает постоянное виртуальное соединение класса CBR (constant bit rate) с такой полосой пропускания, которая может полностью обеспечить передачу голосового трафика от АТС. Преобразование голосового потока в поток ячеек АТМ осуществляется коммутатором АТМ; оно выполняется на уровне AAL1 (ATM Adaptation Layer 1).

В стандарте указаны все виды интерфейсов CES. Перечислим те из них, которые соответствуют принятым в России стандартам: Unstructured E1, Structured E1, Unstructured E3. Технология Unstructured E1 предполагает образование в сети АТМ прозрачных каналов пропускной способностью 2048 Мбит/с, Structured E1 - каналов шириной Nx64 кбит/с, при работе под Unstructured E3 в сети создаются каналы с полосой пропускания 34 Мбит/с.

В первоначальном варианте технологии Circuit Emulation предполагалось, что соединение через сеть АТМ устанавливается статически и поддерживается постоянно - независимо от того, имеется ли голосовой трафик и какая полоса пропускания реально необходима для его обслуживания. Некоторое время спустя была утверждена модификация этой технологии, DBCES (dynamic bandwidth utilization using CES). Она позволяет динамически распределять полосу пропускания сети в зависимости от реальной нагрузки, связанной с передачей речи.

Основой данной технологии является интерфейс Structured E1. Создается некий «пул» каналов пропускной способностью 64 кбит/с. Если речевого трафика нет, то все они находятся в неактивном состоянии, а соответствующая полоса пропускания сети высвобождается для других приложений. По мере роста интенсивности речевого трафика каналы переходят в активное состояние, и по ним передается голосовой трафик. Наращивание суммарной полосы пропускания голосового канала осуществляется «порциями» по 64 кбит/с.

Наконец, существует еще один, наиболее сложный, подход к передаче речи через сеть АТМ. Именно он дает возможность самым экономным образом расходовать полосу пропускания сети. Коммутатор АТМ отчасти берет на себя функции офисной АТС, обеспечивая соединение в соответствии с набранным номером. Коммутатор подключается к офисной АТС, которая передает ему все направленные «наружу» вызовы. Он сам интерпретирует набранный номер и осуществляет маршрутизацию вызова.

В этом случае под передачу голоса выделяется полоса пропускания ровно такой ширины, какая необходима. Коммутатор АТМ может осуществлять целый ряд интеллектуальных действий по отношению к голосовому потоку, в частности подвергать речь сжатию и подавлять молчание в линии, что позволяет еще сильнее экономить пропускную способность сети АТМ. Кроме того, при работе по данной технологии передача голосового вызова от начальной точки до конечной осуществляется по сети АТМ.

Если же используется технология Circuit Emulation, то вызов, направленный из одного филиала компании в другой, передается следующим образом. До центрального офиса он идет по сети АТМ, там переводится в «телефонную» форму и отправляется на АТС центрального офиса для дальнейшей маршрутизации. Центральная АТС интерпретирует набранный номер и «отдает» вызов обратно в сеть АТМ. Передача маршрутизации телефонного вызова коммутатору АТМ позволяет избежать этой громоздкой процедуры.