Технологии IP нет альтернативы

Технология IP станет той основой, которая обеспечит универсализацию средств передачи речи и данных. Но произойдет это лишь в том случае, если операторы связи и производители оборудования смогут разрешить некоторые очень серьезные проблемы.

Объединение аналоговых и цифровых сетей неминуемо. Это слияние уже не за горами, и произойдет оно на базе технологии IP. Постоянно расширяющиеся сети передачи данных стремятся включить в себя и передачу речи, что приближает долгожданный момент объединения телекоммуникационных и компьютерных возможностей.

Объемы данных, передаваемых по телефонным линиям в виде IP-пакетов, неудержимо растут, и в такой ситуации просто не имеет смысла сохранять инфраструктуру сети с коммутацией каналов, оптимизированную для передачи речи.

Оценивая перспективы развития отрасли, обозреватели расходятся лишь в том, насколько быстро произойдет объединение и каким образом будут преодолены имеющиеся трудности. Не решен ряд вопросов стандартизации, отсутствуют — или слишком дороги — некоторые необходимые технологии, а телефонные компании располагают традиционным оборудованием для передачи речи, обошедшимся им в весьма серьезные суммы и еще не выработавшим свой срок.

По оценкам оптимистов, значительный прогресс в деле слияния технологий передачи речи и данных наметится уже через шесть лет, другие же полагают, что реальные сдвиги возможны лет через двадцать. Однако никто не сомневается, что слияние технологий передачи речи и данных в конце концов произойдет.

Критическая масса

О достоинствах объединенной инфраструктуры, способной передавать голос и данные, аналитики говорят уже не один десяток лет. Это упрощенное управление, единый обслуживающий персонал, отсутствие дублирующих линий, возможность использования высокопроизводительных приложений и др. Когда 15 лет назад разрабатывались линии ISDN, подразумевалось, что их можно будет применять для объединенной передачи речи и данных. Позже, в начале 90-х гг., была сделана еще одна попытка объединения, на сей раз на основе технологии АТМ. А в промежутке между этими попытками мы были свидетелями провала инициативы IBM, приобретшей тогда компанию Rolm.

Как же случилось, что технология IP, возраст которой перевалил уже за тридцать лет и которая создавалась для совершенно других задач, сегодня становится основой для слияния передачи речи и данных?

"Движущей силой компьютерной отрасли является критическая масса, — считает Херб Ошер, вице-президент по маркетингу компании Bell Atlantic Network Integration. — Направленные на IP и Internet инвестиции и интеллектуальные усилия специалистов по разработке приложений достигли критической массы. Возможно, IP — не лучшая технология, но она распространена повсеместно, стала стандартом связи между организациями и вполне позволяет объединить речь и данные".

Множество компаний работают над расширением новых возможностей IP-оборудования и связанного с ним программного обеспечения. Среди них есть и гиганты отрасли (Cisco, 3Com, Bay Networks, Newbridge Networks), и разработчики с узкой специализацией, такие как фирма VocalNet Communications, и вновь созданные компании, число которых постоянно увеличивается. С другой стороны, во всей Северной Америке есть только два производителя оборудования, обеспечивающего коммутацию каналов для телекоммуникационных компаний — Lucent Technologies и Nortel, — причем оба поставщика производят также аппаратное обеспечение для IP-сетей.

Быстродействие оборудования для коммутации пакетов удваивается примерно каждые 10 месяцев, а вот аппаратуре для коммутации каналов требуется в четыре раза больше времени, чтобы добиться таких же результатов. Если учесть, что объем трафика, передаваемого по Internet, удваивается через каждые шесть месяцев, то становится очевидным: только у технологии коммутации пакетов есть шансы справиться с перегрузкой линий. "Развитие телефонной сети для удовлетворения столь стремительно растущих потребностей даже не имеет смысла обсуждать, — говорит Питер Севчик, один из партнеров бостонской компании Northeast Consulting Resources. — Коммутация каналов обречена".

Новая "экономика"полосы пропускания

Билл Хоу, вице-президент компании Bay Networks, отмечает, что недавно появившиеся и очень активно борющиеся за рынок телефонные компании используют новые приемы и оборудование при создании своих сетей. Новое поколение маршрутизирующих коммутаторов позволяет обрабатывать значительное количество IP-пакетов с такой скоростью и при таком уровне затрат, о которых в прошлом нельзя было даже мечтать. Только за прошедший год цены на оборудование для IP-сетей снизились в 10 раз, в то время как его быстродействие выросло примерно во столько же раз. "Вау называет это новой экономикой полосы пропускания", — говорит г-н Хоу.

Если не учитывать инвестиции, уже сделанные в инфраструктуру сетей с коммутацией каналов, то слияние передачи речи и данных может принести экономию и традиционным операторам связи. Сети с коммутацией каналов делят полосу пропускания на отдельные диапазоны с фиксированной скоростью пропускания 64 кбит/с. При этом предполагается, что только небольшая часть абонентов будет одновременно требовать доступа в сеть. Сеть же с пакетной передачей речи обеспечивает большое количество одновременных переговоров, трафик которых передается в общем диапазоне полосы пропускания. Поэтому для трафика, который в традиционной телефонной сети передается со скоростью 64 кбит/с, в сети с коммутацией пакетов будет достаточно 8—12 кбит/с — без какой бы то ни было потери качества.

"Экономический расчет показывает, что выгоднее передавать сигналы по более крупным сетям, — утверждает Том Эвслин, председатель и исполнительный директор недавно созданной корпорации ITXC, предлагающей услуги IP-телефонии операторам связи. — Превращая голос в информационные пакеты, мы используем возможности компьютеров, размещенных в конечных точках линии передачи данных (или вблизи них) и "экономим" полосу пропускания сети. Согласно закону Мура, каждые полтора года мы получаем 100% экономии".

Сети с коммутацией пакетов являются и более гибкими, чем сети с коммутацией каналов. Современная офисная АТС в IP-сети может следить за уровнем трафика и использовать механизмы компрессии в режиме реального времени, если сеть перегружена. Качество связи при этом несколько снижается, но каждый абонент по-прежнему способен получить доступ к сети. "Всего пять лет назад компрессия речевых сигналов в режиме реального времени была невозможна, но теперь это вполне доступно", — говорит г-н Эвслин.

Объединение технологий передачи речи и данных может снизить эксплуатационные затраты поставщиков услуг Internet. Раньше им приходилось приобретать целый набор коммутаторов и маршрутизаторов, чтобы поддерживать различные механизмы управления трафиком. Технология IP предоставляет стандартные средства, позволяющие осуществлять унифицированное управление трафиком на единой платформе.

Операторы связи смогут эффективнее организовывать предоставление услуг, используя единую усовершенствованную инфраструктуру. Сама по себе полоса пропускания постепенно становится не столь высокодоходным товаром, как раньше, поэтому конкурентная борьба заставит поставщиков услуг делать акцент на комплексных и дополнительных услугах.

"В конечном счете победит удобство", — считает Хонг Чен, президент и исполнительный директор компании GRIC Communications, которая предоставляет Internet-провайдерам и операторам связи во многих странах свои услуги по управлению сетями, выставлению счетов за использование ресурсов и т. д. "Каждый счет, высылаемый компанией, стоит ей 1—2 дол., и примерно во столько же обходится адресату его получение. Кроме того, пользователям приходится нести расходы на поддержание связей со своими партнерами. Объединение технологий передачи информации сулит громадную экономию множеству абонентов.

Перемена во взглядах

Несколько лет назад, когда IP-телефония только появилась, отношение к ней было совсем иным. Первые продукты для IP-телефонии обеспечивали довольно низкое качество передачи речи. И еще полтора года назад многие из традиционных операторов телефонной связи тешили себя надеждой, что это качество так и не станет приемлемым. С тех пор произошли большие изменения к лучшему, и теперь некоторые из IP-продуктов способны реализовать на международных линиях связи такое же качество передачи речи, как в сетях с коммутацией каналов.

"Когда операторы связи познакомились с качеством речевой передачи, которую может обеспечить последнее поколение наших продуктов, они поначалу расценили IP-телефонию как угрозу для себя, — рассказывает Хейди Берзин, вице-президент по маркетингу компании Clarent, производящей шлюзы для IP-телефонии. — Однако теперь они оценили возможности этой технологии для быстрого завоевания новых рынков по мере снятия государственных ограничений на предоставление услуг связи. Данный процесс все равно будет идти, поэтому они должны либо предлагать абонентам новые услуги, либо смириться с потерей части клиентов".

Телекоммуникационные компании понимают, что рост трафика будет происходить прежде всего за счет увеличения объемов передачи данных, а не речи, поэтому сосредотачивают основное внимание на предоставлении услуг передачи данных. Операторам связи придется создать развитую IP-инфраструктуру для передачи пакетного трафика, после чего будет вполне естественно начать предоставление услуг передачи речи по тем же линиям.

Вновь образованные телефонные компании могут сначала создавать сети, поддерживающие IP-телефонию для частных пользователей, которые будут оплачивать услуги посредством дебитных или кредитных карточек. На следующем этапе развития таких компаний они будут способны расширять круг предоставляемых услуг, создавая виртуальные частные сети для корпоративных абонентов. "Когда операторы связи создадут сети для частных и для корпоративных пользователей, они сумеют предоставить пользователям обеих сетей возможность связываться друг с другом", — считает г-н Берзин.

В отличие от новых операторов связи, поставщики услуг Internet оказались гораздо менее активными в предоставлении услуг IP-телефонии своим абонентам. "Это удивило меня больше всего, — признается г-н Эвслин. — Наша компания предлагает услуги телефонии через Internet для компаний-реселлеров, и мы предполагали, что нашими первыми клиентами станут поставщики Internet-услуг, стремящиеся расширить возможности своих абонентов. Однако гораздо быстрее на наше предложение откликнулись традиционные реселлеры, торгующие телефонными карточками с предварительной оплатой". Реселлерским компаниям не приходится инвестировать средства в поддержку уже созданной сетевой инфраструктуры и заботиться о защите своих многомиллиардных доходов, которые приносит применение сетей с коммутацией каналов.

Видимо, кого-то удивит, что основной смысл внедрения IP-телефонии состоит не в том, чтобы обеспечить возможность бесплатных телефонных разговоров. Однако, бесплатная беседа потребует от обоих абонентов использования персональных компьютеров в качестве телефонов, что не слишком удобно. Гораздо чаще IP-телефония поддерживает связь между абонентами, имеющими обычные телефонные аппараты. Связь на основе IP-телефонии может оказаться более дешевой, чем связь через коммутируемую телефонную сеть общего доступа, но не бесплатной — нужно платить за IP-шлюзы на обоих концах линии и за услуги местных операторов связи.

Смысл развития IP-телефонии в пределах США не ограничивается выгодой, связанной с разницей в стоимости связи по дорогим линиям коммутируемых телефонных сетей и более дешевым IP-линиям. Стоимость обычных телефонных переговоров для корпоративных абонентов сейчас составляет около 3 центов/мин, причем в последнее время телефонные компании отказались даже от дифференцирования тарифов в зависимости от времени суток и предлагают наиболее крупным корпоративным клиентам единые ставки.

В международном масштабе подобные вопросы пока решаются иначе. Основная причина заключается в том, что в большинстве стран не существует бесплатной телефонной связи даже местного масштаба. Кроме того, тарифы на международную связь (т. е. регулируемые государством цены, установленные на прием телефонных вызовов, которые исходят из другой страны) достигают 1 дол./мин. Тарифы на международную связь применимы только к телефонным линиям и не распространяются на средства IP-телефонии. Конечно, эти тарифы могут измениться или вообще исчезнуть в одночасье, но пока этого не произошло, сам факт их существования является мощным стимулом для слияния технологий передачи речи и данных.

Новые приложения

Если говорить о рынке корпоративных пользователей, то передача речи и данных по единой сети означает не только снижение стоимости телефонных переговоров, но и появление новых приложений. Универсализация передачи речи и данных позволит разработчикам создавать интегрированные приложения, существование которых в разрозненных сетях было экономически невыгодным.

"Люди общаются друг с другом не только посредством речи — они используют и другие органы чувств, — объясняет Элон Гэнор, председатель и исполнительный директор израильской компании VocalTec Communications, производящей шлюзы для IP-телефонии. — IP-телефония приближает нас к такому уровню общения, помогая сократить расстояние между людьми".

IP-телефония свободна от замкнутости, присущей системам звуковой почты, которые основаны на обычных телефонных линиях. Звуковая почта на базе IP дает пользователям возможность отсылать сообщения за пределы той системы, в которой они находятся. Однако связь с помощью компьютерных приложений совсем не обязательно окажется дешевле, чем традиционная. "Главный смысл IP-телефонии заключается в повышении эффективности работы абонентов, а не в том, чтобы сэкономить несколько центов на междугородных звонках", — говорит Дейв Шрифтгиффер, руководитель отдела цифровых сетей компании Lucent.

После того как на рабочих станциях будет реализована поддержка нового протокола Н.323 (он регламентирует мультимедийную связь в сетях с коммутацией пакетов), пользователи смогут открывать сессии цифровой или видеосвязи, просто щелкая на экранах своих компьютеров по соответствующей кнопке. Удаленные друг от друга пользователи сумеют совместно работать над общим проектом — вместо того, чтобы многократно обмениваться различными вариантами документов по электронной почте. "Как только люди на собственном опыте почувствуют все эти преимущества и поймут, насколько возрастает эффективность их деятельности, популярность новой технологии передачи информации возрастет многократно", — считает г-н Шрифтгиффер.

Приложения для совместной работы — лишь вершина айсберга. Операторы телефонной связи уже сейчас используют компьютерные приложения и дешевые телефонные услуги, чтобы постепенно сформировать круг пользователей IP-телефонии. А когда их число окажется достаточно большим, операторы связи смогут предложить новые услуги (например, универсальную рассылку сообщений и поддержку полностью интегрированных видеоконференций), существование которых до сих пор было технически или экономически невозможным. "Передача речи будет практически бесплатной, — утверждает Томас Фицпатрик, вице-президент компании Meridian Communication Solutions, принадлежащей корпорации — Nortel. — Телекоммуникационные компании станут получать прибыль за счет предоставления расширенного набора услуг".

Билл Джефферис, руководитель отдела средств сетевого доступа компании Bell Atlantic Network Integration, считает, что универсализация связи позволит телекоммуникационным компаниям лучше организовать свои сети, оптимизировав их для поддержки таких пользовательских приложений, как службы каталогов и развертывание интра- и экстрасетей. "Все эти возможности будут обеспечены надежными гарантиями качества (QoS) и соглашениями об уровне услуг в отношении как приложений, так и сетей", — заявляет Джефферис.

Модернизация инфраструктуры

Чтобы добиться всех этих возможностей, потребуется серьезная модернизация существующих сетей. Операторы и инвесторы, убежденные в огромных перспективах рынка IP-технологий, уже принялись за дело.

Крупным операторам связи придется создать вторичную IP-сеть и позаботиться об ее интеграции с устаревающей инфраструктурой, предназначенной для передачи речи. Правда, у таких компаний есть некоторые преимущества: они имеют опыт предоставления услуг междугородной связи и прекрасно ориентируются в требованиях рынка. Кроме того, во многих регионах США крупные операторы связи имеют традиционных клиентов и обладают значительным авторитетом среди абонентов.

Что же касается недавно созданных телефонных компаний, их главные достоинства — гибкость при внедрении новых технологий и большой потенциал. Сколько средств придется затратить новичкам на создание своих сетей, сейчас сказать трудно. "Никто пока точно не знает, сколько вложений потребуют новые сети, — говорит Роберт Лаки, вице-президент по вопросам прикладных исследований компании Bellcore. — Нам еще предстоит увидеть, какие компании разорятся, а какие выживут".

Рост объемов передаваемого трафика и числа компаний, предоставляющих абонентам услуги связи, несомненно, скажется на пропускной способности магистральных линий. Однако эта проблема решается относительно просто. Некоторые методы мультиплексирования с разделением каналов по длине волны позволяют на несколько порядков увеличить скорость передачи сигналов по оптоволоконным линиям, а благодаря повышению качества самих линий появляется возможность сэкономить на ретрансляционном оборудовании.

Развитие оптоволоконных сетей до сих пор тормозилось недостатком маршрутизаторов, способных обрабатывать пакеты со скоростями, превышающими быстродействие линии DS-3, но похоже, что и это препятствие скоро будет преодолено. Компания Tellium, недавно отделившаяся от Bellcore, выпустила новый оптический коммутатор Aurora, который позволяет обойтись без операции демультиплексирования транслируемых оптических сигналов, сильно замедляющей работу маршрутизатора. Поскольку от половины до трех четвертей всего трафика в сетях общего пользования составляют транзитные пакеты, которые не нужно обрабатывать на данном конкретном узле, маршрутизатор Aurora, использующий оптические методы трансляции пакетов, может значительно ускорить передачу информации в сети.

Проблема "последней мили"

Пропускная способность современных магистралей на базе оптоволоконных линий не вызывает особого беспокойства, но вот точки подключения к ним локальных сетей могут стать по-настоящему "узким местом". Качество IP-телефонии будет зависеть от того, учтут ли поставщики услуг возможности своих маршрутизаторов при подключении новых абонентов. Если эти возможности будут превышены, пакеты станут теряться и качество связи ухудшится. Таким образом, модернизация инфраструктуры "последней мили" представляется одной из наиболее актуальных задач.

На пути решения данной задачи имеется целый ряд трудностей. Одна из них состоит в том, что все телефонные компании обладают весьма солидным парком оборудования для телефонных сетей, большая часть которого еще не выработала свой срок. Ирония судьбы: операторы связи приобрели это оборудование совсем недавно, стремясь удовлетворить спрос абонентов на подключение к Internet. Раньше амортизация подобной аппаратуры занимала около тридцати лет, за последние годы срок сократился всего до девяти лет, но даже такой отрезок времени слишком велик по сравнению с темпами развития Internet и трехлетним сроком амортизации большинства пакетных коммутаторов. Короче говоря, если операторам связи придется вскоре заменить свои коммутаторы каналов на коммутаторы пакетов, они выбросят большие деньги на ветер.

Почти у всех коллективных пользователей, даже у компаний очень скромного размера, имеется, как правило, постоянное IP-соединение с поставщиком сетевых услуг, но у индивидуальных пользователей на участке "последней мили" оно постоянным не является. И это — еще одна проблема модернизации сетей. Конечно, открываются широкие возможности для новых технологий доступа, тем более что многие пользователи начинают проводить в свои дома вторые линии, которые могут быть (даже желательно, чтобы были) изначально ориентированы на передачу IP-пакетов. Но обеспечение коммутации на таких линиях потребует очень больших затрат.

Местные телефонные компании предлагают абонентам целый букет вариантов доступа к сети — от традиционных модемов и линий ISDN до цифровых абонентских линий (DSL), кабельных модемов и некоторых разновидностей беспроводной связи. Наибольшей популярностью среди этих методов сегодня пользуется технология xDSL.

"Магистральная линия является интегрированной, поэтому линии, связывающие абонента с магистралью, тоже должны быть интегрированными и поддерживать передачу как речи, так и данных, — уверен Мартин Тейлор, главный специалист по технологиям в недавно образованной компании CopperCom. — Модемы и линии ISDN обеспечивают чересчур медленную связь, а кабельные модемы и беспроводные технологии пока неразвиты. Так что технология DSL представляет собой единственное комплексное решение проблемы "последней мили".

Однако, согласно некоторым оценкам, даже если технология DSL оправдает самые смелые ожидания, в течение ближайших двух лет воспользоваться ею смогут лишь около 1 млн абонентов. Большинство же остальных пользователей будет по-прежнему получать доступ в сеть с помощью аналоговых модемов, и такие соединения придется обеспечивать, используя оборудование для коммутации каналов.

Часть специалистов считает, что победителями в борьбе за возможность предоставления интегрированных услуг связи окажутся те компании, которым удастся реализовать соединение устаревающих абонентских линий с новыми магистралями. Компании, которые намерены предоставлять услуги IP-телефонии, должны стать партнерами операторов связи и подключаться к телекоммуникационной сети на правах поставщиков, а не потребителей услуг. Тогда они смогут размещать свое оборудование на телефонных узлах и получать доступ к таким технологиям обработки вызовов, как Signaling System 7 (SS7).

Почем разговорчик?

Операторам связи еще предстоит определить, каких затрат требует эксплуатация универсальных сетей и какой уровень тарифов следует установить за их использование. Ответов на эти вопросы пока не знает никто.

Раньше тарифы на телефонную связь зависели от расстояния между абонентами и продолжительности разговора, но в новых условиях такие принципы себя уже не оправдывают. Затраты на обеспечение связи перестают быть прямо пропорциональными продолжительности сеанса связи, да и затраты на передачу информации в пределах города и в пределах страны различаются незначительно.

Телекоммуникационные компании, которые давно занимаются этим бизнесом, пока не рискуют снизить цены на телефонные услуги и, следовательно, потерять часть прибыли, получаемой от тех организаций, для которых сегодняшние тарифы совершенно не обременительны. Операторы связи опасаются и пиратского использования их линий другими компаниями, что тоже не облегчает проблему расчета тарифов. У новичков в области телекоммуникаций таких проблем нет.

Значительная часть доходов телекоммуникационных компаний основана на предоставлении услуг в сетях с коммутацией каналов. Физическая инфраструктура, биллинговые системы, службы поддержки абонентов и многие другие используют технологию коммутации каналов, поэтому также подлежат модернизации. Если учесть, что в США насчитывается около 13 тыс. телефонных узлов, оборудование которых придется модернизировать, то станет понятно: задача замены коммутаторов бледнеет по сравнению с проблемами, связанными с необходимостью столь колоссальных затрат.

Нужны новые коммутаторы

Еще одним препятствием к объединению технологий передачи речи и данных является цена IP-коммутаторов в расчете на один порт. Стоимость комплекта IP-оборудования в расчете на одну линию составляет около 1 тыс. дол., тогда как для аналоговых линий значение этого показателя — всего 150 дол. Хотя передача данных обходится гораздо дешевле, конечное оборудование все еще достаточно дорого. "Мы сможем широко предоставлять услуги IP-телефонии только после того, как снизится стоимость IP-коммутаторов", — говорит Ховард Мак-Нелли, вице-президент компании AT&T.

Хотя мощность IP-коммутаторов быстро повышается, данная проблема тоже до конца не решена. Как правило, телефонные коммутаторы имеют около 10 тыс. портов, тогда как максимальное число портов IP-коммутатора — пока лишь 96. Несмотря на то, что IP-порты способны одновременно обрабатывать несколько вызовов, задача создания гораздо более мощных IP-коммутаторов продолжает оставаться актуальной. Эти устройства должны прийти на смену оборудованию, установленному сейчас на телефонных узлах.

IP-оборудование достаточно несовершенно и с точки зрения используемого программного обеспечения. В аналоговых сетях, предназначенных для передачи речи, управляющие сигналы передаются по отдельной сети, действующей в режиме реального времени и обеспечивающей дополнительную безопасность. В этой сети поддерживается протокол SS7. В IP-технологии концепция управляющих сигналов развита очень слабо, и вся информация следует по одной и той же сети, которая, в принципе, подвержена воздействию хакеров. Если в такой сети будет потеряно сообщение, обозначающее окончание сетевой сессии, то абонент может получить счет на оплату не реального сеанса длительностью в несколько минут, а нескольких суток использования сети.

Компании, разрабатывающие средства доступа к IP-сети, начинают обеспечивать в своих новых продуктах функции, аналогичные предусматриваемым технологией SS7. Компания Ascend Communications недавно анонсировала шлюзовый модуль, который позволяет коммутаторам доступа MAX TNT WAN, относящимся к классу аппаратуры для операторов связи, связываться со служебной сетью SS7. Используя коммутаторы Ascend, поставщики услуг могут разделять трафик на цифровую и голосовую составляющие, направляя речевые сигналы через коммутаторы каналов. Однако на рынке подобные продукты еще не появились.

"IP-оборудование пока во многом уступает коммутаторам каналов: в нем отсутствуют такие функции, как режим ожидания в сеансе связи, переадресация вызова, оплата связи по кредитной карточке или бесплатная связь с номерами, имеющими зональный код 800, — говорит Майкл Дей, старший руководитель отдела планирования сетей компании Alcatel Network Systems. — Должно пройти определенное время, прежде чем IP-оборудование сможет в полном объеме реализовать возможности средств передачи речи".

Оборудование для коммутации пакетов не имеет также крупномасштабных баз данных адресов, в которых хранятся адреса, размещаемые одновременно на нескольких компьютерах. И конечно же, общедоступные IP-сети сумеют заменить телефонную сеть общего пользования только тогда, когда они будут поддерживать услуги с гарантированным качеством. IP-коммутаторы нового поколения производят обработку пакетов со скоростью, равной быстродействию линии передачи, что со временем может обеспечить гарантию качества услуг в IP-сетях.

Компания Nexabit Networks сделала очередной шаг на пути к повышению производительности коммутаторов, выпустив продукт, способный обрабатывать трафик со скоростью несколько терабит в секунду. Маршрутизирующий коммутатор NX64000 транслирует пакеты с быстродействием до 6,4 Тбит/с и поддерживает до 64 линий ОС-48 (скорость передачи 2,4 Гбит/с) или до 16 линий ОС-192 (скорость передачи 9,6 Гбит/с). Коммутатор поддерживает также восемь очередей с гарантированным качеством на каждый порт, поэтому может обрабатывать пакеты, несущие речевые сигналы, и другие данные, качество передачи которых зависит от скорости передачи пакетов.

Сейчас коммутатор NX64000 проходит бета-тестирование. Другая компания, Juniper Networks, предполагает выпустить в конце года аналогичное устройство.

При внедрении IP-технологии придется обратить внимание на проблему надежности связи. Современные телефонные линии удовлетворяют стандарту "пять девяток", т. е. они должны обеспечивать связь в течение 99,999% срока своей службы. Отчасти такой уровень надежности достигается за счет использования на концах линий достаточно специализированного статичного оборудования — телефонных аппаратов.

При создании же цифровых сетей надежность линий всегда в той или иной мере приносилась в жертву гибкости. Потребители получают доступ к цифровым сетям через персональные компьютеры, а они постоянно изменяются. "Скольким пользователям в этом году не пришлось перезагружать свои настольные системы? — спрашивает Джон Харт, руководитель отдела технологий компании 3Com. — Не имеет никакого смысла создавать сеть с надежностью 99,999%, если настольные компьютеры гораздо менее надежны".

Перспективы

Вышесказанное можно отнести и к качеству связи. Скорость работы сети в целом определяется быстродействием самого медленного ее звена. Обеспечение QoS на всех участках линии, связывающей конечных пользователей, — одна из самых насущных задач в области совершенствования IP-технологии. Появления же услуг дифференцированных по качеству связи через Internet, придется ждать еще пару лет. Некоторые из сервис-провайдеров направляют трафик абонентов через участки частных сетей, чтобы избежать перегрузки линий общего доступа. Однако подобное решение обходится дороже, чем передача данных по магистральным линиям общего пользования.

Некоторые специалисты считают, что вопросы, связанные с задержками сигналов и обеспечением QoS, можно решить за счет увеличения полосы пропускания линий. "Тогда не придется прибегать к помощи таких стандартов, как IPv6, протокол резервирования ресурсов (RSVP) и т. п.", — говорит Рон Вайдал, первый вице-президент по вопросам инвестиций компании Level 3 Communications.

Другие убеждены, что проблему устранят средства управления полосой пропускания. "Избыточная полоса пропускания способна оправдать себя в локальных сетях, поскольку там она обходится очень дешево, — утверждает г-н Шрифтгиффер из компании Lucent. — В глобальных сетях победит принцип управления полосой пропускания. Сейчас для обеспечения гарантий качества услуг нам приходится использовать технологию АТМ, но в будущем она, возможно, и не понадобится".

Производители оборудования и поставщики услуг ждут появления новых стандартов, которые помогут улучшить операционную совместимость создаваемых систем. Ныне среди стандартов недостает спецификаций, регламентирующих передачу сигналов между линиями IP и АТМ, взаимную проверку серверов управления трафиком и методы выставления счетов.

В данной области большую работу проводит Комитет по дифференцированным услугам, входящий в состав рабочей группы IETF: он разрабатывает стандартные методы поддержки различных классов услуг в сетях общего доступа.

Один из методов заключается в применении упрощенного протокола доступа к каталогам (Lightweight Directory Access Protocol), который обеспечивает соответствие между файлом параметров пользователя и конкретными услугами. При таком подходе оконечные сетевые устройства выполняют контрольные функции, идентифицируя различные типы пользователей для предоставления им соответствующих классов услуг.

Аналитики полагают, что вначале дифференцированные услуги появятся в "частных сетях Internet" и будут ограничены рамками инфраструктуры одного поставщика. Затем поставщики услуг начнут заключать двусторонние соглашения о передаче управляющих сигналов, что позволит организовать поддержку дифференцированных услуг при передаче данных между их сетями. Постепенно такие соглашения будут становиться все более многосторонними и, в конце концов, охватят Internet в целом. "Сеть Internet подобна живому организму, — говорит Хоу из компании Bay. — Она не имеет генерального плана развития и совершенствуется в зависимости от обстоятельств".

Назад пути нет

Взгляды специалистов на развитие Internet могут быть разными, но несомненно одно: объединение технологий передачи речи и данных началось. Некоторые аналитики настроены очень оптимистично, другие отмечают многочисленные недостатки технологии пакетной передачи данных. Но, как бы то ни было, она уже стала стандартом, и спорить с этим бесполезно. Распространенность и число активных сторонников технологии IP столь значительны, что альтернативы ей просто не видно.

В течение ближайших двух лет цифровые сети по-прежнему будут соединены с телефонными линиями. Подключение локальных IP-сетей к существующей телефонной инфраструктуре должно быть "бесшовным", чтобы предприятиям не пришлось приобретать дополнительное оборудование, а пользователям — вводить с клавиатуры множество паролей и адресов, указывать, кто они такие и с кем хотят связаться.

Со временем в IP-сети станут переводить все больше мультимедийных приложений. Внедрение их на предприятиях начнется со служб поддержки клиентов, поскольку затраты в этой области окупаются очень быстро. Затем, по мере разработки новых приложений, универсальные методы связи будут внедряться и в других областях. Постепенно процесс выйдет за рамки интрасетей и охватит экстрасети, а потом — сети общего доступа.

Когда же начнется последний этап? Разброс оценок достаточно велик, но наверняка это произойдет еще до конца первого десятилетия XXI века, а очень возможно, что и раньше, — всего через пять-шесть лет.

"Сейчас крупные производители оборудования выпускают новые продукты, а Internet-провайдеры и телефонные компании развивают новые услуги, создавая совместными усилиями новый рынок, — говорит Невилл О'Рейли, руководитель отдела по работе с предприятиями консультативной компании TeleChoice. — Чтобы реально использовать возможности совместной передачи речи и данных, нужно иметь полностью готовую систему, так что не следует ставить телегу впереди лошади. Но мы постепенно подходим к такому этапу, когда можно будет приступить к интеграции отдельных технологических решений в единое целое".

Технология IP позволяет обеспечить операционную совместимость между универсальными устройствами и узкоспециализированными продуктами. Сейчас они связаны телефонной сетью, которая прекрасно справляется со своей задачей, передавая речь. Но поскольку телефония перестает быть главным средством связи в современном мире, появляется необходимость в универсальной сети.

ОБ АВТОРЕ

Универсальная связь: вопросы и ответы

В.: - Происходят ли кардинальные изменения в инфрастуктуре сетей, которые могут способствовать появлению универсального способа связи на базе передачи IP-пакетов?

О.: - Несомненно. И это произойдет раньше, чем кто-либо может подумать. Сейчас большинство организаций использует сети шести основных разновидностей, практически не соединенные между собой.

В.: - Шесть типов? Какие же это сети?

О.: - Каждое предприятие пользуется большой сетью с коммутацией каналов, предназначенной для передачи речи. Раньше она обеспечивала транспортировку около 80% всего объема информации, но теперь цифра снизилась до 50%. Трафик сети с коммутацией каналов продолжает расти, но медленными темпами. Если его пересчитать на минуты, то в расчете на одного сотрудника он увеличивается примерно на 3% в год. Основной прирост трафика связан с внедрением новых приложений, например звуковой почты и центров обслуживания клиентов. В большинстве компаний трафик таких служб возрастает на 20% в год.

IP-коммутация способна взять на себя функции этой сети. Видимо, в ближайшие два года на IP-технологию будет переведено не более 5% всего трафика. Но в больших компаниях, например тех, которые входят в число 200 наших наиболее крупных клиентов, сеть IP сможет в течение следующих пяти лет обеспечить поддержку 30% речевого трафика. Центры обслуживания тоже можно перевести на технологию IP, так же как и звуковую почту.

В.: - А что собой представляют сети второго типа?

О.: - Каждая из компаний, входящих в упомянутую мной категорию, располагает сетью с архитектурой SNA. В свое время эту архитектуру разработала компания IBM для поддержки приложений, от которых зависит основная деятельность организации. Сейчас эти сети не расширяются, но их размеры и так достаточно велики. В течение ближайших трех-четырех лет несложно будет перевести половину подобных сетей на технологию IP. Еще 25% сетей SNA перейдут на новую технологию в следующие три или четыре года, а оставшуюся часть, возможно, вовсе не придется модернизировать.

В.: - Как можно охарактеризовать сети третьего типа?

О.: - Они базируются на архитектуре клиент-сервер и в любой момент могут быть переведены на технологию IP. Такие сети были разработаны для организации одноранговой связи. Объем приложений, использующих данную архитектуру (к ним относится, например, система Windows NT), каждый год увеличивается на 35%. Многие из наиболее крупных наших клиентов приспосабливают сети SNA в своих организациях к этой среде, и практически все вновь создаваемые сети поддерживают платформу NT.

В.: - Что можно сказать об интрасетях и Internet?

О.: - Сейчас Internet и интрасети ответственны лишь за небольшой процент общего трафика, но его объемы ежегодно увеличиваются более чем вдвое. Точнее, рост составляет около 10% в месяц, т. е. 120% в год. По правде говоря, они растут так быстро, что примерно половина компаний, которым мы предоставляем консультационные услуги, не отдает себе отчета в темпах роста сетей этого типа. Преимущество сетей четвертой категории состоит в том, что в них изначально используется коммутация пакетов, поэтому они полностью готовы для универсализации технологии связи.

В.: - Какие сети относятся к двум оставшимся типам?

О.: - Это международные телефонные и цифровые линии, в том числе линии факсимильной связи. Поскольку услуги операторов связи стоят дорого, у компаний есть веская причина перевести соответствующий трафик на технологию IP. Необходимая инфраструктура имеется, а размеры сетей крупных корпораций, предназначенных для международной связи, увеличиваются ежегодно на 18%. Отсылка факса в Израиль, которая обошлась бы в 4 дол., при использовании IP-линии будет стоить около 20 центов. Удивительно, что еще не все компании перевели этот трафик на IP-технологию.

В.: - Каков же итог?

О.: - Компании начнут миграцию к IP-технологии с самых дорогостоящих приложений, за которыми последуют и все остальные. Видеоприложения? Да, они тоже, но это - далеко не первоочередная задача. Каждая фирма применяет множество устройств от самых разных поставщиков и множество технологий связи. Мудрый руководитель стремится к снижению числа не столько поставщиков, сколько используемых технологий. Отделы управления сетями в компаниях и так едва справляются с работой. Немало фирм уже сделали ставку на IP-коммутацию и теперь ищут единомышленников среди операторов связи и поставщиков оборудования.

"Возможно, IP - не лучшая технология, но она распространена повсеместно, стала стандартом связи между организациями и вполне позволяет объединить передачу голоса и данных", - утверждает Херб Ошер из компании Bell Atlantic Network Integration

"Главный смысл применения IP-телефонии заключается в повышении эффективности работы абонентов, а не в том, чтобы сэкономить несколько центов на междугородных звонках", - считает Дейв Шрифтгиффер из компании Lucent

"Мы сможем широко предоставлять услуги IP-телефонии только после того, как снизится стоимость IP-коммутаторов", - заявляет Ховард Мак-Нелли из компании AT&T

"Дальнейшее развитие телефонной сети для удовлетворения столь стремительно растущих потребностей даже не имеет смысла обсуждать. Коммутация каналов обречена", - говорит Питер Севчик из компании Northeast Consulting Resources

Коммутация каналов или пакетов?

Джозеф Ринде, руководитель отдела коммутируемых сетей в подразделении компании MCI, отвечающем за технологии Internet, отмечает: для нормальной работы любой сети - с коммутацией каналов или пакетов - ее нагрузка не должна превышать 50% от максимальной пропускной способности этой сети. Поэтому, для поддержки телефонной связи со скоростью 64 кбит/с, нужно иметь полосу пропускания около 128 кбит/с. Аналогично, для передачи речи по линии IP со скоростью 10,3 кбит/с, при которой обеспечивается хорошее качество сигналов, требуется, чтобы максимальная скорость составляла 20,6 кбит/с.

Таким образом, эффективность связи по IP-сети в 6,2 раза выше, чем по коммутируемой телефонной сети общего пользования. Ринде отмечает, что если данные не передаются по сети ни в одном направлении в течение 7,5% времени, то преимущество IP-сети возрастет до 7 раз

Не ждите от IP слишком многого

При обсуждении проблем компьютерной отрасли противники часто высказывают крайние точки зрения и занимают полярные позиции. То же происходит и в области IP-телефонии: в зависимости от того, к каким аналитикам вы прислушиваетесь, можно прийти к выводу, что все ее технологии либо совершенно не имеют изъянов, либо безнадежно плохи. В общем, перспективы универсализации связи на базе IP-сетей рисуются лишь черно-белыми красками.

Ни один крупный сервис-провайдер не переведет в ближайший год все предоставляемые им услуги по передаче речи, данных и видео на IP-технологию. Никто из поставщиков даже не приблизился к такой возможности, хотя некоторые из них строят свои планы, ориентируясь на это направление. На пути создания универсальных средств связи достаточно много неразрешенных проблем, а потенциальную выгоду от их применения еще предстоит оценить.

Мы, конечно, не оспариваем тот факт, что IP стал основным протоколом передачи данных. Нет сомнений и в другом: он хорошо приспособлен для реализации приложений, использующих передачу с промежуточным накоплением (типа звуковой почты) и потоковую передачу (например, широковещательных сообщений). Но сможет ли технология IP поддерживать высококачественную передачу речи в режиме реального времени, оставаясь экономически выгодной? Часть аналитиков уверена, что сможет, другие придерживаются противоположной точки зрения.

Если передача речи будет интегрирована со службами каталогов и другими приложениями для персональных компьютеров, ее реализация на базе IP-сетей, видимо, будет оправданной. Но когда телефонная связь является независимым приложением, действующим в режиме реального времени, достоинства использования IP-инфраструктуры в определенной степени зависят от цен на традиционные услуги передачи речи. Эти тарифы повлияют на ценовую политику поставщиков сетевых услуг, а также на выбор частных и корпоративных абонентов.

Вряд ли традиционные приложения, предназначенные для передачи данных, будут переведены на IP-технологию быстрее, чем передача речи. Многие компании считают: реализация всех видов связи на базе IP-сети способна привести к неразберихе, что неприемлемо для приложений, от которых зависит основная деятельность этих организаций. Кроме того, IP-технология пока не в состоянии обеспечить различные уровни качества, которые можно было бы гарантировать конкретным приложениям, услугам или пользователям на всех участках линии, связывающей конечных пользователей. Сети поставщиков услуг и корпоративные сети предприятий останутся разобщенными до тех пор, пока IP-технология не обеспечит гораздо большую гибкость в предоставлении услуг различного качества и гарантированную полосу пропускания. Но даже когда это произойдет, мир не изменится в одночасье.

Еще один серьезный вопрос - оценка прибыльности новой технологии. Считается, что универсализация средств связи на базе IP-сетей сулит значительную экономию. Возможно, все обстоит именно так. Но для поставщиков сетевых услуг стоимость передачи информации по сети составляет лишь 15-20% от всех затрат на предоставление услуг, поэтому даже 70-процентная экономия сетевых расходов может показаться им не столь уж заманчивой. Пока сервис-провайдер не в состоянии перевести все функции на универсальную основу (что позволит ликвидировать дублирующиеся операции и рабочие места), вряд ли экономия только на сетевой передаче будет стимулом.

Вот некоторые технические и организационные проблемы, которые стоят перед поставщиками услуг, намеренными перевести свои сети на IP-технологию.

- Как зарезервировать полосу пропускания для отдельных приложений, абонентов или классов услуг? Как устанавливать тарифы на эти услуги и выставлять счета за их использование?

- Действительно ли миграция всех сетей и услуг к универсальной инфраструктуре принесет экономию? Сколько времени потребуется на такой переход, и в какой степени это затронет абонентов? Сохранит ли универсальная сеть возможность расширения при росте объемов передаваемого трафика? Как совместить унаследованные оконечные пользовательские системы с новой архитектурой сети?

- Имеются ли средства для диагностики и устранения неисправностей в новой сети? Умеет ли оперативный персонал использовать их?

- Каким образом в IP-сети будут обеспечиваться такие дополнительные возможности телефонной связи, как переадресация вызова, определение номера абонента и маршрутизация в зависимости от времени суток?

И это - лишь малая часть всех проблем, связанных с внедрением универсальных линий связи. Даже новые поставщики сетевых услуг, намеревающиеся предоставить абонентам интегрированные сети, начинают свою деятельность с создания небольших изолированных специализированных сетей, поэтому перед ними стоят те же проблемы интеграции технологий. Пока не будет найден ответ на большинство перечисленных вопросов, интеграция различных видов связи на базе IP останется лишь мечтой.

Появления сетей на универсальной основе долго ждать не придется. Но сколько времени реально потребуется на объединение? Руководителям придется пересмотреть некоторые укоренившиеся взгляды и пристрастия, реорганизовать свои предприятия, изменить принципы построения сетей и пойти на новые инвестиции. Даже если удастся разрешить все технические проблемы организации связи, останется ряд серьезных препятствий, связанных с консолидацией сетей. Многие предприятия не могут себе позволить такую роскошь, как теоретические исследования перспектив объединения сетей - специалисты отделов ИТ слишком заняты решением текущих проблем эксплуатации.

За последние десять лет немало технологий - ISDN, ATM, кабельные модемы и обычная телефония - претендовали на то, чтобы коренным образом изменить характер компьютерных сетей. Теперь им на смену приходит IP-технология. Ожидания, которые мы каждый раз связываем с новыми идеями, столь велики, что удивительно, как им удается оправдаться хотя бы частично.

Конечно, технология IP не решит проблемы голодающих стран, не дарует прочного мира во всем мире и объединения религий. В ближайшие два года она даже не будет способна объединить разрозненные национальные сети. Вопрос в другом: сделает ли она вообще такую попытку?