В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Михаил Гришунин
Заместитель директора по продукции компании "Тайле"
Однако если спуститься с небес на землю и посмотреть, что же волнует провайдеров услуг Интернета на местах, то окажется, что проблема та же самая, просто в меньших масштабах. Участки сети, построенные 5, 7 или 10 лет назад, да еще и в условиях дефицита бюджета и гонки за первенство в охвате территорий, сегодня не справляются с многократно возросшими потоками данных. Нехватка полосы пропускания на магистральных и распределительных участках сети MetroEthernet существенно затрудняет жизнь операторов. И хотя почти все современные ПК и ноутбуки оснащаются гигабитными сетевыми интерфейсами, даже внутри локальной сети провайдера абонентам приходится лишь мечтать о "честных" 100 Мбит. В то же время жесткая конкурентная борьба на рынке интернет-доступа требует постоянного повышения скорости подключения в сочетании со стабильно высоким качеством услуг. Однако наличие узких мест зачастую делает эту задачу невыполнимой.
Данная ситуация требует особых решений, соразмерных по стоимости внедрения и эксплуатации с объемом решаемых проблем. Другими словами, как не стоит стрелять из пушки по воробьям, так и не стоит, например, перекладывать кабельную инфраструктуру или внедрять дорогостоящие 10GE-решения ради небольшого проблемного сегмента сети в старом микрорайоне. К счастью, для операторов FTTH многие производители "второго эшелона" (такие как GigaLink) освоили выпуск простых, надежных и недорогих решений спектрального уплотнения.
Сама по себе технология уплотнения волоконно-оптических линий связи с разделением по длине волны (Wavelength-division multiplexing, WDM) давно не нова. Однако до некоторых пор данные решения были прерогативой именитых производителей – лидеров рынка (например, ADWA, Alcatel, Cisco). Теперь же благодаря упрощению и снижению стоимости производства многослойных тонкопленочных фильтров, лежащих в основе технологии, xWDM становится доступным и массовым решением для устранения узких мест в сетях операторов MetroEthernet.
Чаще всего в основе таких решений лежит технология "грубого" уплотнения с разделением по длине волны (Coarse Wavelength-division multiplexing, CWDM). Отличаясь невысокой стоимостью, простотой монтажа и невысокими требованиями к качеству существующей оптической инфраструктуры, данная технология позволяет передавать по одному волокну до 16 потоков данных. При этом решение абсолютно невосприимчиво к типам и скоростям передаваемого трафика, так как мультиплексирование происходит на физическом уровне. Так, в одном волокне легко могут "сосуществовать" несколько потоков Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet, потоки SDH STM и даже Fibre Channel. Таким образом, CWDM позволяет радикальным образом увеличить пропускную способность оптической сети без прокладки нового оптического кабеля.
Бурному развитию CWDM, помимо удешевления мультиплексирующего оборудования, также способствовало и развитие технологий производства оптического волокна. Дело в том, что CWDM использует для работы широкий диапазон длин волн: от 1310 до 1610 нм, что требует наличия оптического кабеля на основе волокна без так называемого водного пика (Low Water Peak Fiber). Такое волокно (например, популярное сегодня Corning SMF-28e+) обладает расширенным до порядка 300 нм спектром пропускания.
Однако далеко не всегда существующая кабельная инфраструктура заказчика построена на волокне такого типа. В случае если используется волокно, оптимизированное на работу в диапазоне 1550 нм (например, G.655,
G.656), единственной альтернативой для оператора MetroEthernet становится более дорогостоящая, но и более совершенная технология DWDM. "Плотные" WDM (Dense WDM, DWDM) – это системы спектрального уплотнения с шагом длин волн от 0,2 нм, позволяющие мультиплексировать до 112 потоков данных. Еще совсем недавно решения DWDM использовались лишь магистральным оператором и крупным провайдером, модернизирующим опорную оптическую сеть. Однако сегодня на рынке уже присутствуют предложения от "бюджетных" производителей, вполне применимые на участках распределительных сетей MetroEthernet. Безусловно, такие бюджетные решения имеют ряд ограничений: доступно лишь 32 (реже 40) длины волны, а дальность работы, как правило, не превышает 100 км. С другой стороны, такие решения больше подходят для будущей миграции на 10GE, а также позволяют усиливать сигнал при помощи эрбиевых усилителей (широкий диапазон, используемый CWDM не позволяет этого делать) с целью построения протяженных линий связи.
Также не стоит забывать о возможности построения комбинированных решений. Так, например, проектируя внедрение CWDM, можно зарезервировать стандартные длины волн – 1310 и 1550 нм – для передачи аналогового сигнала кабельного ТВ или потока 10GE на стандартных длинах волн. Кроме того, внедряя CWDM сегодня, можно быть уверенным, что и в будущем, когда снова потребуется увеличение пропускной способности и переход на DWDM, имеющееся оборудование не окажется невостребованным. Всего в два диапазона CWDM можно уложить 16 и более потоков DWDM, максимально использовав при этом возможности оптоволокна.
Безусловно, технологии спектрального уплотнения, и CWDM в частности, – не единственная возможность для устранения узких мест и повышения пропускной способности сети. Более того, это не панацея от всех бед, и в каждом конкретном случае следует взвешенно подходить к выбору решения. Тем не менее не рассматривать эту альтернативу уже нельзя. В заключение рассмотрим пример из практики и в первом приближении оценим стоимость модернизации сети.
Предположим, имеется сегмент сети MetroEthernet, обслуживающий небольшой микрорайон многоквартирных домов на окраине города. Сегмент строился по мере расширения провайдера, использовалась топология "шина", которая позже была замкнута в кольцо для обеспечения отказоустойчивости. Сегодня кольцо охватывает 7 узлов. Плотность абонентов в те годы была невысокой (операторы помнят времена ажиотажного спроса на коммутаторы с 8–16 портами Fa-stEthernet и оптическим портом), поэтому изначально в каждом узле было по одному 24-портовому коммутатору, что с лихвой покрывало тогдашние
потребности.
Таким образом, гигабитное кольцо делило между собой всего полторы сотни абонентов, что с учетом переподписки давало скорость доступа в локальную сеть свыше 10 mbps на абонента. Прошли годы, и теперь перед ISP зачастую стоит другая проблема – нехватка места в антивандаль-ных ящиках, установленных в точках коллективного доступа. Теперь в каждом узле по 3–4 коммутатора, некоторые заменены на 48-портовые с целью повышения плотности. Как следствие, тот же гигабит теперь делят между собой (с учетом переподписки) более 300 абонентов, что позволяет говорить о полосе всего 3 mbps на абонента. И это в свете возросших в разы потребностей абонентов!
Первый: сделать кольцо 10-гигабитным, тем более что в ядре сети на тот момент уже активно использовалось оборудование с 10GE.
Второй: внедрить решение CWDM и выделить каждому узлу свой персональный гигабит, сохранив при этом отказоустойчивую кольцевую топологию.
Для реализации первого варианта в каждом узле необходимо заменить один из коммутаторов доступа на гигабитный коммутатор с поддержкой интерфейсов 10GE и оснастить его модулями XFP 10GE. Стоимость оборудования по данному варианту без учета необходимой модернизации граничного коммутатора составила не один десяток тысяч долларов США.
Для реализации второго варианта в каждом узле необходимо установить одноканальный мультиплексирующий модуль (OADM) с двумя локальными интерфейсами, "снимающий" поток данных, передаваемых на определенной длине волны, и после обработки "добавляющий" ее обратно в кольцо. В узле агрегации необходимо установить пару 8-канальных CWDM-мультиплексоров, "собирающих" потоки в одно волокно. Анализ решения показал, что стоимость оборудования в 2,5 раза ниже, чем в первом варианте. Столь существенная разница даже с учетом несколько большего объема работ предопределяет выбор заказчика в пользу CWDM.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #6, 2010
Посещений: 7827
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
