В рубрику "Практикум" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Владимир Тарасов
Директор по продуктовому маркетингу компании"Вимком"
В нашей стране рынок широкополосного доступа имеет свою специфику. Суть ее в том, что технология Metro Ethernet считается стандартом де-факто для создания IP-сетей – как представляющих собой составляющую параллельной сети FTTB (HFC+Ethernet), так и обеспечивающих единую среду доступа для услуг Triple Play. В этом смысле мы отличаемся и от США, где господствуют сети HFC/DOCSIS (альтернативу которым пытается составить GPON и deep fiber DSL) и от Европы, где доминирует DSL.
Как показал Всемирный конгресс Ethernet (Carrier Ethernet World Congress), прошедший в сентябре 2007 г. в Женеве – сама технология Ethernet сейчас очень быстро развивается, стремясь стать базовой технологией сетей NGN (вытеснив PDH/SDH и АТМ). Поэтому мировая индустрия Ethernet сконцентрирована в данный момент на решении проблем, препятствующих ее превращению в общепризнанную технологию не только уровня доступа, но и, в первую очередь, магистрального уровня.
К числу таких задач относятся:
• обеспечение
должного масштабирования на уровне VLAN и MAC;
• достижение 50-субмиллисекундной сходимости при
резервировании;
• развитие
средств управления сети (OAM – Operation,
Administration, Maintenance) операторского класса.
При этом новые разработки делаются в первую очередь в
соответствии с запросами крупных операторов (меж)регионального масштаба, для
которых приоритетны задачи:
• стыковки с
наследованными сетями других технологий;
• предоставления сервисов
ELINE/ELAN, VPN L2/L3 крупным корпоративным пользователям и присоединенным
операторам со скоростями N x 10 Гбит/с;
• адаптации к
рынкам wholesale, в первую очередь, опорных сетей мобильных операторов (mobile
backhaul).
Именно эти проблемы решаются технологиями (T-)MPLS и PBB-TE, которые наиболее интенсивно пропагандируются и обсуждаются в отрасли в последнее время.
Однако для широкополосных сетей масштаба города, ориентированных преимущественно на обслуживание физических лиц, большинство из вышеперечисленных вопросов не актуально. Поэтому для достижения экономической эффективности при реализации сети массового доступа Ethernet нужно руководствоваться целью получения необходимой функциональности сети в целом в рамках фактической бизнес-модели услуг, а не стремлением собрать все модные новшества "на всякий случай". В частности, сильные стороны (T-) MPLS и PBB-TE, в основном, не востребованы в сетях массового доступа, где обычно нет проблем стыковки с наследованными сегментами, а число бизнес-клиентов, размер их сетей и объем трафика весьма невелики.
Применение же этих технологий сильно удорожает поддерживающее их оборудование. В первую очередь, это относится к технологии MPLS, являющейся по определению технологией L3 и имеющей долгую историю развития, что определяет необходимость использования в оборудовании MPLS многих сотен рекомендаций стандартизирующих органов. В частности, организация вещательной рассылки multicast, совершенно необходимой при предоставлении услуг IPTV в мультисервисной сети, обходится очень дорого в среде MPLS, главный принцип виртуальных туннелей которой находится в противоречии с самой идеей multicast. Такие затраты могут быть оправданы при рассылке коммерческой информации (например биржевых данных) крупным бизнес-клиентам, но неприемлемы при организации ТВ-услуги для частных лиц в условиях конкуренции с традиционными операторами кабельного и спутникового ТВ. Кроме того, инсталляция и, главное, обслуживание сети MPLS потребует привлечения крайне дорогостоящих специалистов уникальной на данный момент квалификации, что окажется непозволительной роскошью для большинства сетей городского масштаба.
Собственно, именно дороговизна MPLS вызвала к жизни такие технологии, как VPLS (позволяет относительно экономично организовать сервисы L2 в среде L3) и PBB-TE (являясь обобщением технологии "обычного" Ethernet, представляет собой технологию L2 магистрального уровня). Предполагается, что оборудование РВВ-ТЕ обеспечит экономию примерно на 30% по сравнению с оборудованием MPLS. Правда, для обеспечения эффективного резервирования здесь необходимо использовать объемное специализированное ПО, а во многих практических применениях поверх транспортной среды РВВ-ТЕ нужно будет создавать маршрутизирующую надстройку L3. В результате общие затраты могут оказаться сопоставимыми для обеих технологий.
Следует отметить, что и реальный масштаб мультисервисных сетей массового доступа и, следовательно, объем трафика в них в нашей стране существенно меньше тех, на которые ориентируются производители оборудования.
Для примера сравним параметры модельного технического задания, составленного EANTC (European Advanced Networking Test Center) для сопоставительных тестов инфраструктурных решений IPTV различных производителей, и параметры реалистичного ТЗ, типичного для отечественного оператора.
Согласно отчету EANTC "Testing Cisco's IPTV
Infrastructure" от 14 июня 2007 г. (опубликован Light Reading Inc.),
модельное ТЗ, составленное "по результатам консультаций с рядом
традиционных и альтернативных телко-операто-ров", предъявляло следующие
требования к инфраструктурному решению IPTV:
• емкость сети
– до 1 млн абонентов широкополосного доступа;
• сеть разбита
на 16 кластеров равного размера, обслуживаемых точками присутствия оператора
(POP);
• емкость
каналов на провайдеров Интернета верхнего уровня – до 4х10 Гбит/с;
• поддержка
резервированной услуги вещания по IP – 20 программ высокого (HD) и 200 программ
стандартного (SD) разрешения (трафик multicast со скоростью 660 Мбит/с);
• на
кластерных POP расположены серверы VOD с общей производительностью 22 Гбит/с на
каждую POP (около 6400 одновременных потоков);
• по 120 DSLAM
на каждую POP подключены к сети агрегации по Gigabit Ethernet;
• каждый DSLAM
предоставляет услуги (видео, голос и Интернет) 450 частным лицам;
• каждый DSLAM
также обеспечивает услуги Интернет премиум-класса 50 бизнес-клиентам.
Таким образом, в каждом кластере предоставляются сервисы 54 тыс. частных лиц и 6 тыс. бизнес-клиентов, а вся сеть рассчитана на обслуживание 864 тыс. частных лиц и 96 тыс. бизнес-клиентов.
Типичное ТЗ отечественного оператора выглядит существенно
скромнее:
• емкость сети
определяется размерами городов (которые составляют от 100 000 до 1 500 000 человек) и прогнозируемым проникновением услуг
– до 40% по услуге передачи данных/доступа в Интернет (СПД), до 20% от которых
(то есть 8% от всей потенциальной абонентской базы) являются также подписчиками
услуги вещательного IPTV;
• требуется
поддержка услуги вещания по IP от 50 до 200 программ стандартного разрешения и
5-10 каналов высокого разрешения;
• емкость
каналов на провайдеров Интернет верхнего уровня – 2х1 Гбит/с;
• число,
расположение и производительность серверов VOD определяются ожидаемым проникновением
этой услуги в пределах до 30% от числа абонентов услуги вещательного IPTV;
• в качестве
базовой технологии для доступа и магистрали предлагается использовать Gigabit
Ethernet;
• услуги VoIP
и число бизнес-клиентов, как правило, не специфицируются, вы сказывается лишь
требование обеспечения возможности организации этих услуг.
В табл. 1 суммируются типичные величины по прогнозируемым
емкостям сетей и для сравнения приводятся вышеупомянутые величины модельного ТЗ
EANTC (число кластеров в предполагаемых сетях Ethernet рассчитано для
двухуровневой кольцевой топологии с использованием на уровне агрегации
24-портовых коммутаторов).
Таблица 1. Число
абонентов услуг мультисервисных сетей, соответствующее типичному ТЗ
отечественного оператора, в сравнении с модельным ТЗ EANTC
Нажмите на картинку для увеличения
В табл. 2 – модель трафика на каждом кластере, обслуживаемом РОР оператора согласно ТЗ EANTC.
Таблица 2. Прогнозируемая
структура трафика на кластере модельной сети EANTC
Нажмите на картинку для увеличения
В табл. 3 приведены результаты расчета нисходящего трафика (downstream) для сетей Ethernet, проектируемых в соответствии с требованиями рассматриваемого типичного отечественного ТЗ. (При расчетах принято, что средняя скорость, предоставляемая абоненту СПД, равняется 1 Мбит/с; процент активных пользователей в часы пик – 60, из которых 40% получает в данный момент информацию; число абонентов услуги VoD, одновременно ею пользующихся, составляет 70%.)
Таблица 3. Прогнозируемая
структура трафика (downstream) на кластерах сетей, рассчитанная в соответствии
с типичным ТЗ отечественного оператора, в сравнении с модельным ТЗ EANTC
Нажмите на картинку для увеличения
Естественно, что для сети, на порядок и более превосходящей
по числу абонентов и трафика самые масштабные потребности нашего рынка,
производитель (в данном случае Cisco) предложил решение (см. рисунок), которое
основано на использовании аппаратных платформ и технологий, способных соответствовать
задаче:
• сверхпроизводительные
маршрутизаторы в ядре;
• маршрутизаторы
края сети, укомплектованные линейными картами с высокой плотностью портов 1G (в
сторону 120(!) DSLAM'ОВ и 20 коммутаторов для обслуживания бизнес-клиентов в каждом
кластере) и 10G (в сторону ядра и дата-центра);
• маршрутизация
колоссальных в данном случае объемов трафика Интернет, VoD и VoIP по резервированным туннелям MPLS с балансировкой
нагрузки.
Рисунок. Тестовая
конфигурация инфраструктуры IPTV, разработанная Cisco в соответствии с
требованиями EANTC
Следует в то же время отметить, что multicast-трафик вещательного ТВ все же "маршрутизировался по сети как обычный IP-сервис без использования MPLS".
Понятно, что при решении задач, характерных для нашего рынка, подобное решение будет абсурдно избыточным. Даже для самой большой сети (для города с населением 1,5 млн) в нашем случае в ядре и агрегации достаточно интерфейсов 1G (18х(4х1G) вместо 16х(4х10G) от ядра к агрегации и 4х1G вместо 4х10G в сторону дата-центра) и протокола OSPF (вместо MPLS). Функции сетевого и пользовательского края сети (network-Provider Edge, nPE и user-Provider Edge, uPE соответственно) можно совместить на одном коммутаторе и т.д. и т.п. Понадобятся также на порядок менее производительные аппаратные платформы.
В рассмотренном примере мы не затронули уровень доступа, так как ТЗ EANTC предусматривает доступ по DSL. Однако в сети FTTB Ethernet затраты на коммутаторы доступа составляют 60-85% от общей стоимости активного оборудования, и здесь также наблюдается существенная разница между решениями, рекомендуемыми поставщиками, и потребностями, диктуемыми реалиями отечественного рынка.
В последнее время производители настойчиво предлагают сетевые архитектуры (Cisco ServiceFlex, HP Adaptive Edge), в которых максимальное количество интеллектуальных функций обработки трафика абонентов (идентификация, фильтрация, маршрутизация, маркировка, обсчет и прочее) вынесено на уровень доступа, реализованный на относительно "легких" коммутаторах L3. К сожалению, большая функциональность определяет и более высокую стоимость этих устройств.
При тех количествах абонентов на кластер сети и насыщенности сервисами, на которые, судя по рассмотренному выше примеру, ориентируются производители, такое решение, видимо, оправдано и, более того, вряд ли имеет альтернативу. Однако при значительно меньшей, реальной для нашего рынка, плотности абонентов и услуг имеет смысл использовать альтернативную архитектуру с интеллектом, вынесенным на уровень агрегации, и применением на уровне доступа коммутаторов L2. Они будут выполнять функцию прозрачных экстендеров интеллектуальных портов коммутаторов агрегации за счет изоляции каждого пользователя сети в индивидуальный туннель VLAN.
Достигаемая при этом экономия на оборудовании доступа составляет ~30%, или ~18-25% от общей стоимости активного оборудования. Есть ли необходимость в подобной бережливости, нужно, видимо, решать исходят из параметров бизнес-плана конкретного проекта и уровня конкуренции со стороны других операторов.
Важно только отметить два ограничения, которые не следует игнорировать в попытках сэкономить на коммутаторах доступа. Во-первых, использование в наиболее дешевых коммутаторах с расширенной функциональностью процессоров недостаточной производительности часто приводит к тому, что либо всю заявленную функциональность невозможно использовать одновременно, либо работа коммутатора становится неустойчивой. Во-вторых, часто производители дешевого оборудования не обеспечивают ни корректной документации, ни компетентной и быстрой технической поддержки, что делает почти нереальной нормальную эксплуатацию сети.
Впрочем, качество (а также и стоимость!) технической поддержки не менее актуальны и для оборудования агрегации и ядра.
Опубликовано: Каталог "Широкополосные мультисервисные сети"-2008
Посещений: 8990
Автор
| |||
В рубрику "Практикум" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
