ГЛАВА 1
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ПРИМЕРЕ КОМПАНИИ “МТУ-ИНФОРМ”
Компания "МТУ-Информ" (сокращение от "Московские телекоммуникационные услуги и информатика") создана в 1992 году и является целиком российским предприятием. "МТУ-Информ" действует преимущественно на территории Москвы и Московской области – как самостоятельно, так и через дочерние компании. Основные сферы деятельности в настоящее время – предоставление услуг проводной телефонии и услуг по передаче цифровых данных. "МТУ-Информ" располагает собственной крупнейшей в Москве оптоволоконной транспортной сетью. По числу обслуживаемых абонентов телефонной связи компания занимает сейчас в столице второе место. В ближайшее время перечень услуг значительно расширится: планируется ввод в действие цифровой сети радиотелефонии, трансляция программ кабельного телевидения, появление "интеллектуального" коммуникационного сервиса, обеспечение полноценного выхода в Интернет и др. Среди клиентов – крупнейшие отечественные и зарубежные фирмы, банки, гостиницы, аэропорты, информационные агентства и т.д. "МТУ-Информ" – молодая и стремительно развивающаяся компания, постоянно совершенствующая свою техническую базу и непрерывно расширяющая набор предоставляемых услуг. С помощью их сервера всегда можно получать самую оперативную и полную информацию.
2.1 ЦИФРОВАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СЕТЬ
2.1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В сентябре 1996 г. компания "МТУ-Информ" ввела в эксплуатацию первую очередь собственной цифровой транспортной сети. На этом этапе было задействовано 70 узлов, которые разместились в зданиях АТС Московской городской телефонной сети (МГТС). Такое решение позволило эффективно объединять по мере необходимости технические ресурсы "МТУ-Информ" и МГТС. В узлах сети были расположены цифровые мультиплексоры, связанные друг с другом магистральными оптоволоконными кабелями, общая протяженность которых составила около 600 км. Уже первая очередь цифровой транспортной сети охватила практически всю Москву: расстояние от ближайшего узла сети до потенциального пользователя составило не более 3 км.
Рис. 2.1
Сеть топологически состоит из трех колец STM-4 (622 Мбит/с) и одного кольца STM-16 (2.5 Гбит/с), связанных друг с другом потоками STM-1 (155 Мбит/с) и примыкающих к ним двадцати пяти периферийных колец STM-1 (155 Мбит/с). Сеть построена с применением технологии SDH (Synchronous Digital Hierarchy — Синхронная Цифровая Иерархия), позволяющей создать единую транспортную среду для разнородных информационных потоков. При этом совокупная пропускная способность сети достаточна для того, чтобы в едином потоке передавать большие массивы информации — как телефонно-голосовой, так и изначально существующей в виде цифровых данных. За счет высокой пропускной способности (по этому показателю сеть является одной из крупнейших в Москве) на ее базе возможна организация вторичных сетей большой мощности, в том числе наложенной сети передачи данных.
Транспортная сеть компании высоконадежна. Ее оборудование постоянно самотестируется и при возникновении какой-либо неисправности соответствующее сообщение посылается центральной системе управления, которая выдает диагностическое сообщение на монитор оператора и одновременно сохраняет его в базе данных для последующего анализа. Каналы в сети продублированы с помощью обходных путей, на которые система переключается в случае ухудшения качества передачи или пропадания основного канала. Такой принцип управления обеспечивает полное сохранение связи в случае аварии на кабельных трассах или выходе из строя каких-либо элементов сетевого оборудования.
Центральная система управления размещается в главном офисе компании. С ее помощью ведется постоянное наблюдение за состоянием сети в целом и за работой оборудования на ее отдельных участках, оперативно маршрутизируются информационных потоки, оптимизируется загрузка отдельных элементов, а при необходимости, сеть автоматически переконфигурируется.
Цифровая транспортная сеть позволяет передавать телефонный трафик как от собственных АТС "МТУ-Информ", так и транзитный, исходящий от сетей МГТС и других телефонных операторов. Номерная емкость, которую обслуживает сеть, составляет ныне примерно 100000 номеров.
На базе транспортной сети создана наложенная "МТУ-Информ". Данная сеть предназначена для сдачи пользователям в аренду коммутируемых и некоммутируемых цифровых каналов связи.
2.1.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
В планы компании "МТУ-Информ" по развитию своей транспортной сети входит:
дальнейшая прокладка оптического кабеля и увеличение количества узлов в Москве (к концу 1997 планируется проложить в столице еще 300 километров оптического кабеля и довести количество узлов до 150);
расширение транспортной сети на Московский регион;
интеграция с телекоммуникационными сетями и сетями кабельного телевидения отечественных и зарубежных компаний.
2.1.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЯ SDH
Стремление к созданию единого стандарта транспортной сети привело к разработке и последующему широкому внедрению оборудования синхронно-цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy — SDH), являющемуся на сегодняшний день основой для создания широкополосных транспортных сетей. Его важнейшие особенности — наличие гибкой легко управляемой структуры для передачи и переключения потоков информации разной мощности (в том числе и плезиохронных), ввода и выделения этих потоков в произвольных пунктах, систем контроля качества. Все это либо невыполнимо, либо крайне затруднительно при существовавших ранее других цифровых системах — плезиохронных цифровых иерархиях (PDH). Оператору сети SDH абсолютно безразлично, какие виды информации передаются по сети, поскольку и телефония, и компьютерные данные, и сигналы кабельного телевидения представляют с точки зрения SDH лишь цифровой поток различной скорости. От сети же требуется лишь достаточная пропускная способность. В связи с неоспоримыми преимуществами SDH-технологии компания “МТУ-Информ” выбрала ее для реализации своей транспортной сети.
ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ
Транспортная сеть “Компании МТУ-Информ” построена на оборудовании SDH производства компании (Израиль). В узлах сети расположены синхронные цифровые мультиплексоры (Synchronous Digital Multiplexer — SDM), находящиеся в зданиях АТС АО “МГТС” и связанные друг с другом магистральными оптоволоконными кабелями.
Первая очередь сети запущена в эксплуатацию осенью 1996 г. В составе первой очереди сети насчитывается 13 мультиплексоров SDM-16 и 59 мультиплексоров SDM-1 семейства SYNCOM.
Топологически сеть состоит из первичного центрального кольца со скоростью передачи информации 2,488 Гбит/с (STM-16) и нескольких вторичных колец со скоростями передачи 155,5 (STM-1) и 622 Мбит/с (STM-4). При этом от пользователей в SDM поступают потоки 2,048 Мбит/с; трассы прохождения потоков задаются программно. Кольцевая структура и резервирование каналов обеспечивают связность сети при авариях на магистралях и бесперебойность передачи данных.
Вторая очередь сети будет представлять собой 3 кольца STM-4 и 18 колец STM-1 и состоять из 23 мультиплексоров SDM-4 и более чем из 72 мультиплексоров SDM-1C производства компании ECI Telecom.
Все сетевые элементы управляются из единого центра управления сети, находящегося в главном офисе компании. Система управления eNM производства ECI Telecom отвечает всем самым современным требованиям, предъявляемым к системам такого рода, а многие ее функции являются уникальными.
Система управления предоставляет оператору множество различных возможностей для управления сетью. В частности, система позволяет:
собирать и анализировать аварийные сообщения в режиме реального времени;
осуществлять мониторинг и конфигурацию удаленного сетевого элемента (до уровня блока);
автоматически создавать канал указанием его начальной и конечной точек;
контролировать качество канала без нарушения связи;
устанавливать “петли” на ближнем и дальнем концах, а также контрольные точки на любом участке пути, что существенно облегчает поиск неисправности;
строить каналы с одним входом и несколькими выходами, что создает удобную среду для передачи оцифрованных сигналов кабельного телевидения;
редактировать конфигурации канала без перерыва связи;
переводить периферийное оборудование сети на новую версию программного обеспечения из центра управления без перерыва связи.
К концу 1997 года “Компания МТУ-Информ” планирует проложить дополнительно 300 километров оптического кабеля и увеличить количество узлов в черте Москвы до 150.
ТОПОЛОГИЯ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ
Сеть топологически состоит из трех колец STM-4 (622 Мбит/c) и одного кольца STM-16 (2.5 Гбит/с), связанных друг с другом потоками STM-1 (155 Мбит/c) и примыкающих к ним двадцати пяти периферийных колец STM-1 (155 Мбит/c).
Сеть предоставляет возможность передачи по каждому из направлений до 63, 252 или 1008 потоков Е1 (2Мбит/с) по кольцам STM-1, STM-4 или STM-16 соответственно. Такая пропускная способность обеспечивает передачу 1890, 7560 или 30240 телефонных каналов, используя при этом лишь два оптических волокна в кабеле. Используемым PDH-интерфейсом является G.703.
Совокупная пропускная способность сети достаточна для того, чтобы в едином потоке передавать большие массивы информации — как телефонно-голосовой, так и изначально существующей в виде цифровых данных. За счет высокой пропускной способности (по этому показателю сеть является одной из крупнейших в Москве) на ее базе возможна организация вторичных сетей большой мощности, в том числе наложенной сети передачи данных.
2.2 СЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
(ATM/Frame Relay)
2.2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На базе собственной компания "МТУ-Информ" создала наложенную сеть передачи данных. Данная сеть предназначена для сдачи пользователям в аренду коммутируемых и некоммутируемых цифровых каналов связи. Скорость передачи информации по каналам связи — до 2,488 Гбит/с. Сеть строится на основе , позволяющей оптимизировать информационный поток, идущий от многих одновременно работающих пользователей, гарантируя каждому из них определенную пропускную способность. Применение технологии FR/ATM дает возможность сэкономить до 30% затрат, приходящихся на оплату услуг связи, по сравнению с использованием выделенных линий. Сеть высоконадежна: за счет кольцевой структуры и резервирования магистральных оптоволоконных линий обеспечивается устойчивость к авариям и бесперебойность передачи данных.
На территории Москвы максимальное расстояние от потенциальных пользователей до узлов сети составляет 1-3 км. Такая плотность обеспечивается за счет равномерного заполнения территории Москвы транспортной сетью "МТУ-Информ" (см. рис. 2.1).
Компания "МТУ-Информ" полностью решает вопросы организации "последней мили" до абонентов: либо путем аренды выделенных телефонных пар у своего партнера — спецузла АО "МГТС", либо, при необходимости, прокладкой новых кабелей (медных или оптоволоконных).
Оборудование сети позволяет осуществлять:
интегрированную передачу компьютерных данных, речи, факсов и видеоизображений;
коммутацию каналов/пакетов/ячеек;
взаимодействие абонентов на скоростях 2048 Кбит/с, n * 64 Кбит/с, 64 Кбит/с и менее по выделенным каналам связи;
поддержку протоколов X.25, CE, интерфейсов V.24/RS-232, X.21/RS-449, V.35, V.36 и классов обслуживания CBR (Constant Bit Rate), VBR (Variable Bit Rate), UBR (Unspecified Bit Rate), ABR (Available Bit Rate);
централизованный сквозной контроль и тестирование устройств сети (узлов, трактов, плат, портов, включая оборудование "последней мили" и вплоть до выходного разъема абонента);
автоматическую альтернативную маршрутизацию (реконфигурацию маршрутов и каналов) в случае перегрузки или аварий опорной цифровой сети;
сбор статистики по трафику, качеству работы и авариям.
Применяемые технологии полностью соответствуют международным стандартам и рекомендациям CCITT (МККТТ) / ITU и ANSI.
На базе сети передачи данных "МТУ-Информ" возможна организация виртуальных корпоративных подсетей, управляемых абонентом с его станции управления — с определенным объемом полномочий по управлению и реконфигурации и с должной степенью защиты от вмешательств в работу подсети.
Первая очередь сети передачи данных "МТУ-Информ", рассчитанная на 10000-17000 абонентов, введена в эксплуатацию в августе 1997 г.
2.2.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
Основными направлениями развития сети передачи данных "МТУ-Информ" являются:
увеличение количества узлов сети, ее распространение на Московскую область;
интеграция в общемировую сеть АТМ;
расширение спектра услуг сети за счет внедрения широкополосного сервиса (B-ISDN);
предоставление услуг АТМ на периферийных кольцах сети.
К 1999 г. предполагается расширение числа пользователей до 40000. При этом ожидается переход части пользователей от других телекоммуникационных компаний, поскольку "МТУ-Информ" будет к тому времени предлагать своим клиентам уникальное по комплексности обслуживание.
2.2.3 ТЕХНОЛОГИЯ ATM/FR
Нацеленная на максимальное удовлетворение потребностей различных категорий абонентов, технология передачи цифровой информации Frame Relay (FR), позволяет обеспечить совместное использование многими абонентами высокоскоростных цифровых каналов с минимальными задержками. Ее идея состоит в передаче цифровой информации пакетами переменной длины с применением статистического мультиплексирования, что гарантирует пользователю определенную пропускную способность канала, а также позволяет расширить этот канал при резком (взрывном) возрастании трафика за счет других каналов, незанятых в данный момент времени. Это экономит до 30% затрат, приходящихся на оплату услуг связи, по сравнению с использованием выделенных линий.
FR-технология используется в низкоскоростной, "абонентской" части сети, работающей на скоростях до 2 Мбит/с. В отличие от нее, технология ATM (Asynchronous Transfer Mode), связанная с переносом ячеек фиксированного размера, применяется в магистральных каналах сети, использующих скорости от 155 Мбит/с и выше. ATM-технология позволяет оптимизировать пропускную способность каналов, что для клиента означает увеличение надежности при прохождении разнородных информационных потоков.
2.2.4 ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ
Все оборудование наложенной сети передачи данных поставила компания (Канада), которая выпускает полную гамму сетевых устройств, хорошо стыкующихся не только между собой, но и с оборудованием других производителей. В узлах сети устанавливаются устройства семейства MainStreet: ATM-коммутаторы 36170, коммутаторы 36120 и мультиплексоры 3600.
Абоненты сети, расположенные в непосредственной близости к узлам магистральной коммутации, могут подключаться к ATM-коммутаторам через пользовательские интерфейсы (STM-1, видеоинтерфейсы PAL/NTSC, интерфейсы ЛВС). Абонентские узлы ATM могут подключаться к сети через интерфейсы STM-1 ATM, E3 ATM, E1 ATM, которые доводятся до абонентов через отдельные системы передачи либо по оптоволокну. При этом в качестве абонентского оборудования могут использоваться устройства 36030, 36050, 36150 MainStreet, модули ATM NIC для рабочих станций, а также устройства семейства VIVID. Низкоскоростной доступ удаленных пользователей обеспечивают мультиплексоры 3600 MainStreet. Эти устройства гибко наращиваются путем установки в них дополнительных плат, что позволяет расширять сеть постепенно и с небольшими дополнительными затратами. Терминальные адаптеры (DTU) обеспечивают доведение до помещений пользователя нескольких цифровых каналов с суммарной пропускной способностью до 2 Мбит/с по обыкновенной витой паре. Подключение абонентов к сети возможно также по стыкам BRI или PRI ISDN.
В качестве транспортной среды используется построенная компанией "МТУ-Информ"
Для организации наложенной сети передачи цифровой информации в узлах сети SDH устанавливаются интеллектуальные мультиплексоры с функциями коммутации пакетов FR или АТМ, а также станция менеджера сети, расположенная на центральном узле. Мультиплексоры FR связаны между собой информационными потоками со скоростями передачи 2,048 Мбит/с, а весь обмен информационными потоками между мультиплексорами FR осуществляется через транспортную сеть SDH.
В узлах центрального кольца установлены магистральные коммутаторы ATM типа 36170 MainStreet. Для абонентского доступа используются коммутаторы Frame Relay типа 36120 MainStreet и интеллектуальные мультиплексоры типа 3600 MainStreet. Последние легко превращаются в коммутаторы Frame Relay/X.25 путем установки в них специального модуля (FRS или FRE). Абоненты подключаются к узлам сети по выделенным физическим линиям связи через терминальные адаптеры (DTU), выбираемые из широкой номенклатуры устройств абонентского доступа компании Newbridge Networks Corp. К числу таких устройств относятся, например, адаптеры типа 26xx/27xx MainStreet.
Таким образом, в ядре сети реализуется режим ATM, в ядре и на вторичных кольцах — режим Frame Relay, а на периферии к сети возможен доступ в самых различных режимах и в широком диапазоне скоростей передачи — в зависимости от нужд конкретного абонента.
2.2.5 ТОПОЛОГИЯ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ
Топология сети передачи цифровой информации с наложенными сетями FR и АТМ, а также с выделенными высокоскоростными каналами, изображена на рисунке:
Рис. 2.2
Центральное кольцо сети имеет пропускную способность STM-1 (155 Мбит/с); каждый узел периферийных колец имеет 4 канала связи Е1 (4 * 2 Мбит/с). Наращивание пропускной способности сети возможно путем изменения топологии — перехода от кольцевых структур к радиальным на наиболее загруженных участках за счет реконфигурации потоков Е1 транспортной сети SDH.
К каждому из 69 коммутаторов / мультиплексоров доступа в узлах сети может быть подключено до 250 абонентов (на скорости 64-128 кбит/с). Возможен также абонентский доступ на скоростях 2 Мбит/с и 155 Мбит/с (в центральном кольце).
Передачу потоков цифровой информации по выделенным каналам типа "точка — точка" или "точка — много точек" потоками 2,048 Мбит/с, 34,368 Мбит/с, 139,264 Мбит/с, 155 Мбит/с, 622 Мбит/с и 2,488 Гбит/с можно осуществлять, используя подключение непосредственно к системам передачи (мультиплексорам SDM) транспортной сети SDH. В качестве пользователей таких услуг могут выступать, например, студии кабельного ТВ, от которых поступает либо несжатый видеоканал, либо несколько сжатых видеоканалов, преобразованных в один посредством специального видеомультиплексора. Целесообразно использовать оцифрованные видеоканалы в стандарте MPEG2, что позволяет передавать один телевизионный канал со скоростью от 2 до 8 Мбит/с). Такая технология является базовой для построения комбинированных волоконно-оптических и коаксиальных широкополосных сетей кабельного телевидения, позволяющих транслировать десятки каналов, организовывать "видео по запросу" и оказывать другие услуги.
Реализованная таким образом сеть передачи цифровой информации имеет универсальную архитектуру, способную работать в режимах "прозрачный канал" для передачи как пакетов, так и ячеек. Это позволяет оптимизировать сеть, сохраняя экономию пропускной способности при низкоскоростном доступе извне и обеспечивает быстрый обмен информацией, при котором экономия ресурсов не является первостепенным требованием. Для пользователей же сеть оказывается "прозрачной" и с них снимаются проблемы по поиску и приобретению какого-либо дополнительного оборудования, а также по стыковке их сетей. Компания "МТУ-Информ" полностью берет на себя всю организацию прямого доступа к пользователям и контролирует работоспособность канала вплоть до розетки абонента. Первая очередь сети рассчитана на 10000-17000 абонентов (нижняя граница достигается при неравномерном распределении абонентов по узлам).
2.2.6 ДЛЯ ЧЕГО И КАК СЕТЬ МОЖЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ КЛИЕНТАМИ
Сеть может использоваться для решения следующих задач:
передачи речи;
передачи данных;
сопряжения локальных вычислительных сетей (ЛВС), в том числе и работающих в разных стандартах (Token Ring, SNA, Ethernet и т.д.);
установления связи между удаленным терминалом и главным компьютером;
установления связи между удаленным персональным компьютером (ПК) и ЛВС;
сопряжения высокопроизводительных ЛВС;
создания виртуальной корпоративной сети, коммутируемой и
29-04-2015, 05:12