СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ОПЕРАТОРА TRIPLE PLAY

В данной статье рассматриваются технологии построения сетей Triple Play. Эта информация может быть полезно студентам, обучающимся по направлению 654400 — «Телекоммуникации» и специалистам, занимающимся эксплуатацией мультисервисных сетей.

В настоящее время уходит в прошлое строительство выделенных сетей для каждой отдельно взятой услуги (телефонии, ТВ, передачи данных), на их место приходят конфергентные сети Triple Play. Основой таких сетей является IP–инфраструктура, позволяющая предоставлять мультисервисные услуги абоненту.

Помимо передачи всех трех сервисов, сети Triple Play должны выполнять ряд других технических требований:

·     Достаточная скорость передачи по магистральным каналам (при суммарных пиковых скачках трафика)

·     Масштабируемость сети

·     Обеспечение высокой эксплуатационной надежности за счет дублирования своих компонентов

·     Малое время реконвергенции сети

·     Стандартизованные параметры (скорость передачи данных, затухание, QoS)

Важным моментом является внедрение в сеть программно-аппаратных средств, ответственных за соответствующие комплексы услуг. Для услуг передачи данных/доступа в Интернет — это разнообразные серверы: электронной почты, DNS, NTP, прокси, брандмауэры, балансировщики нагрузки, антивирусные программы. Для голосовых (телефонных) услуг — это шлюзы в телефонную сеть, пограничные контроллеры сессий (SBC), программные коммутаторы (Softswitch), контроллеры сигнализаций. Для видеоуслуг — это «телевизионная» часть: шейперы, перекодировщики, видеосерверы, системы управления рапределением видеоконтента по сети, системы условного доступа, позволяющие организовать защищенную работу с легальным контентом, системы управления абонентскими услугами (middleware).

Существенным признаком реализации 3P-концепции является некоторая единая среда оператора, на базе которой строятся все три сервиса. Существуют три основные технологии построения сетей Triple Play: xDSL, FTTx, xPON.

Digital subscriber line или хDSL (цифровая абонентская линия) — семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала. В мультисервисных сетях целесообразно использовать технологию VDSL (Very-high data rate Digital Subscriber Line, сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия; продукт эволюции и конвергенции технологий ADSL и G.SHDSL.) либо ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия). Так как только они из технологий DSL, по сути, могут обеспечивать необходимую скорость передачи данных. На начальном этапе ADSL позволяла передавать данные клиенту со скоростью 6 Мбит/с на расстояние до 6 км; скорость данных от абонента ограничивалась 64 кбит/с. Такие характеристики вполне удовлетворяли требованиям услуги «видео по запросу» (VoD).

Fiber To The X или FTTx (оптическое волокно до точки X) — структура данной сети основывается на различном расстоянии от узла связи до определенного места. Волоконно-оптический кабель прокладывается до точки Х, до абонента — медный кабель (Оптоволоконный кабель может прокладываться и до абонентского устройства — технология FTTH).

Исторически из-за достаточно высокой стоимости развертывания сети, технология FTTx сначала нашла свою реализацию в FTTN (Fiber to the Node) — волокно до сетевого узла и FTTC (Fiber to the Curb) — волокно до микрорайона, квартала или группы домов. Но скорости постепенно росли, росло и количество предоставляемых оператором услуг, как следствие оптоволокно стали прокладывать до зданий — FTTB (Fiber to the Building) и квартир — FTTH (Fiber to the Home). Конечно, на сегодняшний день, самой эффективной технологией является FTTH, так как она позволяет обеспечивать наибольшую пропускную способность сетей широкополосного доступа на расстоянии нескольких десятков километров от узла связи. Также необходимо отметить, что для услуг Triple Play FTTX отлично сочетается с xDSL.

Passive optical network или PON (пассивная оптическая сеть) — технология пассивных оптических сетей, разновидность FTTx. Основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

Существует три стандарта сети PON: APON (BPON — расширенный стандарт APON), GPON и EPON (GePON)

APON (ATM PON) — использует асинхронный способ передачи данных (Asynchronous Transfer Mode или ATM)

На рисунке 1 показана структура Triple Play сети.

Рисунок 1. Схема оборудования Triple Play сети по технологии GPON

GPON (Gigabit PON) можно рассматривать как органичное продолжение технологии APON. При этом реализуется увеличение как полосы пропускания сети PON, так и эффективности передачи разнообразных мультисервисных приложений. Предоставляет масштабируемую структуру кадров при скоростях передачи от 622 Мбит/с до 2,5 Гбит/c, поддерживает как симметричную битовую скорость в дереве PON для нисходящего и восходящего потоков, так и ассиметричную. Сложность многоуровневой системы и управления — основной недостаток технологии.

EPON (Ethernet in the first mile (Ethernet на первой миле) PON) — решение, основанное на соединении «точка-многоточка» по волокну: в направлении downstream, EPON является широковещательной средой. Реализация технологии PON, более приспособленная к сетям Ethernet. Более дешевое решение, чем GPON, при сравнимых скоростях передачи.

Рисунок 2. Основные технологии построения сетей Triple Play

Стоит отметить, что реализация FTTH и FTTB требует от оператора значительно больших инвестиций, чем построение DSL-инфраструктуры, поскольку для предоставления абоненту высокоскоростного канала (до нескольких Гбит/c) необходимо во много раз увеличить пропускную способность опорных сетей, протянуть оптоволокно до абонента, разработать немало новых приложений и, самое главное, убедить абонента платить за это деньги. Хотя оптоволокно является великолепным инструментом доставки любых мыслимых мультимедийных и интерактивных услуг — истинной «технологией будущего», обеспечивает практически неограниченную пропускную способность и позволяет операторам эффективно масштабировать сеть в зависимости от спроса обслуживания и технологических разработок, возникает проблема с его монтированием, ведь это более трудоемкий процесс, чем скажем развертывание сети на витой паре. Но все же необходимо отметить, что существует значительная экономия за счет того, что оптоволокно считается очень недорогой технологией в обслуживании. Также оптоволокно более долговечно, чем витая пара.

Развертывание оптоволокна не только на магистральных линиях, но и непосредственно подведение его к точке доступа абонента открывает множество возможностей дохода для операторов и сервис-провайдеров. Удаленность абонентов таких сетей может достигать десятков километров и при этом иметь практически очень высокую пропускную способность. FTTH поддерживает определенные услуги, качественная реализация которых возможна только на оптоволокне. К этому можно отнести высокое качество видео-услуг, таких как HDTV, видео-конференции высокого качества, PPP и услуги приложений, а также сервисы для бизнес-клиентов, такие как выделенным линиям и VPN.

Со стороны технологии передачи данных в сетях Triple Play господствует Ethernet, ставший «де-факто» стандартом передачи данных более чем 98 % интернет-трафика сегодня. Ethernet обеспечивает реализацию второго (канального) уровня сети, позволяет масштабировать сеть, на данном уровне, достаточно просто, сохраняя при этом высокую пропускной способностью, что в свою очередь делает экономически эффективным доступ по данной технологии. Ethernet позволяет передавать со скоростью до 100 Мбит и 1 Гбит в полнодуплексном режиме, то есть имеется достаточная пропускная способность, для успешного развития и надстройки сети. Ethernet и IP-технология оказались гораздо более масштабируемыми и экономически эффективными, чем традиционные TDM или ATM технологии.

На самом деле, самым быстрорастущим форматом для ADSL и FTTx является сегодня Ethernet/IP-решения, а не наследие на основе АТМ — мультиплексоров так распространённых в 1990-х годах.

Выбор конкретной модели сети зависит от оператора и задач, которые он ставит перед собой. С учетом длины медного шлейфа, существующей инфраструктуры и других факторов может быть выбрана технология ADSL либо VDSL или дополнительная витая пара до абонента. Также есть возможность организовать оптический доступ непосредственно до абонента (FTTH) с установкой у него оптического модема. Альтернатива комбинации оптического и DSL­доступа (решения FTTB) — использование классических Ethernet­коммутаторов.

Движущей силой развития мировой инфокоммуникационной индустрии является потребность человека в доступных мультисервисных услугах в любое время и в любом месте, а это значит что, основным показателем успешности любого проекта является его востребованность абонентом, что актуально для технологии Triple Play.

Triple Play — это новый этап развития телекоммуникационных технологий, суть которого в интеграции разных платформ и технологий, что и обуславливает не только их востребованность, но и сложную структуру самих сетей.

Список литературы:

1.        А. Идлис. Развертывание сети ШПД на базе Ethernet-доступа: вопросы и ответы// «Теле-спутник» — 2010. [Электронный ресурс]. Режим доступа. URL: http://www.telesputnik.ru/archive/pdf/177/36.pdf (дата обращения: 06.10.2012).

2.        Олвеин В. MPLS Структура и реализация современной технологии MPLS. . Пер. с англ. М.: Изда­тельский дом «Вильяме», 2004. — 480 с.

3.       Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. 4-е изд. СПб.: Питер, 2010. — 944 с.

4.        Основы построения систем и сетей передачи информации: учебное пособие для высших учебных заведений / Ломовицкий В.В., Михайлов А.И., Шестак К.В., Щекотихин В.М.; под ред. В.М. Щекотихина — М.: Горячая линия — Телеком, 2005. — 382 с.

5.       Juniper Intermediate Routing // Juniper networks, 2012.

6.       MX series subscriber management for service VLANs // Juniper networks, 2009.

7.       MX series subscriber management for customer VLANs // Juniper networks, 2009.