Бобров С. І. ДП «S & T Soft-Tronik» Україна, 04053, Київ, вул. Кудрявська, 11а Тел / факс: +380 (44) 2386388, e-mail: sergey.bobrov @ snt.ua

Анотація – Розглянуто принципи побудови сучасних телекомунікаційних мереж, запропонований варіант побудови бездротової мультисервісної мережі.

I. Вступ

Останнім часом в нашій країні стали інтенсивно будуватися мережі передачі даних в інтересах розподілених підприємств, всеукраїнських або міжнародних корпорацій, операторів різних інформаційних або телекомунікаційних послуг. На жаль ще досить рідко при проектуванні таких мереж застосовують технології і принципи, які з’явилися не так давно і можуть підвищити ефективність телекомунікаційних мереж.

II. Основна частина

Час, коли можна було будувати для кожного трафіку окрему мережу, минуло, сучасна мережа

– це мультисервісна мережа. Така мережа повинна бути спроектована і побудована таким чином, що б можна було керовано передавати будь-який трафік через мережу із забезпеченням того рівня обслуговування і тих параметрів каналів і вузлів, які вимагає цей тип трафіку.

Мережі зв’язку, будь то операторські або корпоративні, призначені для передачі всілякого і, за великим рахунком, непередбачуваного трафіку. У зв’язку з тим, що всі мережі характеризуються ефективністю використання різних ресурсів, статичне виділення ресурсів мережі для типів трафіку, тобто комутація каналів, різко знижує ефективність використання пропускної здатності мережі і зараз стрімко поступається місцем комутації пакетів, при якій пропускна здатність мережі виділяється гнучко і динамічно і, як один з наслідків цього, мінімізуються витрати на створення і експлуатацію мережі.

Отже, найбільш ефективною буде телекомунікаційна мережа, побудована на таких принципах як: мультисервісних та комутація пакетів.

Різні типи трафіку пред’являють свої специфічні вимоги до характеристик каналу зв’язку. Найбільш жорсткі вимоги у голосового трафіку, найменш – у FTP, SMTP, … Внаслідок того, що весь трафік передається по одному і тому ж каналу, без жорстких кордонів, менш пріоритетний трафік може створити перешкоду більш пріоритетного.

Завдання забезпечення необхідних параметрів каналу для кожного типу трафіку в такий мультисервісної мережі з комутацією пакетів вирішується забезпеченням якості обслуговування (Quality of Service – QoS) в такий мережі.

Технологія QoS забезпечує відповідний рівень сервісу для різних типів мережевого трафіку. QoS має справу і впливає на такі параметри руху трафіку по мережі як: втрата пакетів, затримка, варіація затримки – джиттер. Якість передачі інформації безпосередньо залежить від цих трьох параметрів. Так, наприклад, для якісної передачі голосу по мережах з комутацією пакетів існують такі вимоги: втрати пакетів – не більше 1 послідовного пакета; затримка передачі голосових пакетів в один бік не більше 150 мс (ITU-T G.114); варіація затримки, визначається величиною буфера і не повинна перевищувати 40 мс.

В рамках QoS, кожен пакет, вступаючи в мережу, класифікується на комутаторах або маршрутизаторах в групи по QoS вимогам на основі ряду ознак. Таким групам або класам надаються відповідні ресурси мережі на підставі пріоритетності трафіку класу.

При класифікації зачіпається або поле Type of service (ToS) заголовка IP пакета або поле Class of service (CoS) заголовка ISL/802.1 q кадру.

Якою б ефективною не була обрана логіка роботи мережі, без якісних стійких високошвидкісних каналів зв’язку мережа ніколи не реалізує всього свого потенціалу. Проблема створення високоякісних каналів зв’язку стає особливо актуальна в Україну т. к. ні для кого не секрет, що в сучасних українських умовах одним з факторів, що стримують розвиток інформаційних систем, є відсутність або низька якість існуючих каналів зв’язку.

У нинішніх умовах одним з найбільш ефективних способів побудови телекомунікаційної інфраструктури є використання бездротових радіотехнологій. Дійсно, прокладка одного кілометра оптоволокна коштує від $ 8000 до $ 20000 без урахування кінцевого обладнання і за один день може бути прокладено кілька кілометрів, в той же час побудова магістралі з використанням радіотехнологій з швидкістю до 155 Мб / с на дальність до 50 км коштує, разом з кінцевим обладнанням, від $ 40000 до $ 120000 в залежності від необхідності побудови висотних споруд та вимог до доступності каналу. Монтаж і настройка радіоканалу займає від одного до чотирьох днів. Крім того, прокладка оптоволокна вимагає великого обсягу різних погоджень, що не спрощує і не здешевлює процес побудови лінії зв’язку такого роду.

Якщо говорити про мережі доступу, то побудова каналу в 2 Мб / с на базі радіотехнологій коштує від $ 4000 до $ 7000. У той час, як ми всі знаємо як складно і дорого отримати в оренду або побудувати, дротову лінію зв’язку з параметрами, що дозволяють організувати канал в 2 Мб / с.

Ефективність використання бездротових технологій в наших умовах підтверджує те, що більшість операторів телекомунікаційних та інформаційних послуг, які починають свою діяльність, орієнтуються саме на радіотехнології, по цьому ж шляху йдуть і великі компанії, що будують свої корпоративні мережі.

Давайте розглянемо, як може бути побудована телекомунікаційну мережу на базі зазначених принципів:

мультисервісності;

Комутація пакетів;

Використання бездротових технологій.

Мережа логічно ділиться на магістраль і останню милю.

У вузлах магістральної мережі доцільно використовувати високопродуктивні комутатори третього рівня з розширеними функціями маршрутизації та реалізацією QoS. До цих комутаторів підключаються магістральні бездротові канали зв’язку по інтерфейсах FastEthernet або Ga-gabitEthernet і канали підключення периферійних вузлів мережі доступу. Як комутатора третього рівня можна застосувати пристрої рівня Cisco Catalyst 3550-24-EMI, а в якості каналоутворюючого обладнання для магістралі може бути обрана високошвидкісна радіорелейна станція або інше обладнання з підключеннями до обладнання вузла по інтерфейсах FastEthernet, наприклад РРС Ceragon FibeAir 1528.

У кожному периферійному вузлі встановлюється модульний маршрутизатор з підтримкою QoS і можливістю гнучко налаштовувати конфігурацію в залежності від необхідних сервісів в кожній конкретній точці (FastEthernet, V.35, RS-232, POTS, FE1В якості каналоутворюючого обладнання можна застосувати середньошвидкісні бездротові рішення – LMDS (Local Multipoint Distribution System), WBA (Wireless Broadband Access – Широкосмуговий бездротовий доступ), RadioEthernet, W-CDMA точка-точка.

Як маршрутизатора периферійного вузла пропонується використовувати пристрої рівня Cisco 2600ХМ або Cisco 3700 з відповідними модулями і ПО. Бездротове каналоутворювального обладнання мережі доступу вибирається виходячи з необхідної навантаження і сервісів, місцевих умов, ландшафту та багатьох інших параметрів. Можливими варіантами можуть бути Alvarion WALKAir-1000, Aperto PacketWave-760, Alvarion BreezeAccess-Il / XL / OFDM, Cisco AiroNet, RAD AirMux-104/106/108. Не можна не сказати про що виходить на ринок обладнанні стандарту IEEE 802.16 (WiMax). Дальність дії до 40-50 км, швидкості до 10 Мб / с і підтримка QoS роблять це обладнання досить перспективним для побудова мережі доступу.

Надійність мережі забезпечується не тільки вибором надійного і високоякісного обладнання та «правильного» дизайну мережі, а й побудовою системи з резервуванням маршрутів. Крім того, на критичних ділянках пропонується застосовувати відмовостійке дублювання як каналоутворюючого, так і вузлового обладнання. Для швидкого перенаправлення трафіку в разі відмови якогось з елементів були випробувані і обрані протоколи маршрутизації OSPF (Open Shortest Path First) або, якщо всі маршрутизуюче обладнання виробництво Cisco Systems, протокол EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol). Експеримент показав, що при використанні таких протоколів маршрутизації збіжність таблиць маршрутизації в усіх маршрутизаторах 28-вузловий мережі відбувається протягом 6 сек.

III. Висновок

Застосування розглянутих принципів дозволяють мінімізувати початкові і експлуатаційні витрати, скоротити до мінімуму термін введення мережі в експлуатацію та ефективно використовувати наявну смугу пропускання для передачі всіх типів трафіку мультисервісної мережі. Такий підхід був реалізований і продовжує реалізовуватися при побудові корпоративної мережі ВАТ «ЕК« Житомиробленерго »та деяких інших мереж.

MODERN MULTISERVICE WIRELESS NETWORK

Sergey I. Bobrov

S&T Soft-Tronik 11a, Kudryavska str., Kiev, 04053 Ukraine tel/fax: +380 (44) 2386388 e-mail: sergey.bobrov@snt.ua

Abstract – The main principles of creation of modern telecommunication networks are considered. The version of multiservice wireless network is offered.

I. Introduction

Unfortunately, advanced techniques are seldom applied at design of modern telecommunication networks in Ukraine, though it can increase network efficiency.

II.   Main part

All networks are characterized by efficiency of use of various resources. Channel switching concedes packet switching, at which the distribution of network throughput is dynamical. Thus creation and operation costs are minimized.

The most efficient is telecommunication network, which uses the principles of «multiserviceness» and packet switching.

At present the use of wireless technologies is supposed to be the most effective way in creation of telecommunication infrastructure.

It is offered to use high-power third level switches with extended functions of routing and QoS in nodes of a trunk network. The trunk wireless communication channels with FastEthernet or GagabitEthernet interfaces and last mile networks are connected to these switches.

The modular router with support QoS is set In each last mile node. The router is able to arrange configuration depending on necessary services in each particular point. It is recommended to use medium-rate wireless solutions – LMDS, WBA, Radio- Ethernet, W-CDMA PtP as the channel equipment.

III.  Conclusion

The above described principles allow to minimize initial and operating costs, to reduce the minimum term of setting the network into operation and to effectively use passband for transfer of all types of the traffic.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»