Несмотря на то, что владельцы сетей отмечают взрывной рост спроса на высокую пропускную способность, стоимость одного переданного бита снижается. Отрасль реагирует на это еще большей конвергенцией Ethernet в оптических сетях и переоценкой трафика IP и Ethernet. Однако пока непонятно, как интегрировать функции более высоких уровней OSI в стек протоколов транспортного уровня, чтобы упростить структуру сети и добиться экономии, да и можно ли вообще реализовать такое решение.
Для того чтобы сделать сеть более простой, очень важно обеспечить доставку всех транслируемых по этой сети служб посредством единого транспортного протокола Ethernet. Речь идет как о простом доступе в Internet или спонтанном видеотрафике через YouTube, так и о приоритетных (Quality of Service, QoS), широкополосных услугах и видеосервисах.
Однако для поддержки QoS оптическая сеть должна уметь распознавать и реализовывать разные уровни сервиса. Это значит, что даже на границе сети (Edge) необходимо обрабатывать трафик с разным приоритетом. Такая возможность достигается с помощью дополнительного коммутатора Ethernet, установленного на границе, или путем дополнительного оснащения оптической транспортной сети функциями Ethernet второго уровня.
Большинство ведущих производителей выбирают последний путь и интегрируют те или иные функции второго уровня в свои оптические платформы. Как правило, для владельцев сетей такой способ выгоднее приобретения внешнего коммутатора, однако требует установки нескольких дополнительных ключевых компонентов (см. Рисунок 1). Во-первых, это разделительное устройство Ethernet (Ethernet Demarcation Unit, EDU), которое предоставляет пользователям сервисы Ethernet операторского уровня (Carrier Class Ethernet Services; по определению форума Metro Ethernet Forum, MEF) через управляемый демаркационный узел напрямую из оптической сети. С его помощью оператор получает возможность быстро реагировать на возрастающий спрос на актуальные сервисы Ethernet, а кроме того, оперативно управлять службами, имеющими разную степень важности.
Второй ключевой компонент — мультиплексор Ethernet (Ethernet Muxponder, EMXP). Он обеспечивает агрегацию и коммутацию Ethernet в одном устройстве, поэтому агрегированный трафик может передаваться дальше в виде стандартного сигнала 10GbE по магистральной сети (Core Net) через коммутаторы и маршрутизаторы. Так, компания Transmode выпустила устройство, оснащенное 22 портами SFP с поддержкой Ethernet на 10/100/1000 Мбит/с со стороны границы сети и двумя портами 10GbE LAN PHY XFP со стороны магистрали (см. Рисунок 2). Такие устройства позволяют управлять трафиком с разными профилями пропускной способности и осуществлять отправку согласно классу сервиса (Class of Service) с помощью интеллектуального распределения пропускной способности. В результате операторам удается обес-печить наиболее эффективную загрузку своих сетевых ресурсов.
Внутри сети трафик Ethernet может передаваться по-разному. Транспортный стандарт в оптических сетях (Optical Transport Network, OTN) лучше всего подходит для магистрали, поскольку в ядре дополнительным устройствам второго уровня приходится обрабатывать огромные потоки данных между узлами. Однако на границе такой оптической сети, к примеру, в городских сетях, OTN создет провайдерам некоторые трудности. На данный момент разные производители предлагают ряд альтернативных вариантов со скоростью до 2,5 Гбит/с, что затрудняет построение мультивендорных сетей и усложняет интеграцию медленных сервисов Ethernet. Кроме того, первичный высокоскоростной клиентский сервис 10G LAN PHY Ethernet оказался слишком быстрым для стандартного кадра OTN. Сейчас появились рекомендации для «разгона» (Overclocking) этого стандартного кадра и обеспечения поддержки более скоростных сервисов, что, в свою очередь, приводит к появлению на рынке решений от различных производителей и еще больше затрудняет построение мультивендорных сетей.
NATIVE PACKET OPTICAL TRANSPORT В ДЕТАЛЯХ
Альтернативный подход к интегрированному трафику второго уровня на границе сети — это применение технологии Native Packet Optical Transport. При этом оператор, как и прежде, работает на границе городских сетей со стандартными кадрами Ethernet и использует OTN лишь в магистральной сети.
Native Packet Optical Transport оставляет большую часть полезной нагрузки транспортной сети в виде исходного Ethernet, в особенности 10G LAN PHY. В целях поддержки необходимых оптических функций первого уровня для каждого отдельного соединения между узлами коммутации добавляются служебные заголовки, похожие на те, что имеются в OTN. Это касается, к примеру, технологии прямого исправления ошибок (Forward Error Correction, FEC) для улучшения оптической мощности и внутрисетевых каналов (Inband Management Channel) для управления усилительными станциями (Amplifier Site). Единственное различие заключается в том, что полезная нагрузка транспортируется в стандартном кадре Ethernet, а не в кадрах OTN (ODU2 или ODU2e).
Таким образом, провайдер может использовать компоненты, умеющие обрабатывать информацию второго уровня, в пределах своей оптической сети, чтобы обеспечить быстрый и простой трафик кадров Ethernet в зависимости от их сервисного типа и адресата.
Для этого система использует, к примеру, теги VLAN или ярлыки MPLS-TP, на основании которых проводится различие между сервисами IP и транспортными сервисами. Система направляет кадры с данными для высококачественных и дорогостоящих сервисов IP (IP VPN, MPLS или VPLS) на соответствующие устройства IP. Кадры же транспортных сервисов (Ethernet, MPLS-TP или OTN) могут остаться в пределах транспортной сети и не загружать без надобности дорогостоящие компоненты для коммутации Ethernet и маршрутизации IP.
Обработку информации второго уровня на границе оптической сети можно было бы реализовать и в сети OTN, однако такой подход окажется сложнее и дороже. Поскольку OTN упаковывает кадры Ethernet в полезную нагрузку ODU2e, каждый узел, которому для принятия решения о коммутации нужно получить доступ к кадру Ethernet, должен сначала принять весь сигнал OTN, затем выполнить коммутацию, а в завершение восстановить сигнал OTN — целых три шага вместо одного, а значит, дополнительная сложность и расходы. Кроме того, в этом случае сквозное администрирование трафика OTN невозможно.
Применение Native Packet Optical Transport в городских сетях в сочетании с OTN на магистрали позволяет оператору сделать свою сеть более простой и реализовать масштабируемое, гибкое и экономичное решение.
Джон Болдри — менеджер по техническому маркетингу, компания Transmode.
© ITP Verlag