Петр Чачин

Отличительной особенностью современной ситуации в области телекоммуникаций является изменение трафика, передаваемого по сетям связи. Если до недавнего времени доминирующее положение занимала передача голосовых сообщений, то сейчас наблюдается взрывной рост объема передачи данных. В 1998 г. эти два показателя сравнялись, и прослеживается явная тенденция к дальнейшему увеличению последнего (ежегодный прирост речевого трафика составляет 3 - 5%, объема передачи данных - 100 - 200%).

В подобных условиях традиционные телефонные системы, базирующиеся на технологии временно/го мультиплексирования, становятся все менее эффективными. Их применение предполагает высокие капиталовложения, накладывает существенные ограничения на создание сетей с объединенными услугами, не позволяет рационально использовать канальную емкость. Специалисты возлагают большие надежды на новые технологии передачи речи по сетям с коммутацией пакетов, такие, как “голос поверх IP”, ATM, Frame Relay, и на создание на их основе универсальных базовых сетей. Об этом говорилось в докладах и дискуссиях конференции “Интеграция телефонных сетей и сетей документальной электросвязи - единая техническая политика”, организованной Ассоциацией документальной электросвязи (АДЭ, www.rans.ru).

Уже сегодня транспортные сети ориентируются не столько на передачу голосового трафика, сколько на передачу данных. “Вполне можно предположить, что через 3 - 5 лет большинство транспортных сетей будет носить универсальный характер. Различие между телефонными операторами и операторами передачи данных исчезнет”, - сказал Александр Громов, генеральный директор компании “МТУ-информ”.

Практически все поставщики телекоммуникационного оборудования (Nortel, Cisco, Motorola, Ericsson и др.) включились в соревнование за преобразование телефонных сетей в структуры, обеспечивающие пакетную передачу мультимедийной информации. “Использование мультисервисных сетей поможет избежать создания параллельных и наложенных сетей”, - отметил Алексей Любимов, директор по маркетингу фирмы Plus Communication.

Впрочем, российская специфика требует внесения коррективов в зарубежный опыт: можно сколько угодно рассуждать о преимуществах той или иной технологии, но при отсутствии сетей связи и при низкой платежеспособности населения и большинства предприятий многие вопросы попросту теряют актуальность.

“В России более 90% частных потребителей телефонных услуг ни в какой интеграции не нуждается и еще 10 лет нуждаться не будет. Рынок мелких корпоративных абонентов у нас существенно отличается от западного, он не может оказывать решающего влияния на интенсификацию распространения интегрированных услуг”, - убежден Юрий Яшнев, генеральный директор фирмы “Диалог-Сети”.

Пассивная оптическая сеть (PON) — самая перспективная широкополосная мультисервисная технология передачи данных на множество абонентов с помощью оптического волокна.

Этот способ организации сети стал популярным благодаря очевидным преимуществам в скорости, объемах передачи и возможностях совершенствования.

Главное отличие PON от других оптических систем – это использование только пассивного оборудования на всем отрезке от главного модуля, передающего и принимающего информационные потоки, до конечного пользователя. То есть никаких активных коммутаторов, маршрутизаторов, медиаконвертеров, мультиплексоров и другой техники, требующей дополнительного питания и обслуживания.

Для того, чтобы разделить один поток на множество абонентов в системе PON используется оптический разветвитель (сплиттер, мультиплектор, PLC). С его помощью один приемо-передающий модуль (распределительная коробка, распределительный шкаф, OLT) может распространить сигнал на неограниченное количество потребителей – все зависит от показателей его мощности и скорости.

Любая пассивная оптическая сеть включает в себя три основных составляющих:

• станционный терминал OLT (optical line terminal);
• пассивный оптический сплиттер;
• абонентские терминалы ONT (optical network termination) или устройства ONU (optical network unit).

Приемо-передатчик OLT связывает PON с внешними сетями и получает поток, который передается абонентам посредством кабельной сети. Сплиттер размножает сигнал на 8, 16, 32 или 64 абонента. Каждое разветвление несколько сужает канал передачи, что дает некоторое затухание сигнала и снижает его пропускную способность.

Конечное абонентское оборудование ONT оснащено необходимыми пользователю интерфейсами, включая выходы для IP-телефонии, Ethernet и Wi-Fi.

Чаще всего для жилых помещений используется древовидная топология PON-сети. Она позволяет оптимизировать использование волокна, размещая максимально возможное число абонентов на одном кабеле. В зависимости от конечного числа пользователей и требований сети, поток может разветвляться одним или несколькими уровнями каскадов. Чем их меньше – тем проще обслуживать систему, производить необходимый ремонт и тем меньше будут потери в скорости и объемах данных для конечного потребителя. С другой стороны, многокаскадная система позволяет задавать точные настройки, более чутко адаптируя сеть под нужды заказчика.

В целом же топология выбирается из множества вариантов исходя из реальных условий конструкции по принципу максимального удобства для абонентов.

С помощью PON-сетей можно организовать:

• аналоговое и цифровое телевидение, в том числе IPTV;
• и фиксированную телефонную связь;
• передачу технологической, организационной, финансовой информации;
• домашние абонентские сети общего пользования в многоквартирных и частных домах;
• системы пожаротушения (используются в МЧС и МВД);

• охранные системы и , в том числе охрану самих узлов связи и систему “безопасный город”;
• и т.д.

Преимущества архитектуры PON

1) Высокая скорость передачи

PON поддерживает скорость от 155 Мбит/с до 2,5 Гбит/с, являясь на данный момент самым быстрым способом передачи информации.

2) Поддержка разнородного трафика

Система может передавать любой вид информации (данные, видео, голос), вести в квартиру или офис информационные потоки любого происхождения.

3) Большая емкость

Система без потери качества может обрабатывать потоки от несколько ресурсов одновременно. К одному абонентскому порту можно подключить несколько компьютеров, телевизоров, IP-телефонов и др.

4) Сокращение расходов на обслуживание

В PON используются пассивные ответвители, которые не требуют электрического питания и дополнительного обслуживания.

5) Оптимальное использование материала

Подключение максимального числа абонентов к одному волокну помогает использовать меньшее количество кабеля, что может выразиться в существенных цифрах экономии.

6) Помехоустойчивость и защита от перепадов напряжения

В отличие от систем с использованием витой пары (FTTh и т.п.), PON не подвержен влиянию извне и защищен от перепадов напряжения, появления наводок и помех.

7) Легкодоступность

Нет необходимости размещать оборудование для PON-сети в уличных шкафах, поэтому система легко доступна к проверке, модификации и ремонту в холодное время года и позволяет экономить на всепогодном оборудовании.

8) Простота подключения

Подключение абонентов к сети происходит быстро и без перерыва связи.

9) Возможность уплотнения

Уплотнение (мультиплексирование) сигнала позволяет при необходимости пускать дополнительные потоки информации по уже существующему кабелю – для этого используются световые волны другой длины. Так, уже существующую кабельную систему можно использовать для добавления услуг, включая системы безопасности, видеонаблюдения, охраны, противопожарной безопасности и т.п.

10) Постоянное развитие PON-технологий

Рост мощностей, скоростей и удешевление составляющих позволяет рассматривать данную технологию передачи данных как одну из наиболее перспективных.

Недостатки архитектуры PON

• Необходимость шифрования потока

PON – технология с общей средой передачи данных, поэтому отдельные потоки информации приходится шифровать. Это может снижать полезную скорость передачи, а также не защищает информацию от взлома на физическом уровне.

• Сложность системы

В системе трудно обнаружить неполадки на участке между сплиттерами и конечной точкой — ONT.

Важно иметь в виду, что при выборе профессионального установщика, который сможет качественно установить, отслеживать состояние и обеспечивать полноценный сервис, проблемы с сетью минимизируются.

Виды PON-сетей

Технология пассивных оптоволоконных сетей была введена в практику в середине 90-х годов, первоначально в модификации APON. После ряда усовершенствований в начале 2000-х появилась технология BPON с лучшей скоростью и большим числом обрабатываемых потоков. Следующим в линейке пассивных сетей стал EPON на технологии Ethernet. В настоящее время наиболее современной, удобной и перспективной для создания крупных разветвленных сетей является система GPON .

GPON устроен на базе платформы SDH (протокол GFP) и позволяет подключать к одному передающему модулю до 64 абонентов на расстоянии до 20 км. Использование сплиттеров и муфт позволяет увеличить дальность до 60 км. Скорость передачи в среднем достигает 2,5 Гб, хотя технически можно развить систему, скорость в которой может достигать 4–10 Гбит/с в каждом направлении.

Еще одна существующая модификация – технология GEPON. Ее можно назвать самой экономичной, однако это преимущество предполагает некоторые издержки в сравнении с GPON-сетями. В частности, в ней отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений. Такая система хорошо работает для небольших операторов, ориентированных на IP-трафик, в том числе IPTV.

В целом же выбор технологии для создания или усовершенствования пассивной оптоволоконной сети зависит от условий заказчика, потребностей абонентов и перспектив развития. Компания-установщик должна подробно изучить исходные данные, чтобы сделать заключение по выбору технологии и разработать оптимальный план будущей PON.

Резюме

В настоящее время пассивные сети на основе оптического волокна получают все большее распространение. Медные витые пары не выдерживают конкуренции с PON по объемам, скорости и дальности передачи данных, помехозащищенности и масштабируемости. Если первоначально предпочтение часто отдавалось витопарным кабелям ввиду дороговизны оптического сырья и оборудования, то сейчас по капитальным затратам и трудоемкости монтажа системы различаются незначительно. По-прежнему популярным является строительство совмещенного вида сетей — FTTH, где медная пара используется только на участке от коммутатора к абоненту. Однако динамика все больше смещается в сторону PON, в том числе и благодаря тому, что установка пассивной сети допускает модификацию без вмешательства в архитектуру системы и перекладки кабеля.

Тем не менее, установка — капиталоемкий и сложный процесс, поэтому важно доверять эту работу проверенным профессионалам отрасли. Они смогут создать продуманную конфигурацию системы с возможностью оптимизации под нужды заказчика и бесперебойной работы.

Чтобы узнать подробности установки PON-сети для Вашей компании, звоните по номерам указанным на сайте или оставьте заявку на звонок нашего специалиста — форму Вы найдете прямо под текстом.

Рост популярности мультисервисных сетей связи - одна из самых заметных тенденций российского рынка телекоммуникационных услуг в последние годы. Услуги такой сети в первую очередь предназначены для компаний, ориентированных на интенсивное развитие бизнеса, оптимизацию затрат, автоматизацию бизнес-процессов, современные методы управления и обеспечение информационной безопасности. Наиболее эффективное применение мультисервисные сети могут найти у традиционных телекоммуникационных операторов, которые таким образом значительно расширяют гамму предоставляемых услуг. Для корпоративного рынка объединение всех удаленных подразделений в единую мультисервисную сеть на порядок увеличивает оперативность обмена информацией, обеспечивая доступность данных в любое время. Благодаря возможности обмениваться большими объемами данных между офисами можно устраивать селекторные совещания и проводить видеоконференции с отдаленными подразделениями. Все это ускоряет реакцию на изменения, происходящие в компании, и обеспечивает оптимальное управление всеми процессами в реальном масштабе времени.

Мультисервисная сеть представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображений и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Она отличается надежностью, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет), и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближающуюся к стоимости передачи данных по Интернету). Вообще говоря, основная задача мультисервисных сетей заключается в том, чтобы обеспечить работу разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи и обычного трафика (данных), и трафика другой информации (речи, видео и т. д.) используется единая инфраструктура.

Мультисервисная сеть открывает массу возможностей для построения многообразных наложенных сервисов поверх универсальной транспортной среды - от пакетной телефонии до интерактивного телевидения и Web-сервисов. Сеть нового поколения имеет следующие особенности:

• универсальный характер обслуживания разных приложений;
• независимость от технологий услуг связи и гибкость получения набора, объема и качества услуг;
• полная прозрачность взаимоотношений между поставщиком услуг и пользователями.

Интеграция трафика разнородных данных и речи позволяет качественно повысить эффективность информационной поддержки управления предприятием; при этом использование интегрированной транспортной среды снижает издержки на создание и эксплуатацию сети. Мультисервисная сеть, используя единый канал для передачи данных разных типов, дает возможность уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты и технологии, централизованно управлять коммуникационной средой. Мультисервисные сети поддерживают такие виды услуг, как телефонная и факсимильная связь; выделенные цифровые каналы с постоянной скоростью передачи; пакетная передача данных (FR) с требуемым качеством сервиса; передача изображений, видеоконференцсвязь; телевидение; услуги по требованию (On-Demand); IP-телефония; широкополосный доступ в Интернет; сопряжение удаленных ЛВС, в том числе работающих в различных стандартах; создание виртуальных корпоративных сетей, коммутируемых и управляемых пользователем.

Надо отметить, что мультисервисные сети - это скорее технологическая доктрина или новый подход к осознанию сегодняшней роли телекоммуникаций, основанный на понимании того, что компьютер и данные сегодня выходят на первое место по сравнению с речевой связью. Эта модель бизнеса, построенная на основе широкополосных сетей связи следующего поколения, позволяет предоставлять очень широкий набор услуг и дает гибкие возможности создавать их, управлять ими и персонализировать. Основные отличия таких сетей состоят в следующем:

• возможность передачи большому количеству пользователей в реальном времени очень больших объемов информации с необходимой синхронизацией и с использованием сложных конфигураций соединений;
• интеллектуальность (управление услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика сервиса, раздельная тарификация и управление условным доступом);
• инвариантность доступа (организация доступа к услугам независимо от используемой технологии);
• комплексность услуги (возможность участия нескольких провайдеров в предоставлении услуги и разделение их ответственности и дохода сообразно с видом деятельности каждого).

Основные проблемы, ограничивающие сегодня распространение широкополосного доступа, а значит, и внедрение мультисервисных сетей, заключаются в том, что это требует значительных инвестиций в отрасль. Кроме того, в нашей стране отсутствует мощная многогигабитная магистральная инфраструктура и слабо развиты абонентские сети. Необходимо полное изменение бизнес-модели для операторов, а огромная территория и неравномерность расселения требуют внимательного подбора технологий (и их комбинации) в зависимости от географии и населенности конкретного региона. Не следует забывать и о "пиратстве", а также обеспечении прав владения через IP. Ведь борьба с мошенничеством требует бизнес-модели, основанной на продаже контента, со сложными системами управления, контроля доступа и тарификации.

Круг потенциальных пользователей мультисервисных сетей весьма широк. Это, во-первых, бизнес-центры, фирмы, расположенные в одном здании. Корпоративным клиентам необходимо множество телефонных линий, высокоскоростной доступ в Интернет, системы аудио- и видеоконференцсвязи, сигнализации и телеметрии. Это также крупные холдинги, имеющие территориально удаленные филиалы и подразделения, это компании, использующие удаленные автоматические терминалы (банкоматы, торговые автоматы). Это системы телемедицины разного уровня и компании мобильной связи, распределенные офисы, коммутационные центры и базовые станции которых также могут подключаться к единой мультисервисной сети.

Базовыми понятиями для мультисервисных сетей выступают QoS (Quality Of Service) и SLA (Service Level Agreement), т. е. качество обслуживания и соглашение об уровне (качестве) предоставления услуг сети. Переход к новым мультисервисным технологиям изменяет саму концепцию предоставления услуг, когда качество гарантируется не только на уровне договорных соглашений с поставщиком услуг и требований соблюдения стандартов, но и на уровне технологий и операторских сетей. Архитектурно в структуре мультисервисной сети можно выделить несколько основных уровней: магистральный, уровень распределения и агрегирования и уровень доступа. Магистральный уровень представляет собой универсальную высокоскоростную и по возможности однородную платформу передачи информации, реализованную на базе цифровых телекоммуникационных каналов. Уровень распределения включает узловое оборудование сети оператора, а уровень агрегирования выполняет задачи агрегации трафика с уровня доступа и подключения к магистральной (транспортной) сети. Уровень доступа включает корпоративные или внутридомовые сети, а также каналы связи, обеспечивающие их подключение к узлу (узлам) распределения сети.

Мультисервисные сети можно строить на базе самых разных технологий, как на платформе IP (IP VPN), так и на основе выделенных каналов связи. На магистральном уровне наиболее популярны сегодня технологии IP/MPLS, Packet over SONET/SDH, POS, ATM, xGE, DWDM, CWDM, RPR. Реально большая часть магистральных мультисервисных сетей сегодня строится на основе технологий POS, DWDM, которые получили заметное распространение в России, а также IP/MPLS, которые считаются особенно перспективными при значительной широте охвата и большом числе потребителей.

Технология MPLS

Основой технологии многопротокольной коммутации по меткам - MPLS (MultiProtocol Label Switching) послужили разработки компаний Ipsilon (IP Switching), Cisco (Tag Switching) и IBM (ARIS), а также предложения ряда разработчиков, направленные на создание средств управления трафиком в неориентированных на соединение сетях, к которым, как известно, относятся и IP-сети. Последние на сегодняшний день остаются главным объектом приложения технологии MPLS, поскольку стали магистральным направлением развития корпоративной и глобальной телекоммуникационной инфраструктуры. Некоторые эксперты даже считают, что современное состояние данной технологии позволяет называть ее IPLS, т. е. IP-коммутация по меткам.

Технология MPLS часто используется для построения виртуальных корпоративных IP-сетей (IP VPN) на третьем уровне ЭМВОС ("Эталонная модель взаимодействия открытых систем") в соответствии со спецификациями RFC 2547. В таких сетях каждому IP-пакету присваивается специальная метка, определяющая его маршрут и приоритет. В результате операторы телекоммуникационных сетей могут предоставлять в IP VPN такие классы обслуживания (CoS), которые дают возможность использовать их для транспорта изохронного трафика, например, телефонного. Операторы, внедрившие MPLS в своих сетях, а также представители компании Cisco утверждают, что уже сегодня технология MPLS превращает контролируемые оператором IP-сети в надежную, предсказуемую и управляемую инфраструктуру, не уступающую по этим параметрам сетям АТМ и Frame Relay (FR).

Основная идея разработчиков технологии MPLS заключалась в создании механизмов, обеспечивающих ускоренную передачу пакетов по наименее загруженным маршрутам IP-сети. При этом, в отличие от постоянных виртуальных каналов (PVC) сетей ATM и FR, которые жестко фиксируются, коммутируемые по меткам пути (Label Switched Path, LSP) могут меняться в зависимости от состояния сети и загруженности отдельных ее узлов или каналов. Таким образом, с помощью MPLS решается проблема непредсказуемости задержек в IP-сети.

Рассмотрим коротко принцип работы технологии коммутации по меткам в сетях, отвечающих спецификациям RFC 2547. В точке входа в такую сеть пограничные маршрутизаторы (коммутаторы) - обычно их называют Label Edge Router (LER) или Provider Edge router (PE) - определяют, какие услуги третьего уровня модели ЭМВОС необходимы входящим IP-пакетам (например, предоставление QoS или управление полосой пропускания). В зависимости от этих требований, а также с учетом пункта назначения устройства маркируют IP-пакеты специальными метками. Действия, требующие больших процессорных мощностей (анализ, классификация и фильтрация), выполняются только один раз, в точке входа. Опорные устройства сети MPLS - обычно их называют Label Switch Router (LSR) или Provider router (P) - продвигают пакеты только на основе меток и не анализируют заголовки IP-пакетов. В точке выхода из MPLS-сети метки удаляются.

При перемещении пакета по сети опорные устройства составляют таблицы маршрутизации, связывающие пакеты и указанный маршрут с метками. LSR считывают метки каждого пакета и заменяют их новыми в соответствии со своей таблицей маршрутизации. Затем пакеты передаются дальше. Эта операция повторяется при прохождении каждого LSR. Все пакеты, имеющие одинаковые метки, передаются по одному LSP. При этом, как уже упоминалось, в зависимости от состояния и загруженности сети LSP могут проходить по разным маршрутам.

На сегодняшний день технология MPLS наиболее широко применяется для построения виртуальных корпоративных IP-сетей. От других способов создания VPN (например, на базе ATM/FR или IPSec) она отличается легкостью добавления новых узлов виртуальной сети и естественной совместимостью с другими IP-сервисами, которые все чаще находят спрос у корпоративных пользователей, - это доступ в Интернет, электронная почта, хостинг и аренда приложений. Технология MPLS решает еще одну очень важную для корпоративного пользователя задачу - она, подобно технологиям ATM и FR, позволяет четко обособлять друг от друга виртуальные корпоративные IP-сети.

Классы решений в области OSS/BSS-систем

При большом числе пользователей в мультисервисной сети необходима сложная и интеллектуальная система управления. В сети одновременно передается множество разных видов трафика, причем для каждого из них требуется безусловное соблюдение одних параметров, но допускаются более или менее серьезные уступки по другим, следовательно, не обойтись без специализированных средств, не допускающих перегрузки сети и нарушения требуемого качества. Сеть должна самостоятельно устранять перегрузки, автоматически решая, чем можно пожертвовать в разных случаях - шириной полосы пропускания, временем доставки или (для отдельных потоков) целостностью информации.

При игнорировании требований управляемости и мониторинга состояния владельцы сети могут столкнуться с серьезными трудностями, сопровождающимися критичными для бизнеса сбоями и серьезными финансовыми потерями. Чтобы предоставлять новые услуги, обеспечивать их необходимое качество, правильно их распределять и маршрутизировать, очень важно, чтобы без ошибок принимались все необходимые данные, вне зависимости от технологии и типа оборудования. В качестве систем мониторинга и управления сетью используются средства диагностики, представляющие собой мощные инструменты (функции анализа протоколов, контроля плана маршрутизации и т. п. в современных коммутаторах), а также программные системы OSS/BSS (Operation Support Systems/Business Support Systems).

Некоторые эксперты полагают, что, несмотря на кажущуюся новизну области OSS, сами принципы, концепции и понятия, связанные с этими системами, отнюдь не новы. Системы поддержки функционирования предприятий связи (OSS) представляют собой существенное расширение давно известной концепции построения глобальных систем управления TMN (Telecommunications Management Network), очень популярной в 90-е годы. Прогресс в области компьютеров, развертывание компьютерных сетей, переход к высокоскоростным системам передачи и коммутации, создание значительных информационных ресурсов развитых стран - все это кардинально преобразило современный деловой мир. По мере того как часть функций управления и обслуживания деятельности предприятий перекладывалась на плечи машин, формировалась концепция глобальной системы управления предприятиями - BSS, в основу которой легли различные методы оптимизации процессов на предприятии. Однако данная концепция не была чисто телекоммуникационной, поскольку для нее не имеет значения, о каких процессах идет речь, важна лишь их оптимизация. Поэтому системы BSS начали внедряться во многих отраслях современной экономики, оптимизируя банковскую сферу, транспортные издержки, поставки сырья и т. п. Усиление централизованного контроля, неизбежное при внедрении BSS, как нельзя лучше отвечает специфике современной глобализации и укрепления роли транснациональных компаний, для управления которыми потребовались автоматизированные системы, - и концепция BSS оказалась весьма кстати.

Для управления технологией, устройствами передачи и коммутации, сегментами сетей, ресурсами оператора была сформулирована концепция TMN, цель которой заключалась в повышении эффективности работы сети, а не операторской компании как предприятия. Разработчики систем управления в телекоммуникациях объединили задачи управления бизнесом и управления сетью. Так на стыке двух задач родилась концепция OSS, которая, с одной стороны, содержала все наработки TMN, с другой - обеспечивала жесткую экономическую связку BSS/OSS, с третьей - добавляла к ним новые тенденции, опыт и некоторые качественные дополнения, которые всегда сопутствуют синтезу двух независимых идей.

Современные системы OSS/BSS содержат множество модулей (классов) и подсистем, направленных на решение различных бизнес-задач. Сочетание разных классов с корпоративными информационными системами (CRM, HelpDesk и т. д.) обеспечивает необходимую функциональность для решения конкретных вопросов.

Mediation Device (Уровень сопряжения) позволяет интегрировать OSS/BSS-решения с разнородным активным оборудованием разных производителей. Уровень сопряжения обеспечивает надежное двустороннее взаимодействие между всеми элементами информационно-технической инфраструктуры вне зависимости от их сложности и степени разнородности. Уровень сопряжения служит основой построения любой современной системы управления сетью. Без него невозможно полноценное функционирование других классов OSS/BSS-решений, реализующих более высокие уровни иерархии управления телекоммуникационными ресурсами.

Inventory Management (Управление инвентаризацией) - это единое хранилище данных обо всех аспектах функционирования телекоммуникационной сети. Inventory Management представляет собой мощное и удобное средство для оперативного и эффективного управления инвентаризацией телекоммуникационных ресурсов компании. Вся информация инфраструктурного характера представлена здесь в широком спектре форматов, что позволяет интегрировать решение с другими информационными системами. В режиме реального времени персонал компании может в соответствии с делегированными ему правами доступа отслеживать и изменять топологию сети, настраивать конфигурацию физического оборудования, планировать и управлять логическими ресурсами сети.

Performance management (Управление производительностью) - этот класс решений улучшает производительность и эффективность работы телекоммуникационных сетей и информационных систем. Решения класса Performance Management оптимизируют конфигурацию сети, распределяют нагрузку между различными ресурсами и способствуют планированию развития сети. Внедрение решений для управления производительностью позволяет получить максимальную отдачу от текущих и будущих инвестиций. Благодаря оптимальному использованию ресурсов растет доходность инвестиций (ROI) и уровень дохода в расчете на одного клиента или пользователя сети.

Routing Management (Управление маршрутной информацией в IP-сетях) - мониторинг процессов маршрутизации в сети, сопряженный со сбором, обработкой и хранением информации о состоянии процессов маршрутизации. Обработка информации происходит в реальном времени, что позволяет контролировать состояние маршрутизации в сети, анализировать ее поведение по историческим данным и прогнозировать состояние маршрутизации в различных условиях.

Fault Management & Trouble Ticketing (Регистрация и управление неисправностями) - это решение эффективно управляет процессом поиска и исправления неисправностей. Функциональные возможности решения обеспечивают полную поддержку жизненного цикла устранения неисправностей: подбирается, систематизируется и хранится информация о каждой возникшей проблеме, о способах и этапах ее решения, о текущем состоянии дел. Внедрение решения Trouble Ticketing значительно сокращает сроки ремонтных работ в сети. При этом система предоставляет руководству и персоналу расширенные средства составления отчетов. Решения класса Fault management относятся к так называемым зонтичным системам управления, они обеспечивают двустороннее взаимодействие с автономными системами управления активным оборудованием разных поставщиков. Данный класс решений позволяет создать интегрированную систему управления, включающую решения для HelpDesk и CRM, что существенно упрощает управление телекоммуникационными ресурсами компании и их обслуживание, а также уменьшает совокупную стоимость владения.

Order Management (Управление заказами) - решение применяется для поддержки бизнес-процессов телекоммуникационных услуг любого типа: фиксированная связь, передача данных, беспроводная связь, IP и интегрированные речевые услуги. Система отслеживает все этапы исполнения заказа на протяжении всего его жизненного цикла. Одновременно она может создавать детальные отчеты о каждом этапе выполнения заказа, а также о процессе обработки заказов в целом. Решение для управления заказами позволяет управлять как внешними, так и внутренними услугами. При этом поддерживается ссылка на источник заказа или на пункт его назначения (доставки). Источник заказа может располагаться на стороне клиента, например, в случае активации услуги. В его роли может выступать также внутренний отдел компании.

Fraud Management (Борьба с мошенничеством) - это решение предназначено для операторов связи, и его основные функции заключаются в обнаружении, пресечении и упреждении случаев мошенничества с ресурсами оператора. Система отслеживает нарушителя с помощью механизмов и алгоритмов, специально разработанных для разных типов соединений и услуг, и реагирует на случаи вызова подозрительного номера, несуществующего пользователя, вызова с превышением порога стоимости или продолжительности, а также на иные виды и типы мошенничества. Комплексная система борьбы с мошенничеством не только своевременно информирует оператора о запросе недобросовестного клиента, но и способствует выявлению закономерностей в действиях мошенников. Это решение позволяет выработать механизм защиты от мошенничества, а также оптимально распределить задачи между аналитиками и другим персоналом компании. Если организовать взаимодействие решения Fraud Management с CRM-системой, то обнаружить и предотвратить мошенничество удается в самые короткие сроки. Это создает безопасную среду для внутренних и внешних пользователей услуг.

SLA management (Управление уровнем сервиса) обеспечивает компании повышение доходов за счет оперативного мониторинга информационных сервисов, предоставляемых внешним и внутренним пользователям. Объективный и своевременный контроль качества услуг избавляет оператора от выплаты компенсаций клиентам в связи с нарушением соглашения об уровне сервиса (Service Level Agreement). Документ содержит показатели работы сети и информационной системы, которые задают необходимый уровень качества сервиса. Если соглашение заключено с внутренним ИТ-подразделением, предприятие гарантирует нормальное функционирование бизнес-процессов внутри компании. Класс решений SLA Management можно интегрировать с CRM-системами, биллинговыми системами или специализированными решениями для отделов продаж. Бесшовная интеграция обеспечивает быстрое обновление изменений, вносимых в контракт с клиентом.

Network&Service Provisioning Management (Управление планированием и развитием услуг) - этот класс решений позволяет компаниям эффективно управлять процессом планирования и развития предоставляемых услуг. Прогнозирование различных путей развития событий и моделирование разнообразных сценариев типа "что, если?" призваны помочь компаниям добиться максимально возможной степени готовности услуги, прежде чем начать ее предоставление клиентам. Определив степень готовности услуги и эффект от ее применения, компания не только удовлетворяет потребности пользователей сети и формирует устойчивую группу лояльных клиентов или довольных сотрудников - она, в конечном счете, укрепляет свои позиции на рынке и получает дополнительные возможности увеличения доходов. Решения Network&Service Provisioning Management, независимо от сложности и степени разнородности сетевой инфраструктуры, обеспечивают надежное, быстрое и безопасное двустороннее взаимодействие между решениями других классов (такими, как Inventory Management и SLA Management, программно-аппаратным комплексом и элементами сети).

WorkFlow Management (Управление совместной работой) - это решение позволяет эффективно управлять различными командами сотрудников, которые территориально распределены и обслуживают большое число клиентов. Решение класса WorkFlow Management обеспечивает коммуникации между всеми участниками процесса предоставления услуг, мониторинг и составление отчетов в режиме реального времени. При интеграции решений класса WorkFlow Management с другими решениями на базе OSS/BSS-систем круг решаемых задач можно существенно расширить. Таким образом, перед руководством предприятия открывается возможность управлять планами работ, автоматически распределять задачи между исполнителями и гибко назначать менеджеров и членов групп технического обслуживания.

Аналитики различают несколько возможных способов построения OSS/BSS-решения на предприятии. Так или иначе, каждый вариант сводится к интеграции различных классов OSS/BSS с другими информационными системами и/или классами. Это может быть Fault Management &Trouble Ticketing + SLA Management + CRM, или Fraud Management + биллинговая система + СRM, или другие способы. Каждая комбинация обеспечивает решение определенного класса наиболее критичных для заказчика бизнес-задач. Выбор делается на основе комплексного анализа всех бизнес-процессов компании. Таким образом, OSS - это всегда комплекс продуктов, многие из которых настраиваются с учетом нужд конкретного заказчика. Однако это не разрозненный набор деталей, а интегрированная система, что достигается благодаря работе квалифицированных инженеров компании-интегратора при ее внедрении.

Некоторые решения

Системы управления и мониторинга телекоммуникационных сетей - это дорогая, но надежная альтернатива ручному труду множества сетевых инженеров, т. е. тому подходу, который был принят в российских компаниях до недавнего времени. К примеру, российский системный интегратор и поставщик ИТ-решений, компания "Энвижн Груп" (http://www.nvisiongroup.ru), предлагает внедрение решений, обеспечивающих полномасштабное управление сетями любого масштаба и конфигурации, в которые входят:

• управление сбоями/событиями (Fault management);
• управление конфигурациями (Configuration management);
• сбор статистической/биллинговой информации (Accounting management);
• контроль производительности (Performance management);
• контроль безопасности (Security management).

Создание систем OSS - одно из основных направлений деятельности "Энвижн Груп". Российские операторы связи пока только начинают осознавать необходимость таких систем, но интегратор уже готов предложить спектр тщательно отобранных продуктов, позволяющих создавать комплексные и специализированные решения, учитывающие особенности каждого заказчика. "Энвижн Груп" занимается внедрением систем управления информационной инфраструктурой на базе решений компаний Micromuse (IBM), HP, InfoVista, MetaSolv, Dorado, Packet Design и Cisco Systems.

Качество работы IP-сетей в значительной степени определяется эффективностью схем маршрутизации. Разработка таких схем и управление ими - исключительно сложная задача, поскольку приходится учитывать и топологию сети, и параметры каналов связи, и существенные различия в обработке разных типов трафика. Сложность возрастает еще и потому, что все эти параметры динамически меняются во времени из-за изменения нагрузки на сеть, возможного выхода из строя оборудования и множества других факторов. Соответственно, ошибки в схеме маршрутизации могут снизить производительность, надежность и живучесть сети, даже если ее технические элементы будут исправны.

Система управления маршрутизацией в IP-сетях Route Explorer компании Packet Design (http://www.packetdesign.com) резко упрощает управление телекоммуникационными сетями на базе протокола TCP/IP. Она не имеет аналогов в мире и полезна всем операторам связи, да и практически любым предприятиям среднего и крупного бизнеса. Данная система занимает исключительное место в системе управления ИТ- и телекоммуникационной инфраструктурой предприятия. Это обусловлено тем, что сегодня протоколы TCP/IP составляют основу локальных и территориально распределенных вычислительных сетей предприятий, сетей передачи данных, магистральных и мультисервисных сетей и Интернета. На этих же протоколах основаны современные технологии IP-телефонии, видеосвязи и видеоконференцсвязи, видео по заказу и интерактивного телевидения. Более того, и в традиционной телефонии для передачи голосового трафика на большие расстояния используются IP-сети.

Route Explorer решает весь комплекс задач, связанных с управлением маршрутизацией. В их числе разработка и оптимизация схем маршрутизации, соответствующая настройка маршрутизаторов, мониторинг, журналирование и визуализация маршрутных данных, оперативный и ретроспективный анализ этих данных с целью выявления сетевых проблем, моделирование влияния схем маршрутизации на работу сети, в том числе с использованием архива данных, и т. д. Подчеркнем, что ПО Route Explorer существенно повышает управляемость даже небольших сетей (10-20 маршрутизаторов), а для более крупных сетей без его использования практически не обойтись. Именно поэтому это ПО используют крупнейшие телекоммуникационные компании во всем мире, такие, как AOL, BT, Cox, KDDI, Midcontinent Communications, NTT Communications, Song, TeliaSonera, T-mobile, Verizon.

"Энвижн Груп" стала первой компанией на российском рынке, готовой к использованию системы Route Explorer в составе решений для операторов связи и корпоративных заказчиков. Компания рассматривает ПО Route Explorer как один из важнейших строительных блоков современных систем управления телекоммуникационной инфраструктурой предприятий и операторов связи. При этом в операторских системах управления бизнесом важным преимуществом становится соответствие ПО Route Explorer стандарту NGOSS, описывающему эталонную архитектуру систем управления мультисервисными сетями, предложенную международной организацией Telemanagement Forum (http://www.tmforum.org). Другое преимущество - возможность интеграции ПО Route Explorer с системой мониторинга сбоев и изоляции неисправностей Micromuse Netcool, также входящей в линейку продуктов, используемых "Энвижн Груп" для создания систем OSS.

Заметим, что "Энвижн Груп" дополняет продукты ведущих мировых производителей собственными разработками. Так, она вывела на российский рынок свое специализированное приложение NVision SMAP - интерактивный графический редактор пользовательских сетевых карт, полностью интегрированный с Micromuse Netcool, интегрированной системой управления крупными сетями и ИТ-инфраструктурой. Основное назначение этого решения - упростить внедрение и использование Netcool для операторов связи или предприятий, имеющих распределенную сетевую и телекоммуникационную структуру.

NVision SMAP представляет собой простой в использовании программный продукт для создания больших карт со сложной структурой, поддерживающий импорт топологической информации из внешних баз данных и "горячее" обновление карт на встроенном в Netcool редакторе карт Webtop. Использование SMAP значительно упрощает и ускоряет процесс создания карт и расширяет функциональность Netcool/Webtop. Отметим, что Micromuse Netcool - ключевое звено широкой линейки решений для управления телекоммуникационной и ИТ-инфраструктурой, в первую очередь потому, что решения на базе Netcool для управления ресурсами отличаются высокой эффективностью. В частности, согласно исследованию IDC, использование Micromuse Netcool в качестве системы управления информационной инфраструктурой повышает производительность работы пользователей на 19%; при этом эффективность работы информационной инфраструктуры возрастает на 58%, а потери от простоев оборудования снижаются на 22%.

Мультисервисные сети ATM.

Технологии коммутации и маршрутизации

Сегодня сетевые операторы рассматривают возможности применения в магистральных сегментах различных сетевых технологий доставки ин-формации, под которыми мы будем понимать в дальнейшем методы ком-мутации и маршрутизации. Наряду с классическими методами коммутации каналов (телефонные сети общего пользования) и пакетов (протокол Х.25 в сетях передачи данных общего пользования), широко используются мето-ды коммутации кадров (Frame Relay), коммутации ячеек (ATM) и методы коммутации пакетов, базирующиеся на IP-ориентированных протоколах. Появление большого числа новых приложений, связанных, в первую очередь, с передачей мультимедийного трафика, ведет к необходимости выбора наиболее эффективных или оптимальных сетевых технологий дос-тавки. Как уже было отмечено выше, наблюдается очевидный сдвиг от сис-тем коммутации каналов к системам с коммутацией пакетов, от систем, ориентированных на соединения, к системам, не ориентированным на со-единения. Вместе с тем в рамках этих процессов одни технологии, попу-лярные еще несколько лет назад, постепенно уходят с рынка, тогда как другие начинают распространяться с неожиданно высокой скоростью. Далее рассматриваются принципы технологий ATM и IP и определя-ются возможные сегменты их применения в широкополосных сетях буду-щего.

Технология ATM

Идеи перехода от отдельных сетей для различных типов трафика к единой сети, в которой передавались бы все виды информации, начали раз-виваться еще в 60 г.г. Однако относительно низкий технологический уровень телекомму-никационных систем и сетей и отсутствие соответствующей элементной базы не позволили перейти к реализации таких сетей в течение более чем 30 лет. В 70-е и 80-е гг. начался значительный прогресс в микроэлектрони-ке и программном обеспечении, сопровождаемый построением сетей связи с высокой пропускной способностью на базе волоконно-оптических систем. Успехи именно в этих направлениях позволили вплотную подойти к реали-зации идеи создания единой сети связи для всех типов трафика. В начале 80-х гг. в ряде мировых исследовательских центров (СМЕТ, Франция, Bell Labs., США) начались работы по созданию сетей общего пользования нового типа – широкополосных цифровых сетей интегрально-го обслуживания (ШЦСИО, B-ISDN, Broadband Integrated Services Digital Networks). Концепция ШЦСИО предполагает что оператор предоставляет пользователю весь возможный набор узкополосных и широкополосных ус-луг в рамках одной сети на базе единого метода распределения информа-ции. Одной из основных проблем, с которой столкнулись разработчики концепции ШЦСИО, была проблема выбора единого метода доставки и распределения информации. В первых рекомендациях МСЭ, в которых описывалась концепция ШЦСИО (1988), в качестве такого единого метода распределения информации был предложен метод асинхронной доставки информации, основанный на технологии ATM. Технология ATM представ-ляет собой разновидность метода коммутации пакетов и рассматривается как набор протоколов для применений, ориентированных на соединения с гарантированным качеством обслуживания, означающим выделение необ-ходимой полосы пропускания и обеспечение минимальных задержек. Перечислим основные свойства метода ATM:

 исходное сообщение после представления в цифровой форме и пе-ред передачей в сеть связи разделяется на протокольные блоки фиксиро-ванной длины, равной 48 байтам;

 каждый протокольный блок дополняется служебной частью – заго-ловком размером 5 байт, образуя ячейку ATM размером 53 байта: заголо-вок содержит адресную часть, элементы защиты заголовка от ошибок и другую служебную информацию, необходимую для гарантированной дос-тавки ячеек через сеть;

 последовательность ячеек ATM, принадлежащих одному сообще-нию, передается через виртуальные соединения (постоянные или коммути-

руемые), поддерживаемые коммутаторами ATM, в которых обрабатывают-ся только заголовки ячеек;

 при прохождении ячеек через коммутатор ATM ячейки накапли-ваются в промежуточных буферах коммутатора, что обеспечивает возмож-ность статистического использования сетевых ресурсов;

 обработка ячеек в коммутаторе ATM (анализ адреса, защита от ошибок, управление потоком ячеек) осуществляется на втором уровне эта-лонной модели OSI;

 на стороне адресата ячейки ATM освобождаются от заголовков и собираются в единую последовательность, из которой затем формируется исходное сообщение.

Сети ШЦСИО, построенные на базе технологии ATM, обеспечивают следующие возможности:

 доставку всех видов информации (речь, данные, музыку, подвиж-ные, неподвижные, цветные и черно-белые изображения, информацию мультимедиа) с высокими показателями качества обслуживания;

 поддержку интерактивных (диалоговых) служб и служб распреде-ления информации (с управлением и без управления со стороны пользова-теля);

 статистическое распределение сетевых ресурсов в соответствии с требованиями пользователей (гарантированная полоса пропускания), что обеспечивает эффективную передачу как непрерывного, так и пачечного трафика, а также экономический выигрыш при замене арендованных линий.

Технология ATM была выбрана в качестве базовой для построения ШЦСИО, поддерживающей как узкополосные, так и широкополосные ус-луги. Иными словами, технология ATM должна обеспечивать функциони-рование сетей с достаточно высокими пропускными способностями, нахо-дящимися в диапазоне десятков-сотен Гбит/с (в настоящее время диапазон требуемых пропускных способностей расширен до значений несколько Тбит/с). В терминах основных характеристик сети это означает, что межкон-цевые задержки в территориально распределенных сетях должны состав-лять единицы мс и время обработки протокольных блоков в коммутаторах – десятки и сотни мс. Соответственно, производительность узлов коммута-ции ATM должна определяться цифрами порядка десятков-сотен миллио-нов протокольных блоков (ячеек) в секунду.

Реализация подобных характеристик стала возможна только в начале 90-х гг., благодаря прогрессу в микроэлектронике и волоконно-оптических системах связи. Волоконно-оптические системы связи обеспечивают высо-кий уровень достоверности передаваемой информации. Вероятность оши-бок в современных системах передачи может достигать 10-10 - 10-11, что по-зволяет значительно уменьшить объем операций (и, следовательно, вре-менные затраты) по защите от ошибок. Как известно, именно эти операции, применяемые в традиционных сетях с коммутацией пакетов, являются од-ним из источников существенных задержек. Кроме того, в классических системах с коммутацией пакетов (напри-мер, на базе протокола Х.25) обработка пакетов базируется на использова-нии программных средств и, следовательно, ведет к существенной загрузке основного процессора коммутатора, а также к значительным временным задержкам. Успех в области создания заказных высокопроизводительных микросхем с большой степенью интеграции позволяет создать коммутато-ры ATM, в которых основная часть операций по обработке ячеек выполня-ется с помощью распределенных микропроцессорных сетей. Реализация таких операций, как анализ адресной части, обнаружение ошибок, сборка и разборка протокольных блоков, производится в коммута-торах ATM на аппаратном уровне, что обеспечивает пропускную способ-ность сетевых узлов в десятки и сотни Гбит/с. При появлении первых сетей ATM (конец 80-х – начало 90-х гг.) воз-можности нового метода были сильно преувеличены. Энтузиасты ATM предполагали, что в недалеком будущем технология ATM станет универ-сальной и будет применяться в локальных, кампусных, региональных и территориально распределенных сетях для обеспечения большого числа приложений, начиная от телефонии и кончая будущими мультимедийными услугами. Высказывались также предположения о возможности доведения ATM до настольных систем. Однако с течением времени энтузиазм относительно ATM в стреми-тельно меняющемся телекоммуникационном мире значительно уменьшил-ся. Темпы развития систем ATM оказались существенно более медленными, чем ожидалось. Технология ATM так и не стала универсальным методом транспортировки информации. Среди причин этого можно отметить как сложность и относительно высокую стоимость реализации и эксплуатации сетей ATM, так и появление конкурирующих технологий (IP, Ethernet и др.), ограничивающих возможности широкого применения ATM. Достоинства и недостатки технологии ATM сегодня хорошо извест-ны. Если необходимо на основе статистического уплотнения обеспечить гарантированное качество обслуживания и эффективное использование се-тевых ресурсов, очевидно, что одним из возможных решений для операто-ров территориально распределенных сетей в настоящее время является технология ATM. Вместе с тем, стоимость и сложность оборудования ATM остаются достаточно высокими, ограничивая широкомасштабные приме-нения технологии ATM во всех сетевых сегментах. Можно считать, что технология ATM прошла этапы рождения, больших надежд и гиперболиза-ции своих возможностей, депрессии и вышла на этап зрелости.

Мультисервисные сети ATM.

В течение определенного периода вре-мени технология ATM будет сохранять ведущую роль как транспортная технология в магистральных сегментах территориально распределенных 88 сетей для переноса бизнес-трафика, формируемого в кампусных, локаль-ных и учрежденческих телефонных сетях. Основным требованием в таких сетях (частных или общего пользования) является обеспечение мультисер-висных возможностей. Выигрыш при построении мультисервисных сетей на базе техноло-гии ATM определяется несколькими факторами.

 Пачечная природа трафика, характерная для сетей передачи дан-ных, позволяет операторам сетей ATM эффективно разделять пропускные способности магистральных линий среди пользователей и, соответственно, увеличивать число пользователей.

 Возможность технологии ATM предоставлять пропускную способ-ность по требованию (концепция гибкой полосы пропускания) приводит к уменьшению стоимости передачи информации. При аренде выделенных линий пользователь должен платить за весь ресурс арендованной линии не-зависимо от того, какая реальная пропускная способность ему требуется. При использовании ATM абонент может установить скорость доступа в со-ответствии с его требованиями и характеристиками трафика, определив при этом также и время использования ресурса, поскольку пользователь платит только за действительно используемую пропускную способность, а не за арендованный тракт с фиксированной полосой пропускания.

 Применение технологии ATM, обеспечивающей гарантированное качестве обслуживания, ведет к уменьшению числа выделенных линий, широко применяемых сегодня в корпоративных сетях. Эти факторы могут сыграть важную роль в стратегии компаний и крупных операторов при оп-ределении путей развития их сетей.

Таким образом, сегодня существует определенная ниша для приме-нения технологии ATM при построении мультисервисных сетей. Однако необходимо учитывать, что построение мультисервисной сети ATM может быть экономически оправданным для компаний, использующих в базовых сетях, главным образом, выделенные линии и технологию Frame Relay. Возможности использования ATM для построения единой мультисервис-ной сети могут быть существенно ограничены в будущем рядом факторов, среди которых отметим следующие. Во-первых, уже сегодня наблюдается существенное падение стоимо-сти аренды выделенных линий в связи со взрывным ростом доступных пропускных способностей магистралей, благодаря технологиям SDH и DWDM. Во-вторых, очевидна тенденция миграции сетей в сторону все бо-лее широкого применения технологии IP как единой технологии для боль-шинства услуг, включая передачу речи (Voice over IP, VoIP) и видеоин-формации.

Прогресс протоколов Интернет, связанный, в основном, с возможно-стью обеспечения гарантированных показателей качества обслуживания, может привести к тому, что мультисервисные возможности ATM не смогут 89

составить конкуренцию применению протоколов Интернет в качестве еди-ной технологии в магистральных сетях. Уже сегодня применение IP и свя-занных протоколов для построения виртуальных частных сетей (VPN) обеспечивает более привлекательные решения по сравнению с традицион-ными сетями передачи данных и арендой выделенных линий и представля-ет серьезную конкуренцию технологии ATM в сетях небольших и средних компаний. Однако процесс перехода к широкому применению технологии IP длится уже более 10 лет и это означает, что рынок для ATM все еще ос-тается открытым.

Еще в начале 90-х гг. разработчики оборудования для сетей Интернет пришли к пониманию того, что для кардинального и вместе с тем эффек-тивного применения концепции Интернет как основы глобальной сети должна быть проведена существенная модификация стека IP-ориентированных протоколов. Ревизия протоколов предполагала как усо-вершенствование уже используемых протоколов семейства IP, так и созда-ние новых механизмов, обеспечивающих требуемые показатели качества обслуживания. Прежде всего, необходимо было дополнить базовый стек протоколов TCP/IP механизмами управления пропускной способностью, которые мог-ли бы гарантировать требуемое качество обслуживания. Разработка таких механизмов и соответствующих протоколов является сегодня первоочеред-ной задачей Комитета IETF, разрабатывающего спецификации по основ-ным наборам IP-ориентированных протоколов. В процессе усовершенство-вания IP-ориентированных протоколов участвует также большое число производителей оборудования и исследовательских групп во всем мире. Вопросы, связанные с качеством обслуживания в сетях IP рассматриваются более детально в р. 2.3.3. Безопасность информации. Сеть должна гарантировать не только ка-чественную доставку информации, но и обеспечить защиту ее от несанк-ционированного доступа. Однако один из основных принципов сети Ин-тернет – принцип открытых систем, приводит к тому, что сети на базе про-токолов TCP/IP характеризуются весьма низким уровнем безопасности. Уровень серьезности этой проблемы значительно возрастает в терри-ториально распределенных IP-сетях, включающих в свой состав большое число территориально разнесенных элементов (каналов и узлов). , Обеспе-чение безопасности в территориально распределенных сетях – как в корпо-ративных, так и в сетях общего пользования, является первоочередной за-дачей, поскольку несанкционированный доступ к информации ведет к ог-ромным материальным и моральным потерям.

. Эволюция технологий в сетях Интернет

Основные направления эволюции технологий .

Взрывной рост сети Интернет в 90-х гг. и постепенное ее превращение в глобальную сеть при-вели к тому, что принципы, заложенные в исходный протокол IP, стали 96 препятствовать дальнейшему развитию сети – как количественному, так и качественному. Ресурсы исходного семейства протоколов IP, прежде всего касаю-щиеся возможностей адресации, оказались исчерпаны. Рост сетей IP привел к дефициту IP-адресов. Взрывной рост объемов трафика начал вызывать перегрузки на магистральных участках сети, блокируя нормальную работу сетевых узлов. Развитие новых услуг, связанных с индустрией развлечений и электронной коммерцией, определило появление информационных пото-ков с новыми характеристиками (в первую очередь, мультимедийного тра-фика) и новыми требованиями к показателям качества обслуживания. На-конец, использование Интернет в коммерческих целях остро поставило во-прос о необходимости применения специальных мер по защите информа-ции. В ответ на возникшие проблемы в начале 90-х гг. под эгидой Комите-та IETF были активизированы исследования по расширению возможностей наиболее распространенной сегодня в сетях IP четвертой версии классиче-ского протокола (IPv4), а также по созданию новых механизмов и протоко-лов. Основные задачи, которые необходимо было решить при создании улучшенного семейства IP-ориентированных протоколов, состоят в сле-дующем:

 разработка масштабируемой системы адресации, обеспечивающей увеличение числа доступных IP-адресов и упрощение их конфигурирова-ния;

 повышение эффективности маршрутизации путем упрощения про-цедур обработки адресной части пакетов в узлах сети;

 введение новых механизмов, поддерживающих гарантированное качество обслуживания;

 разработка новых средств аутентификации и защиты информации;

 возможность поддержки мобильных услуг в Интернет.

Д. Протокол IPv6 В 1994 г, в IETF была создана группа для разработки документов по протоколам IP нового поколения. В 1995 г. IETF принял спецификацию RFC 1752, определившую усовершенствованный протокол IP версии 6 (IPv6). Дадим краткую характеристику основных свойств протокола IPv6.

Увеличение длины служебной части пакета. Основная цель при уве-личении длины заголовка IP-пакетов заключалась в усовершенствовании системы адресации. Число разрядов поля адреса в протоколе IPv4 (32 бита) дает возможность присвоения почти 4,3 млрд. адресов; с учетом роста гло-бальной сети этого количества может хватить на ближайшее десятилетие. Однако процессы развития новых услуг (сегодня это, в первую очередь – развитие электронной коммерции, сопровождаемой появлением миллионов 97 новых компаний) и соответствующий рост потребностей в новых IP-адресах могут привести к тому, что запас адресов может истощиться до-вольно быстро. Переход к длине адресного поля, равной 728 бит, обеспечивает жите-лей земли практически неисчерпаемым числом адресов, превышающим ве-личину 1020 (!) на каждое устройство, которому может быть присвоен сете-вой адрес. Благодаря неограниченному количеству адресов будут решены многие проблемы, в том числе трансляция адресов, поддержка сегментов с закрытыми адресными пространствами, присвоение адресов любому типу объектов и т.д. Кроме расширения адресного поля, в протоколе IPv6 значительно увеличена полная длина заголовка пакета – со 192 (IPv4) до 320 бит. Это позволило разделить служебную часть на основной и дополнительный за-головки и вынести ряд необязательных или опциональных параметров в дополнительные поля. В предыдущих версиях опциональные параметры размещались в основном заголовке и маршрутизаторы должны были обра-батывать большой объем ненужной информации. В протоколе IPv6 мар-шрутизатор обрабатывает только необходимую информацию, что снижает время обработки пакетов и суммарную нагрузку.

Повышение эффективности работы маршрутизаторов .

При реали-зации протокола IPv4 маршрутизаторы выполняли полный набор функций обработки пакетов. В версии IPv6 предусматривается ряд процедур, позво-ляющих уменьшить нагрузку на маршрутизаторы. В состав этих процедур входят:

 агрегирование адресов, ведущее к уменьшению размера адресных таблиц и, как следствие, к уменьшению времени анализа и обновления таб-лиц;

 перенос функций фрагментации пакетов (в случае их слишком большой длины) в узлы доступа (пограничные узлы);

 использование механизма маршрутизации от источника, когда узел-источник определяет межконцевой маршрут прохождения пакета че-рез сеть, а маршрутизаторы внутри сети освобождаются от процедуры оп-ределения следующего маршрутизатора для данного пакета;

 уже упоминавшийся отказ от обработки опциональных параметров заголовка,

Обеспечение безопасности информации. Протокол IPv6 предусмат-ривает применение встроенных механизмов защиты информации, называе-мых IPSec (IP Security). Для этого вводится специальный дополнительный заголовок Encryp-tion, Механизмы и спецификации IPSec описанные в документе RFC 2401 («Security Architecture for the Internet Protocol», 1998), обеспечивают:

 аутентификацию источников и получателей информации;

 шифрование, аутентификацию и целостность передаваемых дан-ных.

Протоколы аутентификации пользователей и защиты данных сегодня становятся весьма популярными, особенно в связи с возможностями их применения при организации виртуальных частных сетей. Проблемы внедрения протокола IPv6. При обсуждении перспектив распространения протокола IPv6 необходимо иметь в виду, что основная часть аппаратно-программных сетевых модулей реализует протокол IP чет-вертой версии. В связи с этим возникает проблема, как наиболее эффектив-но осуществить переход на новое семейство протоколов, ориентированных на версию IPv6, В начале 1996 г, для проверки свойств новой шестой версии протоко-ла IP и исследования проблем, возникающих при переходе от IPv4 к IPv6, по инициативе IETF создана экспериментальная сеть 6Вопе, охватывающая страны Северной Америки, Европы (в том числе и Россию), Японию и включающая в себя несколько сотен сетей IP. В сети 6Вопе часть маршру-тизаторов поддерживает обе версии протокола IP, образуя виртуальную сеть, функционирующую поверх сети IPv4 и обеспечивающую передачу пакетов между рабочими станциями (хостами) и между маршрутизаторами по протоколу IPv6, Процесс инкапсуляции протокольных блоков IPv6 в да-таграммы протокола IPv4 и их передачи называется туннелированием. Фрагменты, поддерживающие протокол IPv6, соединяются между собой туннелями. Документ RFC 1933 определяет четыре типа туннелей – между маршрутизаторами, между рабочими станциями и между маршрутизатора-ми и рабочими станциями. Благодаря большому набору новых функциональных возможностей, протокол IPv6, безусловно, получит широкое распространение. Однако пе-реход к новому протоколу требует существенной модификации сетевых продуктов – маршрутизаторов, коммутаторов и операционных систем, под-держивающих протокол IPv4. Очевидно, что с учетом масштабов распространения базового прото-кола IPv4, подобная модификация сети Интернет потребует значительных затрат как временных, так и финансовых. Поэтому, несмотря на новые функциональные возможностями протокола IPv6, перед сетевыми операто-рами и провайдерами Интернет стоит достаточно сложная задача выбора вариантов перехода на новый протокол.

Главная идея технологии АТМ была высказана достаточно давно - этот термин ввела лаборатория Bell Labs ещё в 1968 году. Основной разрабатываемой технологией тогда была технология TDM с синхронными методами коммутации, основанными на порядковом номере байта в объединённом кадре. Главный недостаток технологии TDM, которую также называют технологией синхронной передачи STM, заключается в невозможности перераспределять пропускную способность объединённого канала между подканалами. В те периоды времени, когда по подканалу не передаются пользовательские данные, объединённый канал всё равно передаёт байты этого подканала, заполненные нулями.

Попытки загрузить периоды простоя подканалов приводят к необходимости введения заголовка для данных каждого подканала. В промежуточной технологии STDM, которая позволяет заполнять периоды простоя передачей пульсаций трафика других подканалов, действительно вводятся заголовки, содержащие номер подканала. Данные при этом оформляются в пакеты, похожие по структуре на пакеты компьютерных сетей. Наличие адреса у каждого пакета позволяет передавать его асинхронно, так как местоположение его относительно данных других подканалов уже не является его адресом. Асинхронные пакеты одного подканала вставляются в свободные тайм-слоты другого подканала, но не смешиваются с данными этого подканала, так как имеют собственный адрес.

Технология АТМ совмещает в себе подходы двух технологий - коммутации пакетов и коммутации каналов. От первой она взяла на вооружение передачу данных в виде адресуемых пакетов, а от второй - использование пакетов небольшого фиксированного размера, в результате чего задержки в сети становятся более предсказуемыми. С помощью техники виртуальных каналов, предварительного заказа параметров качества обслуживания канала и приоритетного обслуживания виртуальных каналов с разным качеством обслуживания удаётся добиться передачи в одной сети разных типов трафика без дискриминации. Хотя сети ISDN также разрабатывались для передачи различных видов трафика в рамках одной сети, голосовой трафик явно был для разработчиков более приоритетным. Технология АТМ с самого начала разрабатывалась как технология, способная обслуживать все виды трафика в соответствии с их требованиями .

Гетерогенность - неотъемлемое качество любой крупной вычислительной сети, и на согласование разнородных компонентов системные интеграторы и администраторы тратят большую часть своего времени. Поэтому любое средство, сулящее перспективу уменьшения неоднородности сети, привлекает пристальный интерес сетевых специалистов. Технология АТМ разработана как единый универсальный транспорт для нового поколения сетей с интеграцией услуг - B-ISDN.

По планам разработчиков единообразие, обеспечиваемое АТМ, будет состоять в том, что одна транспортная технология сможет обеспечить несколько перечисленных ниже возможностей:

передачу в рамках одной транспортной системы компьютерного и мультимедийного (голос, видео) трафика, чувствительного к задержкам, причём для каждого вида трафика качество обслуживания будет соответствовать его потребностям;

иерархию скоростей передачи данных, от десятков мегабит до нескольких гигабит в секунду с гарантированной пропускной способностью для ответственных приложений;

общие транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей;

сохранение имеющейся инфраструктуры физических каналов или физических протоколов: Т1/E1, T3/E3, SDH STM-n, FDDI;

взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей: IP, SNA, Ethernet, ISDN.

Службы верхних уровней сети B-ISDN должны быть примерно такими же, что и у сети ISDN - это передача факсов, распространение телевизионного изображения, голосовая почта, электронная почта, различные интерактивные службы, например проведение видеоконференций. Высокие скорости технологии АТМ создают гораздо больше возможностей для служб верхнего уровня, которые не могли быть реализованы сетями ISDN - например, для передачи цветного телевизионного изображения необходима полоса пропускания в районе 30 Мбит/с. Технология ISDN такую скорость поддержать не может, а для АТМ она не составляет больших проблем.

Разработку стандартов АТМ осуществляет группа организаций под названием ATM Forum под эгидой специального комитета IEEE, а также комитеты ITU-T и ANSI. АТМ - это очень сложная технология, требующая стандартизации в самых различных аспектах, поэтому, хотя основное ядро стандартов было принято в 1993 году, работа по стандартизации активно продолжается. Оптимизм внушает тот факт, что в ATM Forum принимают участие практически все заинтересованные стороны - производители телекоммуникационного оборудования, производители оборудования локальных сетей, операторы телекоммуникационных сетей и сетевые интеграторы.