Интегрирование МСС в существующую ТфОП Новооскольского района

 

Рис. 1.1. Три группы физических интерфейсов 10G.

 

Как видно из рисунка, существуют три  группы физических интерфейсов стандарта 10G Ethernet: 10GBase-X, 10GBase-R и 10GBase-W. Они отличаются способом кодирования данных: в варианте 10Base-X используется код 8В/10В, а в остальных двух – код 64В/66В. Все они задействуют оптическую среду передачи данных.

Группа 10GBase-X в настоящее  время состоит из одного интерфейса PMD - 10GBase-LX4. Буква L говорит о том, что информация передается с помощью  волн второго диапазона прозрачности, то есть 1310 нм. Информация в каждом направлении передается одновременно с помощью четырех волн (что отражает цифра 4 в названии интерфейса), которые мультиплексируются на основе  техники WDM. Каждый из четырех потоков интерфейса ХGMII передается в оптическом волокне со скоростью 2,5 Гбит/с. Схема интерфейса 10GBase-LX4, использующего технику WDM представлена на рисунке 1.2.

 

Рис. 1.2. Интерфейс 10GBase-LX4, использующий технику WDM.

 

Максимальное расстояние между  передатчиком и приемником стандарта 10GBase LX4 на многомодовом волокне равно 200-300 м (в зависимости от полосы пускания волокна), а на одномодовом – 10 км.

В каждой из групп 10GBase-W и 10GBase-R может быть три варианта подуровня PMD: S, L и Е, в зависимости от используемого для передачи информации, диапазона волн – 850, 1310 или 1550 нм соответственно.

Таким образом, существуют интерфейсы l0GBase-WS, l0GBase-WL, 10GBase-VЕ и 10GBase-RS, 10GBase-RL и 10GBase-RE. Каждый из них передает информацию с помощью одной волны соответствующего диапазона.

В отличие от 10GBase-R физические интерфейсы группы 10GBase-W обеспечивают скорость передачи и формат данных, совместимые с интерфейсом STS-192/SDH STM-64. Пропускная способность интерфейсов группы W равна 9,95328 Гбит/с, а эффективная скорость передачи данных – 9,58464 Гбит/с (часть пропускной способности тратится на заголовки кадров STS/STM). Из-за того, что скорость передачи информации у этой группы интерфейсов ниже, чем 10 Гбит/с, они могут взаимодействовать только между собой, то есть соединение; например, интерфейсов 10GBase-RL и 10Base-WL невозможно.

Интерфейсы группы W не являются полностью  совместимыми по электрическим характеристикам с интерфейсами SONET STS-192/SDH STM-64. Поэтому для соединения сетей 10G Ethernet через первичную сеть SONET/SDH у мультиплексоров первичной сети должны быть специальные интерфейсы 10G, совместимые со спецификациями 10GBase-W. Поддержка оборудованием 10GBase-W скорости 9,95328 Гбит/с обеспечивает принципиальную возможность передачи трафика 10G Ethernet через сети SONET/SDH в кадрах STS-192/STM-64.

Физические интерфейсы, работающие в окне прозрачности Е, обеспечивают передачу данных на расстояния до 40 км. Это позволяет строить не только локальные сети, но и сети мегаполисов, что нашло отражение в поправках к исходному тексту стандарта 802.3.

Сегодня технология Ethernet занимает лидирующее положение в  секторе высокопроизводительных локальных сетей. Во всем мире предприятия вкладывают средства в кабельные системы и оборудование для Ethernet и в обучение персонала. Широкое распространение этой технологии позволяет удерживать низкие цены на рынке, а стоимость внедрения каждой новой генерации имеет тенденцию снижаться. Постоянный рост объема трафика в современных сетях заставляет операторов, администраторов и архитекторов корпоративных сетей присматриваться к более быстрым сетевым технологиям, чтобы решить проблему дефицита пропускной способности сетей. Добавление в семейство Ethernet стандарта 10 GbE позволит LAN поддерживать новые ресурсоемкие приложения. Технология 10 GbE отвечает критериям, которые делают ее естественным выбором для повышения производительности существующих сетей Ethernet:

• технология обеспечивает низкую, по сравнению с альтернативными, стоимость владения, включая как стоимость приобретения, так и поддержки, поскольку имеющаяся у заказчиков инфраструктура сетей Ethernet легко взаимодействует с 10 GbE;
• 10 GbE привлекает администраторов знакомыми управлением и возможностью применить накопленный опыт, так как использует процессы, протоколы и средства управления, уже развернутые в существующей инфраструктуре;
• стандарт предоставляет гибкость при проектировании соединений между серверами, коммутаторами и маршрутизаторами;
• статус индустриального стандарта обеспечивает совместимость устройств от многих производителей.

Стандарт 10 GbE не только повысил  скорость передачи данных до 10 Gbps, но и  расширил возможности Ethernet как технологии для соединений узлов сети.

Подобно Gigabit Ethernet (1 GbE) стандарт 802.3ае поддерживает как одномодовый, так и многомодовый оптоволоконный кабель, однако длина канала для одномодового волокна возросла с 5 км (для 1 GbE) до 40 км.

Одним из основных недостатков всех оптических технологий остается их высокая стоимость. Поэтому утверждение в начале прошлого года стандарта IEEE 802.3ak, или 10GBase-CX4, в котором предусмотрен в качестве среды передачи двужильный экранированный медный кабель (такой же, как в InfiniBand), без сомнений, ускорит внедрение 10 GbE для организации связи между устройствами в серверных комнатах. Двунаправленный канал образуется с помощью четырех отдельных пар в каждом направлении. Этот кабель более жесткий и тяжелый, чем неэкранированная витая пара Cat 5/6 и, естественно, более дорогой. Длина канала может достигать 15--20 м. Предполагается, что 10GBase-CX4 будет в основном применяться для подключения серверов или устройств NAS к коммутаторам в центрах обработки данных.

Gigabit Ethernet уже получил достаточно широкое распространение в качестве магистральной технологии в сетях масштаба города (MAN). Теперь же, используя соответствующие интерфейсы 10 GbE, оптические трансиверы и одномодовое волокно, операторы сетей и Интернета будут иметь возможность строить каналы длиной до 40 км, замыкая в кольцо городские сети.

Для применения в глобальных сетях стандарт предусматривает  три оптических интерфейса (WAN PHY) с суффиксами SW, LW и EW. Первые буквы суффиксов соответствуют длинам волн, на которых происходит излучение. Так, S (от short) обозначает короткую длину волны (850 нм), L (long) – длинную (1310 нм), а E (extra long) – сверхдлинную (1550 нм).

Ethernet прошел проверку  временем и стал наиболее распространенной  сетевой технологией в мире. С ростом зависимости бизнеса от сетей и увеличением количества приложений, требующих высокой пропускной способности, операторы сетевых услуг ищут сетевые решения, которые были бы простыми и в то же время доступными. В этом смысле стандарт 10 Gb Ethernet имеет целый ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с альтернативными сетевыми технологиями.

 

1.2.5 Обоснование  выбора оборудования

 

Маршрутизатор Cisco 7206 VXR/NPE-G1

Серия маршрутизаторов Cisco 7206 обеспечивает высокую надежность, отказоустойчивость, поддержку широкого спектра сред передачи данных. За счет модульности их конструкции заказчик может подобрать конфигурацию, соответствующую его запросам, что позволяет добиться оптимального сочетания функциональности и стоимости сети.

Для обеспечения отказоустойчивости системы в Cisco 7206 предусмотрена возможность подключения двух источников питания, а также возможность замены интерфейсных модулей без приостановки функционирования устройства.

Поддержка маршрутизаторами 7206 протокола Cisco IOSTM Hot Standby Router Protocol (HSRP) обеспечивает возможность быстрого перехода на резервное оборудование в случае отказа части сетевых устройств или соединений.

Основные возможности  маршрутизаторов Cisco 7206:

• Поддержка всех функции ПО Cisco IOSTM;
• Поддержка следующих интерфейсов ЛВС: Ethernet, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, Token Ring, FDDI.

Из интерфейсов глобальных сетей поддерживаются ISDN PRI/BRI, HSSI, T3/E3, ATM, а так же поддерживаются цифровые голосовые интерфейсы E1. Кроме того, имеется возможность передачи голоса (телефонии) и факсов через сети TCP/IP, обеспечивая при этом соединение телефонов, офисных телефонных станций, передачу факсов в реальном времени и в режиме их маршрутизации через общую сеть IP.

Поддержка функции Tandem Switching для передачи голоса через протоколы IP и Frame Relay. Двойной (резервируемый) внутренний источник питания (Redundant Power Supply - RPS) обеспечивает равномерную нагрузку по питанию и удваивает время наработки на отказ (Mean Time Between Failure - MTBF). Полное удаленное и локальное управление с использованием интерфейса командной строки, протокола SNMP или графического интерфейса пользователя CiscoView. Модульный дизайн обеспечивает легкость внедрения будущих технологий.

 

MA 5600 IP- DSLAM

Оборудование серии МА5600 использует платформу высокоскоростной Ethernet-коммутации в сочетании с системной шиной большой пропускной способности и применяет распределенную модульную архитектуру. Такое решение обеспечивает высокую надежность, разнообразие услуг, гибкое расширение и поддержку большого набора интерфейсов.

Серия МА5600 поддерживает различные  виды доступа, такие как VDSL, ADSL и Ethernet, отвечая потребностям работы в разных сетевых конфигурациях и удовлетворяя требования различных категорий абонентов.

Оборудование серии МА5600 поддерживает как функции коммутации данных, так и маршрутизацию, что значительно увеличивает степень интеграции системы. Серия МА5600 обеспечивает множество услуг xDSL и предоставляет различные сетевые интерфейсы. Выбор интерфейсов осуществляется установкой соответствующих данных программного обеспечения и дополнительных плат.

Оборудование серии МА5600 поддерживает режим доступа пользователей VLAN и аутентификацию в соответствии с 802.1х, Web-аутентификацию и прозрачную передачу пакетов РРРоЕ, что позволяет удовлетворять различные требования к аутентификации и тарификации пользователей.

Серия МА5600 поддерживает коммутацию 2-го и 3-го уровня на скорости интерфейсов  с очень высокой производительностью  пересылки данных. Скорость пересылки составляет 13,2 млн. пакетов в с для МА5600. Емкость коммутации составляет 32 Гбит/с.

Оборудование серии МА5600 поддерживает большой набор интерфейсов FE и GE: электрические интерфейсы 100Base-TX, одномодовые и многомодовые оптические интерфейсы 100Base-FX, многомодовые оптические интерфейсы 1000Base-SX и одномодовые оптические интерфейсы 1000Base-LX.

Серия МА5600 обеспечивает локальное, удаленное и интегрированное  техническое обслуживание, а также поддерживает управление сетью с помощью SNMP и на основе Web.

 

 

 

Коммутатор Catalyst  8505

Коммутатор Catalyst 8505 является новым  высокопроизводительным устройством с пятью слотами и продолжением серии Catalyst 8000. Архитектура данного коммутатора позволяет использовать высокоскоростные интерфейсы (такие как Gigabit Ethernet), так как скорость внутренней шины может быть увеличена до 25 Гбит/с. Catalyst 8505 обеспечивает максимальную гибкость конфигурации, масштабируемость и надежность для создания нового поколения  коммутируемых локальных сетей, он может быть использован для подключения рабочих мест и быть установленным в кроссовый шкаф, так и обеспечивать работу опорной сети.

Архитектура коммутатора Catalyst 8505 обеспечивает уровень производительности коммутатора Catalyst 8500 для 8-ми слотов. Catalyst 8505 поддерживает эмуляцию локальных сетей через ATM (Asynchronous Transfer Mode LAN Emulation, LANE) для подключения этажных аппаратных к опорной сети на базе ATM, но не поддерживает коммутации ATM, как это делает 8500. Первый слот отличается от остальных и предназначен для установки модуля управления, который следит за всеми компонентами системы и отвечает за все функции коммутации и перенаправления кадров в коммутаторе. Второй слот может быть использован для запасного модуля управления или для обычного модуля.

Высокоскоростная шина межмодульной коммутации пакетов использует очереди ввода/вывода. Высокоэффективная архитектура обеспечивает работу, как с обычным, так и с широковещательным трафиком. Несколько шин со скоростью 1,2 Гбит/сек в 3,6 Гбит/сек шине обеспечивают совместимость со старыми интерфейсными модулями семейства Catalyst 8000.

Архитектура обеспечивает начальную  суммарную скорость 3,6 Гбит/сек и  ее расширение до 25 Гбит/сек. Эта скорость достигается комбинацией модулей  с локальной коммутацией, которые поддерживают Gigabit Ethernet для взаимодействия между модулями.

Кроме того Catalyst 8500 имеет две служебные  шины для управления и адресную. Шина управления является последовательной шиной предназначенной для передачи информации о состоянии и конфигурации каждого модуля, сбора статистической информации с модулей для модуля сетевого процессора (Network Management Processor, NMP). Адресная шина используется для передачи информации относящейся к конкретным портам, в частности через эту шину передается информация о том, с какого порта пришел пакет и какой порт должен его забрать из буфера.

Такая архитектура ориентирована  на технологию, когда каждый пакет  сначала запоминается в буфере, а затем отправляется дальше. Каждый порт имеет собственную буферную память 192 Кб. Такая архитектура позволяет обеспечивать приоритеты и логику распознавания адреса для всех модулей. Каждый пакет может быть единожды скопирован в буфер и отправлен на множество портов, что позволяет обеспечить высокую скорость для широковещательного трафика, и не требует лишнего копирования таких пакетов.

Для работы коммутатора требуется  один блок питания, однако, для повышения надежности может быть установлен резервный блок питания, как постоянного, так и переменного тока.

На рисунке 1.3. представлена модель фасада шкафа МСС.

 

 

Рис. 1.3. Фасад шкафа МСС.

 

Как видно из рисунка 1.3, фасад шкафа  МСС содержит следующие составляющие:

1. DSLAM – концентратор мультисервисного доступа DSL в составе:
• ADSL2 – плата на 64 порта (без сплиттеров);
• GE/FE Electrical interface – дочерняя плата электрических интерфейсов GE/FE (2 порта);
• Switch Main board (LSW) – главная плата коммутации, включая программное обеспечение для SCUK;
• G.SHDSL board 32 – port - плата на 32 порта G.SHDSL;
• SPL – сплиттерная плата на 64порта (не поддерживающая функцию захвата линии).
2. S8505 Ethernet Switch DC – маршрутизирующий коммутатор в составе:
• SPPA – главный модуль управления S8505 с коммутационной матрицей;
• LPU – сервисные модули ;
• S8505 DC P/S 36-75 (Max1200W) – модуль питания -60В;
• Fan frame – вентиляторы;
• Air filter – противопылевые экраны.
3. Cisco 7206 VXR/NPE-G1 – маршрутизатор.