Магистральные сети передачи информации

Региональные
Автоматизированные
Информационные Системы


Игорь Сунчелей, вице-президент компании АйТи по проектам


Задачи оперативной передачи информации в масштабах региона, расширение различных информационных потоков, необходимость обеспечения надежной связи с внешними информационными ресурсами, как в России, так и за рубежом требуют создания развитой региональной телекоммуникационной инфраструктуры.

Основой такой инфраструктуры являются магистральные сети передачи информации. Для создания оптимальной территориально-распределенной телекоммуникационной системы на техническом уровне необходимо обеспечить такое решение, которое:

Технологии высокоскоростных глобальных сетей (PDH, ISDN, SDH, Frame Relay) и традиционные технологии локальных сетей (Ethernet, Token Ring, FDDI и др.) оказались непригодными для комплексного решения таких задач.

Важной проблемой для магистральных сетей является организация транспортной системы. Транспортная система должна поддерживать передачи через разнородные сети с различными принципами работы транспортных протоколов и осуществлять поддержку быстрых протоколов, таких, как FastEthernet, FDDI и др. Из-за того, что в корпоративной сети, как правило, используются многочисленные приложения, сетевым администраторам приходится иметь дело с большим количеством протоколов сетевого уровня. Обеспечение их совместной работы отнимает слишком много сил и времени.

Современные технологии позволяют создавать магистральные каналы связи, обеспечивающие эффективную систему передачу различных информационных потоков. В настоящее время в мировой практике построения информационных магистралей доминируют технологии SDH и ATM. В данной статье хотелось бы подробнее остановиться на преимуществах и недостатках каждой из этих технологий. Для этого сравним возможности ATM и SDH по следующим параметрам:


Обеспечение работы приложений,
чувствительных к времени задержки
передачи сигналов

И сеть SDH, и сеть ATM обеспечивают работу приложений, чувствительных к времени задержки передачи сигналов, однако, применение сети ATM является предпочтительным по ряду причин.


Обеспечение обмена данными ЛВС
И сеть SDH, и сеть ATM обеспечивают возможность обмена данными ЛВС, однако, вторая из них гораздо лучше справляется с этой задачей по следующим причинам.


Оптимальность использования
полосы пропускания
По оптимальности использования полосы пропускания магистрали сеть ATM стоит далеко впереди SDH. Минимальной единицей коммутации для SDH является канал в 2 Мб/с. После организации такого канала он становится недоступным для других приложений независимо от величины его реальной загрузки. Например, при связи УАТС двух предприятий по 2 Мб/с потоку E1 (30 голосовых каналов) вся пропускная способность этого канала становится недоступной для передачи любого другого трафика, независимо от того, сколько из них реально занято. Это связано с тем, что SDH работает по технологии мультиплексирования с временным разделением каналов.

Для передачи узкополосных сигналов технологического управления и релейной защиты по сети SDH для них надо или полностью предоставить весь поток 2 Мб/с, что ведет к потере большей части их пропускной способности, или использовать мультиплексоры доступа для объединения в один 2 Мб/с поток нескольких таких сигналов и голосовых каналов. Введение мультиплексоров доступа (автономных или средствами УАТС) означает повышение стоимости периферийного оборудования.

Сети ATM, работающие по технологии динамического мультиплексирования, позволяют организовывать два основных вида виртуальных каналов - с гарантированной полосой пропускания для приложений, критичных к времени доставки сообщений, и с негарантированной полосой пропускания. При этом может быть скоммутирован виртуальный канал практически с любой, ранее заданной полосой пропускания, намного меньшей, чем 2 Мб/с. При отсутствии передаваемых по этому каналу сообщений его пропускная способность может быть отдана приложениям, некритичным ко времени доставки сообщений.

Например, при связи УАТС предприятий по 2 Мб/с потоку и при отсутствии занятости некоторых из них, их пропускная способность может быть временно отдана под обмен данными ЛВС. Более того, данные ЛВС могут передаваться даже в паузах разговора по занятым голосовым каналам.


Работа по двум параллельным
физическим каналам связи
Обе сети SDH и ATM позволяют распределить передачу по двум параллельным каналам связи.


Работа по одному основному физическому каналу связи
с автоматическим переключением на второй
в случае отказа первого
Обе сети SDH и ATM позволяют при отказе одного из параллельных физических каналов связи автоматически перераспределить передачу на второй канал, в случае, если у него имеется достаточная для этого свободная полоса пропускания. Рассмотрим этот вариант подробнее.

Для того, чтобы ни одно из приложений, производящее передачу данных по магистрали, не потеряло связь при таком переключении для сети SDH второй канал должен быть полностью свободен, если первый использовался на 100% его пропускной способности. Только в этом случае все виртуальные соединения могут быть перекоммутированы с первого канала на второй. Это связано с технологией временного разделения каналов, на которой основана сеть SDH. Таким образом, для обеспечения отказоустойчивости сети SDH в нормальном режиме второй канал для передачи использоваться не может, а должен находиться в горячем резерве.

Для ATM возможен более гибкий режим переключения. Предположим, что в нормальном режиме оба физических канала работают в параллельном режиме передачи, причем 30% полосы пропускания каждого из них отведено для приложений, критичных ко времени доставки сообщений - голосовые каналы, видео, сигналы технологического управления, телеметрия, релейная защита и т.д. Оставшиеся 70% используются для передачи данных ЛВС.

В случае отказа одного из физических каналов связи, все виртуальные соединения будут перекоммутированы на второй канал. Тогда 60% его полосы пропускания будет использовано приложениями, критичными ко времени доставки сообщений, а 40% данными ЛВС. Скорость обмена данными ЛВС может упасть до 3,5 раз, однако, связь нарушена не будет ни для одного приложения. На самом деле, реально скорость связи ЛВС снизится менее значительно, поскольку, во-первых, компьютеры обмениваются информацией в случайные промежутки времени, а во-вторых, часть данных может быть передана за счет свободных голосовых каналов и в паузах разговоров.

Таким образом, при правильном администрировании ATM позволят добиться отказоустойчивости при параллельном использовании двух каналов передачи в нормальном режиме, то есть в нормальном режиме пропускная способность ATM может быть до 2 раз выше, чем у SDH.


Стоимость
При реализации комплексных проектов, таких, как магистральная сеть ОАО Иркутскэнерго (Сети АТМ в России, PC Magazin, русскоязычное издание, 5, 1997г.), важно оценить стоимость всех компонентов системы. Несмотря на то, что АТМ-оборудование дороже, чем оборудование для сети SDH, важно помнить, что при использовании SDH-коммутаторов для построения магистральной сети резко возрастает стоимость периферийного оборудования - УАТС, маршрутизаторов ЛВС и мультиплексоров доступа. Поэтому общую стоимость систем, реализованных на коммутаторах SDH и ATM, можно считать сравнимой друг с другом.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что АТМ имеет неоспоримые преимущества перед SDH: предоставление разнообразного сервиса; универсальность подключения пользователя для передачи любого типа информации; гибкое регулирование пропускной способности каналов; высокая скорость передачи информации и эффективное использование магистральных каналов. Проведенный нами анализ показывает, что технология АТМ в большинстве случаев оказывается более эффективной для построения корпоративных информационных сетей.

Таблица. Сравнительная характеристика функциональных возможностей технологий ATM и SDH

Характеристики сетей

АТМ

SDH

Скорость передачи информации 2 Мб/с 2,5 Гб/с 2 Мб/с 10 Гб/с
Способ установления соединения Коммутируемые виртуальные
каналы, постоянные
виртуальны каналы
Постоянные соединения
Ширина полосы пропускания По требованию 2 Мб/с, 34 Мб/с,
155 Мб/с, 622 Мб/с
Динамическое перераспределение
полосы пропускания
Да Нет
Набор услуг предоставляемых
пользователю
Широкий набор служб
для передачи различного
рода трафика
Выделенные каналы с
постоянной пропускной способностью,
гарантированным временем задержки
Управление сетью С использованием стандартных
SNMP протоколов. Функции
установления соединений,
выбора маршрутов, передачи
траффика лежат на АТМ-коммутаторах.
Работоспособность сети
не зависит от работоспособности
станции управления сетью
С использованием внутренних
протоколов производителя
оборудования, функции выбора
маршрутов передачи трафика,
определение альтернативного
маршрута при нарушениях в каналах
связи,установление соединений лежат
на станции управления сетью. Высокие
требования к надежности станции
управления сетью и каналам
управления


Москва, ул. Кржижановского, 23а. Тел.: 127-9010, 127-9012, факс 129-1275
Санкт-Петербург, ул. Возрождения, 4. Тел.:(812) 185-4988, факс(812) 184-4297
Уфа, ул. С. Халтурина, 39 ИПСМ Тел. (34-72) 25-3853, факс (34-72) 25-3771 Web page: http://www.it.ru


КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ