Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Рождение универсального конвертера

Тодд Роуп

Идеальная магистральная сеть должна представлять собой единую выделенную оптоволоконную инфраструктуру. Устаревшие сетевые элементы следует удалить из нее и заменить новинками оптоволоконной техники. В действительности же модернизировать сразу всю сеть целиком очень дорого и с организационной точки зрения практически невозможно, поэтому-то в сетях и используют медиаконвертеры — своего рода клей для соединения разнородных физических каналов. Такое устройство может, например, принимать данные из медного канала 100Base-TX и передавать их в оптоволоконный сетевой сегмент 100Base-FX. Поскольку медиаконвертеры работают на физическом уровне, они не мешают осуществлять сетевые функции более высоких уровней; процесс преобразования среды передачи сигналов абсолютно “прозрачен” для коммутаторов, маршрутизаторов и конечных пользователей сети. Фактически медиаконвертеры можно использовать для соединения кабелей разных типов в любой точке сети без оказания какого бы то ни было влияния на ее работу.

Вместе с тем новые технические решения расширили сферу применения медиаконвертеров, выведя ее за рамки простого соединения разнородных сетевых сегментов. Теперь к возможным функциям медиаконвертеров относятся усиление и регенерация передаваемых сигналов, а также образование самовосстанавливающихся отказоустойчивых линий связи.

Медиаконвертеры применяют и в сетевых решениях со спектральным уплотнением каналов (Wavelength Division Multiplexing — WDM). Использование наряду с преобразованием среды передачи сигналов преобразования их длин волн обеспечивает гибкость реализации сетевых решений (см.: “WDM на базе медиаконвертеров”).

Полную версию данной статьи смотрите в 9-ом номере журнала за 2004 год.

Расширение функциональных возможностей медиаконвертеров породило концепцию универсального конвертера (infinite converter), который поддерживает разнообразные порты, протоколы и функции управления. Появление таких устройств изменило представление специалистов о той роли, которую медиаконвертеры могут играть в деле оптимизации оптоволоконных сетей.

SFP-трансиверы

Сменные трансиверы имеют огромное значение для проектирования медиаконвертеров и развертывания сетей в целом. Они представляют собой компактные, заменяемые в “горячем” режиме интерфейсные модули, обеспечивающие прием и передачу сигналов при работе в сетях передачи данных, речи и видео, а также в сетях хранения данных. По сравнению с традиционными фиксированными портами они позволяют реализовывать сетевые решения с более гибкой конфигурацией и при этом экономить затраты.

Первыми сменными трансиверами были модули GBIC (Gigabit Interface Converter), предназначенные для оборудования Gigabit Ethernet. Их появление (впервые за всю историю строительства сетей) дало возможность сетевым администраторам подбирать оптимальные оптические интерфейсы для каждого сетевого соединения. Сегодня выпускаются еще и миниатюрные сменные (Small Form-factor Pluggable — SFP) трансиверы, которые значительно меньше модулей GBIC, что позволяет инженерам создавать сетевые устройства с удвоенной плотностью портов. Кроме того, модули SFP поддерживают гораздо более широкий набор протоколов и приложений кабельных инфраструктур. В настоящее время на рынке представлены многомодовые, одномодовые и даже “медные” интерфейсы SFP для сетей Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Fibre Channel, OC-48, SDI/DVB и FireWire.

Одна из разновидностей интерфейсов SFP способна передавать гигабитовый поток данных по многомодовому волокну на расстояние до 2 км и более, что значительно превышает предусмотренное стандартом Gigabit Ethernet максимальное значение дальности связи по волокну этого типа, равное 550 м. Возможность обеспечивать дальность связи до 2 км очень важна для пользователей и владельцев сетей в США, поскольку в этой стране имеется много неиспользуемых многомодовых оптоволоконных кабелей, оставшихся со времен широкого применения интерфейсов FDDI, также передававших данные на 2 км. Вышеуказанные интерфейсы SFP дадут этим кабелям “вторую жизнь”.

Многие оптические модули SFP и XFP имеют интерфейс Digital Diagnostics, предназначенный для мониторинга их работы. Это средство, основанное на спецификации SFF-8472, предоставляет разнообразную информацию о модуле, в том числе данные о мощности принимаемого и передаваемого сигналов, напряжении питания, температуре и др.

Медиаконвертер с фиксированными портами поддерживает лишь сетевые соединения определенных типов (соответствующие типам портов), а медиаконвертер на базе модулей SFP — каналы самых разных типов. Предположим, что в некой сети задействованы 10 медиаконвертеров типа “медь—оптоволокно” на базе модулей SFP с многомодовым и двумя разными одномодовыми — на 20 и 80 км — оптическими интерфейсами. Для оперативного восстановления работы этой сети (в случае выхода ее из строя) в качестве запчастей достаточно хранить один такой медиаконвертер, один модуль SFP для медного кабеля и по одному оптическому модулю SFP каждого типа. В случае же применения в сети медиаконвертеров с фиксированными портами придется хранить три разных полнофункциональных медиаконвертера.

Мультискоростные транспондеры

Итак, поддержка модулей SFP гарантирует возможность оснащения медиаконвертера интерфейсами разных типов, но для по-настоящему универсального конвертера необходима еще и улучшенная электронная начинка, обеспечивающая пересылку трафика из одного подсоединенного к конвертеру сетевого канала в другой. Традиционно медиаконвертеры создавались для поддержки только какой-либо одной скорости передачи. Так, при необходимости соединить 100-Мбит/с каналы на базе медного и оптического кабелей нужно было покупать медиаконвертер Fast Ethernet. Если же со временем сеть модернизировалась с целью применения технологии Gigabit Ethernet, то приходилось покупать новый (гигабитовый) медиаконвертер и искать другое применение старому устройству.

Использование оптических мультискоростных транспондеров, поддерживающих разные скорости передачи данных, позволяет существенно изменить такое положение дел. Представьте себе медиаконвертер, поддерживающий любой протокол — от T1 до 4-Гбит/с Fibre Channel или даже более высокоскоростной. Здорово, неправда ли?! В качестве такого поистине универсального медиаконвертера используются мультискоростные транспондеры, поддерживающие модули SFP.

Существует два типа оптических транспондеров — 2R и 3R. Транспондеры первого типа восстанавливают форму принимаемого сигнала и ретранслируют его, а второго — помимо двух вышеуказанных функций выполняют еще и ресинхронизацию сигнала.

Для организации канала сравнительно небольшой длины (при которой джиттер еще не проявляется) предпочтительнее использовать транспондеры типа 2R, поскольку их очень просто устанавливать в канал с любой пропускной способностью из диапазона поддерживаемых ими скоростей передачи данных. Нужно лишь вставить в них трансиверы SFP и подключить кабели к последним. Но если канал имеет большую длину, либо в нем предполагается задействовать много транспондеров, либо сетевое приложение характеризуется повышенной чувствительностью к джиттеру (например, в случае передачи видеоинформации), следует использовать транспондеры типа 3R, поскольку требуемая скорость передачи данных в них зафиксирована с помощью средств управления этими устройствами. Некоторые транспондеры типа 3R могут работать и в режиме 2R.

Сфера применения мультискоростного транспондера зависит от типа установленных в него интерфейсов SFP. Данное устройство может быть задействовано в качестве обычного медиаконвертера, соединяющего сетевые сегменты на базе кабелей разных типов, и в качестве преобразователя длин волн, соединяющего сетевые сегменты, которые работают на разных длинах волн. Например, с помощью подходящих модулей SFP можно состыковать многомодовый и одномодовый каналы, работающие на длинах волн 850 и 1550 нм соответственно. С помощью нескольких (двух или более) транспондеров типа 3R с модулями SFP реально создать канал длиной сотни километров, состоящий из кабелей разных типов (рис. 1).

Благодаря компактным размерам модулей SFP инженеры разрабатывают двойные мультискоростные транспондеры, позволяющие сетевым администраторам удваивать плотность портов своего оборудования. Некоторые двойные транспондеры (поддерживающие передачу данных между любыми своими портами) могут быть задействованы в качестве устройств типа кроссконнект. Кроме того, их используют для многоадресной передачи информации на физическом уровне и для организации самовосстанавливающихся отказоустойчивых линий связи.

Улучшенное управление

Чтобы избежать сбоев в работе сети, нужно выявлять потенциальные проблемы (в ее работе) еще до того, как они станут реальными, а для этого следует осуществлять мониторинг функционирования каждого элемента сети. Управляемые медиаконвертеры предоставляют сетевому администратору информацию о своей работе и параметрах линии связи в реальном масштабе времени. Кроме того, они оснащены конфигурационным интерфейсом.

Сегодняшние управляемые медиаконвертеры имеют ряд передовых функций, помогающих сетевому администратору обеспечивать бесперебойную работу сети. Организация резервных каналов — самый лучший и экономически эффективный способ повышения ее надежности. С этой целью часто используют такие реализованные в сетевом оборудовании протоколы канального и сетевого уровней, как Spanning Tree, RIP и OSPF, которые перенаправляют трафик в обход места возникновения отказа. Однако время сходимости этих протоколов довольно велико, что может привести к возникновению заметных для пользователей перерывов в работе сетевых служб и к потере данных.

Для гарантии надежности соединений типа “точка—точка” вместо сходящихся высокоуровневых протоколов лучше использовать функцию резервирования каналов, работающую на физическом уровне. Медиаконвертер с такой функцией имеет два магистральных порта, которые позволяют реализовывать основной и резервный каналы. Если на основном канале сигнал исчезнет, медиаконвертер быстро переключится на резервный канал (рис. 2). Поскольку это действие осуществляется исключительно на физическом уровне, оно не влияет на работу сетевых функций более высоких уровней. Время переключения составляет менее 100 нс, что совершенно незаметно для сети и ее пользователей.

Воспроизведение состояния канала

Для нормальной работы сложных сетей, в которых используются протоколы второго и третьего уровней, учитывающие состояние каналов связи, крайне важно, чтобы коммутаторы и маршрутизаторы получали информацию об изменениях в сетевой топологии. Традиционный медиаконвертер может помешать этому. Если с его помощью “медный” порт маршрутизатора соединить с оптоволоконным магистральным каналом, то при разрыве последнего маршрутизатор “не узнает” об этом. Поскольку его соединение (медным кабелем) с медиаконвертером исправно, он будет “считать” весь тракт действующим. В результате поддерживаемый маршрутизатором протокол, учитывающий состояние каналов связи, не будет задействован для организации передачи трафика по обходному маршруту.

Чтобы вышеописанная ситуация не возникала, следует использовать медиаконвертеры с функцией воспроизведения состояния канала. При выходе из строя оптоволоконного магистрального канала такое устройство заблокирует свой “медный” порт. В результате связь с маршрутизатором будет прервана, и последний задействует протокол, обеспечивающий передачу трафика по обходному маршруту.

В проекте стандарта IEEE 802.3ah Ethernet in the First Mile описан метод передачи пакетов управления сетевыми устройствами по тому же самому каналу, по которому пересылаются пользовательские данные. Наличие поддержки названного стандарта в медиаконвертере позволяет удаленно управлять его портами без выделения ему IP-адреса и использования агентского ПО или протокола SNMP.

Применение медиаконвертеров, соответствующих стандарту 802.3ah, сокращает капитальные расходы на развертывание сети. Кроме того, эти устройства имеют дополнительные функции управления, в том числе обеспечивающие удаленное образование петли (loopback) и удаленную загрузку микропрограммного обеспечения, что сокращает текущие затраты (за счет уменьшения числа выездов технического персонала в места установки оборудования), улучшает качество технической поддержки и увеличивает время бесперебойной работы сети. К тому же установка таких медиаконвертеров позволяет сэкономить дефицитные IP-адреса.

Время, когда медиаконвертеры представляли собой только преобразователи среды переда-чи сигналов, прошло. Теперь для любого сетево-го администратора или инсталлятора сетей они стали важными инструментами построения и оптимизации последних. Сегодня на рынке представлены по-настоящему универсальные конвертеры..





  
9 '2004
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Инвестиционный аспект проекта «Тетрарус»

• Успехи и проблемы ИКТ-индустрии

инфраструктура

• PCI Express ускорит работу сервера

• Коммутаторы контента

• Холодное решение «горячих» проблем

• Стандарты WPA и 802.11i

информационные системы

• Сила портала

• Современные средства управления персоналом в call-центре

сети связи

• Информационно-аналитические операторские центры

• IP поднимает интерес к видеоконференц-связи

• Новые возможности развития WMAN

кабельные системы

• Рождение универсального конвертера

• Коаксиальный кабель не уходит в прошлое

защита данных

• Последний рубеж обороны

• Броня для сервера

новые продукты

• Мобильный IP-телефон от Zyxel; Решения STROM telecom для сетей мобильной связи; Универсальная система доступа HYTAS; Надежный Comet; Коммуникации по электросети


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх