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

  

Технологии доступа. Делайте ваши ставки

Джефф Ньюман

Всего пару лет назад трем-четырем рабочим станциям с избытком хватало той полосы пропускания, которой сегодня мало и одной станции. Проблемы возникают как в локальных, так и в распределенных сетях, но в последнем случае они значительно сложнее. Многие распределенные сети слишком стары, чтобы достойно выдержать взрыв интереса к Интернет и мультимедиа-приложениям. И, как ни тасуй "колоду" технологий, как ни гадай, какая из них откроет вашему предприятию и его пользователям двери в XXI век, — все это еще пока довольно рискованное дело.

Одно из технологических направлений, где ставки очень высоки, связано с организацией доступа на так называемой "последней миле". Традиционно для подключения удаленного офиса или отделения предприятия на "последней миле" используют аналоговые и цифровые (56 или 64 Кбит/с) линии, каналы ISDN и даже E1/T1. Однако все они уже подошли к пределу своих возможностей по производительности или стоимости. Назрела насущная необходимость для перехода к чему-то новому, например к сетям HFC (Hybrid Fiber-Coaxial), предлагаемым компаниями кабельного телевидения, или к линиям ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), продвигаемым на рынок телефонными компаниями. Эти новые технологии, которые тщательно разрабатывались, испытывались и шлифовались в течение минувшего десятилетия, "обещают" более широкую полосу пропускания и высокую надежность при меньшей стоимости.

Игра в кости

Какое значение эти новые технологии будут иметь для вас и вашего предприятия? Это станет известно в ближайшие год—три, когда соответствующие услуги станут хотя бы ограниченно доступными.

Несмотря на оптимистичные заявления компаний кабельного телевидения (ТВ), их сети еще какое-то время не смогут предлагать решения, подходящие для коммерческих предприятий. Это связано с историей развития этих сетей и их структурой. Корпоративным сетям требуется широкий спектр различных услуг, например связь по коммутируемым линиям, каналам Frame Relay, средства управления. В то же время многие пользователи хотели бы иметь упрощенную систему оплаты, единый контракт (на различные услуги связи. — Прим. ред.), гарантии качества обслуживания и средства мониторинга производительности каналов сети. Компании кабельного ТВ пока не в силах обеспечить все это. Однако они имеют возможность победить на рынке услуг доступа, предоставляемых в жилых районах, отодвинув на второй план услуги связи по аналоговым, ISDN- и ADSL-каналам и обострив на нем конкуренцию.

Технология ADSL будет преобладать в качестве временного решения для организации доступа малых или домашних офисов (SOHO) к центральному офису предприятия. Осознавая популярность Интернет и работы на дому, телефонные компании вполне могут воспользоваться своим опытом, связанным с ISDN, чтобы как следует подготовиться к вызванному этой популярностью буму. Но сделать это не так-то просто: ведь большинство телефонных компаний все еще испытывают трудности с развертыванием ISDN, а их оборудование не всегда может справиться с нагрузкой, вызванной характерными для ISDN потоками 128 Кбит/с.

Конкуренция между телефонными операторами и компаниями кабельного ТВ приведет к снижению стоимости услуг связи в сетях HFC и ADSL. Кроме того, она будет способствовать снижению цен и на доступ по каналам E1/T1, что, возможно, сделает применение последних экономически оправданным для филиалов предприятий и небольших офисов.

Сорвать куш ADSL

Для успешной конкуренции с компаниями кабельного ТВ, альтернативными поставщиками услуг доступа, а в отдельных случаях и с самими собой местные телефонные компании приступили к тестированию технологии ADSL, базирующейся на существующей у них медной инфраструктуре. При всем различии топологий ADSL схожа с сетями HFC в том, что использует частотную модуляцию для предоставления услуг, например, по передаче видео и данных пользователям обычных телефонных сетей. Как и в сетях кабельного ТВ, эти услуги являются некоммутируемыми и требуют наличия модема для демодуляции сигналов и передачи информации соответствующему оборудованию, установленному в помещении пользователя.

Преимущество телефонных компаний перед владельцами сетей кабельного ТВ состоит в том, что для внедрения ADSL им не надо модернизировать коммутаторы или заменять кабели. Все, что им следует сделать, — это установить соответствующие модемы в узлах связи и помещениях пользователей. В отличие от ISDN — технологии, родственной ADSL, — здесь не потребуется дополнительных поставок оборудования, конфигурирования аппаратуры или прокладки медных линий связи. Линии ADSL легко внедрять, просто конфигурировать и обслуживать.

В зависимости от способа кодирования сигнала в модемах ADSL и расстояния между узлом связи и помещением пользователя передача данных может достигать скоростей 640 Кбит/с в прямом направлении (от помещения пользователя до узла связи) и 9 Мбит/с в обратном. Вопрос о том, какой способ кодирования является лучшим, — один из основных в дискуссии среди приверженцев ADSL. Наибольшей популярностью пользуются два метода модуляции: дискретная многотональная (Discrete Multitone — DMT) и амплитудно-фазовая без несущей (Carrierless Amplitude Phase — CAP). И, хотя в качестве стандарта институт IEEE выбрал метод DMT, многие фирмы продолжают развивать CAP и другие способы линейного кодирования, например 2B1Q.

До недавнего времени считалось, что выбор технологии — это дело операторов сетей связи, а задача пользователей — покупка совместимой аппаратуры. Теперь все идет к тому, чтобы предоставить пользователям выбор технологии, к которой должны приспосабливаться операторы. Поэтому для пользователей все более важным становится понимание различий между способами линейного кодирования, ведь от них зависят скорость передачи и эффективность исправления ошибок.

Топология сети каналов ADSL напоминает звезду, а значит, не предполагает разделения полосы пропускания между несколькими абонентами (рис. 1). Это делает сеть ADSL более безопасной по сравнению с сетью кабельного ТВ, в которой несколько пользователей "сидят" на общем сегменте. Протяженность каналов ADSL — величина, безусловно, ограниченная. Потенциальные трудности на участке между узлом связи и помещением пользователя связаны с качеством и состоянием медного кабеля — показателями, которые могут влиять на производительность.

В оптимальных условиях по медной паре с проволокой калибра 24 модемы ADSL работают на расстоянии до 5,5 км. Согласно спецификации, использование ADSL на небольших расстояниях позволит достичь скоростей до 9 Мбит/с (скорость зависит от типа линейного кодирования). С увеличением же расстояния затухание приводит к ухудшению сигнала и сужению полосы пропускания, доступной для передачи данных. Применение старых кабелей, которые более других подвержены негативному воздействию влаги и других разрушающих факторов, ухудшает ситуацию.

Таким образом, зная расстояние до узла связи, нельзя заранее (до начала предоставления услуг) гарантировать определенную пропускную способность канала ADSL. Однако наши испытания модемов ADSL в лабораториях MCI (см.: Сети и системы связи. 1997. № 7. С. 74) показали, что ADSL весьма устойчивая технология, хорошо работающая даже при высоком уровне помех и большом расстоянии между модемами. Потенциальные проблемы могут проявиться, если операторы начнут сочетать в своих сетях линии ADSL с другими высокоскоростными линиями. К примеру, ADSL может стать источником помех для других линий, находящихся с ней в одном пучке. Но проблемы вокруг ADSL, скорее всего, будут связаны не с самой технологией, а с регулирующей политикой и деловой стратегией телефонных компаний.

Подобно владельцам сетей кабельного ТВ, операторы местной связи будут стремиться к предоставлению надежной инфраструктуры для передачи данных с эффективными средствами управления, которые помогут им справиться с ростом объема трафика и увеличением числа абонентов. Но в отличие от компаний кабельного ТВ телекоммуникационные операторы должны учитывать возможную внутреннюю конкуренцию новых услуг с уже существующими, например с ISDN или E1/T1.

Телефонные компании затратили большие средства на внедрение ISDN, а в результате выяснили, насколько трудно и дорого использовать эту технологию. ADSL не загружает коммутаторы так, как это делает ISDN, поскольку позволяет пустить трафик данных в обход коммутаторов, работающих с речевым трафиком. И все же местные телефонные компании не желают "раскошеливаться" на внедрение еще одной новой технологии. Они также не хотят предлагать новые услуги, которые могут отвлечь их многочисленных клиентов, работающих по каналам E1/T1.

Все это порождает непредсказуемость новой технологии. Проектировщики сетей пытаются работать с перспективой на будущее, но не могут точно предугадать, как телефонные компании собираются внедрять эту технологию и устанавливать тарифы. Единственной причиной, по которой телефонные компании могут отказаться от предоставления услуг E1/T1, является повышение спроса на более высокоскоростные услуги E3/T3. Кроме того, они могут быть вынуждены начать предоставление недорогих каналов ADSL или снизить цены на каналы Е1/T1 под напором конкуренции со стороны альтернативных поставщиков услуг, которые намерены вторгнуться на их территорию.

Сравнивая технологию ADSL с кабельными модемами, многие допускают ошибку, считая, что расходы на доступ по каналам ADSL будут намного больше. Согласно подобным предсказаниям, первоначальная стоимость ADSL-модема составит примерно 1000 долл., а абонементная плата за доступ по ADSL-линии — около 200 долл. в месяц (плюс дополнительные расходы). Нередко эти суммы противопоставляют тем, что предлагают компании кабельного ТВ, а именно 100 долл. за кабельный модем и от 35 до 60 долл. — постоянная ежемесячная абонементная плата. На основании подобных раскладок делается вывод об экономических преимуществах кабельной технологии. Но — позвольте! — некоторые фирмы, например Netspeed Communication, предлагают аппаратуру ADSL по цене 100 долл. в расчете на одного абонента, а телефонные компании, скажем Bell Atlantic, объявили об услугах ADSL по цене от 30 долл. в месяц при соблюдении ряда условий. Так что уже на ранней стадии внедрения услуги ADSL вполне могут конкурировать с услугами, предлагаемыми владельцами сетей кабельного ТВ.

В обоих случаях — и при внедрении ADSL, и при использовании кабельных модемов — со всей остротой встанут вопросы, касающиеся передачи данных в корпоративные сети и в Интернет: какими возможностями будут располагать поставщики услуг Интернет? смогут ли абоненты выбирать поставщика или телефонная компания предпочтет сама предоставлять услуги Интернет? В данный момент телефонные операторы и компании кабельного ТВ слишком заняты технологиями, чтобы отвечать на подобные вопросы.

Игра против всех

Сети кабельного ТВ (CATV) строились с использованием коаксиального кабеля, аналоговый сигнал по которому передавался на расстояние до нескольких десятков километров. Для увеличения расстояния устанавливались усилители, с их помощью сигнал поступал в помещения, находящиеся в стороне от магистрали сети. Типичная сеть кабельного ТВ имеет древовидную структуру: головной узел получает информационный сигнал со спутника связи или по оптоволоконной магистрали и передает его по нескольким "ветвям" в помещения пользователей (рис. 2).

С годами компании кабельного ТВ поняли, что замена коаксиального кабеля волоконно-оптическим позволит им обслужить большие территории, передавать большие объемы информации и обеспечить более качественный сигнал без применения повторителей. Несмотря на некоторые успехи в деле замены коаксиального кабеля волоконно-оптическим, в большинстве сетей, особенно на конечных участках, ведущих к аппаратуре пользователя, по-прежнему применяется коаксиальный кабель. Сети стали гибридными, т. е. использующими волоконно-оптические и коаксиальные кабели (HFC).

Конструкция гибридных сетей позволила операторам пойти дальше традиционного широковещательного режима передачи и предложить двустороннюю связь с использованием незадействованной полосы пропускания канала. Благодаря этому появляется возможность по имеющемуся кабелю обмениваться данными с Интернет или корпоративной сетью.

На передачу традиционных телевизионных программ расходуется только малая часть полосы частот 750 МГц, типичной для сети HFC. Остальную часть полосы можно выделить для передачи данных, речи и предоставления других услуг. Частотный диапазон от 5 до 42 МГц может быть использован для передачи информации в прямом направлении, из помещения пользователя до головного узла. Полоса частот, выделяемая для передачи в обратном направлении, зависит от применяемого оборудования и находится в диапазоне от 50 до 750 МГц. Ожидается, что обычные кабельные модемы обеспечат скорость 3 Мбит/с для передачи информации в прямом направлении и 30 Мбит/с для передачи информации в обратном направлении. В принципе скорость будет зависеть главным образом от способа линейного кодирования и нарождающихся стандартов, которые должны обеспечить совместимость оборудования. По-видимому, и в сетях HFC, и в сетях ADSL закрепится практика фиксированной абонементной платы за услуги; данные же будут прозрачно передаваться на узел связи (головной узел), а затем маршрутизироваться на магистральные сети или сети поставщиков услуг Интернет.

Из всего этого следует, что компании кабельного ТВ смогут конкурировать с местными телефонными компаниями на рынке речевых услуг и услуг доступа в Интернет. По заявлению представителей компаний кабельного ТВ, в условиях уже развернутой инфраструктуры им совсем нетрудно предложить услуги высокоскоростной передачи данных по очень привлекательной цене. Но используемая этими компаниями технология имеет ограничения, которые будут тормозить развитие кабельной отрасли.

Одним из таких ограничений выступает сама гибридная структура сети HFC. До тех пор пока до конечных узлов не будут доведены ВОЛС и для передачи в прямом направлении установлены усилители, что сделает возможной действительно двустороннюю связь, пользователь сможет принимать сигнал только через свой односторонний коаксиальный кабель. По мере замены коаксиальных кабелей волоконно-оптическими сеть станет обеспечивать все более эффективную и высокоскоростную двустороннюю связь.

Другое ограничение связано с применением в сети HFC разделяемых сред передачи. Это значит, в таких сетях пользователи вынуждены соперничать друг с другом за полосу пропускания, подобно тому как это происходит в ЛВС. Необходимо уменьшать число абонентов, находящихся на разделяемых участках кабельных сетей, что потребует от их операторов дополнительных расходов. Поскольку пользовательский трафик неравномерен по своей природе, рассматриваемая проблема поначалу может быть и неактуальной, но с ростом популярности услуги и повышением требований, предъявляемых приложениями к ширине полосы пропускания, приведет к перегрузке точек доступа.

Обеспечение безопасности — еще одна проблема сетей HFC. Топология такой сети позволяет получить доступ к сигналу в местной цепи (local loop), а это значит, что любой мало-мальски разбирающийся в технике человек сумеет приобщиться к секретам других. Шифрование решает эту проблему, но повышает стоимость и сложность сети, снижает ее быстродействие.

Поставщики сетевых услуг и производители кабельных модемов признают важность совместимости оборудования, на достижение которой направлена инициатива DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification). Она предусматривает разработку ряда стандартных интерфейсов, в частности CMCI, CMTS-NSI, OSSI, CMTRI и др. (см. ниже). Успех DOCSIS будет зависеть от степени участия производителей оборудования в работе продвигающей эту инициативу организации — Multimedia Cable Network System (MCNS), куда входят основные операторы сетей кабельного ТВ, такие, как Comcast, Cox Communications и Time-Warner Cable (кроме того, MCNS тесно сотрудничает с компаниями Rogers Communications, Continental Cablevision и Cable Laboratories).

Задача MCNS состоит в том, чтобы содействовать разработке кабельных систем и оборудования на основе общего набора стандартов, которые должны обеспечивать совместимость сети с аппаратурой пользователей. Интерфейс CMCI (Cable Modem to Customer premises equipment Interface) будет определять основные правила взаимодействия между аппаратурой пользователей и кабельным модемом, интерфейс CMTS-NSI (Cable Modem Termination System-Network Side Interface) — между оборудованием головного узла и магистральной сетью, серверами и центрами управления. Интерфейс OSSI (Operations Support System Interface) рассчитан на решение задач, связанных с управлением оборудованием кабельной сети, обеспечением безопасности, тарификацией и контролем за производительностью.

По-видимому, многих заинтересует стандарт CMTRI (Cable Modem Telco Return Interface), который определит интерфейс между аппаратурой пользователя и телефонной сетью общего пользования. Фактически он предложит альтернативные средства связи в прямом направлении и позволит компаниям кабельного ТВ конкурировать с местными телефонными компаниями на рынке услуг телефонной связи. Наиболее важной в рамках DOCSIS, возможно, станет спецификация системы защиты DOCSS (Data Over Cable Security System). Ее успех сыграет ключевую роль в перспективах применения кабельных сетей в сфере деловых коммуникаций.

Многие сетевые специалисты указывают на случавшиеся в кабельной отрасли срывы в работе сетей и жалобы клиентов на некачественное обслуживание, замечая при этом, что сети кабельного ТВ строились в расчете на распространение развлекательных программ и новостей, а не на передачу, например, критически важных для предприятия данных при неблагоприятных погодных условиях. Сетевое оборудование (коммутаторы и концентраторы Ethernet, консоли управления и маршрутизаторы), установленное в головных узлах сетей кабельного ТВ и передающее пользовательскую информацию в базовую магистральную сеть и сети поставщиков услуг Интернет, должно быть под постоянным наблюдением. Однако многие предприятия не уверены в том, смогут ли компании кабельного ТВ эффективно управлять своими сетями и обеспечивать круглосуточный доступ к сетевым ресурсам.

Доступ по сети кабельного ТВ является некоммутируемым, а значит, все вызовы (независимо от пункта их назначения) должны проходить через головной узел. Для обеспечения выхода в Интернет сети кабельного ТВ необходимо связать с сетями поставщиков услуг Интернет (если, конечно, компания кабельного ТВ сама не является таким поставщиком). Тесная связь с третьей стороной при предоставлении доступа в Интернет или в корпоративную сеть должна быть основана на гарантированных уровнях обслуживания. Для этого может потребоваться привлечение целой бригады соответствующим образом подготовленных юристов и менеджеров. Они помогут избежать постоянных упреков и взаимных обвинений при возникновении ситуаций, когда растущее число потоков со скоростями от 3 до 30 Мбит/с начнет перегружать сети поставщиков услуг Интернет. Тяжелые времена наступят для обеих отраслей — и кабельного ТВ и телекоммуникационной, если они столкнутся с подобной ситуацией.

Финансовое положение отрасли кабельного ТВ заслуживает особого внимания. Прокладка ВОЛС и построение инфраструктуры передачи данных обойдутся недешево, а главный источник доходов операторов сетей кабельного ТВ — трансляция телевизионных программ находится под угрозой со стороны спутниковых компаний, которые также не прочь побороться и за клиентов, интересующихся передачей данных. Кроме того, внедрение ADSL даст и телефонным компаниям возможность состязаться на рынке развлекательных услуг.

Конкуренция и связанный с ней риск настолько велики, что некоторые владельцы сетей кабельного ТВ отказались от попыток непосредственного предоставления услуг передачи данных. Вместо этого они финансируют молодые компании, готовые пойти на риск, и предоставляют им необходимую инфраструктуру. Например, такие поставщики услуг, как фирма @Home Networks, выступают партнерами операторов местных сетей кабельного ТВ (TCI, Cox Communications и Comcast) в деле создания высокоскоростных территориально распределенных сетей. Сервис корпоративного уровня @Works, предоставляемый компанией @Home Networks, ориентирован на клиентов с высокими требованиями по части надежности и управления. Другие фирмы индустрии кабельного ТВ вкладывают средства в этот сервис или начинают развертывать похожие службы. В качестве примеров назовем фирмы Time-Warner Cable и Continental Cablevision с их сетями RoadRunner и Highway 1 соответственно.

Делайте ваши ставки

Согласно рекламным заявлениям, ADSL и кабельные модемы придут на смену традиционным способам организации "последней мили" и помогут решить все ваши проблемы. Обе они задуманы так, чтобы извлечь максимальную выгоду из существующих инфраструктур телефонных сетей и сетей кабельного ТВ и предоставить высокоскоростные выделенные каналы к Интернет и корпоративным центрам обработки и хранения данных. Они резко повысят производительность каналов доступа, откроют двери мультимедиа-приложениям и телефонно-факсовым службам Интернет и сэкономят кучу ваших денег.

Искушенный игрок, прежде чем поставить на ту или иную технологию, просчитает ситуацию дальше маркетинговых обещаний, сулящих сиюминутную и большую выгоду. Он попытается определить, какая из технологий действительно будет отвечать запросам завтрашнего дня, каковы основы каждой технологии и кто участвует в ее продвижении, что на самом деле обещает конкретная технология, а что не в состоянии гарантировать





  
11 '1997
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Нарушитель конвенции

локальные сети

• Коннектор - "узкое" место кабельной системы

• Коммутируемый Ethernet или разделяемый Fast Ethernet

• Когда не помогает хороший пинок

• Волоконно-оптический кабель - что это и зачем он нужен

• Удаленная загрузка - ваша "палочка-выручалочка"

корпоративные сети

• IP-коммутация: сражение за сетевые высоты

• Надоедливый "писк"

• Связующее ПО: на сцене статисты

• Качество обслуживания, или Как добиться неравенства в мире равноправия

• Системы управления уровня рабочей группы

• Грядет РИФ'98...

услуги сетей связи

• Услуги цифровой связи E1

• Рефлектометры для медных кабелей

• Телефонные гарнитуры: в серьезном бизнесе нет мелочей

• Технологии доступа. Делайте ваши ставки

• Руководство покупателя модемов формата Pc Card

интернет и интрасети

• Интернет для среднего офиса

• Мультимедиа в Интернет

защита данных

• Реальные системы для виртуальных коммутируемых частных сетей

новые продукты

• Три новинки Lucent Technologies, Парад новинок от HP, Что нам стоит сеть построить..., Быстрый и многофункциональный коммутатор от 3Com

только на сервере

• Интернет от... IBM

• Фирменное ПО управления сетевыми устройствами

• Исследуем производительность JDBC - интерфейсов

• В поисках унифицированной почтовой архитектуры



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