Технологии оптических сетей выходят на новый уровень производительности.
Повышение производительности телекоммуникационных и вычислительных сетей, похоже, превращается в своеобразный "пунктик" компьютерной индустрии. О каком бы типе сетевых или связных приложений ни зашла речь, при сопоставлении решений, относящихся к одному ценовому диапазону, и для поставщиков, и для пользователей фактор производительности практически всегда имеет наивысший приоритет. Выставка Supercomm '98, проходившая в Атланте (шт. Джорджия) с 7 по 11 июня, похоже, не стала исключением. Сети и каналы связи, построенные на оптических линиях, сегодня можно отнести к самым современным вариантам коммуникационной инфраструктуры. Такой вывод учитывает как поддерживаемые ими скорости передачи, так и допустимые протяженности каналов. В этом смысле переход от традиционного и повсеместно распространенного "кабеля" к оптическим технологиям должен рассматриваться как наиболее эффективный способ разрешения накопившихся сетевых проблем. Но странное дело: внешне благополучный рынок оптических сетей весьма далек от состояния безмятежности, а достигнутые на его "территории" рекордные технические характеристики кое-кем уже воспринимаются как явно неудовлетворительные. Судя по анонсам, которые были сделаны в Атланте рядом крупных производителей, в ближайшее время индустрия оптических сетей совершит стремительный рывок к казавшимся недосягаемым высотам.
Сети SDH/SONET
Архитектура SONET исторически является наиболее почтенной в мире оптических сетей, однако она продолжает привлекать внимание многих производителей - как хорошо известных, так и калибром помельче. Для компании Lucent Technologies текущий год характеризуется анонсированием множества новых продуктов в рамках семейства WaveStar, которые позиционируются в качестве разработок для оптических сетей следующего поколения. Так, в начале июня, на сингапурской выставке CommunicAsia, фирма анонсировала новую коммутирующую систему WaveStar DACS (Digital Access Cross-connect System) 4/4/1, способную использовать различные режимы передачи, включая широкополосные 4/1 и 4/4, а также комбинированный вариант 4/4/3/1. Применение специализированных БИС позволило добиться высокой компактности и гибкости оборудования, которое в стандартной конфигурации поддерживает до 256 каналов, эквивалентных STM-1, а в дальнейшем сможет обслуживать до 1024 таких соединений. В новом устройстве реализована архитектура "нарезания битов" (Bit-Slice Architecture), разработанная подразделением Bell Labs. Она дала возможность заметно увеличить надежность коммутирующей матрицы и системных магистралей передачи трафика, одновременно снизив стоимость оборудования. Поставки устройств WaveStar DACS начнутся в декабре этого года. Корпорация Alcatel представила на выставке первое законченное семейство транспортного оборудования для сетей SONET (включая скорости передачи OC-3, OC-12 и OC-48), выпустив мультиплексор Alcatel 1603 SMX (SONET Multiplexer eXtra) и новое интегрированное средство доступа 1603 IAD. Эти продукты дополнили мультиплексоры 1603 SM и 1603 SE. Помимо наличия в ассортименте производителя полной линейки устройств SONET, выгодным для операторов коммуникационных сетей является то, что есть возможность использования одних и тех же дополнительных модулей во всех мультиплексорах семейства. Относящаяся к нижней части этого ряда компактная модель 1603 SE рассчитана на распространение услуг связи с защищенным кольцом OC-3 до оборудования конечного пользователя или до небольшого офиса. Самый первый представитель серии 1603 - мультиплексор 1603 SM - поддерживает скорости передачи OC-3 (155 Мбит/с) и OC-12 (622 Мбит/с) сразу в нескольких сотнях пользовательских сетей разных типов, а установка новых интерфейсных модулей позволяет обеспечить поддержку линий OC-48. Появившаяся в составе этого семейства модель 1603 SMX разрабатывалась в расчете на наиболее мощные коммуникационные приложения и способна функционировать на скоростях каналов OC-3, OC-12 и OC-48. Одно устройство в состоянии обслуживать трафик, суммарная емкость которого эквивалентна 48 каналам STS-1, а максимальная конфигурация может включать модуль OC-48 с 28 интерфейсами DS1, четырьмя DS3, одним OC-3 и одним OC-12, размещенными в одном 14-дюймовом вертикальном корпусе. Наконец, одна семифутовая (в вертикальной проекции) стойка допускает установку до четырех мультиплексоров OC-48, что в 2 - 4 раза превышает традиционную плотность компоновки для устройств этого типа. Новый продукт 1603 IAD обеспечивает тот же уровень отказоустойчивости для узкополосных услуг доступа, какой реализуется в мультиплексорах 1603 SM при передаче трафика DS1, DS3 и ATM. Кроме того, он способен обслуживать множество частных и коммутируемых каналов передачи голоса и данных, включая телефонные сети общего пользования, линии ISDN, Frame Relay, ATM и ЛС Ethernet. Число поддерживаемых глобальных каналов T1 может наращиваться от одного до восьми. Наконец, фирма анонсировала на выставке новое средство маршрутизации ячеек ATM для мультиплексора 1603 SM. Среди устройств для сетей SONET, экспонировавшихся на стенде Alcatel, заслуживает внимания также коммутирующий шлюз Optinex 1680 OGX, явившийся плодом эволюции кросс-соединителя 1633 SX того же производителя. Масштабируемая архитектура устройств Optinex OGX способна поддерживать скорости передачи трафика в диапазоне от 80 до 2560 Гбит/с, позволяющие операторам реализовать различные виды сервисов на основе технологий асинхронной передачи и повышенного уплотнения по длинам волн (Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM). Новые разработки для сетей SDH/SONET представили также компании Advanced Fiber Communications (мультиплексор ANSR для многофункционального устройства доступа UMC 1000) и Sunny Communications (динамический мультиплексор доступа IBAS).
Оборудование DWDM.
Сети DWDM в последнее время получают все большее распространение, чему не в последнюю очередь способствуют достижения, направленные на увеличение числа каналов, доступных в одном волокне (от нескольких единиц до нескольких десятков), и общей пропускной способности, измеряемой сегодня сотнями гигабит в секунду. Подразделение сетевых и телекоммуникационных систем корпорации Fujitsu представило DWDM-системы FLASHWAVE, позволяющие сформировать до 32 каналов, каждый из которых имеет полосу пропускания 10 Гбит/с, что эквивалентно одновременному обслуживанию 4 млн телефонных вызовов. Представители семейства FLASHWAVE дают возможность провайдерам услуг доступа максимизировать пропускную способность оконечных соединений существующих сетей за счет комбинации технологии временного и длинноволнового уплотнения каналов. Система глобальной связи FLASHWAVE 320G поддерживает до 32 каналов OC-48 или OC-192 в стандартной одномодовой линии или оптоволокне с ненулевой дисперсией. Что касается продукта FLASHWAVE Metro, рассчитанного на применение для организации относительно коротких соединений, то он допускает создание максимум 16 каналов OC-48, что соответствует суммарной полосе пропускания 40 Гбит/с. Модульный дизайн изделий FLASHWAVE гарантирует возможность плавного наращивания числа каналов. С другой стороны, в кольцевой конфигурации они позволяют элиминировать в любом из узлов до 75% суммарной пропускной способности кольца. В модификации FLASHWAVE 320G используются стандартные управляющие модули мультиплексоров FLASH-192, что позволяет реализовать в новых устройствах функции компенсации дисперсии, мультиплексирования и демультиплексирования, а также линейных, пред- и оконечных усилителей. Системы FLASHWAVE поддерживают одобренные Международным союзом электросвязи спецификации передачи данных OC-48 и OC-192 в частотном диапазоне 100 ГГц, организацию служебного оптического канала на длине волны 1510 нм и стандартную систему кодирования G.mcs. Компания представила также средства поддержки четырехволоконных двунаправленных коммутируемых колец (Bidirectional Line Switched Ring, BLSR) для динамического мультиплексора FLASH-192 (см. врезку "BSLR - отказоустойчивая технология корпорации Fujitsu") и сообщила о начале поставок двухволоконных и однонаправленных версий. В дополнение к этому устройства FLASH-192 теперь поддерживают алгоритмы прямой коррекции ошибок, прозрачную передачу служебных сигналов в линии и организацию вторичных каналов OC-3 и OC-12. Как известно, модели FLASH-192 рассчитаны на применение для соединения нескольких офисов одной фирмы и в сетях компаний-операторов; их суммарная пропускная способность для трафика SONET составляет 10 Гбит/с. Компания Osicom Technologies представила на выставке технологию электро-фотонных концентраторов (Electrical Photonic Concentrator, EPC) для известного семейства DWDM-мультиплексоров GigaMux. Ее применение предоставит операторам городских телекоммуникационных сетей оптические и электрические интерфейсы, обеспечивающие связь непосредственно с абонентским оборудованием в целях передачи данных, голосового и видеотрафика. При этом отпадает надобность в применении специальных коммутаторов линий SONET и устройств ATM. Технология EPC позволяет расчленить 2,5-Гбит/с каналы DWDM на подканалы с различной пропускной способностью, полностью сохранив при этом транспортные протоколы и форматы данных. В результате коммутаторы ATM и Gigabit Ethernet, маршрутизаторы и динамические мультиплексоры SONET могут быть непосредственно подключены к оптической сети, в которой установлены мультиплексоры GigaMux. Так, по одной оптоволоконной линии с использованием интерфейса OC-3 может передаваться трафик от 512 абонентских устройств. Возможность разбиения 2,5-Гбит/с полосы на подканалы позволяет почти на порядок снизить стоимость услуг связи (в пересчете на канал), основанных на технологии уплотнения по длинам волн, а именно ценовой фактор долгое время сдерживал развитие городских оптических сетей DWDM. Кроме того, применение EPC обещает уменьшить задержки передачи и тем самым улучшить параметры реакции сети. Osicom представила также динамический мультиплексор (Add/Drop Multiplexer, ADM) для устройств GigaMux, позволяющий операторам городских сетей оперативно выделять абонентам требуемую полосу пропускания путем добавления или удаления логических каналов в любой части оптической сети. Благодаря пассивной архитектуре нового модуля изменение числа каналов на чисто оптическом уровне никоим образом не затрагивает электрические процессы, что обеспечивает дополнительную гибкость предлагаемого решения. Предусмотрена возможность обработки пакетов данных, передаваемых по сетям ATM, Gigabit Ethernet, FDDI, xDSL, Frame Relay, а также высокоскоростного видеотрафика и даже сигналов, имеющих патентованные форматы. ADM-мультиплексор может быть реализован в качестве интегрированной части GigaMux или в виде отдельного "пассивного разветвителя". В последнем случае операторы смогут предоставить новые виды коммуникационных услуг тем абонентам, для которых стоимость традиционных решений оказывается неоправданно высокой. К функциональной характеристике нового модуля стоит добавить также поддержку трафика, передаваемого между двумя кольцами оптической сети. В стандартной конфигурации сети SONET для объединения трафика двух колец требуется организация дополнительного сетевого узла и установка коммутатора, обеспечивающего добавление или удаление отдельных каналов. Применение ADM позволяет обойтись без указанного оборудования, тем самым значительно сэкономив средства на организацию обмена между кольцами. Наконец, Osicom вдвое повысила суммарную емкость модели GigaMux: теперь эти устройства поддерживают до 32 каналов с суммарной пропускной способностью 80 Гбит/с. Компания Scientific-Atlanta объявила на выставке о начале поставок новых устройств Prisma Optical Networks Model 6940 и 6920, рассчитанных на функционирование в гибридной (оптоволокно/кабель) коммуникационной среде. Эти продукты позволяют организовать двунаправленный связной сервис, задействуя оптоволоконные линии, подключенные к базовому оборудованию оператора, и обычный коаксиальный кабель, ведущий в помещение пользователя. Полнофункциональная модель Prisma 6940 Node оборудована четырьмя выходными радиочастотными портами (с возможностью выделения фиксированной полосы пропускания для каждого порта) и средствами поддержки максимум восьми оптических модулей. Установка дополнительного блока преобразования радиочастот позволяет увеличить стандартную "обратную" полосу пропускания одиночной оптоволоконной линии в четыре раза. Модель Prisma 6920, построенная на базе высокочастотного усилителя SAIII компании Scientific-Atlanta, в паре с обратным трансмиттером может использоваться для передачи на большие расстояния данных от приложений, генерирующих интенсивный трафик. Ее широкий динамический диапазон и низкий уровень шума дают возможность организовать до двух каналов передачи видео и несколько соединений для транспортировки данных. Фирма представила также новое семейство передающих устройств Model 6473 с рабочей длиной волны 1310 нм. Эти продукты, функционирующие при низких уровнях входного радиочастотного сигнала, поддерживают широковещательную сетевую рассылку и обработку трафика мультимедиа, что делает возможным их применение для предоставления разнообразных интерактивных услуг, включая доступ в Internet и видео по требованию. Максимальная частота при аналоговой и цифровой передаче составляет 870 МГц. Поставки трансмиттеров 6473 со средствами поддержки видеоформатов NTSC и PAL начинаются в июле. Из других новинок, относящихся к этому сегменту оборудования оптических сетей, заслуживают упоминания 64-канальные транспортные системы фирмы Tellium (в мае прошлого года отпочковавшейся от корпорации Bellcore), которые рассчитаны на применение в городских и глобальных оптических сетях WDM. Первые оптические сети, основанные на технологии уплотнения по длинам волн, обеспечивали выделение от 8 до 16 логических каналов. Последние достижения в технологии лазеров, которые можно наблюдать на примере устройства WaveStar OLS 400G корпорации Lucent Technologies, позволили расширить рабочий диапазон сетей DWDM до 40 каналов с быстродействием каждого на уровне 10Гбит/с. Инженерам компании Tellium удалось поднять количество поддерживаемых каналов еще выше - до 64. Среди других характеристик ее нового оборудования следует отметить программируемую скорость передачи в сетях SONET (в диапазоне от OC3 до OC-48), упрощенную процедуру добавления/устранения отдельных каналов, возможность установки дополнительных многофункциональных модулей и увеличения числа рабочих длин волн до 256, автоматическое поддержание постоянной мощности в каждом канале независимо от общего их числа, компактное исполнение. Полезным свойством новых устройств (которое, впрочем, постепенно становится характерным для оборудования разных производителей) является возможность подключения IP-маршрутизаторов и ATM-коммутаторов непосредственно на оптическом уровне, что позволяет устранить потребность в установке мультиплексоров SONET и дорогостоящих средств перехода от каналов OC-48 к OC-192. Устройство для глобальных сетей Marathon способно передавать трафик SONET без регенерации на расстояние до 600 км. Аналогичный параметр для изделия MetroXpress (система для городских сетей) составляет 170 км при установке на линии дополнительных усилителей и 100 км, если они отсутствуют. Поставки систем Marathon и MetroXpress начнутся во второй половине года. В дополнение к описанным транспортным системам фирма Tellium продемонстрировала на Supercomm '98 новый оптический кросс-соединитель Aurora. По заявлению производителя, он стал первым продуктом данной категории, обеспечивающим функциональные возможности сети SONET непосредственно на оптическом уровне. Его поставки начнутся в конце 1998 - начале 1999 г.
Новые типы оптоволоконных линий.
За три дня до открытия Supercomm '98 корпорация Lucent Technologies представила новый тип оптического волокна, получивший название AllWave Fiber. Специально разработанные для применения в городских сетях связи, новые линии предоставят операторам в полтора раза больше доступных частот, чем традиционные носители. Ресурс для столь значительного повышения суммарной пропускной способности был найден в чисто технологической области. Как известно, при производстве стеклянного оптоволоконного кабеля в нем сохраняется определенная концентрация воды, которая делает недоступными для использования некоторые части оптического спектра. Новая запатентованная Lucent технология сверхтонкой очистки позволяет практически полностью удалить из состава волокна молекулы воды. Согласно заявлению изготовителя, применение новой технологии очистки позволило расширить доступный диапазон длин волн на 100 нм относительно стандартного одномодового носителя. Специалисты Lucent уже провели испытания нового продукта с 1400-нм лазерами. Компания Lucent Technologies ранее продемонстрировала возможность передачи более 1 Гбит данных в секунду по одной волоконно-оптической линии TrueWave; новый тип носителя позволит дополнительно увеличить этот показатель. Изделия AllWave, по мнению руководства компании, найдут применение в первую очередь в сетях кабельного телевидения и системах предоставления информации по требованию. Одновременно фирма разрабатывает многофункциональную мультитерабитную DWDM-систему для городских оптических сетей WaveStar All-Metro Optical Line System (OLS), которая в дальнейшем (не ранее третьего квартала 1999 г.) будет интегрирована с AllWave в целях предоставления местным компаниям-операторам эффективного средства для одновременной организации в своих оптических сетях нескольких сотен логических каналов. За анонсированием носителей AllWave уже на самой выставке Supercomm '98 последовало сообщение Lucent о разработке оптоволоконных кабелей TrueWave RS Fiber, которые рассчитаны на применение в нелокальных DWDM-сетях большой протяженности. Оптоволокно TrueWave RS Fiber стало первым в индустрии продуктом данной категории, которое предназначено для построения сетей, оперирующих как в третьем, так и в четвертом "окнах" доступной части оптического спектра. Напомним, что в современных сетях DWDM используются длины волн 1530 и 1565 нм (так называемое третье "окно" спектра). Задействование четвертого "окна" (длина волны 1620 нм) позволяет значительно увеличить емкость сети и оптимизировать ее производительность. Именно на такую оптимизацию сразу в обеих частях спектра рассчитаны линии TrueWave RS Fiber. Новый кабель значительно снижает уширение сигнала в обоих "окнах" доступного диапазона, что позволяет передавать трафик на тех длинах волн, которые прежде не использовались. Кроме того, улучшение параметров производительности сети достигается за счет того, что отпадает необходимость в применении сложного оборудования, обеспечивающего контроль за уширением сигналов.
Тесты оборудования SONET замахиваются на большую производительность.
Примечательным событием на выставке Supercomm '98 стало тестирование на совместимость оборудования SONET от восьми изготовителей. Спонсором испытаний выступил консорциум SONET Interoperability Forum (SIF). По единодушному мнению экспертов и аналитиков, состоявшаяся демонстрация возможностей взаимодействия изделий разных фирм по достигнутой производительности и другим техническим параметрам превзошла все аналогичные мероприятия, проводившиеся до сих пор. Топология сети включала линейную магистраль OC-48 (2,4 Гбит/с), к которой примыкали кольца OC-12 (622 Мбит/с) и OC-3 (155 Мбит/с). Собственно проверка возможности уверенного обмена трафиком между линиями OC-48 и OC-12 и явилась основной целью тестирования. Все испытания, которые SIF организовывала ранее, концентрировались на различных аспектах совместной работы оборудования для каналов OC-3. Дополнительная задача проведенного в Атланте тестирования сводилась к исследованию вопроса об отказоустойчивости сети SONET и оборудования фирм-участников. Два кольца сети SONET, снабженные собственными средствами защитной коммутации, включали сегменты, которые имели разные полосы пропускания. В течение трех дней посетители могли воочию наблюдать устойчивую передачу видеотрафика по тестовой сети и жизнеспособность линейного и кольцевых ее участков даже при удалении отдельных волоконных линий.
BLSR - отказоустойчивая технология корпорации Fujitsu.
Двунаправленные коммутируемые кольца (BLSR) обычно используются в сетевых приложениях, обеспечивающих связь между несколькими офисами компании. В отличие от однонаправленных колец (UPSR) они ориентированы на высокую интенсивность трафика, который к тому же предполагается почти равномерно распределенным между узлами кольца. В четырехволоконной конфигурации кольца для связи любой пары узлов используются четыре линии - две из них выполняют функции рабочей транспортной среды, а две другие служат целям резервирования, вступая в действие при неисправности одной из рабочих линий. Используемые при этом скорости передачи являются стандартными для сетей SONET; кроме того, сохраняются такие преимущества архитектуры SONET, как защитная коммутация и наличие встроенного канала передачи данных. В настоящее время распространены два вида защитной коммутации - с организацией петли (loopback) или в отдельном межузловом соединении (span). В первом случае петля возникает между узлами, расположенными на обоих концах отказавшего участка. Эти узлы при помощи служебных сигналов SONET сообщают друг другу о возникшей неисправности, и трафик, который передавался по кольцу в направлении к отказавшему соединению, начинает транспортироваться по резервной линии в противоположном направлении. Коммутация на уровне отдельных соединений позволяет просто переключиться на резервные линии, соединяющие те же сетевые узлы, между которыми возникла неисправность. Несмотря на то что защитная коммутация по петле доступна как в двух-, так и в четырехволоконных сетях BLSR, алгоритм коммутации на уровне одиночного соединения может быть реализован только в четырехволоконных кольцах. Его очевидное преимущество заключается в повышенной отказоустойчивости: даже выход из строя нескольких межузловых соединений не приведет к потере трафика в кольце. Это свойство приобретает особую важность при организации сетей значительной протяженности или развертывании городских коммуникационных инфраструктур с высокой плотностью абонентов.
