hledat:

3.6  Přenosová rychlost 2,5 GB/s na trase Praha-Brno

Zvyšování přenosových kapacit páteřní sítě je kromě kapacit fyzických přístupových okruhů závislé též na vlastnostech používané technologie ATM a výkonnosti aktivních síťových zařízení (ATM přepínače a směrovače). Z hlediska současného provozu se jako nejslabší místa jeví centrální směrovač PRG1 (Cisco 7507) a centrální ATM přepínač SW1 (LS1010). Jejich vzájemné propojení (OC-3 155 Mb/s) bude v brzké době plně zatíženo (současný provoz na něm dosahuje 100-120 Mb/s). Přepínač SW1 nevyhovuje z hlediska nedostačujícího počtu rozhraní, druhý přepínač SW2 je rovněž plně obsazen.

Jako nový centrální směrovač PRG1 a směrovač R7 v uzlu Brno budou použity nové výkonné směrovače Cisco řady GSR12000 (Gigaswitch Routers). U tohoto typu směrovačů je typická centrální sběrnice, která je společná pro CPU a kterou prochází veškerý datový i řídící provoz směrovače, nahrazena přepínacím polem (tzv. crossbar switch ) o celkové propustnosti desítek Gb/s. V architektuře směrovače je přepínání datových paketů, které jinde realizuje softwarově centrální CPU, popř. CPU na kartách pro jednotlivá rozhraní, nahrazeno HW přepínačem s podstatně vyšší propustností.

Přepínací pole směrovače je doplněno distribuovanou směrovací architekturou (viz obrázek 3.8). Směrovací funkci zajišťuje gigabit route processor (GRP), který vytváří směrovací tabulky na základě spuštěných směrovacích procesů. Z těchto tabulek jsou generovány přepínací tabulky (forwarding tables), které jsou předávány jednotlivým rozhraním (Line Card, LC). Přepínání jednotlivých paketů dat pak provádí každá LC samostatně (nezávisle na GRP) na základě cílové adresy. Paket projde centrálním přepínacím polem na příslušnou výstupní LC. Každá LC přistupuje na přepínací pole kapacitou 5 Gb/s, u osmislotového systému GSR12008 dosahuje celková propustnost směrovače 40 GB/s. Podrobnější údaje o této řadě směrovačů lze nalézt na serveru firmy Cisco.

Pro roli nového centrálního přepínače SW1 jsme nejdříve zvažovali přepínač Cisco BPX 8600. Tyto přepínače se však svou koncepcí (telekomunikační přepínače), propustností i možností integrace do páteřní sítě (obtížná správa - nepoužívají IOS) ukázaly jako nepříliš vhodné.

Na řadu ATM přepínačů LS1010 navazuje nová řada Catalyst 8500 Multiservice Switch Router. Integruje ATM přepínání i přepínání na 2. vrstvě (Layer 2 switching) pro gigabitový Ethernet v jednom zařízení a podporuje rozšířené vlastnosti IOS. Tento produkt je již dostatečně stabilní a splňuje naše požadavky (vysoká hustota rozhraní, dostatečně propustné přepínací pole, MPLS, multicasting). Navíc zde lze využít většinu PAM (Port Adapter Module) ze stávajících přepínačů LS1010. Pro nasazení na páteř TEN-155 CZ jsme zvolili typ Catalyst 8540 s přepínacím procesorem o průchodnosti 40 Gb/s. Bližšší údaje jsou opět k dispozici na serveru firmy Cisco.

V druhé polovině roku 1999 se podařilo získat partnera - firmu MERO, a.s. - pro spolupráci na realizaci vysokorychlostní DWDM trasy Praha-Brno. Pronájem optického duplexního vlákna za výhodných podmínek pro vědecko-výzkumnou činnost otevírá novou etapu rozvoje sítě TEN-155 CZ a umožňuje testování nových perspektivních technologií.

S ohledem na skutečnost, že se možnost pronájmu optického vlákna začala jako reálná rýsovat až v průběhu řešení projektu, nebylo možné pořízení technologie pro start tohoto pilotního projektu zahrnout do původního plánu investičních prostředků. Tento plán byl v průběhu řešení projektu přepracován tak, aby byly vytvořeny finanční rezervy pro nový pilotní projekt (nejvýznamnější změnou je zrušení položek na testování a pořízení velkých telekomunikačních ATM přepínačů a řada dílčích úprav v ostatních položkách). Vytvořené finanční rezervy však ani po úpravách zdaleka nepokrývaly potřebné investice (řádově 500 tisíc USD) a bylo nutné rozdělit projekt do několika etap s maximálním využitím zařízení, která se pořizují v rámci rozvoje páteřní sítě TEN-155 CZ.

První etapa

Tato etapa zahrnuje rozšíření směrovačů GSR12008 o rozhraní STM-16 (2,5 Gb/s) SONET/SDH pro testování technologie PoS (Packet-over-Sonet) a potřebných regenerátorů na osazení optické trasy. Topologii testovací páteřní trasy znázorňuje obrázek 3.9.

Technologie PoS umožňuje efektivní přenos IP provozu vysokorychlostními okruhy SONET/SDH (RFC 2615). V porovnání s ATM, kde jsou průměrné režijní náklady na přenos jednotky dat cca 15 %, u PoS činí pouze cca 3 %.Efektivní využití přenosového pásma závisí na velikosti přenášených paketů (bloků) dat - viz obrázek 3.10.

PoS rozhraní směrovačů mohou být připojena na koncové body SONET/SDH sítě (ADM - Add Drop Multiplexers), na DWDM systémy nebo propojena přímo. Přímé propojení je možné do vzdálenosti 80 km, na delších trasách je třeba použít optické regenerátory. V našem případě jsme použili trojici optických regenerátorů Cisco Regen-48, které provádějí regeneraci optického signálu elektrickou cestou. Konvertují optický signál na elektrický a ten opět na optický, viz blokové schéma na obrázku 3.11.

Regenerátory používají běžný IOS a lze je ovládat (IP, SNMP) pomocí speciálního kanálu (DCC, Data Communication Channel) o kapacitě 192 Kb/s, který je na úrovni SONET/SDH používán pro přenos hlášení a alarmů při chybových stavech. Také podrobný popis regenerátoru lze nalézt opět na serveru firmy Cisco.

Vzhledem k tomu, že běžný provoz i správa využívají stejnou optickou trasu, bylo potřeba zajistit, aby nemohlo dojít k náhodnému převedení běžného provozu 2,5 Gb/s trasy na řídicí kanál o nízké kapacitě 192 kb/s. Zabezpečení je provedeno v IOS směrovače, který povolí přepínat pakety pouze mezi řídicím rozhraním SDCC a mezi rozhraním Ethernet 0 (toto rozhraní je součástí GRP směrovače).

Celkové logické schéma správy optických regenerátorů je uvedeno na obrázku 3.12, kde rozhraní POS4/0 reprezentuje PoS a SDCC4/0 příslušné řídicí rozhraní. Pro správu regenerátorů jsou použity propojovací IP podsítě a regenerátory používají interně směrovací protokol RIP. Na hraničním směrovači GSR12008-1 jsou tyto podsítě směrovány pouze staticky, aby nebyly zbytečně propagovány do páteřní sítě. Optické regenerátory není tedy možné řídit a kontrolovat odkudkoliv ze sítě a rozhraní Ethernet 0 bylo nutné připojit na společný segment, kde jsou připojeny stanice pro správu sítě a pro zpracování statistik.

Současný produkční IOS směrovačů nepodporuje řídicí rozhraní SDCC pro technologii OC-48/STM16, neboť tento typ rozhraní je poměrně nový. Pro jeho testování máme k dispozici pouze upravenou verzi IOS, ve které není zaručena správná funkce ostatních vlastností IOS a která není ze strany firmy Cisco Systems jinak podporována. Produkční verze s podporou SDCC by měla být k dispozici v nejbližší době.

Pro osazení optické trasy můžeme použít upravený IOS, aby bylo možné kontrolovat funkci regenerátorů při uvádění do provozu a po ověření funkčnosti a chybovosti trasy použít produkční IOS bez podpory SDCC, neboť z hlediska optické trasy jsou regenerátory zcela transparentní. Při celkové délce optické trasy cca 312 km je nutné nasadit tři optické regenerátory, které by z hlediska útlumových charakteristik trasy a úrovní optických signálů na vstupech a výstupech regenerátorů a směrovačů měly s rezervou několika dB postačovat. V případě problémů bude možné přejít na jiný pár optických vláken či nahradit optické propojovací moduly v průběžných bodech, které zvyšují celkový útlum přibližně o 0,5 dB/konektor (celkový počet pasivních propojek je sedm) přímými sváry těchto optických vláken.

Uvedení PoS/SDH technologie do ověřovacího provozu a ověření vlastností optické trasy, které je základem přípravy pro testování a přechod na DWDM technologii, jsme museli posunout na začátek roku 2000. Důvodem je opožděné předání optické trasy, zvláště realizace poslední části v oblasti Brna, kde bylo dokonce nutné vyměnit optický kabel pro jeho nevyhovující vlastnosti.

Druhá etapa

Ve druhé etapě, po ověření technologie PoS a vlastností reálné optické trasy, předpokládáme testování přenosových systémů pro WDM a DWDM (Ciena Corp., Pirelli, Lucent Technologies apod.) a výběr vhodného dodavatele podle technických a cenových podmínek. Cílem je jednak ověření vlastností nové technologie a získání zkušeností s ní, jednak zajištění integrace přenosu IP a ATM služeb, které páteřní síť TEN-155 CZ poskytuje, na pilotní optické trase.

předchozí

obsah

následující