RAD первой выходит на рынок с предваряющей стандарт реализацией спецификаций ITU и IEEE в Ethernet OAM операторского класса
Компания представляет ITU Y.17ETHOAM и IEEE 802.1ag Сетевые оконечные устройства Ethernet со сквозной поддержкой OAM гарантируют выполнение соглашения об уровне обслуживания и минимизируют операционные расходыНа выставке CeBIT 2006 в Ганновере компания RAD Data Communications представит первую в мире предваряющую стандарт реализацию спецификаций ITU Y.17ETHOAM и IEEE 802.1ag, которые обеспечивают сквозные службы эксплуатации, администрирования и наладки (Operations, Administration и Maintenance, OAM) в сетях Ethernet. OAM — это набор функций сетевого управления, которые обеспечивают контроль за неполадками и производительностью сети, диагностику и локализацию неисправностей. Реализация OAM, впервые разработанная для традиционных сетей TDM и ATM операторского класса, в сетях с коммутацией пакетов следующего поколения обеспечит операторов связи базовыми инструментами для сквозного контроля, диагностики и устранения неполадок в сетях Ethernet. «OAM — это один из краеугольных камней превращения Ethernet в технологию операторского класса, — говорит директор по управлению продуктами RAD Data Communications Яков Казес (Yacov Cazes). — Обеспечивая сквозной мониторинг неполадок, OAM позволяет сервис-провайдерам Ethernet активно контролировать свои службы из конца в конец, минимизируя эксплуатационные расходы». Спецификации Y.17ETHOAM и 802.1ag специально определяют сквозные возможности OAM, присущие технологии Ethernet, позволяя поставщикам услуг контролировать услуги Ethernet, получаемые заказчиками. Стандарт IEEE 802.3ah OAM, напротив, не в состоянии обеспечить сквозной мониторинг служб Ethernet, так как его возможности мониторинга, такие как дистанционное обнаружение неполадок и контур обратной связи, действуют только через один сегмент сети. Однако он широко применяется на участках между помещением заказчика и следующим звеном сети (hop). Мониторинг для выполнения условий соглашения об уровне обслуживания (SLA) Предваряющая стандарт реализация Y.17ETHOAM позволяет измерять производительность, включая такие параметры, как время задержки кадров, изменение времени задержки кадров (“jitter”), уровень потери кадров и доступность. Эти параметры можно собирать в непрерывном режиме и периодически составлять отчеты или передавать на специальный веб-сайт, к которому по решению поставщика услуг могут обращаться избранные заказчики. «Сквозное измерение производительности обеспечивает поставщиков услуг важным инструментом для гарантирования соблюдения SLA в соответствии с условиями контракта», — отмечает Казес. Внимание к потребностями операторовКонцепция RAD основана на внедрении принадлежащих оператору связи интеллектуальных устройств Ethernet Network Termination Units (E-NTUs) на территории заказчика. Интеллектуальные E-NTU сосредоточены на потребностях оператора, обеспечивая четкое разграничение и управление услугами вплоть до помещения заказчика. «Чем более разносторонними становятся Ethernet-услуги, тем выше потребность в интеллектуальном разграничительном устройстве, обеспечивающем развитый мониторинг этих служб, — поясняет Казес. — Владея оконечным оборудованием в помещениях заказчика, поставщики услуг могут гарантировать надежную доставку услуг в точку формальной передачи заказчику». RAD реализовала эту концепцию интеллектуального разграничения в своем семействе E-NTUs операторского класса ETX, которые обеспечивают сквозную доставку управляемых услуг Ethernet по оптоволоконной абонентской линии, позволяя предоставлять такие услуги, как межофисная локальная сеть, доступ в интернет и виртуальные частные сети (VPN). Эта концепция реализована также в семействе оконечных сетевых устройств Ethernet-over-PDH/SDH/SONET с общим названием RIC. Таким образом уникальный спектр решений Ethernet-доступа, дополненных средствами OAM, охватывает все от расположенных на территории заказчиков разграничительных устройств до канальных Ethernet-шлюзов, интегрированных устройств доступа, мультисервисных концентраторов, беспроводных мультиплексоров и медиаконверторов.
Релиз опубликован: 2006-02-20
LAG и средства обнаружения проблем
Кому из нас не приходилось иметь дело с агрегацией каналов, настраивать LACP и медитировать на идеальную балансировку?
Всё здесь прекрасно, LAG обеспечивает резервирование – один линк падает, LACP удаляет его и работаем на оставшихся. Казалось бы. Но известная многим проблема в том, что LACP никак не отследит такую ситуацию:
Оптический порт перейдёт в состояние Down только если на его входе нет сигнала. То есть в вышеуказанном примере порт GE1/1/4 на R2 упадёт, а на R1 – нет. LACP на R2 отработает, а на R1 нет. Налицо потери трафика.
То есть между двумя маршрутизаторами ещё сеть SDH. OSN принимает Ethernet-кадры, инкапсулирует их в SDH-фреймы и отправляет их в плавание. С другого конца другой OSN вылавливает их, декапсулирует обратно Ethernet и возвращает их назад в IP-сеть.
Инженер остановил свой выбор на Ethernet OAM для детектирования проблемы и. ошибся. Сам я прежде не сталкивался с данным протоколом, поэтому в лаборатории собрал тестовый стенд без SDH сети – всё работает. SDH не стал настраивать по той простой причине, что это транспорт – какая ему разница, что передавать? Резать и дропать он ничего не должен – что получил, то и отправил. У меня работает, у заказчика нет – начинаем углубляться в детали.
Для начала разберёмся, что такое OAM вообще и как применяется.
OAM – Operation, Administration and Maintenance
Существует их два вида:
EFM OAM – Ethernet in First Mile. Преследует следующие цели: обнаружение партнёра, мониторинг линка, уведомление об авариях, Remote Loopback. EFM OAM соответствует стандарту 802.3ah и ориентирован на отслеживание состояния простого линка.
Ethernet CFM – Connectivity Fault Management – 802.3ag. Это механизм масштаба сети и призван обеспечивать End-to-End связность. Это достаточно мощный протокол и теоретически может использоваться для данных целей, но это всё равно, что поднимать OSPF между своим DLink и компьютером. Можно, но зачем?
Итак, поскольку был выбран EFM OAM, то копнём его поглубже.
EFM определяется на конкретном интерфейсе и может работать в двух режимах – Active и Passive. Только Active инициирует поиск соседа путём отправки OAMPDU в линк. Passive же слушает и отвечает на пришедшие запросы, но не может инициировать поиск соседа. Таким образом, хотя бы один из двух подключенных друг к другу интерфейсов должен иметь EFM в режиме Active. Вот типичная конфигурация:
interface GigabitEthernet1/1/4
eth-trunk 22
efm enable
efm trigger if-down
Последняя команда вынуждает устройство переводить интерфейс в состояние Down при наличии проблем. А вот так выглядит обмен любезностями и успешное установление сессии:
И вот тут, глядя на вид OAMPDU, я начинаю подозревать, что наличие SDH-сети в промежутке может играть фатальную роль. В качестве адреса отправителя стоит MAC-адрес Eth-trunk интерфейса, а вот в качестве получателя, какой-то специальный MAC-адрес, и EtherType – Slow Protocol.
Выдержка из Annex 57A к стандарту 802.3:
This address is within the range reserved by ISO/IEC 15802-3 (MAC Bridges) for link-constrained protocols. As such, frames sent to this address will not be forwarded by conformant MAC Bridges; its use is restricted to a single link
Дело в том, что EFM OAM относится к группе протоколов, скажем так, «одного линка». Их данные не могут покинуть один простой линк. Как только противоположное устройство принимает такой фрейм, оно его обрабатывает нужным образом и уничтожает, не передавая никуда дальше. То есть, когда с обратной стороны у нас стоит маршрутизатор/коммутатор с настроенным EFM на интерфейсе, он, приняв OAMPDU, проверяет его и отправляет ответ на R1, а старый кадр уничтожает. R1 получает OAMPDU от R2 и сессия установлена в лучшем виде.
В нашем же случае OSN, получив такой фрейм, просто отбрасывает его, потому что никакого EFM на нём не запущено.
Для очистки совести я собрал полностью аналогичную схему и увидел, что R1, как активный член партии отсылает данные, но ничего не получает в ответ. А на R2 совсем всё тихо.
debugging efm interface GigabitEthernet 1/1/4 all
Info: Operation succeeded.
May 14 2013 09:18:26.880.1+03:00 R1 EFM/7/OAMPDU:Slot=1;
EFM GigabitEthernet1/1/4 Send Packet
Flags:00 08
Code:00
01 10 01 00 00 00 0F 00 80 00 E0 FC 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
May 14 2013 09:18:27.880.1+03:00 R1 EFM/7/OAMPDU:Slot=1;
EFM GigabitEthernet1/1/4 Send Packet
Flags:00 08
Code:00
01 10 01 00 00 00 0F 00 80 00 E0 FC 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
May 14 2013 09:18:28.880.1+03:00 R1 EFM/7/OAMPDU:Slot=1;
EFM GigabitEthernet1/1/4 Send Packet
Flags:00 08
Code:00
01 10 01 00 00 00 0F 00 80 00 E0 FC 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Замечу также, что LACP в таком виде тоже отрабатывать не будет – его кадры тоже не будут доходить до удалённой стороны по той же причине.
Спасение
Единственный здесь выход – это использование BFD – Bidirectional Forwarding Detection. В то время, как EFM свои данные инкапсулирует напрямую в Ethernet, BFD использует IP и UDP. То есть для него никакой трудности не представляют промежуточные L2-устройства.
BFD отправляет свои пакеты на мультикастовый адрес 224.0.0.184 и, если противоположное устройство настроено соответствующим образом, оно высылает ответные пакеты – BFD-сессия поднимается. Вот пример конфигурации, которая принуждает устройство погасить интерфейс в случае проблем:
R1
bfd TEST bind peer-ip default-ip interface GigabitEthernet1/1/4
discriminator local 10
discriminator remote 11
process-interface-status
commit
R2
bfd TEST bind peer-ip default-ip interface GigabitEthernet1/1/4
discriminator local 11
discriminator remote 10
process-interface-status
commit
Первой строкой задаём привязку BFD к физическому интерфейсу. Далее определяем дискриминаторы – обязательный параметр BFD, позволяющий различать сессии. И командой process-interface-status указываем, что устройство должно гасить интерфейс, если BFD обнаружил проблему.
В случае проблемы на линке BFD это сразу замечает:
May 14 2013 09:45:45+03:00 R2 %%01BFD/4/STACHG_TODWN(l)[23]:Slot=1;BFD session changed to Down. (SlotNumber=1, Discriminator=20, Diagnostic=DetectDown, Applications=IFNET, ProcessPST=False, BindInterfaceName=GigabitEthernet1/1/6, InterfacePhysicalState=Up, InterfaceProtocolState=Down)
Статус интерфейса принимает вид:
[R2]dis int br
*down: administratively down
^down: standby
(l): loopback
(s): spoofing
(b): BFD down
(e): ETHOAM down
(d): Dampening Suppressed
InUti/OutUti: input utility/output utility
Interface PHY Protocol InUti OutUti inErrors outErrors
Aux0/0/1 down down 0% 0% 0 0
Eth-Trunk22 up up 0.05% 0.05% 0 0
GigabitEthernet1/1/4 up up 0.05% 0.05% 0 0
GigabitEthernet1/1/6 up up(b) 0% 0% 0 0
[R2]dis int gig1/1/6
GigabitEthernet1/1/6 current state : UP
Line protocol current state : UP(BFD status down)
Вообще говоря, многие устройства поддерживают команды, которые позволяют «прокидывать» данные Slow Protocls, но это от лукавого.
В общем решение предоставлено, инженер счастлив, а я узнал для себя что-то новое.
Ethernet OAM и CFM для коммутаторов
SUMMARY В этом разделе описывается, как интерфейсы Ethernet на Juniper Networks и операционной системе Juniper Networks Junos (Junos OS IEEE) для коммутаторов поддерживают стандарт 802.1ag для эксплуатации, администрирования и управления (OAM).
Понимание управления сбоями подключения Ethernet OAM для коммутаторов
Спецификация IEEE 802.1ag предусматривает управление неисправностями соединений Ethernet (CFM). CFM следит за сетями Ethernet, которые могут включать один или несколько экземпляров обслуживания из-за сбоей ненадежков к сети.
Основные функции CFM:
Наблюдение за ошибками с помощью протокола проверки целостности. Это протокол обнаружения и проверки состояния соседей, который обнаруживает и поддерживает соседства на уровне VLAN.
Обнаружение пути и проверка ошибок с помощью протокола linktrace.
Разлиять ошибки с помощью протокола обратной связи.
CFM разделит сервисную сеть на различные административные домены. Например, операторы, поставщики и клиенты могут явться частью различных административных доменов. Каждый административный домен соедему в один домен обслуживания, который предоставляет достаточно информации для выполнения собственного управления, избегая таким образом нарушений безопасности и делая возможным прямой мониторинг.
В домене технического обслуживания CFM каждый экземпляр службы называется обслуживаемой связью. Ассоциация обслуживания может быть схожа с полной сеткой конечных точек связи обслуживания (MEP), имеющих сходные характеристики. MEP – это активные объекты CFM, генерирующие и реагирующие на сообщения протокола CFM. Кроме того, существует промежуточная точка обслуживания (MIP), которая является объектом CFM, подобным MEP, но более пассивным (MIP отвечают только на сообщения CFM).
Каждый домен обслуживания связан с уровнем технического обслуживания от 0 до 7. Распределение уровня основано на сетевой иерархии, где внешним доменам назначен уровень выше, чем внутренним доменам. Настройте конечные точки клиента на наивысший уровень обслуживания в домене. Уровень домена обслуживания является обязательным параметром, который указывает на отношения вложенных параметров между различными доменами обслуживания. Уровень встроен в каждый кадр CFM. Сообщения CFM на заданном уровне обрабатываются MEP на этом же уровне.
Чтобы включить CFM на интерфейсе Ethernet, необходимо настроить домены обслуживания, связи обслуживания и конечные точки связи обслуживания (MEP). показывает отношения между доменами обслуживания, конечными точками связи обслуживания (MEP) и промежуточными точками обслуживания Рис. 1 (MPS), настроенными на коммутаторе.
Ограничения CFM на EX4600 коммутаторах
Начиная с Junos OS 18.3R1, Junos OS cfM поддерживается только EX4600. Поддержка CFM на EX4600 имеет следующие ограничения:
Поддержка CFM предоставляется программным обеспечением с использованием фильтров. Это может повлиять на масштабирование.
Режим inline модуль передачи пакетов (PFE) не поддерживается. В режиме inline PFE можно делегировать периодическую обработку пакетов (PPM) на модуль передачи пакетов (PFE), что приводит к более быстрой обработке пакетов и поддерживаемой интервалу CCM в 10 миллисекунд.
Мониторинг производительности (ITU-T Y.1731 Ethernet Service OAM) не поддерживается.
Интервал CCM менее 1 секунды не поддерживается.
CFM не поддерживается на маршрутных интерфейсах и агрегированных интерфейсах Ethernet (lag).
Функция половины MIP, поделить функциональность MIP на два однонаправленных сегмента для повышения зоны уверенного обслуживания сети, не поддерживается.
Up MEP не поддерживается.
Общее число поддерживаемых сеансов CFM составляет 20.
Ограничения CFM на коммутаторах серии QFX5120, QFX5200 и QFX5210
Начиная с Junos OS 18.4R1, Junos OS CFM поддерживается на QFX5200 и коммутаторах QFX5210. Начиная с Junos OS 19.4R1, Junos OS CFM поддерживается на коммутаторах QFX5120. Поддержка CFM на коммутаторах серии QFX5120, QFX5200 и QFX5210 имеет следующие ограничения:
Поддержка CFM предоставляется программным обеспечением с использованием фильтров. Это может повлиять на масштабирование.
Режим inline модуль передачи пакетов (PFE) не поддерживается. В режиме inline PFE можно делегировать периодическую обработку пакетов (PPM) на модуль передачи пакетов (PFE), что приводит к более быстрой обработке пакетов и поддерживаемой интервалу CCM в 10 миллисекунд.
Мониторинг производительности (ITU-T Y.1731 Ethernet Service OAM) не поддерживается.
Интервал CCM менее 1 секунды не поддерживается.
CFM не поддерживается на маршрутных интерфейсах и агрегированных интерфейсах Ethernet (lag).
Функция половины MIP, поделить функциональность MIP на два однонаправленных сегмента для повышения зоны уверенного обслуживания сети, не поддерживается.
Up MEP не поддерживается.
Общее число поддерживаемых сеансов CFM составляет 20.
Ethernet в сети доступа
Первая миля (также называемая последней милей, абонентским шлейфом или абонентской сетью доступа) определена как коммуникационная инфраструктура, которая соединяет корпоративных или частных пользователей с узлом связи (точкой присутствия) поставщика услуг. Узел связи (точка присутствия) здание (помещение) где коммутирующее и маршрутизирующее оборудование направляет данные в городскую опорную (магистральную) сеть. Это критически важный участок сети для любого оператора связи, так как именно он связывает оператора с его абонентами, его инфраструктура определяет возможности оператора по предоставлению различных услуг, на него приходится основная доля капитальных и эксплуатационных затрат. Иногда первая миля расположена внутри здания или группы близко расположенных зданий, как встроенная распределительная сеть, подсоединенная к оператору связи по высокоскоростному соединению.
Большинство применяемых сегодня решений на первой мили (DSL, выделенные лини E1/E3 и т.д.) имеет ряд недостатков, выражающихся в ограниченной масштабируемости и гибкости при необходимости увеличения скорости доступа или обеспечения поддержки дополнительных услуг.
Хорошим кандидатом на роль транспортной технологии в сети доступа является Ethernet, т.к. она недорогая, позволяет без замены оборудования программно изменять скорость доступа в широком диапазоне, а также поддерживает все службы (данные голос и видео) и все типы сред передачи (медь, оптика).
Пользователи имеют локальные Ethernet сети, способные поддерживать полосу в десятки мегабит в секунду. Городские сети, к которым они присоединяются и новое поколение которых развивается также на основе Ethernet, обеспечивают гигабитные скорости передачи информации. Но связь между пользователями и опорной сетью до сх пор является «узким местом» и измеряется в килобитах в секунду и в большинстве случаев составляет 5-10% от полосы 10 BaseT LAN. Поэтому применение Ethernet на первой миле дает возможность повысить скорость доступа. За счет устранения протокольной избыточности и дополнительных сетевых элементов на границах сети доступа, использование Ethernet уменьшает стоимость оборудования, сложность сети, упрощает ее архитектуру.
Ethernet появилась как LAN технология и применялась в корпоративной среде, где приемлема доставка трафика по принципу лучшей попытки (best effort) и уровень доступности (время работоспособности) 99.96%. Для получения статуса технологии доступа операторского класса необходим уровень доступности 99.999% (пять девяток) с быстрым восстановлением после сбоев, а также поддержка мониторинга производительности, механизмов уведомления об авариях, определения и изоляции ошибок и четкая, управляемая точка демаркации между оборудованием пользователя (CPE, Customer Permise Equipment) и точкой присутствия оператора. Для решения этих вопросов, обеспечения совместимости оборудования, выработке единых для отрасли подходов построения сетей доступа на основе Ethernet, в 2001 году была начата разработка стандарта для Ethernet на первой миле.
Стандарт 802.3ah для Ethernet на первой миле
Разработку стандарта IEEE 802.3ah (Ethernet in the First Mile, Ethernet на первой/последней миле, он же IEEE 802 EFM) выполнила рабочая группа (Task Force) комитета IEEE 802 Института инженеров по электротехнике и электронике (см. http://www.ieee802.org/3/efm/). Официальная версия окончательного варианта стандарта IEEE 802.3ah была утверждена 24 июня 2004 года.
Кроме рабочей группы IEEE 802.3ah, огромный вклад в разработку стандарта внесла Ассоциация EFM Ethernet in the First Mile Alliance (http://www.efmalliance.org/ ), взявшая на себя ответственность за популяризацию данного стандарта. Отраслевое внедрение IEEE 802.3ah началось до официального выхода стандарта и многие поставщики Ethernet оборудования реализуют в своих устойствах основные подходы, заявленные в данном стандарте.
Основная цель EFM транспорт Ethernet в городских сетях Metro и сетях доступа, обеспечивающий экономичные и гибкие решения для доставки абонентам широкополосных услуг. Как и любой другой стандарт, IEEE 802.3ah должен обеспечить совместимость оборудования разных компаний-изготовителей, что полезно операторам связи и поставщикам услуг. Однако в центре внимания стандарта находится абонент, именно поэтому в его названии абонентский шлейф именуется первой (если считать от абонента), а не последней (если считать от оператора связи) милей.
Возможно, стандарт IEEE 802.3ah охватывает самую широкую область применения среди всех остальных стандартов IEEE 802, поскольку определяет спецификации для физического уровня для меди и для оптического волокна и три различные топологии доступа:
На основе обозначенных выше топологий операторы могут создавать гибридные топологии.
Для всех типов топологий и сред передачи стандартом определены общие функции операции эксплуатации, администрирования и обслуживания (OAM Operation, Administration, and Maintenance ).
Ethernet точка-точка по меди
Ethernet поверх VDSL идеальное решение для предоставления от 5 до 15 Мбит/с по существующей медной низко-категорийной кабельной проводке.
В отличие от большинства DSL решений основанных на транспорте ATM, в технологии EoVDSL кадры Ethernet передаются на физический уровень без промежуточного инкапсулирования в ячейки АТМ.
Как и во всех DSL решениях CPE на стороне пользователя VDSL модем с пользовательским интерфейсом Ethernet и встроенными функциями моста и/или маршрутизатора, а узел доступа IP/Ethernet DSLAM. Как правило, эти устройства поддерживают VLAN теги 802.1q, обработку трафика в соответствии с приоритетами 802.1p и DiffServ, IGMPv2 для эффективной обработки вещательного трафика. При скорости доступа 10 Мбит/с, которая обеспечивается на расстояниях порядка 1,5 км, EoVDSL допускает выполнение одновременно приложений голоса, видео и данных, таких как высокоскоростной доступ в Интернет, видео-трансляции, IP телефония. На основе EoVDSL можно строить высокопроизводительные сети доступа для зданий с множеством точек подключения или корпоративных кампусов. Такие здания включают отели, многоквартирные дома, бизнес центры и т.п. Корпоративные кампусы включают производственные территории, больничные комплексы и т.п. Скорости данных в этих условиях применения достаточны для трансляции нескольких видеоканалов вдобавок к приложениям голоса и данных. Комбинация с оптическими решениями EFM позволяет конечным пользователям эффективно связываться с городскими сетями.
К слабым сторонам технологии следует отнести ограниченные возможности по увеличению как скорости доступа, так и расстояния, что значительно сужает область применения этой технологии на абонентской проводке вне зданий (например, между офисом и узлом оператора связи).
Ethernet точка-точка по оптике
Описание технологии и архитектура доступа
EFMF определяет физический уровень для транспорта кадров Ethernet точка-точка на скоростях 100 Мбит/с и 1 Гбит/с и на расстояния до 10 км по одномодовому оптическому волокну. Специфицированы интерфейсы 100 и 1000 Мбит/с работающие как по двум волокнам, так и по одному волокну. В последнем случае данные вниз и вверх по потоку передаются на разных не перекрывающихся длинах волн.
Применяемое оборудование
На рисунке представлена одна из возможных схем применения топологии EFMF.
Рис. 1. Архитектура первой мили для Ethernet P2P по оптичесому волокну.
Обязательный элемент этой архитектуры центральный агрегирующий узел с интерфейсами соответствующими спецификации 802.3ah, к которому по оптике может напрямую подключаться пользователь, либо между агрегирующим узлом и пользователем может присутствовать необязательный элемент данной архитектуры распределительный узел, который располагается в зоне обслуживания центрального узла для более эффективного использования оптического волокна или в здании, где находится абонент и соединяется с ним по внутренней медной иди оптической проводке. Отметим, что спецификация 802.3ah предусматривает возможность работы оптических интерфейсов в расширенном диапазоне температур, поэтому распределительный и агрегирующий узлы могут, например, размещаться и в уличных шкафах. Устройством пользователя может быть Ethernet коммутатор или т.н. домашний шлюз (residental gateway), имеющий в дополнение к Ethernet еще аналоговые или ISDN BRI интерфейсы и поддерживающий VoIP протоколы с сигнализациями H.323, SIP или MGCP. Если оператор обеспечивает трансляцю видеоконтента, то для его просмотра на телевизоре необходим IP STB (Set-Top-Box), который декодирует, поступающий в виде IP пакетов сжатый видеопоток.
Преимущества этого подхода во многом связаны с преимуществом использования оптического волокна и возможностями масштабирования сети доступа.
Оптическое волокно среда передачи, пригодная в долгосрочной перспективе для обеспечения сегодняшних и завтрашних требований по доставке приложений голоса, видео и данных. Преимущества оптического волокна высокая пропускная способность, большие расстояния передачи, возможность прокладывать в кабельных каналах не только со слаботочным (абонентским) кабелем, но и с электрическим кабелем.
Топология точка-точка Gigabit Ethernet по оптическому волокну экономически эффективный высокопроизводительный доступ для области применения «волокно до дома» FTTH (fiber to the home), «волокно до здания или границы частной собственности FTTB/C (fiber to the building and curb), а также для сквозного подключения или агрегации корпоративных сетей. В комбинации с функцией ограничения полосы (rate limiting) и соглашениями об уровне обслуживания (SLA), физический канал 1000 Мбит/с может быть использован для предложения 10, 100, 200- Мбит/с или более скоростных служб. Гигабитная скорость доступа достаточная полоса, чтобы гарантировать большой жизненный цикл сетевой инфраструктуры (само оптическое волокно амортизируется в течение 20 и более лет). EFMF имеет наименьшие годовые эксплуатационные затраты на транспортные службы, в то время как нарастающая полоса пропускания всегда будет гарантировать доставку множества приносящих прибыль служб.
Ethernet точка много точек по оптике
Многоточечные соединения стандарт IEEE 802.3ah рекомендует строить на основе пассивных оптических сетей PON (Passive Optical Network), в которых применяется единый и совместно используемый оптический канал, распределяемый по абонентам с помощью пассивных оптических сплиттеров. Это позволяет сформировать пассивную оптическую инфраструктуру с дальностью до 20 км и скоростью 1 Гбит/с. Проще говоря, один оптический транк к оператору связи соединяется с абонентской сетью оптического распределения данных Optical Distribution Network (ODN).
Для IEEE 802.3ah EPON определены протокол Multi-Point Control Protocol (MPCP), механизм Point-to-Point Emulation (P2PE), а также две длины волны 1490/1310-нм, соответственно для нисходящего и восходящего потоков. На рисунке приведена архитектура первой мили в EPON.
Рис. 2. Архитектура первой мили для Ethernet P2MP (EPON) по оптическому волокну.
В сети EPON определены устройства двух типов: оптический линейный терминал OLT (optical line terminal) на стороне оператора связи и оптическое сетевое устройство ONU (optical network unit) на территории абонента. Все ONU подключаются к одному OLT по совместно используемой сети EPON, в которой по протоколу MPCP формируются логические каналы к каждому из абонентов. В процессе регистрации в сети EPON абонент получает долю общей полосы пропускания и идентификатор логической линии связи Logical Link ID, согласно которому проводится распределение кадров по абонентам.
Данные от OLT к абоненту передаются как широковещательные кадры и каждый ONU сбрасывает все кадры, кроме содержащих его собственный Logical Link ID в преамбуле.
Данные от абонента к OLT передаются с применением протокола TDMA, когда только одно ONU передает в заданный квант времени. ONU предоставляет пользователю интнрфейсы 10/100 Мбит/с Ethernet для данных и видео трафика поверх IP и аналоговые или цифровые ISDN BRI/PRI интерфейсы для подключения голосовых терминалов или учережденческих телефонных станций. В зависимости от коэффициента разделения (split ratio), EPON может поддерживать скорость к абоненту до 30 Мбит/с и при этом предлагает множество экономических преимуществ.
Так OLT поддерживает от 16 до 32 абонентов на порт, за счет применения пасивных оптических сплиттеров, минимизируя количество оптического волокна и количество трансиверов на центральном узле. Таким образом уменьшается стоимость кабельной инфраструктуры и устраняется необходимость обслуживания оборудования распределительной сети (т.к. оно пассивное). С учетом экономии затрат на оптический кабель EPON имеет меньшую стоимость, чем Ethernet поверх P2P, хотя проигрывает последней как в абсолютной скорости доступа, так и относительной, т.е. скорости доступа предосталяемая за денежную еденицу. Однако в долгосрочной перспективе более высокая стоимость обслуживания EPON, связанная со сложностью самой технологии, а следовательно сложностью диагностики и устранения неполадок может свести на нет экономию на этапе развертывания системы.
Эксплуатация, Администрирование и Обслуживание (OA&M) Ethernet доступа
Обычные сети Ethernet не имеют средств эксплуатации, администрирования и обслуживания (OAM), но использование этой технологии в сетях доступа требует механизмов управления хотя бы в том объеме, в котором они присутствуют в SDH или ATM. Разумеется, в сетях Ethernet широко применяется протокол управления SNMP, но он не обеспечивает эксплуатационных возможностей операторского класса для абонентской сети, хотя прекрасно подходит для сетей локальных. Основные недостатки SNMP: отсутствие какой-либо связи с устройством при потере соединения по протоколу IP и обязательное назначение IP-адреса любому устройству, к которому предполагается подключиться. Поэтому в стандарте IEEE 802.3ah определены функции OAM операторского класса, кстати впервые за всю историю развития Ethernet.
Функции OAM предполагают решение трех задач
Реализация функций OAM производится специальным протоколом на втором уровне модели OSI, который во многом копирует SNMP, но на более низком уровне объектной модели.
