Надёжность онлайн-сервисов сегодня востребована не только в бизнесе, для непрерывности бизнес-процессов, но и в быту. Ведь интернет давно стал частью повседневной жизни, столь же необходимой, как вода, тепло и электричество. Для того чтобы предоставить своим абонентам качественный сервис, провайдеру нужна современная сетевая инфраструктура.
Сети доступа позволяют пользоваться телекоммуникационными услугами миллионам семей, желающим подключить высокоскоростной домашний интернет или выбрать пакет услуг, включающий кабельное телевидение и интернет. За счет чего обеспечивается их надежность, позволяющая нам в любое время пользоваться Интернетом, общаться с друзьями, смотреть ТВ? Что лежит в основе современных телекоммуникационных услуг, благодаря которым абоненты получают доступ в интернет, телевидение, телефонную связь?
В настоящее время «ОнЛайм» предлагает полноценные услуги Triple Play – широкополосный доступ в интернет, телевидение (цифровое и интерактивное) и телефонию. На сети функционируют и другие услуги, например, видеонаблюдение, снятие показаний с домовых счетчиков потребления воды и тепла (для передачи таких данных выделяется отдельная VPN).
Посмотрим, как устроена сеть «ОнЛайм», телеком-провайдера «Ростелеком» в Москве.
Магистральная городская сеть построена с использованием кольцевой архитектуры, что позволяет применять механизмы защиты на уровне DWDM (Dense Wavelength-Division Multiplexing — плотное частотное разделение каналов) со временем восстановления менее 50 мс. Кольцевое резервирование сети DWDM позволяет «Онлайму» увеличить надежность, пропускную способность и эффективность её использования, кроме того, это задел на будущее:– основа технической готовности к пропуску растущих объемов трафика.
Она повторяет административное деление Москвы, охватывая все столичные округа.
Каждый магистральный окружной узел включает в себя телевизионную головную станцию и маршрутизатор IP/MPLS. Все 10 окружных узлов связи объединены в физическое кольцо с использованием DWDM, а логически образуют двойную звезду, опирающуюся на два мощных узла ядра сети IP/MPLS. От окружных узлов связи внутри каждого округа расходятся окружные кольца, проходящие через все районы, в свою очередь в каждом из которых располагаются районные узлы связи. Каждое окружное кольцо опирается на два разных окружных магистральных узла. В состав районных узлов входит оборудование агрегирования и районная головная телевизионная станция. В каждом районе есть также несколько районных колец. Они проходят через весь район. На них опираются так называемые кластеры – небольшие кольца доступа, охватывающие группы из 10 домов. Таким образом, вся эта сетевая структура напоминает ромашку с лепестками в виде окружных, районных колец и колец доступа.
Кольцевая архитектура сети ШПД выбрана не случайно. В сетях кабельного ТВ отказоустойчивость традиционно обеспечивается с помощью кольцевых топологий: телевизионный сигнал в них передается в двух направлениях и контролируется оптическими коммутаторами. Если пропадает сигнал в одном направлении, подхватывается резервное.
В 2007 году совместно с правительством Москвы было принято решение о модернизации телевещания – с крыш домов исчезли антенны, и все телевещание ушло в оптические сети. Сегодня те же сети используются и для передачи данных – широкополосного доступа в интернет. На уровне агрегирования и ядра сети основные протоколы – IP/MPLS, а на уровне сети доступа – протокол Spanning Tree.
В ядре сети ШПД «ОнЛайм» – высокопроизводительное оборудование Alcatel-Lucent 7950 XRS-20 с высокой плотностью портов, те самые два узла, о которых шла речь выше. Именно в эти две точки стекается весь трафик абонентов. Они связаны с «внешним миром» через магистральную сеть «Ростелекома» и основные точки обмена интернет-трафиком: M9, M10, MSK-IX, SPB-IX и др.
Alcatel-Lucent XRS 7950 – мощная платформа для магистральной маршрутизации. Она решает широкий спектр задач, встающих перед операторами. Поддерживая до 160 портов 100GE на одном шасси, маршрутизатор 7950 XRS предоставляет полный спектр возможностей для IP-маршрутизации, MPLS коммутации и создания новых услуг. Система включает 20 слотов с совокупной производительностью каждого 400 Гбит/с и поддерживает интерфейсы 10GE, 40GE, 100GE.
В сети «ОнЛайм» используются стандартные граничные коммутаторы доступа хорошо зарекомендовавших себя вендоров – Edge-CorE, Qtech и др. В масштабах города – это 44 тыс. коммутаторов. Непосредственно к ним «витой парой» подключаются абоненты.
Альтернативные географически разнесенные маршруты помогают достичь высокой отказоустойчивости сети. Единичная авария на уровне округа или района не влияет на её работоспособность. В сети «Ростелекома» все линии закольцованы: порвется в одном месте – сигнал пойдет через кольцо с другой стороны. Лишь при двукратной аварии в кольце часть абонентов на какое-то время могут остаться без связи. Как правило, такие аварии являются маловероятными.
Принцип резервирования заложен и в основу сетей кабельного ТВ. Сейчас в сетях кабельного ТВ «ОнЛайм» 10 окружных и 110 районных станций. На головных станциях для резервирования телесигнала используется эфирная антенна. Центральная головная станция формирует весь телепакет – 50 каналов «обычного» кабельного и более 200 каналов цифрового ТВ. По сети IP/MPLS они передаются на окружную головную станцию, которая по оптической сети раздает их по округу – по каждому району. При выходе окружной стации из строя телесигнал автоматически подхватывается соседней головной стацией и отдается в округ.
Оптические ТВ-коммутаторы на каждой районной телевизионной станции выбирают лучший сигнал из нескольких источников и передают его дальше. Таким образом осуществляется резервирование на каждом участке сети кабельного ТВ. В каждый дом с двух направлений по оптике приходит телесигнал, и двухвходовый оптический приемник отдает сигнал в телевизионную коаксиальную сеть жилого дома. Подробнее о том, как работает интерактивное и цифровое ТВ «ОнЛайм», рассказывается здесь.
Альтернативные операторы строят в столице свои сети доступа районного уровня с помощью так называемых воздушно-кабельных переходов (ВКП). Эти кабели, протянутые между зданиями, знакомы каждому жителю. Решение не очень эстетичное, зато недорогое — ведь доступ в канализацию обходится недешево. По этой причине канализация используется лишь для обеспечения связности уровня города. В случае сети «ОнЛайм» в ней лежит двойная звезда DWDM (магистральный уровень) и окружные оптические кольца (уровень агрегирования). Возникает закономерный вопрос, насколько надежна вся эта паутина оптических кабелей? На самом деле, обрывы – достаточно редкое явление.
Даже во время ледяного дождя 2010 года ВКП «ОнЛайм» успешно выдержали «испытание на разрыв»: лишь несколько домов на какое-то время остались без связи. Это одна из самых надежных сетей доступа в Москве.
Итак, вся волоконно-оптическая сеть «ОнЛайм», вплоть до домового коммутатора, резервируется. При любой одиночной аварии в кольце связность не теряется. Однако линия от домового коммутатора до абонента не резервируется. Оптоволокно идет только до оборудования компании, установленного в доме. Внутри дома от коммутатора по слаботочному стояку до помещения абонента проложена «витая пара» Категории 5е. Теоретически, это слабое звено. Возможна порча кабеля, обрывы.
Гораздо чаще возникает другая ситуация. Нередко пользователи жалуются на несоответствие реальной скорости передачи данных заявленной провайдером скорости. Между тем в тарифном плане указывается только скоростная характеристика выделенного канала. Не все понимают, что заявленная скорость – это скорость, на которой пользователя «пускают в сеть». То есть скорость внутри сети провайдера. Возможны также незначительные погрешности измерения скорости. К тому же на скорость скачивания влияют самые разные факторы, например, загрузка канала до сервера, загрузка самого сервера, аппаратное и программное обеспечение компьютера. И не факт, что компьютерное оборудование пользователя или его домашняя сеть Wi-Fi такую скорость обеспечивают. Да и не все сайты в интернете достаточно «шустры» для этого. Кстати, после 30 Мбит/с повышение скорости не сделает работу в сети более комфортной – разница будет заметна лишь во времени закачки больших файлов.
Чтобы проводить разъяснительную работу среди пользователей, «ОнЛайм» запустил специальный проект – «Лаборатория скорости». В рамках проекта бригада профессионалов ОнЛайм приезжает домой к абонентам и замеряет скорость интернета. Цель – убедиться, что скорость соответствует заявленной в тарифе.
Развертываемые в настоящее время оптоволоконные сети доступа базируются на различных архитектурах и технологиях. Тщательно продуманные стандарты для этих технологий и доступность необходимого оборудования обусловливают динамичное развитие этой отрасли, стимулируют крупных операторов связи инвестировать средства в оптоволоконные сети доступа.
Сеть «Онлайм» все время растет и развивается, сетевое оборудование обновляется продуктами из новых линеек. Специалисты осуществляют постоянный мониторинг загрузки сети – количество подключенных абонентов в разных домах может значительно различаться. Рост абонентской базы (увеличивает нагрузку на сеть доступа. Когда пропускная способность отдельных ее сегментов используется более чем на 80%, пора думать о модернизации – переход на более скоростные интерфейсы 10/100GbE или организации новых каналов передачи данных. Однако архитектура сети ШПД и основные принципы резервирования, обеспечивающие надежность сетевых сервисов, остаются неизменными.
Сети доступа позволяют пользоваться телекоммуникационными услугами миллионам семей, желающим подключить высокоскоростной домашний интернет или выбрать пакет услуг, включающий кабельное телевидение и интернет. За счет чего обеспечивается их надежность, позволяющая нам в любое время пользоваться Интернетом, общаться с друзьями, смотреть ТВ? Что лежит в основе современных телекоммуникационных услуг, благодаря которым абоненты получают доступ в интернет, телевидение, телефонную связь?
В настоящее время «ОнЛайм» предлагает полноценные услуги Triple Play – широкополосный доступ в интернет, телевидение (цифровое и интерактивное) и телефонию. На сети функционируют и другие услуги, например, видеонаблюдение, снятие показаний с домовых счетчиков потребления воды и тепла (для передачи таких данных выделяется отдельная VPN).
Посмотрим, как устроена сеть «ОнЛайм», телеком-провайдера «Ростелеком» в Москве.
Кольцо к кольцу
Магистральная городская сеть построена с использованием кольцевой архитектуры, что позволяет применять механизмы защиты на уровне DWDM (Dense Wavelength-Division Multiplexing — плотное частотное разделение каналов) со временем восстановления менее 50 мс. Кольцевое резервирование сети DWDM позволяет «Онлайму» увеличить надежность, пропускную способность и эффективность её использования, кроме того, это задел на будущее:– основа технической готовности к пропуску растущих объемов трафика.
Она повторяет административное деление Москвы, охватывая все столичные округа.
Каждый магистральный окружной узел включает в себя телевизионную головную станцию и маршрутизатор IP/MPLS. Все 10 окружных узлов связи объединены в физическое кольцо с использованием DWDM, а логически образуют двойную звезду, опирающуюся на два мощных узла ядра сети IP/MPLS. От окружных узлов связи внутри каждого округа расходятся окружные кольца, проходящие через все районы, в свою очередь в каждом из которых располагаются районные узлы связи. Каждое окружное кольцо опирается на два разных окружных магистральных узла. В состав районных узлов входит оборудование агрегирования и районная головная телевизионная станция. В каждом районе есть также несколько районных колец. Они проходят через весь район. На них опираются так называемые кластеры – небольшие кольца доступа, охватывающие группы из 10 домов. Таким образом, вся эта сетевая структура напоминает ромашку с лепестками в виде окружных, районных колец и колец доступа. Кольцевая архитектура сети ШПД выбрана не случайно. В сетях кабельного ТВ отказоустойчивость традиционно обеспечивается с помощью кольцевых топологий: телевизионный сигнал в них передается в двух направлениях и контролируется оптическими коммутаторами. Если пропадает сигнал в одном направлении, подхватывается резервное.
В 2007 году совместно с правительством Москвы было принято решение о модернизации телевещания – с крыш домов исчезли антенны, и все телевещание ушло в оптические сети. Сегодня те же сети используются и для передачи данных – широкополосного доступа в интернет. На уровне агрегирования и ядра сети основные протоколы – IP/MPLS, а на уровне сети доступа – протокол Spanning Tree.
В ядре сети ШПД «ОнЛайм» – высокопроизводительное оборудование Alcatel-Lucent 7950 XRS-20 с высокой плотностью портов, те самые два узла, о которых шла речь выше. Именно в эти две точки стекается весь трафик абонентов. Они связаны с «внешним миром» через магистральную сеть «Ростелекома» и основные точки обмена интернет-трафиком: M9, M10, MSK-IX, SPB-IX и др.
Alcatel-Lucent XRS 7950 – мощная платформа для магистральной маршрутизации. Она решает широкий спектр задач, встающих перед операторами. Поддерживая до 160 портов 100GE на одном шасси, маршрутизатор 7950 XRS предоставляет полный спектр возможностей для IP-маршрутизации, MPLS коммутации и создания новых услуг. Система включает 20 слотов с совокупной производительностью каждого 400 Гбит/с и поддерживает интерфейсы 10GE, 40GE, 100GE.
В сети «ОнЛайм» используются стандартные граничные коммутаторы доступа хорошо зарекомендовавших себя вендоров – Edge-CorE, Qtech и др. В масштабах города – это 44 тыс. коммутаторов. Непосредственно к ним «витой парой» подключаются абоненты.
Альтернативные географически разнесенные маршруты помогают достичь высокой отказоустойчивости сети. Единичная авария на уровне округа или района не влияет на её работоспособность. В сети «Ростелекома» все линии закольцованы: порвется в одном месте – сигнал пойдет через кольцо с другой стороны. Лишь при двукратной аварии в кольце часть абонентов на какое-то время могут остаться без связи. Как правило, такие аварии являются маловероятными.
Принцип резервирования заложен и в основу сетей кабельного ТВ. Сейчас в сетях кабельного ТВ «ОнЛайм» 10 окружных и 110 районных станций. На головных станциях для резервирования телесигнала используется эфирная антенна. Центральная головная станция формирует весь телепакет – 50 каналов «обычного» кабельного и более 200 каналов цифрового ТВ. По сети IP/MPLS они передаются на окружную головную станцию, которая по оптической сети раздает их по округу – по каждому району. При выходе окружной стации из строя телесигнал автоматически подхватывается соседней головной стацией и отдается в округ.
Оптические ТВ-коммутаторы на каждой районной телевизионной станции выбирают лучший сигнал из нескольких источников и передают его дальше. Таким образом осуществляется резервирование на каждом участке сети кабельного ТВ. В каждый дом с двух направлений по оптике приходит телесигнал, и двухвходовый оптический приемник отдает сигнал в телевизионную коаксиальную сеть жилого дома. Подробнее о том, как работает интерактивное и цифровое ТВ «ОнЛайм», рассказывается здесь.
Под землёй и в небе
Альтернативные операторы строят в столице свои сети доступа районного уровня с помощью так называемых воздушно-кабельных переходов (ВКП). Эти кабели, протянутые между зданиями, знакомы каждому жителю. Решение не очень эстетичное, зато недорогое — ведь доступ в канализацию обходится недешево. По этой причине канализация используется лишь для обеспечения связности уровня города. В случае сети «ОнЛайм» в ней лежит двойная звезда DWDM (магистральный уровень) и окружные оптические кольца (уровень агрегирования). Возникает закономерный вопрос, насколько надежна вся эта паутина оптических кабелей? На самом деле, обрывы – достаточно редкое явление.
Даже во время ледяного дождя 2010 года ВКП «ОнЛайм» успешно выдержали «испытание на разрыв»: лишь несколько домов на какое-то время остались без связи. Это одна из самых надежных сетей доступа в Москве.
«Тормоза» и сбои в работе
Итак, вся волоконно-оптическая сеть «ОнЛайм», вплоть до домового коммутатора, резервируется. При любой одиночной аварии в кольце связность не теряется. Однако линия от домового коммутатора до абонента не резервируется. Оптоволокно идет только до оборудования компании, установленного в доме. Внутри дома от коммутатора по слаботочному стояку до помещения абонента проложена «витая пара» Категории 5е. Теоретически, это слабое звено. Возможна порча кабеля, обрывы.
Гораздо чаще возникает другая ситуация. Нередко пользователи жалуются на несоответствие реальной скорости передачи данных заявленной провайдером скорости. Между тем в тарифном плане указывается только скоростная характеристика выделенного канала. Не все понимают, что заявленная скорость – это скорость, на которой пользователя «пускают в сеть». То есть скорость внутри сети провайдера. Возможны также незначительные погрешности измерения скорости. К тому же на скорость скачивания влияют самые разные факторы, например, загрузка канала до сервера, загрузка самого сервера, аппаратное и программное обеспечение компьютера. И не факт, что компьютерное оборудование пользователя или его домашняя сеть Wi-Fi такую скорость обеспечивают. Да и не все сайты в интернете достаточно «шустры» для этого. Кстати, после 30 Мбит/с повышение скорости не сделает работу в сети более комфортной – разница будет заметна лишь во времени закачки больших файлов.
Чтобы проводить разъяснительную работу среди пользователей, «ОнЛайм» запустил специальный проект – «Лаборатория скорости». В рамках проекта бригада профессионалов ОнЛайм приезжает домой к абонентам и замеряет скорость интернета. Цель – убедиться, что скорость соответствует заявленной в тарифе.
Перспективы
Развертываемые в настоящее время оптоволоконные сети доступа базируются на различных архитектурах и технологиях. Тщательно продуманные стандарты для этих технологий и доступность необходимого оборудования обусловливают динамичное развитие этой отрасли, стимулируют крупных операторов связи инвестировать средства в оптоволоконные сети доступа.
Сеть «Онлайм» все время растет и развивается, сетевое оборудование обновляется продуктами из новых линеек. Специалисты осуществляют постоянный мониторинг загрузки сети – количество подключенных абонентов в разных домах может значительно различаться. Рост абонентской базы (увеличивает нагрузку на сеть доступа. Когда пропускная способность отдельных ее сегментов используется более чем на 80%, пора думать о модернизации – переход на более скоростные интерфейсы 10/100GbE или организации новых каналов передачи данных. Однако архитектура сети ШПД и основные принципы резервирования, обеспечивающие надежность сетевых сервисов, остаются неизменными.