Moderní optické sítě ušetří firmám množství starostí

Ještě před několika lety se většině zasvěcených při vyslovení pojmu optická síť vybavilo vybavení vhodné pro t...


Ještě před několika lety se většině zasvěcených při vyslovení pojmu optická síť
vybavilo vybavení vhodné pro telekomunikační operátory. Doba se ale změnila.
Dnes jsou optické sítě běžnou součástí firemních komunikačních infrastruktur. K
jejich výhodám patří především velká šířka přenosového pásma a odolnost vůči
rušení.
Zatímco dobrý měděný kabel kategorie 6 může přenášet jednoduchý signál
rychlostí 1 gigabit za sekundu, optické vlákno tenké jako lidský vlas zvládne
uskutečňovat několik přenosů zároveň, a to rychlostí vyšší než 10 gigabitů za
sekundu. Příčiny uvedeného rozdílu jsou v zásadě dvě: Světlo se šíří
mnohonásobně rychleji než elektrony, a fotony spolu navíc neinterferují stejným
způsobem, jako je tomu u elektronů.
Optické sítě si nacházejí svou cestu do podnikových sítí již delší dobu.
Postupně dobývají jak lokální sítě, tak i komunikační kanály umožňující přenos
dat mezi jednotlivými pobočkami firem. Důvodů pro jejich nasazení může být
několik. Nejčastěji však jde o reakci na rostoucí požadavky na přenosové pásmo
s tím, jak jsou do sítě zaváděny nové aplikace například přenos hlasu a videa.

Kdo jde první
Při nasazování nových optických sítí narážejí průkopníci na řadu problémů, z
nichž ty nejvážnější souvisejí s odpovědí na otázku, jak rozšířit přenosovou
kapacitu stávajícího komunikačního systému při zachování jeho funkčnosti
(alespoň z hlediska aplikací). Optické sítě sloužící pro komunikaci mezi
vzdálenějšími lokalitami jsou často nasazovány velkými finančními institucemi,
firmami z oblasti utilit (distribuce plynu, kanalizace apod.) a také velkými
americkými uviverzitami. Právě příklady posledně jmenovaných institucí mohou
být v mnohém podnětné.
Například havajská síť Inet (Institutional Network) propojuje vládní úřady,
ministerstvo školství i Havajskou univerzitu. Technicky je komunikace zajištěna
optickou ethernetovou sítí, která tvoří nadstavbu nad OC-12 SONET (Synchronous
Optical Network, dále jen Sonet). Inet disponuje 30 multiplexery WDM
(Wavelength Division Multiplexer) a v současnosti pokrývá celý ostrov Oahu,
přičemž je budována dále na Maui a na Havaj.

Ethernet a WDM
Síť Inet vyžadovala technologie Ethernet a WDM kvůli jejich flexibilitě a
nabízené šířce pásma. Původně byla postavena pouze na Sonetu, ale ten se podle
jejích správců ukázal jako těžkopádný pro práci se stále rostoucím objemem
datového provozu z ethernetových a gigabit ethernetových přepínačů.
"Původně jsme uvažovali o upgradu Sonetu, ale cítili jsme, že to nebude cenově
efektivní a že se s ním z hlediska budoucnosti daleko nedostaneme," vysvětluje
David Lassner, technologický ředitel Havajské univerzity. "Mohli jsme touto
cestou realizovat určité zvýšení kapacity, ale pak bychom narazili na hranice
této technologie." Podle Lassnera by alternativou současného řešení byl Sonet
OC-48, jehož realizace by ovšem přišla na minimálně pětinásobnou částku.
Představitelé Inetu samozřejmě tuto variantu zvažovali, ale její realizace by
mimo jiné znamenala změnu Sonet add-drop multiplexerů v každé lokalitě. Každý
ze tří účastníků sítě měl navíc odlišné nároky na objem komunikace. Nezávislé
alokování, regulování a rozšiřování kapacity bylo na sdílených okruzích Sonetu
obtížné, protože všechny změny museli vždy odsouhlasit všichni tři velcí
uživatelé.
"Je to sdílená síť a my máme rozdílné politiky pokud jde o to, jak nasazovat
TCP/IP," vysvětluje Lassner. "Vytvoření sdíleného TCP/IP by pravděpodobně
nefungovalo a navíc by nám to neposkytlo dostatečnou šířku přenosového pásma. A
naše potřeby týkající se směrování by byly příliš komplexní."
Každý uživatel má také odlišné nároky pokud jde o přenos hlasu a dalších dat
pohybovaly se od linky T1 přes Ethernet a Fast Ethernet po Gigabit Ethernet.
Zatímco T1 lze snadno mapovat na Sonet, různé datové služby by vyžadovaly Sonet
framing a měly by zbytečně velkou režii.

Zachování starého
Vedení Inetu se rozhodlo zachovat svou existující linku OC-12 Sonet přenášející
provoz na vlnové délce 1 310 nm. Ethernet je do přenosového okruhu nativně
multiplexován na různých šířkách pásma definovaných ITU (International
Telecommunications Union), pohybujících se v oblasti 1 500 nm, takže se vytvoří
několik virtuálních sítí v jednom páru optických vláken.
Páteř Inetu sestává ze dvou fyzických okruhů. Ty jsou propojeny na univerzitní
koleji. V páteřní lokaci jsou individuální signály Ethernetu multiplexovány a
výsledný signál je spolu s 1 300nm Sonetem zkombinován do jednoho vláknového
výstupu. "Ve skutečnosti jsme vzali naši současnou síť Sonet, dali jí vlastní
šířku pásma a pak jsme otevřeli všechny naše frekvence ITU/WDM pro nové použití
bez nutnosti zrušit fungující síť Sonet," vysvětluje Lassner. "Takže naše
bývalá síť funguje takřka v nezměněné podobě a přitom ji nemusíme dále
rozvíjet. U nových spojů se jednoznačně zaměřujeme na ethernetové technologie,"
dodává.
V rámci Inetu zůstává zachována podpora Sonetu, takže není třeba o jeho
kapacitu navyšovat šířku pásma poskytovanou novými prvky. Současně se využívá
jeho schopnost zotavení (path recovery) během 50 ms. Nejde však ještě o konečný
stav. Ve finále bude podle Lessnera Ethernet ležet pod vrstvou Sonetu.

CWDM v Miami
Také Miamská univerzita hledala způsob, jak zajistit cenově efektivní sdílení
informací v akademické sféře. Součástí požadavků jejích uživatelů bylo rovněž
umožnění pokročilých forem spolupráce na dálku při výzkumných projektech, které
se v případě této univerzity pohybují od diabetes po plovoucí ledovce.
Univerzita se rozhodla pro CWDM síť. Technologie CWDM (Coarse WDM) se liší od
WDM tím, že jsou jednotlivé vlnové délky od sebe vzdálenější, takže je třeba
nasadit méně náročný laser. Technologie CWDM je proto levnější, což ve svém
důsledku znamená, že si díky ní může výkonnou optickou technologii dovolit
daleko více organizací.
Miamská univerzita zrealizovala CWDM síť na lince OC-48, přičemž využívá rovněž
separátní síť pro ukládání dat na protokolu Fibre Channel. Každý optický okruh
používá multiplexer Nortel OPTera 3500 OC-48 Sonet, který zajišťuje sloučení a
rozdělení linek T1 a ethernetové komunikace. "Dříve jsme používali mnoho linek
T1 a službu Smartring Sonet OC-3 od společnosti BellSouth," říká Stewart
Seruya, šéf univerzitního odboru správy sítě a IT bezpečnosti. "Potom jsme
uzavřeli kontrakt na dlouhodobý pronájem optického vlákna bez jakékoli
elektroniky (dark fiber). Potřebovali jsme jej ovšem využívat několikanásobně,
a to nás přivedlo k úvahám o projektu CWDM." Alternativou k síti s CWDM by pro
univerzitu byla koupě několika spojů OC-48 mezi několika lokalitami. Takové
řešení se ovšem ukázalo jako cenově náročné. "Nakonec jsme celý projekt CWDM se
Sonetem navrhli tak, aby se investice vrátily během jednoho a půl roku pokud
jako alternativu vezmete původní investice do několika potřebných spojů a
služeb, které jsme museli nakupovat," vysvětluje Seruya. "Přitom jsme
exponenciálně zvýšili kapacitu své sítě."
Seruyovou největší starostí je spolehlivost sítě. "Protože v tomto jediném
komunikačním kanálu putují veškeré naše informace včetně zálohovaných dat,
hlasu nebo videa, musí být síť v provozu po 99,999 % času," říká. A to už nijak
zvlášť nevyzvedává, že síť využívá 14 škol a univerzitních kolejí a na nich 13
500 studentů, 8 500 zaměstnanců a 2 050 dalších účastníků. Jako největší
soukromý zaměstnavatel ve své oblasti a jedna z 50 nejlepších škol pokud jde o
přiznané dotace na výzkum z federálního rozpočtu si Miamská univerzita musí být
skutečně jista, že se na novou síť může spolehnout.



Texas jde jinudy
Také další škola, El Paso Community College (EPCC) z Texasu, je provázána sítí
Sonet. Realizuje na něm přenosy hlasu, dat a videa mezi 6 lokalitami vzdálenými
od sebe od 8 do 80 kilometrů. Právě nyní plánuje upgrade. Lidé, kteří jsou v ní
zodpovědní za IT, tvrdí, že redundantní okruh Sonet OC-48 bude tím pravým
řešením. Hlavním cílem je přitom podpora daleko efektivnější registrace
studentů a rychlejší přístup ke všem administrativním aplikacím včetně např.
mzdového účetnictví.
Na počátku loňského roku univerzita zakoupila zařízení Cisco ONS 15454 jako
klíčovou součást sítě Fast Ethernet-over-Sonet. Nová síť poskytuje plně
duplexní 100Mb/s okruhy vedoucí ke každému ze školních kampusů a současně
připojuje každý kampus k centrále. Výrazný nárůst rychlosti nového řešení
umožňuje univerzitě podporovat mimo jiné jednu skutečně velmi zajímavou
aplikaci prevenci zločinu ve všech lokalitách, kde se škola nachází. Sítí
propojené kamery nepřetržitě snímají nejrůznější místa kampusu, data jsou
ukládána a průběžně sledována. Kromě prevence kriminality slouží i pro výuku
studentům kriminalistiky. Protože univerzita provozuje pouze
Ethernet-over-Sonet, nepotřebuje vlastnosti WDM nebo CWDM, které umožňují
realizovat v jednom vláknu různé přenosy. Do budoucna ovšem škola plánuje
upgradovat spoje na OC--192 a realizovat gigabitovou přípojku ke každému
kampusu. To by mělo umožnit provoz aplikací ještě náročnějších na šířku pásma.
EPCC má ovšem i další cíle. V současnosti vyvíjí nemalé úsilí proto, aby
získala lokální partnery z řad organizací, se kterými by se mohla podělit o
kapacitu sítě i o náklady spojené s jejím budováním a provozem. Více partnerů
totiž umožní výrazně zefektivnit provoz a usnadní získání financí na další
rozvoj.

Tipy pro budování optické sítě
Upgrade na optickou síť zvažujte v okamžiku, kdy zavádíte nové aplikace, které
jsou náročné na přenosovou kapacitu.
Pokud budujete optickou síť, která má zajistit přenos kritických dat, jako
například hlasu pro telefonní spojení mezi jednotlivými pobočkami firmy,
nezapomeňte, že je třeba zajistit spolehlivost odpovídající klasickému
telefonnímu spojení.
Zaměřte se na technologii CWDM jako na levnější alternativu WDM. Získaná
kapacita vám v mnoha případech bude stačit, můžete však výrazně ušetřit.
Při upgradu na WDM se nemusíte zbavovat sítě Sonet. WDM umožňuje koexistenci
různých přenosových technologií včetně Sonetu v jednom vlákně.

Slovník pojmů
SONET (Synchronous Optical Network, Sonet): Vysokorychlostní komunikační
systém, který umožňuje přenášet data prostřednictvím optických vláken. Zahrnuje
technologie pro přenos i definici rozhraní směrem k vyšším vrstvám OSI. Jde o
standard ANSI, používaný v Severní Americe, v Austrálii a v Japonsku,
alternativou pro zbytek světa je SDH (Synchronous Digital Hierarchy) od CCITT.
První specifikace Sonetu nabízela komunikační rychlosti od 51,8 Mb/s po 2,49
Gb/s.
OC-x: Specifikace optických spojů s kapacitou od 51,8 Mb/s (OC-1). OC-40 např.
nabízí kapacitu 768 Mb/s, OC-48 kapacitu 2,49 Gb/s a OC-192 kapacitu 9,95 Gb/s.
Tx: Nosič informace (komunikační spoj) používaný v Severní Americe, v Austrálii
a v Japonsku o základní kapacitě 1,54 Mb/s (T1). Ta je rozdělena na 64Kb/s
kanály. Linka T2 nabízí kapacitu 6,31 Mb/s, T3 kapacitu 44,74 Mb/s a T4
kapacitu 274,18 Mb/s. V ostatních částech světa jsou používány linky Ex o
základní kapacitě 2,05 Mb/s (E1). Linka E2 nabízí kapacitu 8,45 Mb/s, E3
kapacitu 34,37 Mb/s, E4 kapacitu 139,26 Mb/s a E5 kapacitu 565,15 Mb/s. (Každá
další linka tak představuje čtyřnásobek kapacity linky předcházející.)
WDM (Wavelength Division Multiplexing): Technologie, při které jsou různým
signálům přenášeným v jednom optickém vlákně přiřazeny různé vlnové délky
(barvy) světla. To umožňuje souběžné přenášení mnoha kanálů v jednom vláknu. V
laboratorních podmínkách už se jedním optickým vláknem podařilo přenášet
současně více než 1 000 vlnových délek.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.