Модель транспортной сети Ethernet

Среди моделей транспортных оптических сетей модель транспортной сети Ethernet самая последняя по времени стандартизации МСЭ-Т. Однако эта модель по своему происхождению намного старше по возрасту, ей более 30 лет. Она была разработана для взаимодействия по обмену файлами (пакетами или кадрами данных) между компьютерами в локальной сети при использовании медных проводов, конверторов сигналов и протокола передачи данных с контролем коллизий, т.е. состояний, когда по одной паре проводов одновременно начинали передачу два и более компьютеров. В таком качестве эти сети используются и сегодня на коротких сегментах, как правило, не превышающих несколько сот метров. Появление быстродействующих пакетных коммутаторов и волоконной оптики позволило резко увеличить скорости передачи пакетов (от 10 Мбит/с до 100, 1000 и 10 000 Мбит/с) и дистанцию передачи до десятков и сотен километров. С другой стороны, рост потребностей в высококачественных цифровых услугах, таких как передача речи, программ звукового вещания, телевизионных программ высокой чёткости, видео по запросу, телеконференций и др. заставили обратить внимание на сети Ethernet как на средства относительно дешевого решения по транспортировке мультимедийного трафика до пользовательских терминалов и как на средства создания локальных, городских и внутризоновых транспортных сетей связи. Модель транспортной сети Ethernet состоит из двух уровней: уровень среды передачи кадров Ethernet и формирования кадров (пакетов) Ethernet.

Уровень среды передачи сети Ethernet может быть реализован на базе медных проводов, волоконных световодов, радиоканалов и атмосферных оптических каналов с использованием соответствующих конверторов сигналов (приёмопередатчиков), что характерно для локальных и городских сетей связи, и это наиболее экономичное решение относительно других моделей транспортных сетей. При организации связи на большие расстояния (например, более 100 км) уровень среды передачи может быть представлен транспортными сетями SDH, АТМ, OTN или их сочетанием и использованием плезиохронной передачи PDH. В этом случае решение по транспортной сети не отличается от других моделей дешевизной. В этой модели, как и в других, на уровне среды передачи поддерживается тактовый и при необходимости цикловой синхронизм. Также возможна реализация функций защитных переключений на резервную среду передачи за интервал времени до 50 мс.

Уровень формирования кадров ( пакетов ) Ethernet состоит из двух подуровней: управления логическим каналом LLC (Logical Link Control) и управления доступом к среде передачи MAC (Medium Access Control). Эти подуровни протокольные, т.е. их функции предписаны определенными алгоритмами для процессоров, которые формируют кадры с информационными данными и служебными сообщениями. Кадры с информационными данными создаются и отправляются случайно во времени, т.е. в зависимости от потока информационной нагрузки, или в потоковом режиме, когда нагрузка поступает непрерывно. Мультиплексирование кадров, управление их потоком, коммутация их в узлах, наблюдение соединений по потоку кадров из конца в конец или по участкам сети — всё это выполняет уровень формирования кадров. Также он обеспечивает интерфейс с источниками информационных данных (вторичными сетями, например, сетями IP, MPLS и т. д.).

Логическим развитием модели транспортной сети Ethernet стала модель транспортной сети с пакетной передачей и коммутацией по меткам T-MPLS (Transport MultiProtocol Label Switching — транспортная многопротокольная коммутация по меткам).

Решения по этой технологии представлены рядом рекомендаций МСЭ-Т:

– G.8110 — архитектура уровней сети MPLS;

– G.8110.1 — применение MPLS в транспортной сети;

– G.8112 — интерфейс между узлами сети MPLS;

– G.8121 — функции оборудования MPLS;

– Y.1720 (G.8131) — защитные переключения в сети MPLS;

– Y.1711 — механизмы обслуживания и эксплуатации в сети MPLS.

Разработка этой модели нацелена на повышение эффективности использования ресурсов магистральных и внутризоновых оптических транспортных сетей с технологиями циклической цифровой передачи: PDH, SDH и OTH. Кроме того, для местных и локальных сетей, где преобладает использование передачи Ethernet на скоростях100 Мбит/с, 1000 Мбит/с и 10000 Мбит/с, применение протокола T-MPLS позволит внедрить широкий спектр услуг по передаче речи (IP-телефония), видеоизображение (IPTV-телевидение), Интернет и т.д. Структура и соответствующие ей интерфейсы TMPLS рассматриваются в следующей главе.