Среди моделей транспортных оптических сетей модель транспортной сети Ethernet самая последняя по 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 дистанциях, как правило, не превышающих 100 или 200 метров. Появление быстродействующих пакетных коммутаторов и волоконной оптики позволило резко увеличить скорости передачи пакетов (от 10Мбит/с до 100, 1000Мбит/с, 10 и 100Гбит/с) и дистанцию передачи до десятков метров и до сотен километров. Модель транспортной сети Ethernet состоит из двух уровней: уровень среды передачи кадров Ethernet и уровень формирования кадров (пакетов) Ethernet.
Уровень среды передачи 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 (рис.2.8).
Кадры Ethernet EoT содержат сообщения о типе нагрузки, протокольные метки доступа в подсеть SNAP (Sub-Network Access Protocol), данные контроля логического канала LLC (Logical Link Control) с адаптированными пользовательскими сигналами, метками длины поля пользовательской нагрузки в кадре и типом кадра Ethernet. Транспортировка кадров Ethernet EoT может осуществляться с наблюдением транспортного тракта из конца в конец ETHP (Ethernet end-to-end path) и сегментным мониторингом ETHS (Segment monitoring). Большинство вариантов транспортировки (EoT) уже стандартизированы для интерфейсов PDH, SDH, OTH, ATM (EoP, EoS, EoO, EoA). Однако перенос кадров Ethernet через сети с протоколами MPLS (EoM) и RPR (EoR) еще находятся в стадии разработки стандартов. При организации связи на большие расстояния (более 100км) уровень среды передачи может быть представлен транспортными сетями SDH, АТМ и OTN. В этом случае решение по транспортной сети не отличается от других моделей дешевизной. В сети Ethernet поддерживается тактовый синхронизм. Также возможна реализация функций защитных переключений на резервный путь передачи за интервал времени до 50 мс.
|
|
Рис. 2.8. Структуры интерфейсов транспортной сети Ethernet
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 исполняет уровень формирования кадров. Также он обеспечивает интерфейс с источниками информационных данных (вторичными сетями, например, сетями IP, MPLS и т. д.).
|
|
Схемы мультиплексирования Ethernet различаются ступенями мультиплексирования. Общая схема мультиплексирования представлена на рис. 2.9.
Одноступенчатая схема мультиплексирования кадра Ethernet предусматривает объединение до 4096 кадров Ethernet в общий логический путь транспортной сети. Для этого каждый мультиплексируемый кадр получает свою метку пользователя (C-Tag, Customer - Tag), содержащую идентификатор локальной сети, где находится пользователь.
Двухступенчатая схема мультиплексирования предполагает возможность объединения уже мультиплексированной нагрузки на первой ступени с метками C-Tag в количестве М, где число M однозначно не регламентировано. Также кадры Ethernet могут содержать метки провайдеров услуг (S-Tag, Service provider Tag).
Рис. 2.9. Общая схема мультиплексирования Ethernet
Логическим развитием модели транспортной сети Ethernet стала модель транспортной сети с пакетной передачей и коммутацией по меткам T-MPLS (Transport Multi Protocol 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.