Организация современных услуг связи в масштабе жилого микрорайона

В данной статье на примере проекта для альтернативного оператора "Элит Ком" (г. Тайшет) рассматривается типовое решение по организации современных услуг Triple Play масштаба жилого микрорайона.

Современная ситуация на региональном рынке телекоммуникационных услуг характеризуется тремя важными факторами:

  • Рост спроса со стороны корпоративных клиентов и частных лиц на услуги широкополосного доступа.
  • Рост в сфере строительства недвижимости (жилые дома и массивы, бизнес-центры).
  • Повышение конкуренции на рынке услуг связи, обусловленное экспансией московских операторов, развитием услуг местных базовых операторов, ростом числа альтернативных операторов.

Для получения "выигрыша" в такой ситуации альтернативные операторы должны проектировать и строить свои сети таким образом, чтобы иметь возможность переходить на новый качественный уровень предоставления имеющихся услуг и вводить новые услуги (аренда каналов, обслуживание трафика VoIP и ВКС с заданным QoS, доступ к файловому контенту, IPTV и т. д.)

На этапах проектирования, создания и эксплуатации инфраструктуры своей сети операторы могут использовать опыт компании "РОТЕК-Новосибирск". Наши специалисты помогут формализовать требования к сети с учетом перечня планируемых услуг, разработать грамотное техническое решение, осуществить комплексную поставку оборудования и пусконаладочные работы, обеспечить гарантийный и послегарантийный сервис.

Рассмотрим решение по организации или модернизации операторской сети в жилом микрорайоне. Оно успешно применено нами в ряде проектов и позволяет оператору оказывать следующие услуги:

  • Доступ в Интернет по выделенным линиям (ETTH/XDSL).
  • Организация наложенных корпоративных сетей клиентов с использованием L2/L3 VPN.
  • Услуги телефонной связи (местная, междугородная/международная, корпоративная VPN).

Перечислим основные функциональные требования, типичные для сети данного класса:

  • поддержка до 3-4 тысяч абонентов;
  • поддержка QoS для мультимедийного трафика;
  • скорость в магистрали (Backbone) 1Гбит/с;
  • скорость для порта и внутрисетевого трафика для абонента - 100 мбит/с;
  • несколько стыков с вышестоящими провайдерами, поддержка BGP;
  • поддержка Traffic Shaping для пользователей безлимитных тарифов;
  • поддержка Rate Limiting/Policing для предоставления услуги канала с гарантированной скоростью бизнес-абонентам;
  • возможность предоставления реальных IP-адресов бизнес-абонентам.

Помимо перечисленного, сеть должна быть готова к внедрению следующих услуг:

  • многоканальное кабельное/пакетное телевещание;
  • организация каналов видеонаблюдения;
  • транзит телеметрической информации и управление приборами учета ЖКХ.

Схема сети, на базе которой можно развернуть эти услуги, представлена на рисунке 1.


Рис. 1. Схема организации связи
(щелкните, чтобы увеличить)

Представленную сеть можно разбить на три функциональных узла:

  1. Узлы доступа в сеть Интернет (узлы связи).
  2. Магистральная сеть.
  3. Сеть доступа.

1. Узлы доступа

Каждый узел доступа в Интернет включает в себя один или несколько пограничных маршрутизаторов, серверов телематических служб, биллинговую систему, систему управления и мониторинга, систему бесперебойного питания и пассивное кроссовое оборудование.

Для подключения к вышестоящим ISP предлагается использовать в качестве пограничных устройств маршрутизаторы Cisco. Выбор этого оборудования основан на следующих факторах:

  • маршрутизаторы и маршрутизирующие коммутаторы Cisco поддерживают технологию MPLS, специально разработанную для сетей операторов;
  • оборудование Cisco способно обеспечивать обработку трафика с пропускной способностью равной пропускной способности канала;
  • наличие развитых средств управления трафиком, сбора и экспорта статистики, обеспечения безопасности, а так же наличие большого выбора сетевых интерфейсов;
  • высокая надежность и доступность благодаря резервированию блоков питания и управляющих модулей;
  • значительный запас по дальнейшему наращиванию функциональных возможностей.

В нашем случае маршрутизаторы узла доступа выполняют следующие функции:

  • подключение операторской сети к операторам-партнерам через каналы с реальной пропускной способностью до 1000 Мб/с каждый;
  • массовая концентрация широкополосных абонентов по технологии BBA/VPDN, их аутентификация и авторизация при помощи протокола Radius на площадке организационного центра;
  • терминация абонентов с поддержкой инкапсуляции 802.1q;
  • классификация, переклассификация и обслуживание трафика на основе приоритетов;
  • предоставление клиентам или отдельным приложениям каналов с гарантированной полосой пропускания с определенным шагом изменения;
  • сбор биллинговой информации и статистики при помощи технологии NetFlow Collector;
  • обеспечение безопасности сервисной или сокрытой служебной части сети;

Поддержка технологий NetFlow и Radius позволяет разрабатывать гибкие тарифные планы как для частных, так и для корпоративных клиентов.

2. Магистральная сеть

Топология магистральной сети и транспортная технология во многом определяется конфигурацией жилого микрорайона, расположением и числом домов, полученными техническими условиями на размещение линий связи и оборудования.

Конечное решение может быть выбрано после анализа всех особенностей конкретного технического задания. Во многих случаях в качестве транспортной технологии можно рекомендовать "оптический Ethernet" как наиболее зрелую и экономически эффективную технологию.

Рассмотрим частный случай реализации магистральной сети на коммутаторах Cisco Catalyst 3750G и 3560, где в качестве оптоволоконных приемопередатчиков используются оптические конверторы с возможностью установки в шасси.

В центральном узле, где могут располагаться сервера с внутренними сетевыми ресурсами (фильмы, музыка, www-сайты, mail, DNS, биллинг и т. д.), устанавливается стек из коммутаторов Cisco Catalyst 3750G. В стеке с производительностью шины стекирования 32Gbps может быть установлено до 9 коммутаторов, управляемых по одному IP. Поддерживается горячее добавление/извлечение коммутаторов в стек с автоматическим обновлением IOS и подкачкой глобальной конфигурации.

Оборудование магистральной сети поддерживает функции, общие для коммутаторов серий Catalyst 3560/3750:

  • маршрутизация IP-трафика на скорости канала;
  • высокая безопасность: поддержка протокола 802.1x, функциональность Identity-Based Networking Services (IBNS), списки доступа для трафика, коммутируемого на втором уровне (VLAN ACL), на третьем и четвертом уровнях (Router ACL), а также Port-based ACLs (PACL) и Time-based ACL;
  • поддержка качества обслуживания (QoS): классификация трафика по полям DSCP или 802.1p (CoS), стандартные и расширенные списки доступа для выделения заданного типа трафика, WRED, очередность Strict Priority, Shaped Round Robin. Существует возможность определения максимальной полосы для определенного вида трафика, а также выделения гарантированной полосы CIR;
  • использование механизмов UDLD (UniDirectional Link Detection) и Aggressive UDLD для блокирования сбойных участков ВОЛС;
  • 802.1Q Tunneling (Q-in-Q) для корпоративных клиентов c транзитом меток их виртуальных сетей;
  • private vlan - позволяет помещать разных корпоративных клиентов в одну подсеть c общим шлюзом, но с изоляцией портов друг от друга.

Весь функционал на коммутаторах Cisco 3750/3560 реализован аппаратно, т. е. магистральная сеть остается работоспособной при нагрузке близкой к пределу производительности коммутационной фабрики 32 Гбит/с.

3. Уровень доступа

При строительстве микрорайона целесообразно сразу предусмотреть укладку витой пары в каждой квартире, пригодной для использования с технологией Fast/Gigabit Ethernet. Тогда на уровне доступа могут использоваться недорогие по сравнению с оборудованием XDSL управляемые коммутаторы второго уровня с поддержкой базового для большинства коммутаторов L2 функционала.

Эти коммутаторы концентрируют клиентов с предоставлением им порта доступа (точки подключения) к услугам оператора и предоставляют только транспортные функции c приоритезацией CoS, а также функции базовой безопасности. На уровне доступа могут быть использованы любые компактные и пригодные для размещения в необслуживаемых местах коммутаторы L2, имеющие сертификат соответствия в системе "Связь".

Заключение

Часть описанных выше решений была использована нами для проектирования сети интернет-провайдера "Элит Ком" (г. Тайшет). Специалистами "РОТЕК-Новосибирск" было предложено техническое решение, организована поставка и настройка оборудования для основного узла доступа к телекоммуникационным услугам (включающего оборудование последней мили до присоединяющих операторов, пограничный маршрутизатор, систему биллинга, сервера телематических служб и пассивное кроссовое оборудование).

В результате реализации первого этапа этого проекта в кратчайшие сроки и с небольшими инвестициями была развернута телекоммуникационная инфраструктура, необходимая для предоставления компанией "Элит Ком" услуг доступа в Интернет для 1000 абонентов.