Самонастраивающиеся антенны в самолётах связываются со спутниками, которые, в свою очередь, имеют постоянные соединения с наземными станциями. Boeing использует станции в Литлтоне (Littleton), Колорадо; Японии; Швейцарии и Москве. Пятая станция пока официально не была объявлена, но, как ожидается, она начнёт работать уже в этом месяце.
Скорость соединения с самолётом составляет 5 Мбит/с для входящего трафика (земля-спутник-самолёт) и 1 Мбит/с — для исходящего (самолёт-спутник-земля). Дил уточнил, что можно расширить канал до 20 Мбит/с, но пока никому не требовалось более 5 Мбит/с.
Партнёры Connexion, в большинстве своём, предпочитают устанавливать в самолётах только сети Wi-Fi. Некоторые самолёты оборудованы Ethernet-портами, например часть бортов Lufthansa, но только для бизнес-класса и первого класса. (Там же обычно устанавливаются и розетки питания).
Конечно же, указанная полоса пропускания разделяется на всех пользователей самолёта, а не даётся каждому лично.
Ожидается, что живое вещание видео позволит развиться и телемедицине. Тогда доктор сможет удалённо общаться с пассажиром и дать какие-либо рекомендации по картинке видео и биометрическим показателям типа пульса и артериального давления. В итоге пассажиру будет оказана помощь ещё до посадки. В принципе, уже сегодня экипаж самолёта может советоваться с наземными медицинскими службами, но видео в реальном времени и биометрические данные облегчают эту задачу.
В будущем пилоты смогут более детально сообщать о проблемах в самолёте, для решения которых требуется техническая поддержка, ещё до приземления. Телеметрические системы смогут передавать состояние самолёта и предупреждать возникновение неисправностей.
Boeing оптимистично относится к тому, что в будущем Wi-Fi будет работать в качестве магистральной сети самолёта, предоставляя различные услуги. Технология Wi-Fi достаточно быстро развивается, так что для такого самолёта, как 787, Wi-Fi может стать не только магистралью для коммуникаций, но и магистралью развлечений.
Сервис VPN можно «купить», например, у HotSpotVPN.com, при этом начисляется только абонентская плата, без ограничения трафика. Все участники нашего тестирования сошлись в том, что VPN-соединения работали во время перелётов чётко, без неожиданностей.
Что касается безопасности, Connexion не сообщает, как именно она обеспечивается. Судя по всему, здесь используются средства VLAN, которые позволяют разделить трафик пользователей, — достаточно распространённая практика в хот-спотах.
Сервис стоит дорого — за просмотр первых двух килобайт каждого сообщения придётся заплатить от $10 до $20. Причём сервис ограничен у многих авиакомпаний только проверкой почты через web-интерфейс, когда подключение устанавливается через внутренний прокси-сервер самолёта. Однако Inmarsat уже запустила первый из двух-трех спутников четвёртого поколения, которые обеспечат скорость передачи данных 432 кбит/с в обоих направлениях на каждый канал, при этом на самолёт могут выделяться 1, 2 или 4 канала одновременно. Поскольку авиационная электроника Inmarsat уже используется на тысячах самолётов, то решение Tenzing требует небольших вложений в оборудование, после чего связь уже можно будет использовать. Как ожидается, новая система начнёт работать уже в конце этого года.
Inmarsat использует направленные ретрансляторы, которые позволяют формировать узкие лучи, сфокусированные на небольших территориях. Таким образом, можно направить луч в нужную точку. Однако на каждый спутник можно установить только нескольких сотен транспон-деров. Поэтому Inmarsat придётся постараться, чтобы обеспечить качественные услуги.
В своём проекте Connexion смогла объединить достаточно высокую скорость канала и простую реализацию, обеспечивая надёжность, удивительно малые задержки и высокую стабильность канала.
Система постепенно распространяется на все большее количество рейсов основных авиакомпаний. За последние месяцы Connexion серьёзно расширила круг своих клиентов и продолжает набирать темпы.
Если вы являетесь корпоративным пользователем и на вашем ноутбуке уже установлены необходимые службы доступа по коммутируемой сети, через хот-спот отеля или аэропорта, то не мешает обзавестись подпиской Connexion.
Connexion подписала прямые соглашения с несколькими корпорациями, в результате чего работники получают общий корпоративный вход и могут пользоваться Интернетом во время перелётов.
Довольно интересно, как быстро Boeing окупит миллиарды долларов, вложенные в этот проект. Впрочем, Connexion, наконец-то, перешла от разговоров к делу. Приятно, что вскоре небо тоже станет беспроводным!
Глава 17.
Часть 3.
Глава 1.
Глава 2.
Скорость соединения с самолётом составляет 5 Мбит/с для входящего трафика (земля-спутник-самолёт) и 1 Мбит/с — для исходящего (самолёт-спутник-земля). Дил уточнил, что можно расширить канал до 20 Мбит/с, но пока никому не требовалось более 5 Мбит/с.
Партнёры Connexion, в большинстве своём, предпочитают устанавливать в самолётах только сети Wi-Fi. Некоторые самолёты оборудованы Ethernet-портами, например часть бортов Lufthansa, но только для бизнес-класса и первого класса. (Там же обычно устанавливаются и розетки питания).
Конечно же, указанная полоса пропускания разделяется на всех пользователей самолёта, а не даётся каждому лично.
Не только для пассажиров
Как предполагается, Интернетом будут пользоваться, в первую очередь, пассажиры самолётов. Но представители Boeing сообщают, что соединение Connexion может использоваться для других нужд. Например, уже в этом году на самолётах Singapore Airlines должна появиться широковещательная передача видео. Сначала Connexion предложит четыре канала новостей и познавательных передач, но в дальнейшем появятся и другие, в частности, спортивные.Ожидается, что живое вещание видео позволит развиться и телемедицине. Тогда доктор сможет удалённо общаться с пассажиром и дать какие-либо рекомендации по картинке видео и биометрическим показателям типа пульса и артериального давления. В итоге пассажиру будет оказана помощь ещё до посадки. В принципе, уже сегодня экипаж самолёта может советоваться с наземными медицинскими службами, но видео в реальном времени и биометрические данные облегчают эту задачу.
В будущем пилоты смогут более детально сообщать о проблемах в самолёте, для решения которых требуется техническая поддержка, ещё до приземления. Телеметрические системы смогут передавать состояние самолёта и предупреждать возникновение неисправностей.
Boeing оптимистично относится к тому, что в будущем Wi-Fi будет работать в качестве магистральной сети самолёта, предоставляя различные услуги. Технология Wi-Fi достаточно быстро развивается, так что для такого самолёта, как 787, Wi-Fi может стать не только магистралью для коммуникаций, но и магистралью развлечений.
Есть проблемы?
Ситуация Connexion выгладит оптимистичной, но не стоит забывать и о некоторых проблемах.Ограничения диапазона Ku
Спутники, работающие с диапазоном Ku, направлены на определённые территории. То есть самолёты, находящиеся над одной территории, могут перегрузить полосу пропускания спутника. Если Connexion получит широкое признание, то компании наверняка придётся арендовать гораздо больше ретрансляторов, либо придётся столкнуться с нехваткой полосы пропускания в наиболее загруженных зонах. Конечно, можно вывести на орбиту дополнительные спутники, но это очень дорого.Безопасность
Connexion не предоставляет никакого уровня защиты типа 802.1X или VPN. Пользователи должны заботиться о собственной безопасности самостоятельно. То есть, как и в случае с другими открытыми сетями, следует использовать защищённые сеансы связи. В частности, все протоколы типа POP, SMTP и IMAP для почты должны передаваться через шифрованное соединение или VPN.Сервис VPN можно «купить», например, у HotSpotVPN.com, при этом начисляется только абонентская плата, без ограничения трафика. Все участники нашего тестирования сошлись в том, что VPN-соединения работали во время перелётов чётко, без неожиданностей.
Что касается безопасности, Connexion не сообщает, как именно она обеспечивается. Судя по всему, здесь используются средства VLAN, которые позволяют разделить трафик пользователей, — достаточно распространённая практика в хот-спотах.
В небе голубом
Единственным конкурентом Boeing можно назвать компанию Tenzing, которая предлагает лишь низкоскоростную передачу данных на скорости от 64 до 128 кбит/с. Для связи используется инфраструктура AirFone на территории США и низкоскоростная сеть спутникового оператора третьего поколения Inmarsat над океаном и в других местах. После объединения в прошлом году Tenzing превратилась в компанию OnAir, которая частично принадлежит конкуренту Boeing — Airbus.Сервис стоит дорого — за просмотр первых двух килобайт каждого сообщения придётся заплатить от $10 до $20. Причём сервис ограничен у многих авиакомпаний только проверкой почты через web-интерфейс, когда подключение устанавливается через внутренний прокси-сервер самолёта. Однако Inmarsat уже запустила первый из двух-трех спутников четвёртого поколения, которые обеспечат скорость передачи данных 432 кбит/с в обоих направлениях на каждый канал, при этом на самолёт могут выделяться 1, 2 или 4 канала одновременно. Поскольку авиационная электроника Inmarsat уже используется на тысячах самолётов, то решение Tenzing требует небольших вложений в оборудование, после чего связь уже можно будет использовать. Как ожидается, новая система начнёт работать уже в конце этого года.
Inmarsat использует направленные ретрансляторы, которые позволяют формировать узкие лучи, сфокусированные на небольших территориях. Таким образом, можно направить луч в нужную точку. Однако на каждый спутник можно установить только нескольких сотен транспон-деров. Поэтому Inmarsat придётся постараться, чтобы обеспечить качественные услуги.
В своём проекте Connexion смогла объединить достаточно высокую скорость канала и простую реализацию, обеспечивая надёжность, удивительно малые задержки и высокую стабильность канала.
Система постепенно распространяется на все большее количество рейсов основных авиакомпаний. За последние месяцы Connexion серьёзно расширила круг своих клиентов и продолжает набирать темпы.
Если вы являетесь корпоративным пользователем и на вашем ноутбуке уже установлены необходимые службы доступа по коммутируемой сети, через хот-спот отеля или аэропорта, то не мешает обзавестись подпиской Connexion.
Connexion подписала прямые соглашения с несколькими корпорациями, в результате чего работники получают общий корпоративный вход и могут пользоваться Интернетом во время перелётов.
Довольно интересно, как быстро Boeing окупит миллиарды долларов, вложенные в этот проект. Впрочем, Connexion, наконец-то, перешла от разговоров к делу. Приятно, что вскоре небо тоже станет беспроводным!
Глава 17.
Будущее уже сегодня?!
Сейчас ведутся споры и разговоры: «готова ли Россия к Wi-Fi, к ноутбукам, к мобильной жизни вообще?». Конечно, большинство из нас не готовы покупать себе импортные мобильные ПК по ценам подержанных отечественных автомобилей. Беспроводная связь требует небольших вложений, но для её развития нужны большие усилия. В общем ситуация сравнима с тем что было в 1994 году с сотовой связью. Мобильные телефоны тогда стоили приличных денег, связь была очень дорогой, зон покрытия было очень и очень мало. Но вот что мы имеем сейчас, думаю, рассказывать не надо.
Пока идут споры, новые технологии постепенно внедряются в нашу жизнь. Стандарты будут сменять друг друга и вполне возможно, что проводная связь уступит господство беспроводной. Точки Wi-FI перестанут быть точками и захватят все обитаемое пространство Земли. Выходить в Интернет можно будет с любого населённого пункта, а скорость будет ограничена лишь скоростью приёмного устройства (винчестера, флэш-памяти и т.п.). Звучит фантастично, но все идёт именно к этому.
Пока идут споры, новые технологии постепенно внедряются в нашу жизнь. Стандарты будут сменять друг друга и вполне возможно, что проводная связь уступит господство беспроводной. Точки Wi-FI перестанут быть точками и захватят все обитаемое пространство Земли. Выходить в Интернет можно будет с любого населённого пункта, а скорость будет ограничена лишь скоростью приёмного устройства (винчестера, флэш-памяти и т.п.). Звучит фантастично, но все идёт именно к этому.
Часть 3.
Магистральные каналы связи
Глава 1.
Плюсы-минусы оптоволокна
Прежде всего определимся с тем, что представляет собой Интернет: Это несколько огромных глобальных и региональных магистральных сетей связи, объединённых друг с другом. Основным физическим носителем таких сетей является оптоволокно, преимущества которого над медными кабелями давно известны: это и отсутствие побочного электромагнитного излучения, и невосприимчивость к электромагнитным помехам, и повышенная дальность передачи данных (от 70 до 300 км) благодаря минимальным потерям из-за рассеивания света и, конечно, повышенная пропускная способность. Наконец, в отличие от электрических цепей, для передачи данных по оптоволокну требуется всего один проводник. Недостатки оптического волокна, вызванные физическими свойствами самого материала, тоже известны: относительная хрупкость (невозможность сгиба оптического кабеля под прямым углом), трудность обнаружения места излома, а также необходимость использования специального оборудования для полировки концов кабеля.
Однако все эти недостатки — ничто по сравнению с потенциальными возможностями оптоволокна. Теоретическая пропускная способность этого носителя — 100 Тбит/с, но современные сети позволяют достичь только скорости в 1 Тбит/с, которая, впрочем, тоже впечатляет. На этой оптимистической ноте обычно и заканчивается описание магистральных сетей в «компьютерной прессе». О чем же умалчивают компьютерщики? О том, что прекрасно известно связистам. Дело в том, что в настоящее время используется только часть теоретически возможной полосы пропускания оптоволокна. В значительной степени это вызвано несовершенством технологии изготовления стеклянных волокон, в которых присутствуют ионы воды, поглощающие свет как синего, так и красного и инфракрасного спектров. Одним из первых производителей, предложивших решение этой проблемы, была компания Lucent Technologies, которая ещё в 1998 году объявила о разработке оптоволокна, почти полностью очищенного от ионов воды. По утверждению разработчика, ширина полосы этого всеволнового носителя увеличена на 100 нм по сравнению с обычными одномодовыми световодами. В результате появляется возможность использовать для передачи данных ранее не задействованную область 1400 нм. Уже существуют опытные образцы с пропускной способностью более 10 Тбит/с, но широкое внедрение таких сетей пока не началось.
Так уж и быть, знаний в области физики или химии от певцов «мультимедийного завтра» никто и не требует, но разбираться в технологиях передачи данных они просто обязаны. Какие же технологии используются сегодня в магистральных сетях? В первую очередь это технология спектрального уплотнения WDM (Wavelength Division Multiplexing), позволяющая одновременно передавать по оптоволокну несколько сигналов с различной длиной волны. К примеру, при работе в области 1550 нм стандартом G.692 Международного союза электросвязи предусматривается до сорока каналов с шириной полосы 100 ГГц (около 0,8 нм) и нагрузкой на каждый канал в 2,5 или 10 Гбит/с. Работы по совершенствованию технологии WDM продолжаются: планируется довести ширину канала до 0,4 и даже 0,2 нм, а скорость передачи данных — до 160 Гбит/с.
Прекрасная технология, жить бы да радоваться. Однако специалисты знают, что у спектрального уплотнения есть один принципиальный недостаток: для усиления и коммутации оптический сигнал сперва преобразуется в электрический, а затем обратно в оптический. Этот рудимент прошлого усложняет и удорожает построение магистральных сетей, поэтому будущее — за полностью оптическими (или фотонными) сетями, которые в силу дороговизны и технологического несовершенства пока не получили распространения. Однако перспективные наработки в этой области, безусловно, имеются: уже сегодня при использовании усилителей на основе оптоволокна, легированного эрбием (EDFA), появляется возможность передавать данные по оптическим сетям на расстояние больше тысячи километров. Для маршрутизации сигналов с разной длиной волны в таких сетях применяются микроэлектромеханические системы коммутации (MEMS), состоящие из миниатюрных зеркал. В лабораторных условиях уже испытываются системы маршрутизации, вообще не имеющие механических частей, в частности маршрутизаторы на основе жидких кристаллов, однако пока они могут предоставить всего 16 портов, что вдвое меньше возможностей современных микрозеркальных систем. Поэтому воспевать фотонные сети пока рано.
В своё время огромным достижением считались синхронные оптоволоконные сети связи, которые строились телефонными компаниями для цифровой передачи голосовых данных. В Европе эти сети получили название SDH (Synchronous Digital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия), а в Северной Америке — SONET (Synchronous Digital NETwork — синхронная цифровая сеть связи). Такие сети гарантируют обещанную пропускную способность, а также позволяют гибко изменять скорость передачи данных от 155 Мбит/с до 40 Гбит/с. Со временем в сети SDH проник и Интернет, однако эти сети в силу своей специфики не были оптимизированы для передачи данных и коммутации пакетов, поэтому работа над новыми стандартами, рассчитанными на взаимодействие с кабельными системами Ethernet и IP/MPLS, продолжается до сих пор. Всем известны достоинства технологии передачи данных Ethernet: дешевизна и простота построения сети. Оптимизация SDH под Ethernet (особенно под 10-гигабитный) теоретически означает огромную пропускную способность при минимальных затратах оператора и пользователя на оборудование. Если использовать 10-гигабитный Ethernet вместо применяемых сегодня в глобальных сетях интерфейсов Frame Relay или ATM, то скорость передачи данных в сетях SDH максимально приблизится к 10 Гбит/с. Такие решения представляются оптимальными, к примеру, для организации городских сетей на основе SDH. Но пока все реализованные проекты можно пересчитать по пальцам.
Если в локальных сетях технология Gigabit Ethernet практически вытеснила ATM (Asynchronous Transfer Mode — режим асинхронной передачи), то в магистральных сетях, в том числе и глобальных корпоративных, ATM, несмотря на дороговизну оборудования, остаётся одной из широко используемых технологий. Главным достоинством ATM является возможность коммутации каналов и пакетов в сочетании с постоянной заказной скоростью передачи данных и низким временем задержки. Тем не менее, производительность ATM серьёзно тормозится из-за необходимости преобразования IP-пакетов в 53-байтные (53-октетные) ячейки ATM и обратно. Поэтому современное ATM-оборудование обзавелось поддержкой метода MPLS, созданного, для сопряжения протоколов IP и ATM.
Протокол IP, как и все в этом мире, имеет не только преимущества, среди которых быстродействие, дешевизна и постоянная готовность, но и такие недостатки, как использование сетевого протокола без установления соединения, низкая защищённость и отсутствие поддержки качества услуг (QoS). Открытый метод многоуровневой коммутации по меткам MPLS, разработанный в конце 90-х годов прошлого столетия, позволяет избавиться от многих недостатков IP. Присвоение «меток» потоку данных повышает производительность и упрощает маршрутизацию потоков, которая осуществляется не на основе анализа многоуровневой информации, а по «меткам» определённой длины. Кроме того, благодаря MPLS появляется возможность использования QoS (предусмотренного в ATM), что необходимо для создания виртуальных частных сетей (VPN). Технология MPLS оказалась настолько удачной, что действующие сети на её основе уже появились и в России. К примеру, компания «ТрансТелеКом» c апреля 2004 года предоставляет услуги VPN на базе своей оптоволоконной магистрали с наложенной сетью IP/MPLS в девятнадцати регионах России, а телефонный оператор «Комстар» с января 2004 года строит собственную мультисервисную сеть на основе MPLS.
Однако все эти недостатки — ничто по сравнению с потенциальными возможностями оптоволокна. Теоретическая пропускная способность этого носителя — 100 Тбит/с, но современные сети позволяют достичь только скорости в 1 Тбит/с, которая, впрочем, тоже впечатляет. На этой оптимистической ноте обычно и заканчивается описание магистральных сетей в «компьютерной прессе». О чем же умалчивают компьютерщики? О том, что прекрасно известно связистам. Дело в том, что в настоящее время используется только часть теоретически возможной полосы пропускания оптоволокна. В значительной степени это вызвано несовершенством технологии изготовления стеклянных волокон, в которых присутствуют ионы воды, поглощающие свет как синего, так и красного и инфракрасного спектров. Одним из первых производителей, предложивших решение этой проблемы, была компания Lucent Technologies, которая ещё в 1998 году объявила о разработке оптоволокна, почти полностью очищенного от ионов воды. По утверждению разработчика, ширина полосы этого всеволнового носителя увеличена на 100 нм по сравнению с обычными одномодовыми световодами. В результате появляется возможность использовать для передачи данных ранее не задействованную область 1400 нм. Уже существуют опытные образцы с пропускной способностью более 10 Тбит/с, но широкое внедрение таких сетей пока не началось.
Так уж и быть, знаний в области физики или химии от певцов «мультимедийного завтра» никто и не требует, но разбираться в технологиях передачи данных они просто обязаны. Какие же технологии используются сегодня в магистральных сетях? В первую очередь это технология спектрального уплотнения WDM (Wavelength Division Multiplexing), позволяющая одновременно передавать по оптоволокну несколько сигналов с различной длиной волны. К примеру, при работе в области 1550 нм стандартом G.692 Международного союза электросвязи предусматривается до сорока каналов с шириной полосы 100 ГГц (около 0,8 нм) и нагрузкой на каждый канал в 2,5 или 10 Гбит/с. Работы по совершенствованию технологии WDM продолжаются: планируется довести ширину канала до 0,4 и даже 0,2 нм, а скорость передачи данных — до 160 Гбит/с.
Прекрасная технология, жить бы да радоваться. Однако специалисты знают, что у спектрального уплотнения есть один принципиальный недостаток: для усиления и коммутации оптический сигнал сперва преобразуется в электрический, а затем обратно в оптический. Этот рудимент прошлого усложняет и удорожает построение магистральных сетей, поэтому будущее — за полностью оптическими (или фотонными) сетями, которые в силу дороговизны и технологического несовершенства пока не получили распространения. Однако перспективные наработки в этой области, безусловно, имеются: уже сегодня при использовании усилителей на основе оптоволокна, легированного эрбием (EDFA), появляется возможность передавать данные по оптическим сетям на расстояние больше тысячи километров. Для маршрутизации сигналов с разной длиной волны в таких сетях применяются микроэлектромеханические системы коммутации (MEMS), состоящие из миниатюрных зеркал. В лабораторных условиях уже испытываются системы маршрутизации, вообще не имеющие механических частей, в частности маршрутизаторы на основе жидких кристаллов, однако пока они могут предоставить всего 16 портов, что вдвое меньше возможностей современных микрозеркальных систем. Поэтому воспевать фотонные сети пока рано.
В своё время огромным достижением считались синхронные оптоволоконные сети связи, которые строились телефонными компаниями для цифровой передачи голосовых данных. В Европе эти сети получили название SDH (Synchronous Digital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия), а в Северной Америке — SONET (Synchronous Digital NETwork — синхронная цифровая сеть связи). Такие сети гарантируют обещанную пропускную способность, а также позволяют гибко изменять скорость передачи данных от 155 Мбит/с до 40 Гбит/с. Со временем в сети SDH проник и Интернет, однако эти сети в силу своей специфики не были оптимизированы для передачи данных и коммутации пакетов, поэтому работа над новыми стандартами, рассчитанными на взаимодействие с кабельными системами Ethernet и IP/MPLS, продолжается до сих пор. Всем известны достоинства технологии передачи данных Ethernet: дешевизна и простота построения сети. Оптимизация SDH под Ethernet (особенно под 10-гигабитный) теоретически означает огромную пропускную способность при минимальных затратах оператора и пользователя на оборудование. Если использовать 10-гигабитный Ethernet вместо применяемых сегодня в глобальных сетях интерфейсов Frame Relay или ATM, то скорость передачи данных в сетях SDH максимально приблизится к 10 Гбит/с. Такие решения представляются оптимальными, к примеру, для организации городских сетей на основе SDH. Но пока все реализованные проекты можно пересчитать по пальцам.
Если в локальных сетях технология Gigabit Ethernet практически вытеснила ATM (Asynchronous Transfer Mode — режим асинхронной передачи), то в магистральных сетях, в том числе и глобальных корпоративных, ATM, несмотря на дороговизну оборудования, остаётся одной из широко используемых технологий. Главным достоинством ATM является возможность коммутации каналов и пакетов в сочетании с постоянной заказной скоростью передачи данных и низким временем задержки. Тем не менее, производительность ATM серьёзно тормозится из-за необходимости преобразования IP-пакетов в 53-байтные (53-октетные) ячейки ATM и обратно. Поэтому современное ATM-оборудование обзавелось поддержкой метода MPLS, созданного, для сопряжения протоколов IP и ATM.
Протокол IP, как и все в этом мире, имеет не только преимущества, среди которых быстродействие, дешевизна и постоянная готовность, но и такие недостатки, как использование сетевого протокола без установления соединения, низкая защищённость и отсутствие поддержки качества услуг (QoS). Открытый метод многоуровневой коммутации по меткам MPLS, разработанный в конце 90-х годов прошлого столетия, позволяет избавиться от многих недостатков IP. Присвоение «меток» потоку данных повышает производительность и упрощает маршрутизацию потоков, которая осуществляется не на основе анализа многоуровневой информации, а по «меткам» определённой длины. Кроме того, благодаря MPLS появляется возможность использования QoS (предусмотренного в ATM), что необходимо для создания виртуальных частных сетей (VPN). Технология MPLS оказалась настолько удачной, что действующие сети на её основе уже появились и в России. К примеру, компания «ТрансТелеКом» c апреля 2004 года предоставляет услуги VPN на базе своей оптоволоконной магистрали с наложенной сетью IP/MPLS в девятнадцати регионах России, а телефонный оператор «Комстар» с января 2004 года строит собственную мультисервисную сеть на основе MPLS.
Глава 2.
«Последняя миля»
Прогресс очевиден, но пожинать его плоды придётся ещё нескоро. Здесь все упирается в ограниченные возможности «последней мили», которая реализуется, как ни странно, по своего рода «обходным» технологиям. Практически полностью сошла на нет превозносимая ещё лет пять назад теми же компьютерщиками технология ISDN (Integrated Service Digital Network — цифровая сеть с интеграцией служб), разработанная для доставки по обычным телефонным абонентским линиям оцифрованных голосовых сигналов и данных. Теоретическая пропускная способность сетей ISDN составляет всего 160 Кбит/с, а реальная — 144 Кбит/с (128 Кбит/с — полезный сигнал, 16 Кбит/с — синхронизация и кадрирование), а оборудование для таких сетей остаётся весьма дорогим. Поэтому, хотя ISDN ещё используется в ряде стран (например, в Северной Америке и Германии) для доступа в Интернет, массовое признание давно получили более скоростные технологии, прежде всего xDSL (Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия).
xDSL также обеспечивает цифровую передачу данных по обычной телефонной линии, но при этом пропускная способность таких сетей существенно выше, чем у ISDN. Существует множество вариантов xDSL, из которых самый распространённый — ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия). Поскольку, как правило, пользователи получают больше информации, чем отправляют сами, асимметричная линия даёт возможность повысить скорость входящего трафика за счёт ограничения скорости исходящего. Максимальная скорость входящего трафика в сетях ADSL составляет 6,144 Мбит/с, а исходящего — 640 Кбит/с (из них 64 Кбит/с используется сетевым управляющим каналом). Однако и тут нас ждёт подвох, да ещё какой: максимальная скорость передачи данных в таких сетях достижима далеко не всегда. Ограничивающим фактором является качество самой телефонной абонентской линии, электрические характеристики которой нестабильны даже в самых развитых странах. Поэтому в ADSL-модемах применяется адаптивная технология, гарантирующая лишь максимальную скорость доступа, возможную на используемой линии. В России, например, можно встретить ADSL-подключение со скоростью входящего трафика 32 Кбит/с, что нормально, пожалуй, только для аналогового модема. Тем не менее, ADSL довольно быстро распространяется по стране как технология доступа в Интернет с оптимальным соотношением цена/качество. Коммерческое предоставление услуг на основе ADSL началось ещё в 2000 году компаниями «Вэб Плас» в Санкт-Петербурге, а также МГТС и «МТУ-Интел» («Точка.ру») — в Москве. Однако массовыми эти услуги так и не стали. По-видимому, операторы намеренно завышают цены и предлагают клиентам только дорогостоящие абонентские устройства от крупнейших брэндов, поскольку пока не в силах обслуживать десятки и сотни тысяч подписчиков.
Ещё один вариант асимметричной xDSL — VDSL (Very-high bit rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) — обеспечивает при использовании одной витой пары скорость входящего потока от 12,9 до 52,8 Мбит/с, а исходящего — от 1,5 до 2,3 Мбит/с. Главный недостаток VDSL — малая дальность связи, не превышающая 1,5 км, поэтому для достижения заявленных скоростей требуются концентраторы абонентской линии (ONU — оптических сетевых блоков), которые по оптоволокну соединяют группы абонентов с телефонной станцией. В принципе VDSL можно считать экономически оправданной альтернативой более дорогостоящей оптоволоконной выделенной линии, но массовому пользователю она до сих пор недоступна.
Чтобы добавить толику позитива в наше пессимистичное повествование, упомяну о том, что в начале 2003 года были приняты стандарты ADSL второго поколения — ADSL2. Среди их самых больших достижений — возможность программного изменения объёма служебной информации в передаваемых пакетах в диапазоне от 2 до 32 Кбит/с, что особенно актуально на линиях большой протяжённости, где полоса пропускания сужается до 128 Кбит/с. Максимальная пропускная способность канала выросла до 12 Мбит/с для входящего трафика, а благодаря возможности передавать ADSL-данные в «голосовой» полосе максимальная скорость исходящего трафика повысилась почти до 900 Кбит/с. Первое оборудование для ADSL2 должно вот-вот появиться на рынке, а на очереди уже внедрение технологии ADSL2+, стандартом на которую предусмотрена скорость входящего трафика до 25 Мбит/с при дальности связи 1,5 км. Такая высокая скорость достигается благодаря повышению верхней границы рабочей частотной области с 1,1 до 2,2 МГц, однако с ростом протяжённости линии скорость связи, разумеется, падает до более привычных значений.
Конечно, асимметричное подключение подходит далеко не всем: к примеру, для компании, открывшей своим клиентам доступ к каталогу, размещённому на внутреннем сервере, требуется большая скорость именно исходящего трафика. В этом случае можно использовать более дорогостоящую симметричную технологию SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line — симметричная цифровая абонентская линия), которая обеспечивает максимальную скорость доступа до 2,048 Мбит/с (в зависимости от расстояния до узла связи и качества линии) и дальность соединения до 6 км. Более прогрессивная модификация симметричной линии — HDSL (High-Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия), позволяющая добиться скорости 1,544 Мбит/с в обоих направлениях. При этом для HDSL, в отличие от ADSL, необходимы уже две витые пары, но дальность связи ограничена 1,5 км, а требования к качеству кабельной системы существенно выше. Зато отказоустойчивость HDSL повышается за счёт использования двух витых пар: при неполадках в одной из них связь не прерывается, просто скорость доступа падает вдвое.
К сожалению, несмотря на существование отраслевого стандарта HDSL, несовместимость HDSL-оборудования различных производителей стала притчей во языцех. Кроме того, неудачная схема распределения частотного диапазона не позволяла одновременно передавать по двум (!) витым парам данные и голосовой сигнал. Решить эти проблемы был призван стандарт G.921.2 (G.SHDSL), принятый Международным союзом электросвязи в феврале 2001 года. При сохранении всех достоинств HDSL полоса пропускания канала SHDSL при работе с одной витой парой была расширена до 2,3 Мбит/с. Кроме того, была обеспечена максимальная совместимость с широко распространённой технологией ASDL. Возможность симметричного подключения по одной витой паре — одно из главных достоинств SHDSL, при этом коммутаторы и модемы стали доступны по цене маленьким компаниям и даже некоторым индивидуальным пользователям.
Общего недостатка всех систем на основе телефонных линий — повышенной чувствительности к электромагнитным помехам — лишены решения на базе сетей кабельного телевидения (CATV — Community Antenna TeleVision — абонентского телевещания). Кабельное ТВ широко распространено в странах Северной Америки, где эти сети с успехом используются для широкополосного доступа в Интернет. Крупные российские города также имеют системы кабельного телевидения, поэтому несколько слов об особенностях этого типа подключения. Максимальная скорость получения данных по кабельному модему — 36 Мбит/с, однако чисто технически невозможно выделить каждому подключённому абоненту индивидуальную частоту несущей, поэтому здесь применяется технология мультиплексирования с временным уплотнением, из-за которой реальная скорость значительно меньше теоретической, причём она меняется в зависимости от числа подключённых абонентов. Более того, поскольку сеть кабельного телевидения рассчитана на одностороннюю передачу данных от провайдера к абоненту, то для передачи исходящего трафика необходимо иметь, например, низкоскоростное коммутируемое подключение. Технология HFC (Hybrid Fiber Coax — гибридная оптоволоконно-коаксиальная сиcтема) обеспечивает двухстороннюю связь по каналам кабельного ТВ, однако для её реализации требуется практически полная замена действующих кабельных систем и усилителей. Впрочем, несмотря ни на что, крупные негосударственные операторы связи, например «МТУ-Информ», проявляют интерес к предоставлению широкополосного доступа в Интернет по сетям кабельного телевидения, а «Кoмкор-ТВ» уже обеспечивает таким сервисом несколько московских микрорайонов.
Домовые сети — куда более дешёвая и поэтому распространённая альтернатива скоростным кабельным сетям. Если ещё года два назад домовые сети в России представляли собой полулегальные предприятия, основанные на подключении к одному выделенному каналу десятков и даже сотен абонентов, то сегодня государство пытается взять такие сети под свой контроль. Лучше всего это получается в Москве, где построена соответствующая инфраструктура: Московская волоконно-оптическая сеть (МВОС) имеет более десяти тысяч кабельных линий, а порядком устаревшие кабельные телевизионные сети «Мостелекома» проложены почти во всех домах города. Кроме того, домовые сети контролируются и крупными негосударственными компаниями (к примеру, «МТУ-Интел» и «РМ-телеком»), располагающими собственными магистральными линиями связи или предоставляющими услуги радиодоступа.
Как правило, домовые сети представляют собой обычную 10— или 100-мегабитную локальную сеть Ethernet, тем или иным способом подключённую к провайдеру. Соответственно скорость передачи данных зависит как от канала, так и от количества «сидящих» на нем клиентов. Крупные провайдеры, имеющие собственные магистральные линии, создают в каждом доме микрорайона узлы доступа на основе маршрутизаторов, которые подключаются к сети оптоволоконными каналами с пропускной способностью от 256 Kбит/с до 2 Мбит/с. Безусловно, эти скорости не позволяют многочисленным подписчикам одновременно пользоваться современными мультимедийными сетевыми сервисами, однако такие сети имеют право на жизнь в качестве недорогой альтернативы модемному коммутируемому соединению. Но, увы, широкополосным доступом такое решение не назовёшь.
xDSL также обеспечивает цифровую передачу данных по обычной телефонной линии, но при этом пропускная способность таких сетей существенно выше, чем у ISDN. Существует множество вариантов xDSL, из которых самый распространённый — ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия). Поскольку, как правило, пользователи получают больше информации, чем отправляют сами, асимметричная линия даёт возможность повысить скорость входящего трафика за счёт ограничения скорости исходящего. Максимальная скорость входящего трафика в сетях ADSL составляет 6,144 Мбит/с, а исходящего — 640 Кбит/с (из них 64 Кбит/с используется сетевым управляющим каналом). Однако и тут нас ждёт подвох, да ещё какой: максимальная скорость передачи данных в таких сетях достижима далеко не всегда. Ограничивающим фактором является качество самой телефонной абонентской линии, электрические характеристики которой нестабильны даже в самых развитых странах. Поэтому в ADSL-модемах применяется адаптивная технология, гарантирующая лишь максимальную скорость доступа, возможную на используемой линии. В России, например, можно встретить ADSL-подключение со скоростью входящего трафика 32 Кбит/с, что нормально, пожалуй, только для аналогового модема. Тем не менее, ADSL довольно быстро распространяется по стране как технология доступа в Интернет с оптимальным соотношением цена/качество. Коммерческое предоставление услуг на основе ADSL началось ещё в 2000 году компаниями «Вэб Плас» в Санкт-Петербурге, а также МГТС и «МТУ-Интел» («Точка.ру») — в Москве. Однако массовыми эти услуги так и не стали. По-видимому, операторы намеренно завышают цены и предлагают клиентам только дорогостоящие абонентские устройства от крупнейших брэндов, поскольку пока не в силах обслуживать десятки и сотни тысяч подписчиков.
Ещё один вариант асимметричной xDSL — VDSL (Very-high bit rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) — обеспечивает при использовании одной витой пары скорость входящего потока от 12,9 до 52,8 Мбит/с, а исходящего — от 1,5 до 2,3 Мбит/с. Главный недостаток VDSL — малая дальность связи, не превышающая 1,5 км, поэтому для достижения заявленных скоростей требуются концентраторы абонентской линии (ONU — оптических сетевых блоков), которые по оптоволокну соединяют группы абонентов с телефонной станцией. В принципе VDSL можно считать экономически оправданной альтернативой более дорогостоящей оптоволоконной выделенной линии, но массовому пользователю она до сих пор недоступна.
Чтобы добавить толику позитива в наше пессимистичное повествование, упомяну о том, что в начале 2003 года были приняты стандарты ADSL второго поколения — ADSL2. Среди их самых больших достижений — возможность программного изменения объёма служебной информации в передаваемых пакетах в диапазоне от 2 до 32 Кбит/с, что особенно актуально на линиях большой протяжённости, где полоса пропускания сужается до 128 Кбит/с. Максимальная пропускная способность канала выросла до 12 Мбит/с для входящего трафика, а благодаря возможности передавать ADSL-данные в «голосовой» полосе максимальная скорость исходящего трафика повысилась почти до 900 Кбит/с. Первое оборудование для ADSL2 должно вот-вот появиться на рынке, а на очереди уже внедрение технологии ADSL2+, стандартом на которую предусмотрена скорость входящего трафика до 25 Мбит/с при дальности связи 1,5 км. Такая высокая скорость достигается благодаря повышению верхней границы рабочей частотной области с 1,1 до 2,2 МГц, однако с ростом протяжённости линии скорость связи, разумеется, падает до более привычных значений.
Конечно, асимметричное подключение подходит далеко не всем: к примеру, для компании, открывшей своим клиентам доступ к каталогу, размещённому на внутреннем сервере, требуется большая скорость именно исходящего трафика. В этом случае можно использовать более дорогостоящую симметричную технологию SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line — симметричная цифровая абонентская линия), которая обеспечивает максимальную скорость доступа до 2,048 Мбит/с (в зависимости от расстояния до узла связи и качества линии) и дальность соединения до 6 км. Более прогрессивная модификация симметричной линии — HDSL (High-Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия), позволяющая добиться скорости 1,544 Мбит/с в обоих направлениях. При этом для HDSL, в отличие от ADSL, необходимы уже две витые пары, но дальность связи ограничена 1,5 км, а требования к качеству кабельной системы существенно выше. Зато отказоустойчивость HDSL повышается за счёт использования двух витых пар: при неполадках в одной из них связь не прерывается, просто скорость доступа падает вдвое.
К сожалению, несмотря на существование отраслевого стандарта HDSL, несовместимость HDSL-оборудования различных производителей стала притчей во языцех. Кроме того, неудачная схема распределения частотного диапазона не позволяла одновременно передавать по двум (!) витым парам данные и голосовой сигнал. Решить эти проблемы был призван стандарт G.921.2 (G.SHDSL), принятый Международным союзом электросвязи в феврале 2001 года. При сохранении всех достоинств HDSL полоса пропускания канала SHDSL при работе с одной витой парой была расширена до 2,3 Мбит/с. Кроме того, была обеспечена максимальная совместимость с широко распространённой технологией ASDL. Возможность симметричного подключения по одной витой паре — одно из главных достоинств SHDSL, при этом коммутаторы и модемы стали доступны по цене маленьким компаниям и даже некоторым индивидуальным пользователям.
Общего недостатка всех систем на основе телефонных линий — повышенной чувствительности к электромагнитным помехам — лишены решения на базе сетей кабельного телевидения (CATV — Community Antenna TeleVision — абонентского телевещания). Кабельное ТВ широко распространено в странах Северной Америки, где эти сети с успехом используются для широкополосного доступа в Интернет. Крупные российские города также имеют системы кабельного телевидения, поэтому несколько слов об особенностях этого типа подключения. Максимальная скорость получения данных по кабельному модему — 36 Мбит/с, однако чисто технически невозможно выделить каждому подключённому абоненту индивидуальную частоту несущей, поэтому здесь применяется технология мультиплексирования с временным уплотнением, из-за которой реальная скорость значительно меньше теоретической, причём она меняется в зависимости от числа подключённых абонентов. Более того, поскольку сеть кабельного телевидения рассчитана на одностороннюю передачу данных от провайдера к абоненту, то для передачи исходящего трафика необходимо иметь, например, низкоскоростное коммутируемое подключение. Технология HFC (Hybrid Fiber Coax — гибридная оптоволоконно-коаксиальная сиcтема) обеспечивает двухстороннюю связь по каналам кабельного ТВ, однако для её реализации требуется практически полная замена действующих кабельных систем и усилителей. Впрочем, несмотря ни на что, крупные негосударственные операторы связи, например «МТУ-Информ», проявляют интерес к предоставлению широкополосного доступа в Интернет по сетям кабельного телевидения, а «Кoмкор-ТВ» уже обеспечивает таким сервисом несколько московских микрорайонов.
Домовые сети — куда более дешёвая и поэтому распространённая альтернатива скоростным кабельным сетям. Если ещё года два назад домовые сети в России представляли собой полулегальные предприятия, основанные на подключении к одному выделенному каналу десятков и даже сотен абонентов, то сегодня государство пытается взять такие сети под свой контроль. Лучше всего это получается в Москве, где построена соответствующая инфраструктура: Московская волоконно-оптическая сеть (МВОС) имеет более десяти тысяч кабельных линий, а порядком устаревшие кабельные телевизионные сети «Мостелекома» проложены почти во всех домах города. Кроме того, домовые сети контролируются и крупными негосударственными компаниями (к примеру, «МТУ-Интел» и «РМ-телеком»), располагающими собственными магистральными линиями связи или предоставляющими услуги радиодоступа.
Как правило, домовые сети представляют собой обычную 10— или 100-мегабитную локальную сеть Ethernet, тем или иным способом подключённую к провайдеру. Соответственно скорость передачи данных зависит как от канала, так и от количества «сидящих» на нем клиентов. Крупные провайдеры, имеющие собственные магистральные линии, создают в каждом доме микрорайона узлы доступа на основе маршрутизаторов, которые подключаются к сети оптоволоконными каналами с пропускной способностью от 256 Kбит/с до 2 Мбит/с. Безусловно, эти скорости не позволяют многочисленным подписчикам одновременно пользоваться современными мультимедийными сетевыми сервисами, однако такие сети имеют право на жизнь в качестве недорогой альтернативы модемному коммутируемому соединению. Но, увы, широкополосным доступом такое решение не назовёшь.