Высокоскоростные сети
. — Речь может идти
лишь о коротких участках длиной в 275 м для 62-микронного волоконно-
оптического кабеля при максимуме в 550 м, но в случае четырех-, восьми- или
десятикратного увеличения скорости Gigabit Ethernet эти расстояния придется
пропорционально сократить".
Для многих приложений это окажется бесполезным, поскольку протяженность
магистрального канала составляет обычно как минимум 300 м. Аронсон отметил,
что, если взять в качестве примера Ethernet на 10 Гбит/с, предельное
расстояние для многомодового волоконно-оптического кабеля составит от 50 до
70 м, чего, очевидно, недостаточно даже для настольных систем, не говоря
уже о магистралях.
Одним из лежащих на поверхности решений является применение одномодового
волоконно-оптического кабеля, что устраняет проблему DMD. Между тем, по
мнению Брайана Лемоффа, технического специалиста HP Labs, использование
одного лазера для передачи данных с высокой скоростью на большие расстояния
по одному оптическому волокну все равно не решит проблемы ограничений на
максимально допустимое расстояние. К тому же в большинстве существующих
инсталляций применяется многомодовый волоконно-оптический кабель, и
пользователи вряд ли захотят заменять свою дорогостоящую кабельную
инфраструктуру. "Единственным реальным решением задачи многократного
увеличения пропускной способности волоконно-оптического кабеля остается
технология мультиплексирования с разделением по длинам волн (Wavelength
Division Multiplexing, WDM)", — считает он. WDM предусматривает передачу
световых импульсов по одному и тому же оптическому волокну одновременно
несколькими лазерами. (Подробнее о WDM рассказывается в статье Э. Кларк
"WDM: новые горизонты оптоволокна" в апрельском номере LAN за прошлый год.)
Исследователи из лаборатории HP Labs работают над проектом применения
четырех недорогих лазеров для передачи на четырех длинах волн, в результате
чего ограничения на расстояния останутся прежними, а совокупная пропускная
способность увеличится.
На весенней выставке и конференции Networld+Interop 1998 г., проходившей
в Лас-Вегасе, специалисты HP продемонстрировали возможность увеличения
скорости передачи данных по каждому из четырех каналов кабеля до 2,5
гигабод при совокупной скорости передачи 10 гигабод на расстояние до 275 м.
(Скорость измерялась в гигабодах, а не в гигабитах, поскольку демонстрация
проводилась на физическом уровне без кодирования Ethernet.)
Чтобы сделать мультигигабитные технологии реальностью, коллектив Лемоффа
рассматривает несколько конфигураций WDM. Одна из них состоит из четырех
каналов, на 1,25 гигабод каждый (всего 5 гигабод), при расстоянии 275 м. С
учетом кодирования Ethernet это позволяет получить скорость передачи до 4
Гбит/с (из-за 20% накладных расходов).
Другой сценарий дает возможность удвоить скорость при сокращении
расстояния вдвое, т. е. достичь скорости 10 гигабод на участке длиной 150
м. При изменении схемы кодирования достигаемая скорость может оказаться
близка к 10 Гбит/с. В противном случае (при сохранении схемы кодирования)
она составит 8 Гбит/с (из-за накладных расходов).
Последним вариантом, который исследователи из HP Labs и считают наиболее
перспективным, является применение лазерной технологии с длиной излучаемой
волны 1300 нанометров в целях увеличения расстояния до 600–700 м. Если
скорость передачи данных по каждому каналу удвоить до 2,5 гигабод, то
покрываемое расстояние для многомодового волоконно-оптического кабеля
уменьшится примерно до 300 м. Данная технология совместима также с
одномодовыми волоконно-оптическими кабелями, протяженность которых может
достигать 10 км.
Эти 1300-нанометровые лазеры намного дороже тех, которые работают на
более коротких длинах волн, но коллектив разработчиков HP считает, что
достижения в области резонаторных поверхностных лазеров (vertical-cavity
surface emitting laser) способны снять проблему высокой стоимости. Между
тем эти исследования только начались, и для достижения результатов
предстоит проделать долгий путь.
«Мы не стремимся конкурировать с телекоммуникационными компаниями в
области дальней связи», — сказал Лемофф. Он пояснил, что HP пытается
создать модуль, стоимость которого примерно эквивалентна стоимости
существующих модулей Gigabit Ethernet. Этот модуль будет иметь
приблизительно тот же размер и позволит применять те же самые разъемы для
многомодового волоконно-оптического кабеля.
«Переход от Gigabit Ethernet к технологии на основе WDM потребует
поэтапного решения нескольких важных технических проблем, — считает
сотрудница лаборатории HP Labs Лайза Бакмэн. — Нам понадобятся оптические
компоненты для объединения и разделения светового сигнала с разной длиной
волны и лазерная технология, отличная от той, что мы сегодня имеем». Она
отметила также, что ее коллектив работает над технологией физического
уровня, использовать которую могли бы любые технологии более высокого
уровня, например Ethernet или ATM.
КАЧЕСТВО УСЛУГ
Если одни производители и пользователи с пониманием и воодушевлением
относятся к перспективе передачи кадров Ethernet со скоростями свыше 1
Гбит/с, то другие имеют на этот счет иное мнение. «Может быть, вместо того,
чтобы тратить время и деньги на разработку технологии следующего поколения,
лучше с максимальной выгодой использовать то, что мы имеем сегодня?» —
спрашивают они. Дуг Руби из компании Lucent тоже задается этим вопросом. В
январе 1998 г. Lucent завершила 200-миллионную сделку по приобретению фирмы
Prominet, пионера в области разработки Gigabit Ethernet. Она стала частью
группы по продуктам для корпоративной инфраструктуры в организации сетевых
систем передачи данных компании Lucent.
«Мне кажется, пока слишком рано говорить, что следующим шагом будет
Ethernet на 10 Гбит/с. Более того, я абсолютно уверен, что следующий шаг
будет иным», — полагает Руби. Он говорит, что при появлении три года назад
технология Fast Ethernet сразу стала пользоваться устойчивым высоким
спросом, однако, если сравнивать с историей Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
появился слишком рано, поэтому его пропускной способности хватит еще
надолго. Из-за этого Руби больше волнуют вопросы обеспечения на гигабитных
скоростях качества услуг (Quality of Service, QoS).
«Сегодня стандарты определяют не просто передачу битов по кабелю, а
построение всей коммутационной системы, такой, как ATM, а это уже не просто
физический уровень OC-3, а целый комплекс спецификаций (таких, как
управление потоком данных и маршрутизация), — говорит Руби. — Я считаю, что
Ethernet будет развиваться в том же направлении».
Он добавил, что несмотря на то, что некоторые проблемы качества услуг
можно разрешить в рамках таких стандартов, как IEEE 802.1p (для описания
полей пакетов для задания различных уровней приоритетов) или RSVP (для
запроса у маршрутизатора требуемых ресурсов), они все же не решают всех
проблем. «Мне часто приходится разговаривать с администраторами сетей, но
они затрудняются ответить, сколько они готовы потратить на управление
пропускной способностью в локальной сети, — рассказывает Руби. — Они могут
расходовать немало средств на каналы глобальных сетей, но к локальным сетям
это не имеет отношения». По этой причине качество услуг не обеспечивается
даже в тех территориальных сетях, где используется ATM —все данные там
доставляются по мере возможности. Качество услуг предоставляется обычно на
границе сети — между локальной и глобальной сетью.
Существующие протоколы обеспечения QoS критикуют за то, что они (в
частности, протокол RSVP) недостаточно хорошо масштабируются для
мультимегабитной Ethernet. Вместе с тем Руби считает, что масштабирование —
не проблема. Проблема заключается в том, как заставить приложения сообщать
сети требования к пропускной способности и задержке при передаче.
«Приложения не понимают требований к пропускной способности и задержке и
ничего не знают о реальных возможностях сети, — говорит Руби. —Большинство
администраторов сетей, которых я знаю, с большой настороженностью относятся
к тому, что приложения должны будут обращаться к сети с запросами по поводу
необходимых ресурсов».
Такие протоколы, как RSVP, IEEE 802.1p и 802.1Q (еще один метод задания
меток пакетов в соответствии с приоритетом), позволяют в определенных
ситуациях максимально эффективно использовать имеющуюся пропускную
способность, но Руби также является сторонником управления сетью в
соответствии с правилами. Данная концепция, привлекающая к себе сегодня
немало внимания, позволяет сделать сеть интеллектуальнее — она будет больше
знать о типе передаваемого трафика и о том, куда направляются данные. Руби
говорит, что за счет применения элементов управления, определения
пользователей, групп приложений и сетевых объектов, контроля за
использованием ими сетевых ресурсов имеющейся пропускной способности будет
достаточно для большинства клиентов. «Я убежден, что для решения в
кратчайшие сроки проблемы пропускной способности нам нужно вернуться назад
к вопросам качества услуг, рассмотрев их с точки зрения администраторов
сетей», — полагает Руби.
ЧЕГО НАМ ЖДАТЬ?
Итак, для перехода к мультимегабитным сетям Etherne
| |  скачать работу |
Высокоскоростные сети |
