Тараз каласында мультисервисти жели куру

Екінші жағынан, берілген бағдарламада бұндай желілердің эксплуатациясын  және оптималды құру принциптерін іске асыру керек еді, себебі осы шешімді  басқа Қазақстанның басқа қалаларына келтіру үшін. Нәтижесінде қалалық  желінің Қазақстан Республикасының  құрылатын берілгендерді таратудың  магистральді желісімен (БТМЖ) тиімді қосылуын қамтамасыз ету керек болды.

 

1.3 Мультисервисті қол  жеткізу желісі

 

 

Интернетке жоғары жылдамдықта  қосылудың болашағы бар технологиялар-дың  бірі ADSL. Ол телекоммуникациялық компанияларға  интернет-провай-дер мен ақырғы қолданушы  арасында қорғалған байланыс арнасын  үйымдас-тыруға мүмкіндік береді. Оның негізгі ерекшклігі трафикті тарату үшін теле-фон арналарын (телефон  номерін сақтау арқылы) қолдану және берілгендерді жоғары жылдамдықта  тарату (провайдерден абонентке 8 Мбит/с  дейін, кері бағытта 1.5 Мбит/с дейін) .

ZyXEL құрылғыларын  қолданатын ADSL/VDSL/GSHDSL мультисер-висті  желілерінің құрылу әдістерін  толық қарастырылатын болады. Мұндай  желілерді құруға арналған шешімдерді  шартты түрде екі топқа бөлуге  болады. Біріншісі АТМ протоколына  негізделген құрылғыларды қолданады.  Екіншісі бойынша - IP/Ethernet желілік  протоколға негізделген, айтарлықтай  арзан және экспуатация кезінде  ыңғайлы  құрылғылар қолданылады.  Дәл осы топқа 2003 жылдың ақпан  айында компания ұсынған орташа  сиымдылығы IES-2000 және IES-3000 болатын жаңа ZyXEL модульді коммутаторлар кіреді. Олардың негізгі артықшылықтары:

• IP тахнологиялары қолданылғаны және модем платаларында (24 порт) порттардың жоғары интеграциясына арзан баға; 
• DSL технологияларының толық спектрін қолдану: бір коммутаторда VDSL, ADSL және G.SHDSL модульдерін қолдану;
• қауіпсіздік үшін VLAN ұсыныс: VLAN жеке қолданушылардың трафигін бөлу және қауіпсіздігін қамтмасыз ету үшін қолданылады;
• 24 порттан бастап қол жеткізу түйінін саты бойынша өсіру мүмкіндігі .

Интернетке  қол жеткізу түйіндерін құру жөнінде  техникалық типтік шешімдер өзіне келесі компоненттерді енгізеді: абоненттік құрылғы, қазір бар транспортты  желіге қосылған қол жеткізу түйінінің  құрылғысы; басқаруды, биллингті, тарифтеуді іске асыру үшін бағдарламалық аппаратты  жинақ . Әрқайсысын толығырақ қарастырайық .

ADSL-сызықтары  үшін «абоненттік жиын» ретінде  біз қымбат емес Pres-tige 645M/R модемдерін  қолдануға кеңес береміз. Қол  жеткізу түйіні үшін құрылғы  ретнде IES-2000/IES-3000 модульді коммутаторларын  қолдануға бо-лады. Нақты құрылғыны  таңдау қол жеткізу түйінінің  сиымдылығына және арғы уақытта  дамуға сұранысқа байланысты:  IES-2000  24 тен  120 абонентке дейін  қосуға, IES-3000 -  24тен 360 абонентке  дейін қосуға  мүмкіндік береді.

Транспортты желіні ұйымдастыру үшін екі типті  шешім қабылдауға болады.

Біріншісі- (мысалы, Gigabit Ethernet немесе Fast Ethernet оптикалық  модульді Cisco Catalyst коммутаторын) коммутаторларды  қолданып еркін «қара» талшыққа негізделген  отикалық сақина. Бұл нұсқа масштабталған  және сенімді желілер құруға мүмкіндік  береді: әр қол жеткізу түйінінде  бірнеше ADSL-коммутатор құруға мүмкіндік туады, трафикті резервтеу сенімділікті жоғарлатады. 

Екінші - "Мыс-оптика" Ethernet-медиа конвертерлерін қолданып  "нүкте - нүкте" немесе "жұлдызша" типті оптикалық  сызықтарды қолдану арқылы.

 

1.3-сурет. "Нүкте  - нүкте" құрылымы

 

Осындай шешім  арзанға шығады: медиаконвертер құны 300 - 500 доллар ара-лығында. Қосылу қарапайымдылығы  –абонент үшін  қосылудың қол  жетімді-лігін, абоненттерді жылдам қосуды анықтайтын фактор. Абонентке жеткілік-ті өткізу жолағы немесе берілгендерді  тасымалдау жылдамдығы. Тұтынушы-ларға  қызмет көрсетудің талап етілген  сапасын қамтамасыз ету.

Қазіргі кабельді ақпараттық құрылым  - коаксиальді  кабель, , телефон сымы, оптикалық  талшық және т.б.

Егер  қол жеткізу желісі қазіргі бар  инфрақұрылымды пайдалану мүмкін емес аудандарда орналасса, «соңғы миль»  технологиясы жөнінде ойлану ке-рек. Жаңадан мыс кабельдер орнату немесе бірден оптикалық талшыққа не-гізделу  керек пе? Сенімді сымсыз байланыс ұйымдастыруға жергілікті жер рельефі  немесе ауа райы шарттары мүмкіндік  береді ме? Қалай және қайда жаңа кабель орнатуға болады? Осы және көптеген басқа сұрақтарға байла-нысты келесі қол жеткізу технологиясы таңдалады:

• xDSL (HDSL, ADSL, VDSL және т.б.)
• PON (пассивті оптикалық желілер)
• HFC (гибридті талшықты коаксиальді желілер, кабельді модемдер)
• LMDS/MMDS (радиодоступ)
• ИК-байланыс (сымсыз оптикалық байланыс)
• Ethernet/Fast Ethernet

 

1.4 Дипломдық жоба алдына  қойылған мәселе 

 

 

Байланыс  операторының магистральді байланыс желісі ретінде Gigabit Ethernet технологиясы қолданылады. Бұл стандартқа келетін болсақ, 1996 жылдың нурызында IEEE 802.3 комитеті Gigabit Ethernet 802.3z стандарттау проектісін мақұлдады. 1996 жылдың мамырында 11 компания (3 Com Corp., Bay Networks Inc., Cisco Systems Inc., Compaq Computer Corp., Granite Systems Inc., Intel Corporation, LSI Logic, Packet Engines Inc., Sun Mic-rosystems Computer Company, UB Networks және VLSI Technology) Gigabit Ethernet Alliance ұжымдастырады. Альянс желілік құрылғылардың жетекші өндірушілерінің күшін біріктіріп, бір стнадартты және бір-бірімен сыйымды-лықта болтын Gigabit Ethernet өнімдерін шығарып, келесі мақсатты көздейді: 

• Ethernet және Fast Ethernet технологияларының кеңейтілуін сүйемел-деуді тасымалдаудың жоғары жылдамдығын талап етуге жауап ретінде қолдану;
• стандартқа қосу мақсатымен техникалық ұсыныстарды қарастыру;
• түрлі жеткізушілерден өнімдерді тестілеу әдістері және процедураларды құру. 

Альянс комитет жұмысының тиімділігін  ұлғайтады және Gigabit Ethernet IEEE 802.3z және IEEE 802.3ab стандарттарының спецификасын жылдам мақұлдауға көмек береді. Берілген дипломдық жұмыстың басты мақсаты − Тараз қаласын-да ZyXEL құрылғыларының базасында, IES-2000 және IES-3000 құрылғыла-рын қолдану арқылы мультисервисті желі құру. Қол жеткізу желісіне қаражаттың 50% дан 80% ға дейін бөлігі инвестицияланады, сондықтан технологияны дұрыс таңдау және желіні құру нұсқаларының  тиісті дәрежеде таңдалуы өте маңызды.

Алға қойылған мақсатқа жету үшін келесі тапсырмаларды шешу керек:

• қол жеткізу түйіндеріне арналған құрылғы ретінде IES-2000 және IES-3000 модульді коммутаторларын аламыз;
• DSL технологияларының толық спектрін сүйемелдеу: бір комму-таторда VDSL, ADSL және G.SHDSL модульдерін қолдану мүм-кіндігі бар болуы;
• Белгілі бір құрылғыны таңдау қол жеткізу түйінінің сиымдылы-ғына және әрі қарай дамудағы қажеттілікке байланысты болады: IES-2000 24 тен 120 абонентке дейін, ал IES-3000 – 24тен 360 абонентке дейін қосуға мүмкіндік беруі;
• Қазіргі бар кабельді ақпараттық құрылымды қол жеткізу желілерінде қолдану мүмкіндігі;
• VLAN IEEE 802.1q технологиясының көмегімен трафиктің бөлінуге мүмкіндігінің болуы;
• SNMP протоколының көмегімен биллингті жүйе таратылған кадрлар мен пакеттер бойынша статистикасы бар объектілерден ақпарат жинауға мүмкіндігі бар болуы;
• Қосылудың қарапайымдылығы – абоненттер үшін қосылудың қол жетімділігін анықтайтын, абоненттер қосылуының жылдамдығын анықтайтын фактор болып табылуы;
• Бизнес жоспар құру;
• Көрсетілген құрылғымен жұмыс істейтін ұжымның еңбегін қорғау және өмірінің қауіпсіздігін қамтамасыз етуге арналған шараларды өңдеп шығару және қолдану.

2 Мультисервисті желіні  құру

 

2.1 Құрылғыны таңдау

 

 

Тараз қаласына магистраль және қол  жеткізу желісі үшін технология таңдау нақты шарттарға байланысты және бірқатар факторлармен анықталады олар −   трафиктің басым түрі, қазір  бар инфрақұрылым және оның даму мүмкіндігі, эксплутацияланудағы құралдар және басқалар. Бірақ соңғы уақытта  магис-траль үшін Gigabit Ethernet, ал қол  жеткізу желісінде – xDSL технологиялары қолданылады. Бүгінгі күнге сәйкес осындай жағдайды біз әрі қарай  қарастырамыз. Бұл технологиялардың мәлімдігі келесі қасиеттері бойынша  түсінікті:

• құралдардың салыстырмалы түрде арзан бағасы;
• жоғары өткізу мүмкіндігі: 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet) транспортты магистральда және 8 Мбит/с (ADSL), 50 Мбит/с (VDSL) қол жеткізу желісінде;
• қазір бар кабельді инфрақұрылымды қол жеткізу желісінде қолдану мүмкіндігі; 
• қолданыстағы тұтынушы желілері арқылы интеграциялаудың жоғарғы дәрежесі.

Ұтымды  шешімдер нарықтағы ең талап етіліп отырылған қызмет көрсетулерді ұсынуға  мүмкіндік береді:

• Белгіленген  сымдар арқылы жеке тұлғалар мен ұйымдарға Интернетке қатынас орнатуғ;
• Кішігірім және орта деңгейдегі офистер мен филиалдарды біріктіру үшін IP VPNді ұйымдастыру;
• Жеке тшұлғалар мен ұйымдар үшін  IP-телефония ұйымдастыру;
• Видеоақпараттарды жөнелту.

Берілген  шешімнің магистральді бөлігі жоғары өткізгіштік қабілеттілік-пен қамтамасыз ететін оптикалық гигабиттік интерфейстер арқылы, басқары-латын коммутаторларда  жүзеге асырылған.

Белгіленген сым арқылы қатынастар DSL базасындағы ZyXEL IES-2000/3000 концентраторларында орнатылады. Бұл сым концентраторлары кез келген LAN Ethernet желілік протоколдары үшін мәлім IEEE 802.1q/p вир-туалды желілер мен кезектер, технология артықшылықтары қолдамасымен орнатылған L2 басқарушы коммутаторларға ие.  

Абоненттік  құрылғылар ретінде DSL  ZyXEL Prestige модемдері  қолда-нылады. Олар SUA ( NATтың анықталған нұсқасы) көмегімен көпір немесе маршрутизатор ретінде жұмыс  істей алады, реттелген өткізу жолақтары  мен маршрутизация саясаттарын  қоса алғанда 8 PVC-ға дейін көтере алады. Ал LAN интерфейстерінде 3 IP желілеріне (Aliases) дейін ұстай алады. SUA жә-не 2 және 3-деңгейдегі орнатылатын пакетті  сүзгілері қолдау көрсету арқылы берілген құрылғыларды кішігірім желілер үшін Firewall ретінде қолдануға болады. 

 

 

2.1-сурет. Мультисервисті желі құрылымы

 

 

Клиенттік трафик 2-4 деңгейіндегі магистральді басқарылатын коммутаторлар көмегімен жинақталады, мысалы Cisco Catalyst 2950.  Бұл жағдайда түрлі тұтынушы трафигімен келесідей  манипуляциялар жүргізілуі мүмкін:

Трафик  Catalyst 2950, DSLAM IES-2000, Prestige 782R және Prestige 842 құрылғылары көтеретін VLAN IEEE 802.1q технологиялары көмегімен бөлінуі мүмкін.

QoS белгілері арқылы белгіленген трафик 2,3 және 4-деңгейлерге жік-телініп,  одан кейін бұған QoS саясаты қолданылған болуы мүмкін. 

Әрбір Ethernet портының жылдамдағы 1 Мбайт/с қадамы арқылы рет-теліп отырады.

Агрегатталған трафик орталық маршрутизатор арқылы келеді. Тұтыну-шылар үшін оның интерфейстері  Интернетке шлюз болып табылады. Шлюз арқылы өтетін әрбір тұтынушы трафигі  ескеріліп, ол туралы мәліметтер бил-лингтік  жүйеге түсіп отырады.

• Трафик статистикасын жинақтау маршрутизатордың VLAN Sub-интерфейстері арқылы іске асады. Бұл жағдайда түрлі абоненттердің трафиктері 802.1q таңбалармен белгіленеді және маршрутизаторда теңестіріледі.
• Radius (dial-up қосылысы жағдайындағыдай) бағдарламасымен бір сиымдылықтағы бағдарламалық қамтаманың көмегімен. Осы жағдайда Prestige 645 модемі PPPoE протоколы бойынша маршрутизаториен қосылады.
• SNMP протоколы көмегімен. Бұл жағдайда биллингті жүйе берілген кадрлар мен пакеттер статистикасын ұстайтын объектілерден ақпарат жинайды.

Орталық маршрутизатор  ретінде Cisco 7204 VXR немесе 7206VXR өнімділігі жоғары, берілгендерді тарату орталығының кең спектрінің, интерфейсті мо-дульдердің ауыстырылуы, қосымша қорек көзінің қолдауымен модульді мар-шрутизаторларды қолдану мақсатты түрде пайдалану. Белгілі бір модельдің таңдалуы провайдерлер ұсынатын жоғарғы дәрежелі және орта көлемдегі клиенттер пайдаланатын трафиктің арна еніне байланысты байланысты бола-ды.

 

2.2 Магистральді желі технологиясы−  Gigabit Ethernet

 

 

Gigabit Ethernet стандартының құрылымы. Суретте Gigabit Ethernet деңгейлерінің құрылымы көрсетілген. Fast Ethernet стандартындағы сияқты , барлық физикалық интерфейстерге идеалды арналған Gigabit Ethernet сигналды кодалаудың универсалды сұлбасын қолданбайды, сондықтан бір жағынан 1000Base-LX/SX/CX стандарттары үшін 8B/10B кодалануы қолданылады, екінші жағынан 1000Base-T стандарты үшін не существует универсальной схемы кодирования сигнала, которая была бы идеальной для TX/T2 кеңейтілген сызықтық коды қолданылады. Кодалау функциясын GMII орта тәуелсіз интерфейсінен төмен орналасқан PCS кіші кодалау деңгейі орындайды.

GMII интерфейсі. GMII (gigabit media independent interface) ортаға тәуелсіз интерфейсі МАС деңгей мен физикалық деңгейдің арасында қатынасты қамтамасыз етеді. GMII интерфейсі MII интерфейсінің кеңейтілуі болып табылады және 10, 100 және 1000 Мбит/с  жылдамдығын сүйемелдейді. Ол бөлек 8 битті таратып қабылдағышқа ие, дуплексті және жартылай дуплексті режимді сүйемелдейді. Соған қоса GMII интерфейс синхронизацияны (clock signal) қамтамасыз ететін бір сигналды тасиды және арна жағдайының екі сигналын –біріншісі (ON жағдайы жөнінде)коллизия жоқтығынан хабардар етеді-және тағы басқа сигналды арналар мен қоректену.  физикалық деңгейді қамтитын және ортатәуелділікті физикалық интерфейстің біреуін қамтамасыз етуші трансиверлі модуль мысалы, Gigabit Ethernet коммутаторларына GMII интерфейс арқылы қосуы мүмкін.