Ethernet publiczny

Infrastruktura publicznego Ethernetu nie jest tworzona przez operatorów telekomunikacji. Budową ogólnodostępnej sieci metropolitalnej są zwykle zainteresowane przedsiębiorstwa komunalne: wodne, ciepłownicze, kanalizacyjne, energetyczne, a nawet gazowe - a więc te, które mają media obsługujące miasto. Mają one przewagę nad tradycyjnymi operatorami telekomunikacyjnymi, gdyż dysponują w mieście własną infrastrukturą telekomunikacyjną, włącznie z "prawem drogi", co pozwala im tworzyć nowe komunikacyjne trakty sieciowych - bez kłopotliwego uzgadnianie tras przebiegu i ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z ich eksploatacją. Jednocześnie zmuszają one dominującego operatora telekomunikacyjnego do obniżania kosztów, a niekiedy nawet całkowitego zaniechania tradycyjnych usług głosowych w swej sieci - na rzecz transmisji pakietowych.

Ogólnodostępna infrastruktura sieci ethernetowej w metropolii uwzględnia wiele nowych elementów, które określają podstawowe cechy publicznej sieci Ethernet nowej generacji. Należą do nich: współistnienie w sieci ruchu o różnym nasileniu, zapewnienie separacji informacji pochodzącej od wielu użytkowników, oferta zmiennej jakości usług (QoS) dla poszczególnych aplikacji, zagwarantowanie wymaganego przez użytkownika bezpieczeństwa transportowanych danych, umiejętność dostarczania unicastowych i multicastowych usług odległym odbiorcom przez wspólne kanały transportowe, a przede wszystkim wdrożenie solidnych podstaw bezpiecznego transportu i zarządzania całością infrastruktury. Są to najważniejsze cechy określające następną generację ogólnodostępnej sieci publicznej.

Technologie publicznego Ethernetu instalowane u miejskiego abonenta już zapewniają właściwą skalowalność i elastyczność, zwłaszcza w alokacji przepływności użytkowych w przedziale od 1 Mb/s do 1 Gb/s. W szkielecie sieci uzyskuje się przepływności nie mniejsze niż 10 Gb/s, co jest niezbędne do oferowania takich usług, jak: rozległa telefonia IP, dostęp do Internetu, interaktywna telewizja czy szeroko rozumiana multimedialna komunikacja miejska. Publiczny Metro Ethernet staje się więc faktycznie nie tyle alternatywą, ile rozszerzeniem tradycyjnych technologii szerokopasmowych - dotąd oferowanych przez sieci ATM czy SONET/SDH, a teraz stosowanych do transportu danych w metropolii na dystansie nieprzekraczającym 100 km.

Separacja ruchu w sieci ethernetowej umożliwia współdzielenie rozległej infrastruktury miejskiej wielu niezależnym klientom. Aby to zapewnić, operator sieci musi mieć ciągłą oraz pełną kontrolę kto, z kim i w jaki sposób uzyskuje łączność przez sieć, gwarantując jednocześnie, że z zasobów infrastruktury mogą korzystać jedynie autoryzowani użytkownicy. Przyporządkowanie odpowiedniej klasy QoS do poszczególnych usług pozwala systemowi zarządzającemu identyfikować na kilka sposobów aplikacje czułe na opóźnienia i traktować je inaczej niż pozostałe.

Dla klientów indywidualnych system metropolitalny zapewnia usługi przesyłania głosu w pakietach IP zgodne ze standardem H.323 lub SIP oraz transmisję programów telewizyjnych i wideo na żądanie (VoD). Dla klientów instytucjonalnych oferta usług rozszerza się o archiwizację danych, możliwość tworzenia kopii zapasowych, monitorowanie przez sieć IP oraz tworzenie wirtualnych i bezpiecznych sieci VPN (Virtual Private Network) - wraz z realizacją usług wideokonferencyjnych opartych na transmisji strumieniowej.

Migracja do MPLS

Realizacja tych oczekiwań klientów stawia inne wymagania przed publiczną siecią, zarówno co do zakresu szybkości transportowej w medium optycznym, jak i sposobu przełączania oraz zarządzania. Uproszczenie infrastruktury transportowej jedynie do dwóch warstw (IP oraz DWDM) umożliwia wdrożenie jednolitego sterowania opartego na przełączaniu etykietowanym MPLS (Multiprotocol Label Switching), a w szkielecie całkowicie optycznym - na technologii komutowania ścieżek MP(S (Multiprotocol Lambda Switching), za pomocą optycznych przełącznic OXC (Optical Cross Connect) oraz krotnic transferowych OADM (Optical ADM).

W sieciach IP ruch pakietów kierowany jest do miejsca przeznaczenia najkrótszymi trasami (ścieżkami o najmniejszej liczbie węzłów pośredniczących). Zwykle powoduje to agregowanie ruchu na niewielkiej liczbie łączy, a w rezultacie przeciążenie pewnych obszarów sieci (węzłów, łączy), podczas gdy inne pozostają niewykorzystane. Aby unikać wąskich gardeł, w sieciach szkieletowych tego typu stosuje się etykietowane przełączanie MPLS, likwidujące konflikty przez uproszczenie mechanizmów przekazywania pakietów w routerach pośredniczących oraz wsparcie dla tunelowania w wirtualnych sieciach prywatnych VPN.

Utrata przepływności dowolnego kanału w szkielecie (awaria kanału, łącza, segmentu lub pierścienia) jest kompensowana znanymi w transmisji danych metodami sterowania przepływem (inżynieria ruchu), buforowania informacji w węzłach sieci oraz wyboru alternatywnych tras transportowych. Dodatkowym wymaganiem publicznego Ethernetu jest jednak bezpieczne operowanie zarówno w lokalnej sieci przedsiębiorstwa, jak i w innych sieciach publicznych oraz możliwość integracji usług sieci korporacyjnych z ogólnodostępnymi.

Funkcjonowanie etykietowanego protokołu MPLS opiera się na połączeniowym trybie pracy, w którym zestawia się trakt między dwoma punktami końcowymi o specyficznym (określonym i wymaganym) natężeniu ruchu dla konkretnej aplikacji. Protokół ten informuje poszczególne routery IP o przypisaniu ścieżce etykiety, i od tego momentu wszystkie transmitowane pakiety zaopatrzone w taką etykietę są już kierowane na właściwą ścieżkę w kierunku odbiorcy. Taka etykietowana ścieżka nazywa się tunelem LSP (Labeled-Switched Path), przydatnym w realizacji połączeń wirtualnych. Uniwersalna technologia przełączania MPLS nadaje się więc do transportu w różnych warstwach, gdyż routery nie odwołują się do wielu nagłówków adresowych - lecz jedynie do etykiet transmitowanych pakietów. W praktyce oznacza to możliwość łatwego dostosowania mechanizmów przełączania do transportu pakietów za pośrednictwem protokołu IP (MPLS/IP) w dowolnej infrastrukturze transportowej.

Współużytkowanie sieci publicznej przez wiele podmiotów prywatnych zakłada, że nie wszyscy użytkownicy będą lojalnie korzystali z usług sieciowych. W takich sieciach konieczna jest więc implementacja zaawansowanych rozwiązań ochronnych, zabezpieczających przed dostępem do zasobów przez osoby nieuprawnione bądź działające w sposób szkodliwy. Gwarancje prywatności transportu informacji przez szerokopasmowe sieci publiczne Metro Ethernetu uzyskuje się przez wdrażanie rozwiązań wirtualnych.