Источник: http://spie.org/documents/Newsroom/Imported/103/2006030103.pdf
Один отказ сети, который может разрушить экономику и безопасность всего региона, делает важным жизнеспособность и требования к допуску ошибки для любой основной передачи данных или телекоммуникационной сети. С технологиями сегодняшнего дня, не имеет смысла рассуждать, почему сеть не может быть спроектирована, чтобы быть полностью быть защищенной. Например, Немецкий Telekom использует схему защиты 1+1, чтобы защитить каждую линию в ее магистральной сети. Позже, было решено сделать выбор в пользу двойных кольцевых сетей, потому что они обеспечивают полную жизнеспособность сети при одиночном отказе и гибкое распределение ширины полосы среди всех узлов.
Большое количество существующих транспортных сетей основаны на архитектуре двойного кольца из-за их простоты в планировании и работе. Однако, они не достаточно масштабируемы. В сетях с большим количеством узлов очень низкая эффективность использовния, результатом чего является очень высокая стоимость единицы трафика. Кроме того, в то время как ячеистые сети, как известно, более масштабируемы и эластичны к ошибкам, они являются сложными в планировании и работе.
За прошлые несколько лет, интеллектуальная технология оптических сетей продвинулись очень быстро, включая выпуск ряда новых Стандартов Международного Союза по телекоммуникациям (ITU-T) для планирования контроля за оптической сетью под названием Автоматически Переключаемая Оптическаяй / Транспортная сеть (ASON/ASTN). Вместе со стандартами передачи следующего поколения ITU-T, интеллектуальная оптическая сеть обещала увеличить гибкость и управляемость ядра сети.
Помимо предоставления возможности быстрого ответа на требования клиента и более высокая надежность, ASON/ASTNs может работать на ячеистых сетях с намного лучшей эффективностью использования чем кольцевые сети. Эта увеличенная эффективность значительно уменьшает и расходы капитала (CAPEX) и эксплуатационные расходы (OPEX) для сетевых операторов. Из-за этих подавляющих преимуществ, много поставщиков услуг, таких как AT&T уже начали заново перепланировать магистрали с интеллектуальными оптическими технологиями сети.
Несмотря на все преимущества, предлагаемые интеллектуальной оптической сетью, некоторые вещи, которые дают ASON/ASTNs их гибкость не могут гарантировать их непрерывный режим при переменной телефонной нагрузке. Просто сказать, конфликты гибкости с требованием к жизнеспособности. Чтобы решить конфликт, мы предложили новое понятие сети, названное Обобщенная Способная к выживанию Сеть (GSN). Главная концептуальная структура GSNs была уже определена и вычисленные модули доступны для использования.
GSN можно считать обобщением полностью способной к выживанию сеть двойного кольца к ячеистой сети произвольной топологии. Два важных свойства сети двойного кольца, обеспечение полной выживаемости и динамическая телефонная нагрузка, оба сохранены в GSN. Кроме того, ячеистая топология сети уменьшает резервную способность, требуемую для защиты и восстановления и позволяет намного более легко изменять сети. Соединение GSN в интеллектуальную оптическую сеть с уровнем контроля ASON/ASTN, транспортная сеть может быть полностью гарантирована быть способной к выживанию , а так же, обеспечивать любые динамические требования.
GSN – обобщение классической неблокируемой сети в оптическом варианте. Здесь, предполагается что у данного узла источника есть доступная исходящаящая способность и гарантируется, что в месте узла назначения есть доступный входящий тракт. Также предполагается что, из-за полных ограничений на входе и выходе каждого узла телефонная нагрузка требует от одного узла по отношению ко всем другим удовлетворять входным/выходным ограничениям. Это – основа для полного планирования и маршрутизации в GSN. Алгоритмы для того, чтобы найти тракты маршрутизации могут быть далее классифицированы в широком смысле как алгоритмы неблокирования. GSN формируется путем добавления для полной выживаемости сети ограничений на неблокируемость обобщенной сети. Строгая математическая формулировка может быть найдена и определяется характеристиками этих сетей.
Касаемо стоимости следующий простой пример иллюстрирует как GSN может уменьшить CAPEX основной сети. Сравним четырехузловую двухкольцевую сеть (рисунок 1) и четырехузловую GSN сеть ячеистой топологии (рисунок 2). Оба могут полностью восстановиться от любого одиночного отказа и могут поддержать произвольные требования телефонной нагрузки среди всех пар источника-назначения. Таблица 1 показывает сравнение из компонентов, требуемых для этих двух сетей. Исключая волокна (большинство которых закопано в земле), экономия стоимости из GSN по двойному кольцу почти 100 %.
Архитектура GSN позволяет легкую передислокацию телефонной нагрузки и балансировка нагрузки поставщиками услуг, гарантируя полную жизнеспособность сети во время переконфигурации. Простой пример сети с четырьмя узлами иллюстрирует преимущества стоимости основанной на сети GSN. Проект для произвольной топологии очень трудный, но проблема была частично решена. GSN понятие может быть расширено вне оптических магистральных сетей связи такой как ASON/ASTN и относился к сетям Интернет Протокол (IP) и виртуальные частные сети. Это делает их архитектуру потенциальной для проведения дальнейшего исследования. Некоторые появляющиеся проблемы в пределах GSN включают потребность развиться лучшего понимание различных классов алгоритмов маршрутизации и механизмов жизнеспособности, которые могут быть осуществлены, основываясь на показаниях их свойств.
Информация об авторе
Michael Kwok Shing Ho and KwokWai Cheung
Китайский Университет Гонконга
Ша Тин, Гонконг
Kwok-shing Ho получил степень M.Phil. в информационной разработке от китайского Университета Гонконга в 2002. С тех пор тогда, он был кандидатом доктора философии в информационной разработке в китайском Университете Гонконга, где он начал проводить исследования способной к выживанию сети. Его текущие интересы исследования включает проект и оценку способных к выживанию оптических сетей. В 2005 APOC он получил лучшее вознаграждение студенческой газеты.
Kwok-wai Cheung в настоящее время является профессором в Отделе из Информационной Разработки в китайском Университете Гонконга Kong. Он получил свой B.S., M.S., и доктор философии от Университета из Гонконга, Йельского университета, и Калифорнийского Института Технологии соответственно. С 1987 до 1992, он работал в качестве участника из Технического сотрудником в Bell Communications (теперь Telcordia Technologies), Нью-Джерси, США. Он присоединился к китайскому Университету из Гонконга в 1992. С 1996 до 2001, он служил Директор основания Центра Инноваций и Технологии. Он издал более чем сто журналов и конференцию статьи, имеет пять американских патентов, восемь международных патентов, и имеет более чем двадцать других, ожидающих. Он был награжден премией Electronics Letters в 1992.
1. AT&T News Release, AT&T Deploys Nationwide Intelligent Optical Network, 2002. http://www.att.com/news/2002/02/11-4206
2. K. S. Ho and K. W. Cheung, A Framework for Planning Survivable Optical Mesh Network with Dynamic Demands and Single Link Failure Protection, Proc. SPIE 5626, pp. 417-427, 2004.
3. K. S. Ho and K. W. Cheung, Capacity Planning of Link Restorable Optical Networks Under Dynamic Change of Traffic, Proc. SPIE 6022, pp. 6022-38, 2005.
4. K. S. Ho and K. W. Cheung, Generalized Survivable Network, submitted for publication, 2005.
5. K. W. Cheung and K. S. Ho, Generalized Survivable Networks – from Dual Rings to Fully-Connected Mesh Networks, submitted for publication, 2005.
© 2009 ДонНТУ Чепак Виталий Сергеевич