Wielousługowy charakter szkieletu IP

Współczesna sieć IP ewoluuje w kierunku klasycznej sieci wielousługowej, oferującej przekaz danych kojarzony z wszystkimi dostępnymi aplikacjami, w tym także multimedialnymi - opartymi na transmisji głosu i obrazu. Wielousługowy charakter sieci IP wymaga wprowadzania zróżnicowanych usług sieciowych, podobnie jak to ma miejsce w sieciach ATM.

Pierwsze standardy komunikacyjne SDH/SONET opracowano do efektywnego multipleksowania i przesyłania strumieni optycznych TDM (Time Division Multiplexing), stosowanych w łączach międzycentralowych tradycyjnych cyfrowych systemów komutacji. Przemiany dotyczące globalnego charakteru komunikacji spowodowały jednak, że sieci szkieletowe zostały zdominowane transmisją pakietową związaną z protokołem IP, przy jednoczesnym wzroście wymagań jakościowych QoS dotyczących tego ruchu. W praktyce okazało się, że optyczne sieci szkieletowe z ruchem IP wymagają bardzo pojemnych strumieni transportowych między coraz większą liczbą gigabitowych i terabitowych ruterów sieciowych. Coraz bardziej staje się prawdopodobne, że przyszłe sieci szkieletowe będą zawierać jedynie dwie warstwy transportowe: optyczną (DWDM) i protokołu IP/MPLS (Internet Protocol/Multiprotocol Label Switching).

Zapewnienie wielousługowego charakteru sieci IP wymaga wprowadzenia zróżnicowanych usług sieciowych, podobnie jak to dzieje się w klasycznych sieciach ATM. Różnią się one takimi podstawowymi parametrami, jak: typ pakietów przekazywanych przez sieć (o stałej lub zmiennej długości), dopuszczalne opóźnienie pakietów, fluktuacja opóźnienia w węźle sieci (jitter) czy prawdopodobieństwo utraty pakietu wynikające z chwilowego przeciążenia sieci. Istotny postęp w technologii sieci optycznych uwidacznia się w rosnącej przepływności szkieletu optycznego (wyrażanej w Tb/s i Pb/s) oraz coraz większej inteligencji rozwiązań sieciowych.

W wielousługowych sieciach IP wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje ruchu: ruch strumieniowy (stream) i ruch elastyczny (elastic). W ruchu strumieniowym - tworzonym przez aplikacje przekazów obrazów ruchomych (video) czy dźwiękowych (audio, VoIP) - ruch pakietowy jest transmitowany z pomijalnie małym opóźnieniem, z zapewnieniem stosunkowo niewielkich strat. Ruch elastyczny dotyczy przesyłania dokumentów, takich jak zbiory czy obrazy nieruchome. Od tego typu ruchu wymaga się zapewnienia większej wierności i poprawności przekazu, natomiast wymagania na czas ich transmisji nie są krytyczne.

Wraz z rozwojem nowych usług, takich jak transmisja ruchu wymagającego małych opóźnień w trybie multicast czy sieci VPN oraz ze wzrostem zapotrzebowania klientów na szybsze i tańsze łącza i urządzenia dostępowe, zwiększają się także wymagania dotyczące sieci wielousługowych. Będą one musiały zapewnić w przyszłości wymagany poziom QoS, pewną ochronę informacji, właściwą niezawodność oraz ciągłą ewolucję inżynierii ruchu - w tym implementacje protokołów z etykietowaniem MPLS (MPlS). Integracja obsługi pakietów w sieciach IP, ATM i MPLS przez przełączniki wielousługowe ma zapewnić uproszczenie architektury sieci IP oraz elastyczną realizację mechanizmów QoS - daleko wykraczających poza klasyczne podejście typu best effort. Odpowiednie mechanizmy QoS muszą być zrealizowane sprzętowo, aby działać z bardzo szybkimi łączami optycznymi. Środki zapewniające ochronę informacji wciąż ewoluują, w miarę jak coraz więcej firm przechodzi od sieci prywatnych do optycznych sieci wirtualnych IP VPN (Virtual Private Network).

Wielousługowe platformy telekomunikacyjne korzystają z nowoczesnych produktów przełączania w szkielecie sieci, efektywnej transmisji wielofalowej DWDM oraz kompletnych platform optycznych opartych na ruterach i przełączaniu całkowicie optycznym - rozwiązań zupełnie niepodobnych do dawnych SONET/SDH. Taktyka firm telekomunikacyjnych, polegająca jedynie na modernizowaniu szkieletu sieci transportowej PDH/SDH w celu realizacji coraz większej liczby rozmów telefonicznych, przestała już spełniać oczekiwania użytkowników, potrzebujących coraz większego pasma do transportu danych.

Kierunek rozwiązań wielousługowych i funkcji oferowanych przez sieci różnych operatorów telekomunikacyjnych jest zbieżny nawet dla odmiennych rozwiązań firmowych, mimo że konkretna realizacja sieciowej infrastruktury komunikacyjnej jest odrębna. Ułatwione zadanie mają firmy zajmujące się „czystym” przełączaniem (np… Cisco), które nieobarczone kosztowną infrastrukturą telekomunikacyjną starego typu mogą od podstaw kształtować funkcje nowych sieci i produktów wielousługowych.