Уплотнение канала, или решение одной телекоммуникационной задачи

Я являюсь сотрудником одного небольшого оператора. Еще никогда не писал статьи, но возникла одна задача, которая побудила меня написать данный обзор.
Мы столкнулись с задачей, что на одном из направлений, на котором мы развернули канал для представления сервисов нашим клиентам, у нас появился клиент, которому потребовалось подключать вновь установленную АТС, причем подключить непременно по E1 потоку. Между нашим центральным узлом и удаленной точкой присутствия клиента по арендованному оптоволокну у нас передавался только Gigabit Ethernet, соответственно, нам было нужно дополнительно передать канал E1. Ситуация осложнялась большим затуханием в оптоволокне между узлами связи, и поэтому в наших коммутаторах стояли дальнобойные SFP модули на 30 дБ (120 км) для работы по одному арендованному волокну. После анализа возможных решений задачи было предложено несколько возможных подходов:
1) Взять в аренду еще одно оптическое волокно и установить на него оптический модем Е1;
2) Уплотнить оптическую линию между узлами связи CWDM системой.
3) Установить на работающую сеть передачи данных устройство псевдопроводной передачи (TDM over IP, ru.wikipedia.org/wiki/TDMoIP) и конвертировать E1 в Ethernet, далее передавать между объектами в конвертированном виде, а на центральном узле выполнять обратное преобразование;
4) Найти устройство, совмещающее передачу Gigabit Ethernet c передачей E1 и поддерживающее работу при большом затухании на оптической линии.

Первое решение было сразу же отброшено, так как требовало периодической абонентской платы за дополнительное волокно. Второй вариант казался вполне подходящим, однако требовал установки нескольких дополнительных компонентов: CWDM мультиплексора и медиаконвертер (мультиплексор) с E1 портом и uplink портом в виде SFP для подключения к CWDM мультиплексору. При наличии на модеме E1 фиксированного E1 порта требовалось бы дополнительно устанавливать активный конвертер длин волн для подключения модема к CWDM к системе. Решение оказалось несколько громоздким, и по этому было также отброшено.

Третье решение оказалось вполне реальным, однако клиент требовал заключения договора с одним обязательным пунктом “E1 G.703 поток должен передаваться без конвертирования и изменения структуры, а также без использования псевдопроводных технологий передачи данных ”. Поэтому, от этого решения тоже решили отказаться. Оставался последний вариант.
Были сформулированы требования к устройству: наличие порта Gigabit Ethernet, порта E1 (минимум 2x для целей возможного расширения), встроенного дальнобойного оптического порта или порта SFP для установки оптических модулей. Последним критерием была поддержка дальнобойных оптических модулей, так как по моему опыту не все устройства их поддерживают.
После непродолжительного поиска в интернете мы нашли нужный девайс и взяли его на тест в нашу лабораторию для решения нашей задачи. Нам поступило соответствующее оборудование: мультиплексор RCMS2912-4/8T1E1GE 2 шт. (http://www.raisecom.su/equipment/e1ethopt/multiservpdh/rcms2912/), шасси для установки мультиплексоров – RC001-1D-WP 2 шт. (http://www.raisecom.su/equipment/chassis/rc0011d/). В комплектации к устройствам также шли диски с инструкциями на английском языке.

У мультиплексора RCMS2912 на борту имелся медный порт Gigabit Ethernet, четыре порта E1, а также два порта SFP для установки оптических модулей. На лицевой панели также выведено несколько индикаторов, отвечающих за отображение аварий на портах E1, состояние порта Ethernet, а также состояния оптических портов.

Одно из первых сомнений, которое у нас тогда появилось, будет ли устройство работать с существующими дальнобойными SFP модулями, которые были установлены в работающем коммутаторе на узле связи. Так как у нас в резерве были такие же запасные SFP, то удалось провести тест “на столе”, не устанавливая оборудование на сеть. Была собрана схема.

С коммутатора 1 на коммутатор 2 посылались пакеты, используя утилиту ping. Тест прошел успешно, наши SFP благополучно стали работать в новом оборудование.

ping 172.10.2.165 count 100 waittime 1
Type CTRL+C to abort.
Sending 100, 8-byte ICMP Echos to 172.10.2.165, timeout is 1 seconds:
!!!
— PING Statistics—-
100 packets transmitted,
100 packets received, Success rate is 100 percent(100/100)
round-trip (ms) min/avg/max = 0/0/0

Далее требовалось проверить работу устройств по передаче E1. К сожалению, на тот момент в нашей “мини-лаборатории” не нашлось E1-тестера, для проверки E1 мы использовали два маршрутизатора CISCO 2610. Была собрана следующая схема.

Единственной способностью при подготовке к проведению теста была подготовка кабеля E1 для соединения CISCO 2610 и RCMS-2912. Для этого пришлось подымать распиновку модуля CISCO в интернет + смотреть распиновку мультиплексора Raisecom. После подключения устройств по указанной выше схеме канал поднялся, и пакеты стали успешно ходить между маршрутизаторами. Тест был пройден.
Было решено провести тест по пропускную способность канала Gigabit Ethernet. В распоряжении было только 3 компьютера с Gigabit Ethernet сетевыми картами. В качестве программного обеспечения использовался iperf. Предварительно была собрана схема

Между двумя ПК. Результат был

Далее была собрана схема.

И получен результат

Таким образом, устройство вполне справилось с нагрузкой и тест в последствие был повторен на работающем канале со скоростью ~450 Мбит/c.
Одной из дополнительных функций устройства была поддержка резервирования SFP портов. Эта функция позволяет устройству переключаться на второй оптический порт, если падает линк на первом оптическом порту.
Было решено проверить работу этой функции в том числе. Дополнительный порт дальнобойных модулей у нас не оказалось, и было использованы SFP на 20 км и собрана схема.

Для теста – ПК_А включали iperf в режиме сервера, на ПК_Б включали тест iperf по UDP со следующими настройками.

На ПК_Б запускался iperf (http://sourceforge.net/projects/iperf/) в режиме клиента для выполнения теста по UDP протоколу.
Цель была определить — будет ли возникать потеря пакетов при переключении между двумя оптическими каналами. По очереди мы выдергивали и устанавливали на место оптические патчкорды. Результат был следующим:

Тест показал, что при проверке не было потеряно но одного UDP пакета. Устройство успешно справилось с задачей.
После всех тестов решено установить устройство на рабочую сеть. 48-часовой тест показал, что устройство работало без сбоев, после чего мы выполнили подключение клиента.
Данное решение оказалось довольно выгодным – порядка 60 000 руб, если сравнивать с остальными вариантами решения задачи.