Rambler's Top100
Статьи ИКС № 12 2014
Александр РОСЛЯКОВ  08 декабря 2014

Future Networks. Версия МСЭ-Т. Часть 1

Сектор стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) считает, что до 2020 г. должны появиться сети будущего, FN (Future Networks). 

Принципиальное их отличие от современных сетей (NGN) в том, что они способны обеспечить новые инфокоммуникационные услуги, которые трудно реализовать с использованием имеющихся сетевых технологий.

Александр Росляков, заместитель директора филиала по перспективным разработкам, ГК «Старт»

Со времени, когда на страницах «ИКС» (№6’2005, с. 53 – 58 ) были проанализированы первые две рекомендации МСЭ-Т – Y.2001 и Y.2011 – относительно нового направления развития телекоммуникаций, сетей следующего поколения, NGN (Next Generation Networks), эти сети были достаточно полно стандартизованы в нормативных документах МСЭ-Т (в специальной серии Y.2000, посвященной этим сетям, уже 124 рекомендации*), операторы успешно их строят и эксплуатируют**.

Работы по стандартизации будущих сетей FN начаты МСЭ-Т в 2009 г. Исследовательской комиссией SG13 были разработаны первые рекомендации по FN в новой серии рекомендаций МСЭ-Т – Y.3000-3499. В настоящее время в этой серии выпущены уже девять рекомендаций, в стадии обсуждения находятся еще четыре документа***. Краткому обзору рекомендаций МСЭ-Т по будущим сетям и посвящена статья.

Задачи и цели создания будущих сетей

В рекомендации Y.3001 описываются основные положения будущих сетей и 12 целевых задач их создания, которые разделены на четыре базовых сегмента (рис. 1). Часть задач, такие, как управление сетью, мобильность, идентификация, а также надежность и безопасность, могут относиться к нескольким сегментам, но на рисунке изображены взаимосвязи между сегментом и задачами, имеющими к нему наибольшее отношение.

Сегмент услуг характеризуется тем, что в сетях будущего будет предоставляться огромное количество услуг/приложений для удовлетворения практически любых запросов потребителей. Как ожидается, в будущих сетях число услуг и их объем будут расти лавинообразно. Кроме того, предполагается вводить новые услуги без существенных капиталовложений и увеличения эксплуатационных затрат, обеспечивая при этом их высокую надежность и безопасность будущих сетей.

Сегмент данных предусматривает оптимизацию будущих сетей в связи с гигантскими объемами передаваемой и обрабатываемой информации. Под данными понимается вся информация, доступная в сети будущего. Также предполагается, что доступ к услугам будущих сетей будет легким, быстрым и качественным независимо от местопребывания пользователя. Каждый человек в будущей сети получит свой уникальный адрес, по которому сможет авторизоваться в любой точке мира и получать все нужные ему услуги.

Экологический сегмент означает, что сети будущего будут экологически безопасны для окружающей среды. Их технические решения должны минимизировать влияние на экосистему, сократить потребление материалов и энергии.

Социально-экономический сегмент предусматривает решение целого ряда задач, связанных со снижением затрат на обеспечение жизненного цикла услуг и унификацией предоставления широкополосного доступа к ресурсам будущих сетей широким слоям населения, что, в свою очередь, послужит стимулом для развития мировой экономики и устранит «цифровое неравенство».

Сетевая виртуализация

Поддержка виртуализации ресурсов является важнейшей отличительной особенностью сетей FN от сетей NGN. Она обеспечивает логическое разделение сетевых ресурсов между услугами и одновременное совместное использование одного физического сетевого ресурса многими виртуальными ресурсами.

Архитектура сетевой виртуализации для будущих сетей, представленная в рекомендации Y.3011, содержит три уровня (рис. 2). Как и любая сеть связи, сеть FN на первом уровне состоит из физических ресурсов (коммутаторов, маршрутизаторов, линий связи, систем передачи и др.), которыми владеют и управляют операторы физических сетей. На базе ресурсов физических сетей организуются виртуальные ресурсы (полоса пропускания, маршрут передачи, адресное пространство и др.), которыми может управлять соответствующий оператор. И уже на основе этих виртуальных сетевых ресурсов для каждой услуги создается своя виртуальная сеть, называемая логически изолированной частью сети, LINP (Logically Isolated Network Partition). Такое разделение позволяет реализовать в одной и той же физической сети несколько услуг с разными требованиями к сетевым ресурсам. При сетевой виртуализации поставщик и пользователь сетевых ресурсов разделены. Это означает, что пользователь виртуальной сети не обязательно должен иметь собственные физические сетевые ресурсы. Это позволяет динамически добавлять и удалять необходимые ресурсы в виртуальной сети из пула общих виртуальных ресурсов в ответ на появляющиеся в ней изменения (увеличение или уменьшение объема трафика, появление отказов или сбоев в работе сетевого оборудования и др.). Поскольку добавление виртуальных ресурсов осуществляется намного быстрее и экономичнее, чем развертывание дополнительного физического ресурса, функционирование и управление в сетях будущего более эффективное и гибкое.

Энергосбережение в будущих сетях

Важностью экологических вопросов обусловлено то, что при разработке будущих сетей одной из основных задач становится использование энергосберегающих технологий. Согласно рекомендации Y.3021 уменьшить негативное воздействие будущих сетей на окружающую среду можно двумя способами.

1. Использовать возможности будущих сетей в областях экономики, не связанных с инфокоммуникационными технологиями. Будущие сети должны стать полезным инструментом снижения негативного воздействия других областей экономики на окружающую среду. Примерами такого применения FN являются «умные» энергосети smart grid, предназначенные для распределения электрической мощности, или всепроникающие сенсорные сети USN, которые контролируют изменения экосферы Земли.

2. Снизить негативное воздействие на окружающую среду самих сетей, сделав это основополагающим принципом сетей будущего. Снижение потребления энергии сетевыми объектами, в частности маршрутизаторами, коммутаторами и серверами, является характерным для экологически чистых будущих сетей.

Внутри будущих сетей можно выделить три уровня, каждому из которых соответствуют свои технологии энергосбережения:

уровень устройств – технологии, которые применяются для электронных устройств, таких, как большие интегральные схемы и запоминающие устройства;

уровень оборудования – технологии, которые применяются к одной единице оборудования (набору устройств), например маршрутизатору или коммутатору;

уровень сети – технологии, которые применяются во всей сети (например, протокол маршрутизации, применяемый к нескольким маршрутизаторам).

Измерение потребленной энергии в будущих сетях

В рекомендации Y.3022 заданы требования к измерению энергии, потребляемой разными элементами будущих сетей. На основе этих требований определены эталонная модель измерений (рис. 3), функциональная архитектура, метрики энергоэффективности и методы измерения потребленной энергии элементами сети (интерфейсом Eинтерфейс, узлом Eузел, сервером Eсервер) и сетью в целом (Eсеть). Для лучшего понимания метрик энергоэффективности в информационном приложении к рекомендации приводятся описывающие их соответствующие подробные уравнения

Идентификация в будущих сетях

В рекомендации Y.3031 описаны возможные идентификаторы (ID) будущих сетей для определения абонентов, пользователей, элементов сети, функций, объектов сети, предоставляющих услуги/приложения, или других сущностей (например физических или логических объектов). Приведена идентификационная архитектура будущих сетей, которая поддерживает уникальное пространство идентификаторов, обеспечивает связь между определенными идентификаторами, представляющими объекты сети, и предоставляет информацию о взаимосвязи между идентификаторами при необходимости. Она также поддерживает поиск идентификаторов целевых объектов сети для обеспечения их взаимодействия.

Идентификационная архитектура FN соединяет разные объекты коммуникаций и физические сети и состоит из четырех компонентов (рис. 4).

1. Служба распознавания идентификаторов, которая обнаруживает разные типы идентификаторов, связанные с объектами коммуникаций.

2. ID-пространство, которое определяет и управляет разными видами идентификаторов: пользователей, данных либо контента; служебные ID, ID узлов и ID местоположения.

3. Реестры отображения ID, которые поддерживают отображения связей между разными видами идентификаторов.

4. Служба отображения ID, которая преобразует идентификаторы одной категории в идентификаторы других категорий для достижения непрерывного обслуживания на гетерогенных физических сетях, таких, как сети IP версии 6 (IPv6), версии 4 (IPv4) или не IP-сети, способные использовать разные протоколы для передачи пакетов данных.

__________________________________________________________________________

* ITU-T Recommendations Y.2000-Y.2999: Next Generation Networks [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.itu.int/ITU-T/recommendations/index.aspx?ser=Y.

** Сети следующего поколения / А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов, И.В. Шибаева, С.В. Ваняшин, И.А. Чечнева; под ред. А.В. Рослякова. – М.: Эко-Трендз, 2008. – 424 с.

*** ITU-T Recommendations Y.3000-Y.3499: Future networks [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.itu.int/ITU-T/recommendations/index.aspx?ser=Y.

Окончание статьи в следующем номере  «ИКС».

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!
Поделиться: