Все новости от 13 октября 2004 г.

Оптические сети: новое поколение

Проект National LambdaRail (NLR) предусматривает соединение университетов по всем Соединенным Штатам полностью оптической сетью, состоящей из тысяч миль оптоволокна; это будет первая сеть подобного рода. Цели исследований NLR — и потенциальное значение этого проекта для коммерческого рынка — таковы, что некоторые эксперты проводят параллель между ним и теми ранними разработками, которые в свое время привели к созданию самого интернета.

В прошлом месяце закончился первый этап внедрения очереди NLR «Восток-Запад», соединившей Денвер с Чикаго, Атланту с Джексонвиллем и Сиэттл с Денвером. Второй этап, который должен завершиться в мае или июне 2005 года, охватит юг Соединенных Штатов. Эта часть проекта свяжет университеты Луизианы, Техаса, Оклахомы, Нью-Мексико, Аризоны, Солт-Лейк-Сити и Нью-Йорка.

«National LambdaRail — это следующий этап в естественной эволюции исследований и обучения в области передачи данных, — говорит генеральный директор National LambdaRail Том Вест. — Впервые ученые получат собственную базовую инфраструктуру, необходимую для разработки передовых научных приложений и проведения исследований».

Забудьте об Internet2 с его сетью Abilene с пропускной способностью 10 Гбит/с. Эксперты утверждают, что NLR — это самая амбициозная сетевая инициатива с тех самых пор, как Министерство обороны США в 1969 году организовало ARPAnet, а Национальный фонд науки работал в конце 80-ых годов над NSFnet — два эти проекта считаются главными факторами, которые привели к созданию и коммерциализации интернета.

Как и Abilene, NLR в большой степени опирается на Internet2, научное объединение университетов, нацеленное на создание сетевых технологий нового поколения. Но NRL предлагает нечто, чего недостает родственному проекту — полную оптоволоконную инфраструктуру, на которой ученые смогут строить свои собственные IP-сети. Abilene же предоставляет IP-каналы, проложенные по инфраструктуре, которая арендуется у коммерческих операторов базовой сети, а это существенно ограничивает возможности исследований.

Со времен коммерциализации интернета проблема академического сообщества заключается в том, что оно стало зависимым от коммерческих операторов, которым принадлежит оптоволокно и базовая инфраструктура сетей связи. Часто ученые бывают вынуждены подписывать многолетние контракты, превышающие их научные потребности. А за отсутствием доступа к фундаментальным конструктивным блокам сети они не могут проводить эксперименты над самой сетью.

Теперь, впервые за многие годы, ученые вновь получили полный доступ к исследовательской сети, что обещает небывалые возможности по продвижению сетевой технологии вперед. «LambdaRail — это новая ARPAnet, — говорит Скотт Колберн, инженер по сетям Национального центра атмосферных исследований, который планирует подключиться к LambdaRail в будущем году. — Теперь академическое сообщество сможет играть с протоколами и базовой инфраструктурой, что раньше ему было недоступно».

Помощь оптическим сетям?
Однако больше всех от NLR, пожалуй, выиграет индустрия оптических сетей.

В годы бума такие операторы, как WorldCom, рассчитывали на беспрецедентный рост собственных сетей, и новые оптические сети казались им как раз той технологией, которая сможет удовлетворить их нужды. Операторы влезли в долги, потратив миллиарды долларов на рытье траншей и прокладку оптоволокна. Еще миллиарды перекочевали на счета молодых компаний-производителей нового оборудования, способного эффективно использовать это оптоволокно для передачи большого количества данных со скоростью света.

Когда телекоммуникационный пузырь лопнул, сотни таких компаний обанкротились, и слово «оптический» в сетевом мире стало ругательным. Окончательный подсчет потерь, возможно, еще не закончился: на прошлой неделе Corning, один из крупнейших производителей оптоволокна, кабеля и продуктов фотоники, объявил, что по состоянию на его третий финансовый квартал долги телекоммуникационного бизнеса составят от $2,8 млрд до $2,9 млрд.

Учитывая существующую обстановку, создание NLR и возможности для исследований, которые открывает этот проект, надо приветствовать как божий дар для задавленного сектора. «Я думаю, что NLR определенно повысит осведомленность об оптической технологии, — говорит Колберн. — Год назад я сам мало что знал об оптических сетях, но теперь это не так».

Конечно, пройдут годы, прежде чем исследования, проводимые инфраструктурой National LambdaRail, отразятся на коммерческих продуктах или услугах. Но когда это произойдет, вся пирамида компаний на телекоммуникационном рынке получит свои преимущества. В число этих компаний входят такие операторы, как Level 3 Communications и Qwest Communications International; производители оборудования Cisco Systems и Nortel Networks; а также производители оптоволокна и оптических компонентов, такие как Corning и JDS Uniphase.

«По своей природе сообщество науки и образования всегда будет на несколько шагов опережать коммерческий рынок, — говорит директор по исследованиям и обучению Level 3 Джон Вердучо. — Наша работа с учеными, участвующими в проекте NLR, в будущем должна принести дивиденды. Возможно, какие-то из исследований принесут плоды, которыми мы воспользуемся позднее».

Научная сеть нового типа
Как и оптоволоконные сети, проложенные в конце 90-ых, NLR опирается на технологию, называемую Dense Wave Division Multiplexing (DWDM), которая расщепляет свет, передаваемый по оптоволокну, на сотни частотных диапазонов. Это не только существенно повышает емкость канала передачи данных, но и позволяет создавать в единой инфраструктуре множество отдельных линий связи.

Если пользователи Internet2 работают с общей сетью с пропускной способностью 10 Гбит/с, то пользователи NLR могут получать собственные 10-Гбит/с каналы. Эксперты говорят, что Abilene обеспечивает более чем достаточную емкость для работы с большинством приложений нового поколения, таких как видео высокой четкости изображения, однако для самых мощных суперкомпьютерных приложений этой емкости все же недостаточно.

Так как Internet2 — общая сеть, ученые постоянно пытаются оптимизировать инфраструктуру, чтобы повысить производительность, измеряемую так называемыми тестами Land Speed Record. Последний рекорд был установлен в сентябре, когда ученые CERN (European Organization for Nuclear Research), Калифорнийского технологического института, а также компаний Advanced Micro Devices, Cisco, Microsoft Research, Newisys и S2IO, переслали 859 Гбайт данных менее чем за 17 минут со скоростью 6,63 Гбит/с – что эквивалентно передаче полнометражного DVD-фильма за четыре секунды. Этот эксперимент производился между Женевой, где расположен CERN, и Пасаденой (штат Калифорния), где находится Калифорнийский технологический институт, то есть на расстоянии около 15 766 км.

Теоретически, используя выделенный канал 10 Гбит/с, или «ламбду», NLR, исследователи должны иметь возможность без проблем передавать сотни гигабайт данных. Хотя большинству из них такая емкость пока не нужна, некоторые уже задумываются о приложениях, способных использовать преимущества такой быстродействующей выделенной сети.

Например, в Национальном центре по изучению атмосферы в Колорадо разрабатываются новые модели климата, использующие более сложные химические взаимодействия, выбросы в стратосферу и биогеохимические процессы.

Проверка этих процессов предусматривает сравнение с данными наблюдений, которые могут храниться вне NCAR. Ученые планируют использовать NLR для доступа к удаленным вычислительным ресурсам и данным, говорит председатель оргкомитета ученого совета системы моделирования климата NCAR Джефф Кил.

Суперкомпьютерный центр в Питтсбурге, который стал первым научным учреждением, подключенным к LambdaRail в ноябре 2003 года, использует инфраструктуру LambdaRail вместо коммерческого провайдера для соединения с системой Teragrid Национального фонда науки в Чикаго.

Венди Хантун, заместитель директора по сетям Суперкомпьютерного центра в Питтсбурге, говорит, что ученые центра уже подали свои предложения по изучению влияния размера пакетов на производительность сети. «Главная причина нашей работы с NLR заключается в том, что эта сеть дает дополнительную гибкость, которую невозможно получить от коммерческих операторов, — говорит он. — Например, если наши ученые хотят по какой-то причине изменить базовую сеть, они могут это сделать, не перезаключая контракта».

Создание партнерства
Сегодня в NLR входят 18 членов-университетов и научных групп по всей стране. Каждый член обязуется вложить в проект $5 млн в течение пяти лет. На базе Internet2 созданы два таких общества, члены которых должны внести по $10 млн.

В обмен на эти $10 млн Internet2 позволяет использовать 10-Гбит/с спектр для проектирования гибридной сети, в которой применяется как коммутация IP-пакетов, так и динамически выделяемые ламбды. Проект, называемый HOPI (hybrid optical and packet infrastructure), будет использовать территориально распределенные ламбды с IP-маршрутизаторами и ламбда-коммутаторами, обеспечивая высокую емкость и динамическое выделение полосы.

На сегодняшний день консорциум NLR собрал свыше $80 млн. $30 млн из этих средств предназначены для создания оптической инфраструктуры. Хотя NLR арендует оптоволокно у ряда сервис-провайдеров, включая Level 3, Qwest, AT&T и WilTel Communications, для создания инфраструктуры применяется оборудование только одной компании — Cisco. В порядке эксклюзивного партнерства Cisco снабжает NLR оптическими мультиплексорами DWDM, коммутаторами Ethernet и IP-маршрутизаторами.

Cisco говорит, что ее участие в NLR выходит за рамки простого снабжения ученых оборудованием. Компания является стратегическим участником NLR и имеет два места в правлении, которые заняты выдающимися учеными, не входящими в штат Cisco. Кроме того, компания планирует финансировать отдельные проекты по использованию LambdaRail в программе университетских исследований.

«NLR может служить колыбелью большого числа новых проектов, связанных с сетями, — говорит старший менеджер группы академических исследований и технологии Cisco Джавад Боруманд. — История показывает, что интернет и Napster пришли не из технологических компаний, а из академического сообщества. Мы хотим продолжать эти инновации».

Последняя миля
NLR создает оптоволоконную сеть, пересекающую всю страну, но университетам, желающим использовать данную инфраструктуру, еще надо как-то подключиться к этой сети. Для этого учебные заведения, расположенные в одном и том же географическом регионе, соединяются друг с другом по собственному локальному или региональному оптоволокну.

«Существует серьезная проблема последней мили, — говорит Колберн. — То, что у нас есть общенациональная инфраструктура, это хорошо, но ею можно воспользоваться лишь в том случае, если у вас есть собственное оптоволокно, которое можно к ней подключить».

При Internet2 создана специальная компания National Research and Education Fiber Company (FiberCo), которая помогает таким объединениям установить региональную оптоволоконную сеть. В частности, FiberCo действует как посредник между университетами и операторами связи, владеющими правами на оптоволоконные сети. «Во многих случаях операторам связи неудобно работать со сферой образования, — говорит представитель Internet2 Грег Вуд. — FiberCo помогает вести переговоры по некоторым вопросам, что значительно упрощает процесс». 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Kosta - yarovoykmail.ru 13 Oct 2004 12:28 PM
Интересный способ боротся с переизбытком канальной емкости - проложить новые каналы?! Надеются, что количество перейдет в качество? Ответ может быть найден в самой статье "NLR арендует оптоволокно у ряда сервис-провайдеров". То есть если перестали продаваться ip каналы, надо продавать "темную оптику" в новой упаковке. Изощренный маркетинг. Так, что эту статью логичнее было бы подавать под шапкой "на правах рекламы".