S příchodem nových aplikací v datových sítí se neustále zvyšuje počet serverů, které spravují nové služby. Umístění těchto skupin serverů má rozhodující vliv na velikost provozu v páteřních sítích. Pokud se zvýší provoz nad určitou hranici, dochází k zásadnímu snížení komunikační rychlosti i v horizontálních rozvodech. V některých případech může nedostatečná kapacita páteře redukovat rychlost 100Mb portu až na pouhých 10Mb. Tento problém lze snadno řešit umístěním všech switchů do jednoho místa, takže servery pro určité skupiny uživatelů mohou být připojeny přímo k potřebnému serveru. Toto řešení zásadním způsobem sníží velikost provozu na páteřní síti. Současně se 2-krát až 10-krát zvýší kapacita sítě.
Jak tento problém vznikl?
Problémy se sníženou propustností datové sítě jsou výsledkem historického vývoje. Na počátku 80.let firmy 3Com a Novell pomáhali rozvinout trh datových sítí. Tyto dvě firmy připravily cenově výhodný operační systém a volně dostupný soubor součástek NE1000 pro výrobce síťových adaptérů. Tyto první datové sítě byly navrženy na jednotném principu, že 80% provozu je uvnitř jednotlivých skupin uživatelů (obchodní oddělení, finanční oddělení, pobočka,…) a pouze 20% provozu je uskutečněno mezi těmito skupinami. Z tohoto důvodu byl pro každou takovou skupinu přidělen HUB nebo switch a propojení mezi skupinami bylo tvořeno optickou páteří. Od osmdesátých let byly v podnicích implementovány stále nové služby jako e-mail, datové sklady, e-business, přístup k internetu, atd. K těmto službám však musí mít přístup libovolný uživatel a spolu s použitím technologie VLAN se mění i klasická struktura rozložení uživatelů. S rozšiřováním služeb a koncentrací serverů do jednoho centra se zvyšovaly nároky na řízení sítě, bezpečnost dat a zvyšoval se provoz po páteřních sítích.
Vývoj specializovaných switchů.
Na tuto situaci začaly reagovat dodavatelé aktivních prvků, vývojem víceúrovňových switchů pro potřeby zkvalitnění provozu serverových skupin. Jedním z důvodů použití těchto aktivních prvků je i omezení přenosové vzdálenosti po metalické lince na pouhých 100m. Proto se switche rozdělily do dvou skupin, na vrcholové switche pro použití v páteřních rozvodech a skupinové pro propojení uživatelů ve skupinách. Vrcholové switche mají obvykle neblokující architekturu, jsou modulární a poskytují řadu služeb. Cena za port je u takovýchto prvků nejvyšší. Na druhou stranu skupinové switche mají nižší cenu a neposkytují tolik služeb. Často mají blokující architekturu například 24-portový 100Mb/s switch má celkovou přepínací kapacitu pouze 1.5Gb/s. Někteří dodavatelé nabízí neblokující architekturu i pro skupinové switche, ale pro malý počet portů. Důvodem pro blokující architekturu u skupinových switchů je,že páteřní síť má menší kapacitu než připojené uplinkové moduly. Když je například připojeno 80 uživatelů na switch a ten gigabitovým modulem na páteřní síť, pak na každého uživatele zbývá kapacita pouze 12Mb/s.
Skutečně úzké místo?
Přestože řada výrobců dodává vrcholové switche s řadou služeb, přesto zůstává u řady sítí úzkým místem páteřní síť. Proto neustále dochází k inovacím v oblasti páteřních sítí a navrhují se nové standardy 1000Mb/s a 10000Mb/s. Základním problémem však zůstává přenosová kapacita páteřní sítě s neustále se zvyšujícím provozem. S nastupujícími novými službami, jako je přenos videa a hlasu pomocí IP protokolu, se stává přenosová kapacita rozhodující.
Proto je nutné najít řešení pro dokonalejší připojení skupin serverů s dostatečnou přenosovou kapacitou. Servery je obvyklé připojovat k vrcholovým switchům. Ke skupinovým switchům se servery obvykle nepřipojují, protože skupinové switche se umisťují co nejdále od vrcholových z důvodu omezené vzdálenosti na metalických horizontálních rozvodech. Současně se tak neúměrně zvýší provoz na páteřní síti.
Jaké je řešení tohoto problému ?
Optické vlákno nabízí velice elegantní a v současné době i cenově výhodné řešení. Protože přenosová vzdálenost pro optické vlákno je pro kapacitu 1Gb/s až 5km, je možné všechny aktivní prvky spolu se skupinami serverů umístit do jednoho společného místa a není nutné je umístit blízko uživatele. Páteřní kabeláž je zcela zrušena a páteř je tvořena komunikačními sběrnicemi aktivních prvků. U nových fotovoltaických sběrnic se předpokládá přenosová kapacita až Tb/s (Terabity). Toto řešení odstraní problém s provozem na páteři a současně uživateli přináší plnou kapacitu, kterou umožňují aktivní prvky. Pokud jsou použity prvky 100Mb/s, každý uživatel má přidělenu tuto kapacitu bez omezení. Současně se datová síť stává velice flexibilní. Jakoukoliv změnu lze provádět pouze na úrovni aktivních prvků, například zvýšení kapacity pro jednotlivé uživatele. Provoz na takovéto centralizované síti se lépe řídí, je spolehlivější a umožňuje jednoduché přidávání služeb a aplikací.
Jaké komponenty jsou nutné ?
Především je nutné pro kabelový rozvod použít optické vlákno, protože dovoluje přenos dat na větší vzdálenost než 100m a z důvodu dostatečné přenosové kapacity proti metalickým vedením. Před několika lety došlo k zásadním změnám v oblasti optických sítí hlavně z hlediska celkových nákladů na instalaci. Pasivní prvky (optické kabely, konektory např. VolitionTM VF-45TM,..) jsou již plně cenově srovnatelné s metalickými prvky. Aktivní prvky s optickými porty jsou stále ještě dražší než běžné metalické, avšak centralizovaným rozvodem dochází k významným úsporám na rozvaděčích, záložních zdrojích, počtu využitelných portů, atd. (viz studie firmy Tolly Group). Kromě pasivních prvků se změní požadavky i na aktivní prvky, zejména switche. Moderní switch musí být kombinací vrcholového a skupinového switche. To znamená musí mít neblokující architekturu, být modulární a poskytovat další služby pro řízení sítě a QoS. To vše za cenu nižší než běžný vrcholový switch. Jiz dnes jsou na trhu takové typy switchu, které splňují tyto požadavky a současně lze k nim dodat moduly s rychlostí 10Mb/s,100Mb/s nebo 1000Mb/s a s konektory VF-45TM, RJ-45, SC,MT-RJ, LC podle potřeb uživatele.
Jaké jsou přednosti optické sítě ?
Optická centralizovaná síť řeší problém nerovnoměrného provozu v datové síti. Každý uživatel má k dispozici takovou kapacitu jakou umožňují aktivní prvky. Provoz na centralizované síti je také spolehlivější a bezpečnější. Firma, která používá tento typ kabeláže nemusí z důvodu velké kapacity optického vlákna měnit kabelové rozvody. Z toho vyplývá úspora nejen na výměně rozvodů, ale zvláště významná úspora vznikne tím, že není nutné nijak omezit provoz na síti. V případě, že je nutné zrychlit síť např. na rychlost 1000Mb/s do každého počítače, vymění se pouze aktivní prvky. Optická síť také plně vyhovuje standardům i z hlediska elektromagnetické kompatibility, které se v současné době ve světě a zvláště v EU připravují. Nejdůležitějším momentem je cena centralizovaného řešení. Jak ukazuje již zmíněná studie firmy Tolly Group (www.mmm.com/market/telecom/volition/news), mohou být náklady na centralizovaný optický rozvod stejné či dokonce nižší než náklady na běžný rozvod s použitím páteřní sítě.