Применение технологии Bonding в сетях ШПД

Технология Bonding — что это?

Реализация медно-оптического решения является прекрасным способом обеспечения пропускной способности линии доступа, практически достаточной для реализации всех настоящих и будущих приложений. Однако темпы внедрения оптического волокна в местные сети не позволяют рассчитывать на быстрое повсеместное применение оптических кабелей в сети доступа.

Достаточно указать, что в настоящее время более 85% предприятий малого и среднего бизнеса Small and Middle Enterprises (SME) не имеют доступа по оптическому волокну. Для таких случаев в арсенале технологий DSL предусмотрен специальный механизм передачи данных с использованием нескольких параллельных пар, позволяющий увеличить пропускную способность и/или перекрываемые расстояния. Этот механизм обычно называют механизмом Multipair Bonding (MPB), или Pair Aggregation Function (PAF) Он рекомендован Форумом DSL в качестве одного из путей эволюции технологий DSL.

В теории передачи сигналов этот метод называют методом пространственного уплотнения Spatial Division Multiplexing (SDM) или инверсного мультиплексирования Inverse Multiplexing (IM). Метод IM был впервые применён в США для увеличения числа градаций пропускной способности ЦСП в интервалах пропускных способностей американских стандартов T-1 (1,5 Мбит/с), Т-2 (6 Мбит/с) и T-3 (44 Мбит/с).

При методе IM агрегатный цифровой поток делится на несколько компонентных цифровых потоков равной скорости, которые передаются затем параллельно по парам симметричного кабеля. Одной из первых модификаций инверсного мультиплексирования является протокол Multilink PPP (MLPPP). Он позволяет, например, объединить два основных канала ISDN с пропускной способностью по 64 кбит/c каждый в один канал передачи данных с пропускной способностью 128 кбит/с. MLPPP приведен в документе IETF RFC 1990, «The PPP Multilink Protocol (MP)», 1996. Протокол MLPPP поддерживают операционные системы Microsoft Windows, Linux и др.

Традиционное инверсное мультиплексирование IM является частным случаем упомянутого механизма MPB, который допускает разные скорости передачи по параллельным парам. Все типы пространственного уплотнения, включая IM и MPB, выполняют преобразование нескольких физических каналов в один логический канал.

Основными областями применения bonding являются предприятия малого и среднего бизнеса SME и комплексы больших зданий. В этих сетях технология bonding может использоваться для гибкой передачи цифровых потоков в интервале скоростей DS1/E1 и DS3/E3, а также ADSL и VDSL.

Реализации технологии Bonding

Первой технологией DSL с функцией Multipair Bonding была технология G.shdsl.

В декабре 2003 появился уточнённый вариант рекомендации G.991.2 ITU-T, известный под названием G.shdsl.bis, в котором пропускная способность одиночной витой пары благодаря использованию кода PAM-32 была расширена до 5696 кбит/с. Другим важнейшим нововведением стандарта G.991.2 bis является функция MPB. Она допускает параллельное объединение до 32 пар с минимальной задержкой до 2—4 мс, что очень важно для развертывания приложений VoIP, например, с помощью VoIP телефонов.

Функция объединения пар стандарта G.shdsl.bis позволяет осуществлять операцию bonding с четырехкратной разницей в скорости между объединяемыми парами. Технология Gshdsl, наряду с VDSL, была выбрана в технологии Ethernet in first mile (EFM) и её стандарте IEEE Std 802.3ah в качестве метода реализации её медного сценария EFM Copper(EFMC).

Архитектура EFMC включает дополнительно, по сравнению с традиционной уровневой архитектурой Ethernet новые подуровни, выполняющие функцию фрагментации/сборки цифровых потоков отдельных пар Loop Aggregation, и функцию выравнивания их скоростей MAC-PHY Rate Matching.

На основе стандарта EFM Std 802.3ah институт IEEE ITU-T разработал рекомендацию G.998.2 «Ethernet-based multi-pair bonding», ратифицированную в декабре 2004 года. Одновременно с технологией Ethernet bonding в ITU-T также стандартизовали ещё две технологии bonding - технологию инверсного мультиплексирования IMA в виде рекомендации G.998.1 «ATM-based multi-pair bonding» 12/2004 и технологию инверсного TDM мультиплексирования (TDIM) в виде рекомендации G.998.3 «Multi-pair bonding using time-division inverse multiplexing» 12 2004.

Последняя рекомендация фактически относится к многопарной G.shdsl и поэтому в значительной степени повторяет соответствующие разделы рекомендации G.shdsl.bis.

В нижеследующей таблице представлены сравнительные характеристики трёх указанных модификаций технологии bonding.

Сравнение различных модификаций технологии bonding