Netzwerk-Grundlagen – Ethernet als zukunftssichere Plattform für Carrier

MAN- und WAN-Netze erhalten mit Carrier-Ethernet neue Netzwerk-Infrastrukturen

12.12.2007 | Autor / Redakteur: Gerhard Kafka / Andreas Donner

Ethernet wird zunehmend auch für Weitverkehrsnetze interessant
Ethernet wird zunehmend auch für Weitverkehrsnetze interessant

Das ursprünglich für den Einsatz im LAN entwickelte Ethernet wird zunehmend auch in Weitverkehrsnetzen als universelle Transporttechnologie eingesetzt. Neben der Harmonisierung von lokalen und öffentlichen Netzen sprechen aber auch andere Gründe für das Zusammenwachsen bisher unterschiedlicher Technologien: die Netzbetreiber sparen Investitions- und Betriebskosten, deren Kunden sparen bei den WAN-Routerschnittstellen und beide profitieren von einer skalierbaren und zukunftssicheren Infrastruktur.

Um Ethernet tauglich für den Einsatz bei Carriern und Service Providern zu machen, müssen einige wichtige Voraussetzungen erfüllt sein. Internationale Organisationen wie das Metro Ethernet Forum (MEF), die Ethernet Alliance, Full Service Access Network (FSAN), ITU-T, IEEE und natürlich IETF haben die erforderlichen Voraussetzungen bereits geschaffen, um Ethernet nun auch als zuverlässige WAN-Technologie einsetzen zu können.

Dazu hat das MEF für öffentliche Ethernet-Dienste die folgenden fünf charakteristischen Eigenschaften definiert: standardisierte Dienste, Skalierbarkeit, Verfügbarkeit, Dienstegüte (QoS) und Service Management.

Das MEF kümmert sich unter Einbeziehung der bereits existierenden Ethernet-Standards insbesondere um die Definition, Standardisierung und Zertifizierung von Ethernet Diensten und Produkten. In einem Carrier-Netzwerk kann Ethernet die folgenden drei wichtigen Funktionen bereitstellen:

  • Dienste-Schnittstelle: Definiert den Netzwerkrand des Providers und stellt den Zugang zum Carrier Ethernet-Netzwerk bereit
  • Dienste Bereitstellung/Vermittlung: Hier werden dem Kunden Dienste wie E-Line, E-LAN (auch als VPLS bezeichnet) und IP-VPNs angeboten
  • Transport: Stellt die deterministische Aggregation und die Weiterleitung von Informationen zwischen Dienste-Schnittstelle und -Elementen bereit.

Metro Ethernet

Mit Ethernet als Standardschnittstelle für alle Telekommunikationsdienste wird sich die Wirtschaftlichkeit im WAN fundamental verbessern. Traditionelle Carrier haben jetzt grundsätzlich zwei Möglichkeiten, um die Transformation zu realisieren: Die Aufrüstung der auf SDH und ATM basierenden bestehenden Infrastruktur auf SDH der nächsten Generation oder den Betrieb von zwei parallelen Netzen – SDH/ATM für Sprachdienste und Ethernet/IP für Datendienste.

Alternative Carrier oder Greenfields, die keine Altlasten berücksichtigen müssen, haben den Vorteil, gleich eine zukunftssichere Netzwerkinfrastruktur der nächsten Generation (NGN = Next Generation Network) implementieren zu können.

Die Herausforderung besteht nun darin, die künftige auf Ethernet und IP/MPLS (Multi Protocol Label Switching) bzw. T-MPLS (Transport MPLS) oder PBB-TE (Provider Backbone Bridge Traffic Engineering) basierende paketvermittelte Architektur mit einer von der bisher eingesetzten Leitungsvermittlung (SDH und ISDN) bekannten hohen Verfügbarkeit von 99,999% und Dienstegüte (QoS) bereitzustellen.

Die Qualitätsmechanismen für Ethernet werden federführend vom MEF erarbeitet und in öffentlich zugänglichen Dokumenten spezifiziert. Die vom MEF erarbeiteten Dienste schließen EVPLS (Ethernet Virtual Private LAN Services) mit E-Line, E-LAN und künftig auch E-Tree ein. Um die Ethernet-basierten Transporttechnologien als Carrier-Class zu implementieren wurden die dafür erforderlichen Architekturen, Protokolle, Schnittstellen und Managementfunktionen spezifiziert. Die Anforderungen an einen standardisierten Ethernet-Dienst hat das MEF in den bereits eingangs erwähnten fünf Schlüsselattributen bzw. charakteristischen Eigenschaften zusammengefasst:

Standardisierte Dienste

  • E-Line, E-LAN und künftig E-Tree stellen virtuelle Festverbindungen sowie transparente Dienste wie Private LAN und Virtual Private LAN bereit
  • Überall verfügbare Dienste (lokal und global) basierend auf standardisierten Geräten
  • Die Dienste erfordern keine Veränderungen an den kundeneigenen LAN-Einrichtungen und ermöglichen die weitere Nutzung existierender Anwendungen in Echtzeit, über TDM sowie die Signalisierung
  • Die Dienste sine eine ideale Basis für konvergente Sprach-, Daten- und Video-Netzwerke
  • Sie ermöglichen zudem eine große Auswahl und Granularität für abgestufte Bandbreite und QoS

Skalierbarkeit

  • Bereitstellung von Netzwerk-Diensten für viele Millionen Anwender und diversifizierte Applikationen für Business, Information, Kommunikation und Entertainment mittels Sprache, Daten und Video
  • Zugang zu nationalen und globalen Metro-Diensten über verschiedene physikalische Infrastrukturen und mehrere Service Provider
  • Skalierbare Bandbreiten von 1 Mbit/s bis 10 Gbit/s und künftig auch noch mehr (40 bzw. 100 Gbit/s) in granularen Stufen

Verfügbarkeit

  • Fähigkeit des Netzes, Störungen zu erkennen und ohne Beeinträchtigung der Anwender selbst zu beseitigen
  • Erfüllung der Anforderungen hinsichtlich Qualität und Verfügbarkeit
  • Schnelle Rekonfiguration bei Problemen wie z.B. Leitungsausfall, typisch ≤ 50 ms

Dienstegüte (QoS)

  • Große Auswahl und Granularität für Bandbreite und QoS
  • SLAs, die Anforderungen für Sprache, Daten und Video Ende-zu-Ende in Netzen für kommerzielle und private Anwender garantieren
  • Bereitstellung von Ende-zu-Ende Leistungen via SLAs basierend auf Parametern wie CIR (Committed Information Rate), Rahmenverlust, Laufzeit und Jitter

Service Management

  • Fähigkeit das Netzwerk mit standardbasierten und herstellerunabhängigen Einrichtungen zu überwachen, zu diagnostizieren und zentral zu managen
  • Carrier-Class OAM (Operation, Administration and Maintenance)
  • Schnelle Bereitstellung von (neuen) Diensten (siehe Bilder 3 und 4)

Über den Autor

Gerhard Kafka arbeitet als freier Fachjournalist für Telekommunikation in Egling bei München.

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