Активное сетевое оборудование: виды и принцип работы

Активное сетевое оборудование отличается от пассивных устройств наличием электронных схем, получающих электропитание от источников энергоснабжения и выполняющих обработку сигналов в соответствии с заданным алгоритмом. Оно передает, принимает, обрабатывает, перенаправляет и распределяет информацию под управлением специальных протоколов сетевого и канального уровня. Рассмотрим несколько видов активного сетевого оборудования.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы (роутеры) – это оборудование, работающее на сетевом уровне OSI и выполняющее задачи по оптимизации маршрута трафика между локальными сетями, а также обеспечивающее доступ к ресурсам глобальной сети Интернет. Информация передается пакетами, имеющими регламентированную структуру. Заголовок пакета содержит IP адрес получателя, используемый маршрутизатором для определения пути передачи данных.

Маршрутизатор

В процессе работы устройство обращается к таблице маршрутизации, в которой размещаются записи о возможных маршрутах с адресами узлов, идентификаторами получателей и метриками. По метрикам вычисляется кратчайший путь до адресата. Обновление таблицы маршрутизации выполняется вручную или автоматически с помощью специальных протоколов.

Роутеры функционируют под управлением сетевых протоколов и протоколов маршрутизации. Применение маршрутизатора уменьшает загрузку сети за счет разделения на несколько доменов коллизий, широковещательных доменов и фильтрации пакетных данных. При помощи роутера можно объединять сети разного типа, отличающиеся архитектурой и протоколами.

Соединения на физическом уровне:

  • оптические порты с трансиверами SFP – соединение с провайдером по оптоволоконному кабелю;
  • разъемы RJ-45 – соединение по «витой паре» с оборудованием провайдера, коммутаторами и компьютерами.

На высокопроизводительных маршрутизаторах крупных сетей могут размещаться до 50 физических портов. Для роутеров небольших офисных сетей достаточно 4 – 8 портов. Многие маршрутизаторы, используемые в небольших сетях, поддерживают протокол беспроводной Wi-Fi сети для подключения компьютерных терминалов.

Коммутаторы

Коммутаторы (свичи) предназначены для перенаправления информации между несколькими узлами или сегментами локальной сети. Коммутаторы могут работать на канальном и сетевом уровнях OSI в зависимости от назначения.

Коммутатор

Свич направляет трафик только непосредственным получателям на основе их MAC-адресов, что положительно сказывается на производительности и безопасности сети, исключая необходимость обработки данных остальными сетевыми узлами.

В памяти коммутатора хранится таблица коммутации с информацией о соответствии MAC-адресов пользователей портам устройства. Таблица заполняется в процессе работы за счет анализа фреймов и определения MAC-адреса отправителя. При поступлении на любой из портов кадров, адресуемых известному получателю, осуществляется их трансляция через порт, соответствующий MAC-адресу.

При отсутствии MAC-адреса в таблице, фреймы транслируются на все порты, кроме порта отправления. По прошествии времени свич учитывает в таблице всю линейку активных MAC-адресов, улучшая локализацию трафика.

Типы коммутаторов:

  • неуправляемые – стандартные модели, работающие на канальном уровне;
  • управляемые – сложное оборудование для коммутации данных на сетевом уровне.

Для управления свичем используются: Web-интерфейс, протоколы SNMP, RMON и другие. В управляемых коммутаторах реализуется дополнительный функционал: VLAN, QoS, агрегирование. Кроме того, оборудование способно выполнять сегментацию фреймов между портами, контролировать трафик на появление шторма, обнаруживать петли, ограничивать скорости на каждом из портов. Возможно объединение коммутаторов в единую логическую схему, называемую стеком, для увеличения общего количества портов.

Назначение портов:

  • оптические с SFP – подключение к маршрутизатору, доступ удаленных сегментов сети, организация стека;
  • разъемы RJ-45 – подключение компьютеров, сервера, МФУ, принтера, плоттера и т.д.

Коммутаторы с PoE и PoE+

Коммутаторы с PoE передают по кабелю «витая пара» не только электрические информационные сигналы, но и постоянное напряжение 48 В для электропитания абонентских устройств. Это оптимальное решение по энергоснабжению автономных IP видеокамер, VoIP телефонов, беспроводных точек доступа. Для передачи питания задействуются две пары проводов.

Коммутатор TFortis с PoE для систем уличного цифрового видеонаблюдения

Использование технологии PoE позволяет:

  • экономить деньги за счет уменьшения количества силового кабеля и оборудования электропитания;
  • размещать оборудование в местах, где отсутствует возможность подключения к общей электросети.

Отличия стандартов:

  • PoE – регламентируется IEEE 802.3af, мощность нагрузки – 15,4 Вт;
  • PoE+ – регламентируется IEEE 802.3at, мощность нагрузки – 30 Вт.

Особенностью технологии является использование высокочастотных трансформаторов с центральными отводами на обоих концах кабельной линии. Такое решение позволяет передавать полезные сигналы и электропитание по одним и тем же сигнальным парам.

Сетевое оборудование GEPON и GPON

Сетевое оборудование, реализующее технологию PON (Пассивная оптоволоконная сеть), обеспечивает широкополосный мультисервисный доступ по оптоволоконным линиям связи при минимальном количестве активных устройств. Сфера применения: IP телефония, цифровое телевидение, высокоскоростной Интернет.

Сеть строится на одном станционном OLT (Оптическом линейном терминале), передающем информацию на абонентские устройства ONT (Оптические сетевые терминалы) или ONU (Оптические сетевые единицы) числом до 1024 штук. Трафик передается приемопередатчиком по одной паре оптоволокна и распределяется по абонентам с помощью сплиттеров.

В настоящее время для реализации проектов используются 2 типа оборудования: GPON (Gigabit PON) и GEPON (Gigabit Ethernet PON). Технологические отличия заключаются в двух характеристиках:

Скорость нисходящего потока:

  • GPON – 2,5 Гбит/с;
  • GEPON – 1,25 Гбит/с.

Структура кадров:

  • GPON – выполнена по аналогии с синхронной цифровой иерархией SDH (множественный доступ с временным разделением сигналов);
  • GEPON – близка к фреймам Ethernet.

Все сетевые устройства стандартизированы рекомендациями ITU G.984 и IEE 802.3ah.

Станционное оборудование

Провайдер устанавливает у себя терминалы OLT и управляемые Ethernet-коммутаторы. Трансиверы OLT работают на длине волны передача/прием – 1490/1310 нм. Для цифрового телевидения задействуется длина 1550 нм, которая вводится в оптический тракт с помощью WDM фильтра или разветвителя.

Оптический линейный терминал на 256 абонентов C-DATA EPON OLT FD1104SN

Станционное оборудование передает на абонентскую сторону широковещательный трафик. Терминалы пользователей распознают адресное поле и выделяют информацию, предназначенную именно для них.

Абонентские терминалы

Абонентское оборудование устанавливается у клиентов для приема и обработки оптических сигналов, поступающих от линейного терминала. Все абонентские устройства принимают данные на длине волны 1490 нм, а передают – на 1310 нм. Цифровой поток, выделенный из общего широковещательного трафика, поступает на конечные пользовательские устройства: телевизор, компьютер, IP телефон.

Абонентский терминал Optronic EPON ONU TRNU-1G4R

Абонентские терминалы имеют одно существенное отличие: к ONT можно подключить только одного клиента, а ONU предназначены для многопользовательского подключения.

VoIP шлюзы

VoIP-шлюз – это оборудование, предназначенное для передачи голосовой информации по IP сети. К шлюзу подключаются классические телефонные аппараты и АТС. Принцип работы основан на аналого-цифровом и обратном цифро-аналоговом преобразовании речевого трафика. Поток оцифрованных данных конвертируется в пакеты и передается по сети в соответствии с адресом конечного получателя. Далее выполняется декодирование и восстановление исходного голосового сигнала.

Абонентский VoIP-шлюз TAU-24.IP

VoIP шлюзы могут обеспечивать маршрутизацию пакетных данных с поддержкой соответствующих протоколов и сетевую безопасность, авторизовать пользователей, получать и раздавать IP адреса, устанавливать приоритеты разных видов трафика, вести учет и анализировать трафик, выполнять администрирование. VoIP-шлюзы подразделяются на цифровые и аналоговые по типам телефонного стыка, что позволяет интегрировать их с любыми АТС.

АО «Компонент»: лучшие решения для сетей

АО «Компонент» предлагает заказчикам качественное активное сетевое оборудование, как собственного производства, так и других производителей. Обращайтесь при необходимости реализации задач по организации сетей любого уровня сложности и назначения. Специалисты грамотно подберут оборудование, полностью соответствующее техническим условиям проекта, в рамках выделенного бюджета.

Лучшее "Спасибо" - ваш репост

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *