Enterprise Networking profitabel machen
Ethernet-Dienste für den Massenmarkt

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Ethernet hat sich von einer unternehmensintern eingesetzten LAN-Technologie zur bevorzugten Zuangstechnologie für WAN-Implementierungen (Wide Area Network) entwickelt. Neue Technologien machen es endlich möglich, aus Ethernet auch ein Business mit vernünftigen Gewinnmargen zu machen, meint Abdul Kasim, Vice President für Ethernet Business Development bei ADVA Optical Networking.

Ethernet: 98 Prozent Marktanteil und noch kein Massenmarkt

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Auf Ethernet basierende Netzwerke werden seit Jahrzehnten in Unternehmen eingesetzt und sind so kostengünstig und bekannt wie keine andere Technologie. Aufgrund zahlreicher Weiterentwicklungen wird Ethernet heute zunehmend auch für Systeme der Carrier-Klasse eingesetzt und hat sich somit zu einer Standard-Übertragungstechnologie für die Strecke zwischen Unternehmen und Betreibereinrichtungen entwickelt. Dieser Trend ist nicht überraschend, da bereits mehr als 98 Prozent aller Datenübertragungen an Ethernet-Ports beginnen und enden (an Geräten in Unternehmens- oder Heimnetzwerken). Für Entfernungen, bei denen Port-Kosten den einzigen Unterschied zu Transport-Kosten darstellen, sind Ethernet-Ports erheblich günstiger als alternative Übertragungstechnologien wie ATM (Asynchronous Transfer Mode) und Frame Relay.

Allein in den USA bieten mehr als 120 Netzbetreiber Ethernet-Dienste für ihre Unternehmenskunden an. Obwohl der Bedarf in diesem Marktsegment offensichtlich ist, haben bislang nur wenige Betreiber Ethernet-Dienste für den Massenmarkt implementiert. Trotz der herausragenden Vorteile des Ethernet-Zugangs für Endkunden konnten Netzbetreiber diese Dienste bisher nicht mit attraktiven Gewinnaussichten bereitstellen. Unter diesen Umständen haben die Netzbetreiber verständlicherweise auf “Proforma”-Angebote beschränkt, sodass die Verfügbarkeit von Ethernet begrenzt blieb. Ohne einen wirtschaftlichen Anreiz ist die Implementierung von Managed Ethernet-Diensten auf dem Massenmarkt nicht interessant und daher eher unwahrscheinlich.

Netzbetreiber sind für eine massenmarkttaugliche Implementierung von Ethernet-Diensten auf eine neue, weiterentwickelte Zugangsarchitektur mit neuem Kostenmodell und profitablen Aussichten angewiesen.


Das ungenutzte Potenzial der Ethernet-Technologie

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Es zeichnet sich ab, dass Ethernet zukünftig als Übertragungsgrundlage für Business-Dienste genutzt wird. Entwickelt wurde diese Technologie ursprünglich, um Computer, Drucker, Server und andere Geräte innerhalb einer Büroumgebung miteinander zu verbinden. Mittlerweile ist Ethernet das bevorzugte Protokoll für die Vernetzung von Unternehmen über Weitverkehrsnetzwerke und die Übertragung zahlreicher bandbreitenintensiver Business-Dienste. Diese Entwicklung ist durch mehrere Faktoren bedingt.

Zum einen bieten die Ethernet-Dienste Unternehmenskunden sehr viel Leistung zu niedrigen Kosten pro Bit. Die Kosten einer 10 MBit/s-Ethernet-Verbindung sind ungefähr so hoch wie die einer herkömmlichen 1,544 MBit/s-T1/E1-Verbindung. Damit liegen die Pro-Bit-Kosten des Ethernet-Zugangs ungefähr bei einem Sechstel der Kosten herkömmlicher Dienste.

Darüber hinaus wurden neue Features implementiert, durch die Ethernet zur idealen Technologie für die Verbindung von Anwendern im Unternehmen mit Points of Presence (POPs) von Netzbetreibern geworden ist. Hierzu zählen u.a. die Zuverlässigkeit, Management-Funktionen und Skalierbarkeit sowie Funktionen für Performance-Monitoring.

Ein anderer Grund für den Erfolg von Ethernet im WAN-Bereich ist, dass überlastete IT-Abteilungen in Unternehmen eine einfache, skalierbare und flexible Technologie zur Erweiterung ihrer Netzwerke benötigten. Vor allem Faktoren wie Globalisierung, Fusionen, Akquisitionen und e-Commerce spielten hierbei eine wichtige Rolle. Aufgrund der hohen Verbreitung bietet Ethernet zahlreiche Vorteile wie Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit. Darüber hinaus sind alle Client/Server-Systeme, PCs und Upper-Layer Protocol Stacks (wie TCP/IP, IPX und NetBEUI) kompatibel zu Ethernet.

Ein weiterer wichtiger Grund für die breite Akzeptanz ist die Vertrautheit der IT-Mitarbeiter in Unternehmen mit dem Protokoll. Somit können Schulungs- und Aktualisierungskosten niedrig gehalten werden (wenn Unternehmen von Fast Ethernet auf Gigabit Ethernet und später auf 10 GBit/s-Ethernet umstellen).

Trotzdem bleibt die Begeisterung für Managed Ethernet-Dienste seitens der Netzbetreiber gedämpft. Denn die niedrigeren Pro-Bit-Kosten für Endanwender führen automatisch zu geringeren Gewinnen der Betreiber. In einem zunehmend preissensiblen Marktsegment und durch den intensiven Wettbewerb ist das Interesse am Ethernet-Zugang ironischerweise ein großes Dilemma für Netzbetreiber. Sie möchten Ethernet-Dienste auf einer breiteren Basis implementieren, müssen jedoch gleichzeitig profitabel bleiben. Der Verlust der Einnahmen aus den vorhandenen Übertragungsdiensten durch die Hinwendung zu neuen, kostengünstigeren Diensten würde die Existenz der Anbieter bedrohen. Netzbetreiber müssen daher Ethernet-Dienste zu marktgerechten Preisen anbieten, ohne durch zu kleine Gewinnspannen ihre Zukunft zu gefährden.


Identifizierung der Kostenfaktoren

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Die Komplexität bei der Bereitstellung von WAN-basierten Ethernet-Diensten ist vor allem auf das Zugangsnetzwerk zurückzuführen, das bis zu 80 Prozent des Kapitals und der Betriebskosten eines Netzanbieters verschlingt. Das größte Problem ist, dass vorhandene Zugangsinfrastrukturen auf verschiedenen veralteten Technologien basieren. Die meisten wurden entwickelt, um sprachoptimierte Dienste über SONET/SDH (Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy) und ATM oder Datendienste mit Layer 2/Layer 3 Switching-Technologien und Frame Relay bereitzustellen. Die Zugangsinfrastrukturen waren nicht auf die Bereitstellung von Ethernet-Diensten ausgerichtet und stellen somit einen strukturbedingten Kostenfaktor dar, der Netzbetreibern den profitablen Einsatz von Managed Ethernet-Diensten auf breiter Basis sowie den vollen Nutzen der Nachfrage im Unternehmensmarktsegment unmöglich gestaltete.

Werden veraltete Lösungen eingesetzt, ist der Zugangsbereich eines Betreibernetzwerks ständigen Veränderungen unterworfen (Updates mit neuen Daten durch typische ungeplante Vorfälle wie Fehlfunktionen und erforderliche Aktualisierungen). Wenn das Zugangsnetzwerk – wie in normalen mittelgroßen Betreibernetzwerken – aus mehreren Hundert Geräten besteht, entstehen dadurch immense Kosten.

Die Verwaltung und das Hinzufügen von Diensten und Anwendern, die Fehlerbehebung, Kundenwerbung/Einbindung neuer Kunden sowie die Skalierung des Netzwerks sind mit aktuellen Zugangsmodellen äußerst kostspielig. Änderungen der SONET/SDH-Infrastruktur lassen sich nur mit erheblichem Aufwand (Vor-Ort-Einsätzen) durchzuführen. Durch die Verwendung komplizierter Spanning Tree-Protokollalgorithmen gestaltet sich die Fehlerbeseitigung in Switched Networks äußerst langwierig und ist somit inakzeptabel für die Bereitstellung neuer latenz-sensibler Dienste wie VoIP (Voice over Internet Protocol).

Viele Netzbetreiber sehen vom Ausbau ihrer Ethernet-Dienstangebote für den Massenmarkt für Zugangssysteme ab, wenn diese nicht speziell für die Bereitstellung von Managed Ethernet-Diensten konzipiert sind. Netzbetreiber benötigen daher ein optimiertes Modell für die Zugangs-Infrastruktur, das speziell für die Bereitstellung von Managed Ethernet-Diensten ausgelegt ist. Eine einfache, intelligente und leistungsfähige Architektur ist Voraussetzung für ein zukunftsfähiges, profitables Modell, das Implementierungen im Massenmarkt ermöglicht.


Neue, evolutionäre Ethernet Access-Architektur

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Entkopplung von Zugangs- und Core-Bereich
Eines der Hauptmerkmale der neuen Ethernet-Zugangs-Architektur ist die Entkopplung der Funktionalitäten von Core- und Zugangsnetzwerk. Die Funktionalitäten für die Dienstbereitstellung und Dienstdefinition bleiben dem Netzwerk-Core-Bereich vorbehalten, während die Zugangsinfrastruktur lediglich für eine effiziente Bereitstellung der Ethernet-Dienste mit optimierten Netzwerkübertr
agungen und Port-Ressourcen bestimmt ist. Dadurch wird der Zugangsbereich des Betreibernetzwerks immens vereinfacht. Er ist eher statisch, kann traditionelle E-Line- und E-LAN-Dienste jedoch nach wie vor unterstützen.

Mit der Einführung von Port-Aggregationsverfahren wird die Verwendung von Ports und Glasfaser-Links optimiert, was wiederum zu den niedrigsten Kosten pro übertragenem Bit führt. So benötigt beispielsweise ein Netzbetreiber mit seiner bisherigen Netzwerkarchitektur für zehn verschiedene Kunden auch zehn Glasfaser-Links. Neue Zugangsplattformen für bedarfsgerechte Ethernet-Dienste ermöglichen dem Betreiber die lokale Integration dieser Kunden sowie die Rückführung von deren Verbindungen über das gleiche Glasfaserpaar zum Core. Mit der Implementierung eines kostengünstigen Multiport-Systems im Core können kostenintensive Layer 2/Layer 3-Portressourcen eingespart werden. Mit einem Port können bis zu zehn verschiedene Kunden beliefert werden, wodurch die Kosten pro Anwender sinken und Netzbetreiber äußerst kosteneffizient mehr Kunden bedienen können.

Auch die Switching-/Routing-Ressourcen im Core-Bereich werden mit dieser Architektur optimiert. Die relativ teuren Ports im Core-Bereich können in den Zugangsbereich ausgedehnt und multipliziert werden, sodass die Kosten pro Nutzer sinken. Durch diesen Ansatz werden die Nutzungsmöglichkeiten der teureren Geräte erheblich erweitert. Ein weiterer Vorteil ist die geringere Komplexität der Geräte im Zugangsbereich.

Darüber hinaus bietet die Entkopplung zahlreiche Vorteile im Hinblick auf die Handhabung lokaler ungeplanter Ereignisse (Fehler) sowie eine geringere Komplexität der Fehlerbehebung. Durch den Einsatz standardisierter OAM-Technologien (Operations, Administration and Maintenance) wie EFM (Ethernet First Mile) und der Nutzung der Zuverlässigkeit von älterer Sprachnetzwerke entsteht eine robuste Architektur der Carrier-Klasse.

Da die Core- und die Zugangsfunktionalität in der neuen Architektur zur Bereitstellung von Managed Ethernet-Diensten entkoppelt sind, wird die kosteneffiziente Skalierbarkeit des Zugangs-Layers nicht eingeschränkt. Netzbetreiber können eine vereinfachte bedarfsgerechte Zugangsplattform einsetzen (somit Investitions- und Betriebskosten senken) und müssen ihre bisherigen Management- oder Betriebsmodelle hierfür nicht radikal ändern.


Vereinfachte, bedarfsgerechte Zugangsplattform

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Die vorhandenen Layer 2/3- oder SONET/SDH-Infrastrukturen sind unflexible Lösungen, die nie für die Nutzung aktueller Marktchancen verbessert wurden. Um die Kostenstrukturen der Netzbetreiber zu optimieren, sind vereinfachte Plattformen erforderlich, die eine bedarfsgerechte Bereitstellung von Carrier-Ethernet ermöglichen. Durch eine sorgfältige Planung der Dienste, die letztendlich von den Unternehmenskunden genutzt werden (z.B. VoIP, Ethernet-Zugang, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und Layer 2 Virtual Private Networks), werden die neuen Zugangsplattformen von Funktionalitäten entlastet, die für die Bereitstellung von Managed Ethernet-Diensten weder erforderlich noch erwünscht sind.

In der neuen Architektur ist beispielsweise SNMP (Simple Network Management Protocol) lediglich auf einem System im Netzwerk erforderlich und dient eher als Gateway für vorhandene Management-Workstations statt als Managementtechnologie. Die neue Architektur basiert auf standardisierten In-Band-OAM wie Ethernet EFM IEEE 802.3ah (Ethernet First Mile). Die Kosten des neuen Zugangsgeräts können um bis zu 30 bis 40 Prozent reduziert werden, da die SNMP-Funktionalität nicht mehr erforderlich ist.

Darüber hinaus lassen sich durch die Beschränkung der Funktionalität dieser Geräte auf einfachen Layer 1-Transport (ohne Switching usw.) Hardware-Ressourcen wie Speicher und Rechenleistung reduzieren. Typische Switching- und Routing-Plattformen müssen Support-Funktionen wie das Erlernen und Speichern von MAC- (Media Access Control) und IP-Adressen beherrschen. Die neuen bedarfsgerechten Plattformen müssen derartige kostspielige Aufgaben nicht übernehmen.

Ein zielgerichtetes Konzept und geringe Komplexität führen bei den Zugangssystemen zu niedrigen Investitionskosten sowie gemäßigter Betriebskomplexität für den Netzbetreiber, ohne dabei auf notwendige Funktionalitäten zu verzichten. Darüber hinaus können Mehrwert-Features wie Sicherheit und Skalierbarkeit integriert werden. Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber anderen Dienstangeboten auf Legacy-Plattformen dar, die derartige Features nicht unterstützen.


Integration und Evolution nicht Revolution

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Ein weiterer Vorteil dieser Architektur ist das evolutionäre Konzept, das eine elegante Integration in die vorhandenen Geschäfts- und Betriebsmanagementsysteme der Netzbetreibers ermöglicht. Dies ist ein kritischer Faktor, da Betreiber bereits hohe Investitionen in vorhandene Infrastrukturen und Betriebsmodelle getätigt haben.

Die alten Netzwerke (Layer 2/3) und die neuen bedarfsgerechten Plattformen können in der Zugangsschicht nebeneinander eingesetzt werden. Dies ermöglicht Netzbetreibern beispielsweise das kosteneffiziente, einfache und bedarfsgerechte Hinzufügen neuer Kunden, anstatt alle Kunden sofort auf die neue Plattform zu migrieren. Da die neuen Plattformen alle bisherigen – und meistens zahlreiche weitere – Dienste unterstützen, wirkt sich die Umstellung nicht negativ für die Kunden aus, sondern kann in den meisten Fällen noch mit einem günstigeren Kostenmodell bereitgestellt werden.

Dienste werden über native Ethernet-Übertragungen in der neuen Architektur bereitgestellt. Tatsächlich basieren alle Datenfelder (inklusive derer mit OAM-Übertragungen) auf Standard-Ethernet und sind daher vollständig abwärtskompatibel zu älteren Layer 2-Netzwerken. Typische Ethernet-Funktionen wie Virtual LAN, Q-in-Q-Stacking und Jumbo Frames werden ebenfalls unterstützt.

Die minimale Nutzung von SNMP als Gateway unterstützt die Integration in die Management-Infrastruktur des Netzbetreibers (welche normalerweise auf SNMP basiert), während die Vorteile eines einfachen In-Band-Protokolls wie EFM IEEE 802.3ah genutzt werden. Die Aufgabe von SNMP wandelt sich dementsprechend von einem teuren Overlay-Managementnetzwerk zum Integrationsmechanismus.


Fazit: Mehr Effizienz und weniger Kosten

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Ethernet hat sich von einem auf LAN spezialisierten Protokoll zu einer immer wichtigeren WAN-Zugangstechnologie entwickelt. Während der Bedarf an Breitband-Ethernet-Diensten groß ist und viele Betreiber verwaltete Dienste bereitstellen, um den Markt zu bedienen, ist der Umfang der Implementierungen noch relativ eingeschränkt. Die geringe Rentabilität war für Netzbetreiber bislang ein negativer Faktor. Dies resultierte aus zweckgebundenen Lösungen, die nicht für die Ethernet-basierten Marktchancen optimiert waren. Geringe Effizienz des Netzwerks, hohe Investitions- und Betriebskosten sowie eine nahezu nicht vorhandene Skalierbarkeit waren bisher die Ursachen für eine geringe Rentabilität verhinderten eine interessante Preisgestaltung.

“Early Adopter” der neuen Zugangstechnologie, die speziell für die Bereitstellung von Managed Ethernet-Diensten konzipiert wurde, konnten immense Einsparungen bei Investitions- und Betriebskosten gegenüber den veralteten Modellen verzeichnen. Implementierungen, bei denen Managed Ethernet-Dienste auf Basis von vereinfachten, bedarfsgerechten Edge-Infrastrukturen implementiert wurden, sind bis zu 30 Prozent günstiger als SONET/SDH-Systeme der nächsten Generation und mehr als 40 Prozent günstiger als Switch-basierte Layer 2/Layer 3-Lösungen. Durch die niedrigeren Investitions- und Betriebskosten der Netzbetreiber ermöglicht diese evolutio
näre neue Architektur Netzbetreibern die Bereitstellung von Ethernet-Diensten zu günstigeren Preisen. Dies stellt einen Wendepunkt für die Branche dar und schafft die Voraussetzungen für die Implementierung von Managed Ethernet-Diensten im Massenmarkt.

Über den Autor
Abdul Kasim ist Vice President für Ethernet Business Development bei ADVA Optical Networking