国内运营商城域光网络技术发展探讨
发布时间:2006-10-14 4:09:46   收集提供:gaoqian
中兴通讯股份有限公司 袁飞


(一) 概述

  目前,对于国内运营商的城域光网络,应从采用单纯的SDH设备转向采用基于SDH的多业务传送平台(MSTP),已经得到了广泛认可,此处不用再做分析。MSTP可以基于多种线路速率实现,包括155/622Mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的SDH/PDH业务接口,继续满足话音业务的需求;另一方面,MSTP提供ATM处理、Ethernet透传、Ethernet(或RPR)的L2交换甚至MPLS功能来满足对数据业务进行汇聚、梳理和整合的需求。

(二) 灵活选用ATM处理技术

  MSTP可以提供ATM处理模块,针对ATM业务接入,比如多点DSLAM接入到BAS(或ATM骨干交换机)的应用场合(还包括未来国内运营商3G业务的新型应用,比如将BTS接入到NodeB或NodeB接入到RNC的应用场合),通过VP/VC信元交换和统计复用功能,将在若干节点分别接入的多个155Mb/s时隙收敛到SDH环的一个155Mb/s时隙,实现1:N业务收敛功能,节省了带宽资源,同时所有业务可以共享ATM的VP-Ring保护。此外,ATM处理模块还可以提供PVC专线和ATM组播业务。

(三) 规模应用以太网透传和桥接技术

  MSTP可以提供Ethernet的透明传送功能,将来自用户的以太网信号不经过L2交换,直接映射到SDH的虚容器(VC)中,然后通过SDH网络进行点到点传送。除透传功能外,MSTP还提供桥接功能,即通常所说的L2交换功能,即在一个或多个用户的以太网接口与一个或多个独立的基于SDH VC-N的链路之间,提供基于以太网MAC的交换。这里,SDH的VC-N链路,即传统数据设备称作的广域网(WAN)方向,或叫做MSTP的系统侧,可以供多个用户端口实现带宽共享或提供端口汇聚能力。

(四) 多厂家互联互通方面的技术策略

1. 虚级联

  目前,数据业务可以通过多种途径在MSTP网络中传送,比如采用连续级联和虚级联的方式。相对于连续级联而言,虚级联可以走不同的路由,带宽指配更为灵活。在发送端,数据包按照字节拆分的方式映射到不同的VC-N中,由于包到达接收端的顺序不一样,因而所有的包必须缓存起来,即要进行延时补偿才能恢复出原来的数据业务。举例来说,10Mb/s和FE业务可以采用VC-12或VC-3的虚级联方式来承载,而GE业务则可采用VC-4或VC-3的虚级联方式来承载。

  因为虚级联要采用高阶或低阶开销字节来进行复帧的搜索和处理,所以发生保护倒换时,虚级联引起的业务受损时间有可能超过50ms。此外,在国内运营商城域网的业务开展中,如果需要多厂家的MSTP进行互联互通,虚级联开销的标准处理是一个重要的判别因素。

2. GFP

  除传统的PPP/HDLC或LAPS外,Ethernet over SDH的封装协议可转向GFP。今后,对于国内运营商城域网中出现的其它数据业务,尤其是企业网和存储网业务,如ESCON、FICON、Fiber Channel等,如果要映射到SDH甚至OTN的帧结构中,同样可采取GFP的方式。

  GFP可灵活采用和成帧映射(Frame-mapped)以及透明映射(Transparent)两种方式。成帧映射需要将客户数据缓存下来再封装到GFP帧结构中,此方式只适用于对时延、抖动不敏感的业务;而对于那些需要更小时延以及更高传输效率的业务,如Fiber Channel、ESCON、FICON等,需要采用透明映射方式,即直接将数据从客户数据块中取出,再映射进周期性的、长度固定的GFP帧结构中。

  今后,在国内运营商城域网的业务开展中,如果需要多厂家的MSTP进行互联互通,GFP是其中重要的一个环节,必将获得越来越广泛的支持和应用。

3. LCAS

  MSTP的新亮点是LCAS,即链路容量自动调整策略,对于国内运营商城域业务的灵活开展具备重大的意义。以SDH为例:如果承载数据业务的VCG(由多个VC成员组成)中的一些VC通道发生故障或出现告警指示信号AIS,可以利用SDH的通道开销H4和K4字节的控制字段进行握手协议处理,将这些VC成员暂时删除,从而自动地降低承载带宽,同时保证所承载的数据业务无损伤;如果告警消失或故障恢复,所承载的数据业务则要恢复到应有的带宽。这种自动调整适合VCG中的每一个成员。需要提醒的是:LCAS的操作进程是单向的,这意味着要双向增加或减少VCG的成员数目,该操作进程在相反方向也必须进行,两个方向的操作是相互独立的,并不要求同步,这一点在多厂家的MSTTP互通方面也应引起强烈关注。

  目前,虽然LCAS的调整进程无须网管系统的干预,但是,LCAS不能自动发起业务容量请求,即VCG的初始带宽仍需网管系统指定。这样,一定程度上,降低了LCAS的智能化程度。如果结合未来智能光网络的控制平面,对VCG的总带宽可以进行任意指配,那么,LCAS的效率会得到进一步提升,应用范围也可以进一步拓展。另外,LCAS跟SDH的通道保护和复用段保护之间的协调问题也需要引起国内运营商网络规划人员的大力重视。

(五) 适时采用内嵌RPR技术

  从本质上讲,RPR是跟SDH或现行MSTP全面竞争的一种技术,但对于今后国内运营商城域业务的开展,MSTP可以在一定程度上融合RPR技术,譬如将RPR设计成为MSTP的一种嵌入式功能模块,借以实现带宽的统计复用、公平的带宽分配、严格的业务分级CoS、服务质量保障QoS以及真正意义上的用户隔离功能。RPR MAC可以通过GFP封装规程映射到SDH的VC-N中去,在VC故障情况下,LCAS功能同样适用于这种场合。

  RPR采用了类似于SDH的分插复用方式,设置直通通道来保证业务传递的快速性。同时,将接入侧的上传业务严格分为A0、A1、B和C四个等级,采用相应的策略控制器来实施接入侧的流量控制。此外,RPR采用公平算法来保证全网的带宽分配达到一个公平的“稳态”。值得注意的是,大量的突发业务会破坏这样一个稳态,然而,在一定的“公平响应时间”之后,又会重新达到另一个“稳态”。对于国内运营商城域数据业务的开展,带宽公平处理可以使国内运营商光明正大、理直气壮地向用户进行带宽收费,在市场拓展中,对大量的C类用户(比如网吧、宾馆等)具有很强的吸引力。

  还有就是,RPR吸收了SDH保护策略的优势,采取了环回(Wrapping)和导向(Steering)两种保护方式。在启用Steering方式的情况下,由于故障节点要向全网其它节点公告故障信息,其它节点因此调整自身的业务流向,所以在网络规模较大的前提下,保护倒换时间可能会超过50ms,另外,RPR的保护如果跟SDH保护协同工作,需要设置拖延时间来实现。自带的保护倒换策略可以使RPR不必依赖于SDH的通道保护或复用段保护,从而节省了带宽和节约了投资。

(六) 密切关注MPLS技术

  将MPLS技术融入MSTP中,将影响到国内运营商城域光网络的超前规划问题。和以太网的L2交换、RPR交换等相比,MPLS在业务汇聚和端口汇聚上表现出的能力值得肯定,用户隔离能力也不弱。但MPLS带来的管理复杂性不可轻视。好在,虚拟专网VPN的实施越来越受到重视,而基于MPLS的VPN是相对完善的VPN实现方式,是未来构建VPN网络的首选方向。MPLS VPN依托MPLS技术提供更加多元化的业务种类以及多种服务质量,MPLS也为MPLS VPN提供了基于标签的内在安全机制和基于LSP保护的保护机制,简化了对VPN进行管理维护的工作量,缩短了提供VPN业务的周期。

  具体到MPLS VPN在MSTP中的两种实现方式,三层 MPLS VPN技术比较成熟,但在实际应用中,要综合考虑网络的运营、维护和管理,以及边界路由器需要存储的客户路由信息,建议实施前对网络进行一定的规划。二层 MPLS VPN将成为MPLS VPN的重要分支,可以实现帧中继、ATM、以太网、VLAN、PPP/HDLC、SDH链路仿真服务和多种二层链路技术的互通,是迈向IP/MPLS全业务网的关键步骤。

  对于国内运营商来说,到底采用何种方式在MSTP网络中实施MPLS VPN,需要考虑二层和三层方案各自的特点,结合网络现状、实施成本以及对当前和未来业务的综合分析、预测,采用MPLS技术构建综合的IP/MPLS/MPLS VPN核心业务体系。利用MPLS VPN灵活、低成本、业务提供周期短的特点,逐步采用二层和三层结合的方式向客户提供MPLS VPN业务。


摘自 光纤新闻网
 
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