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电信级城域以太网多种技术演绎繁华

发布时间:2019-12-14 12:59:55 阅读: 来源:矿用通信电缆mhyv厂家

电信级城域以太网因为其成本低廉、承载业务多样、带宽分配灵活、应用广泛等优势,逐步受到电信运营商的关注和采纳,特别是随着电信城域网的技术方案能够提供足够的QoS能力和网管运维能力,运营商的兴趣大大提高。目前,国内电信运营商已经采用各种电信级以太网技术进行组网和开展业务,而最终哪种技术能够走得更远,则还需要相当长时间才能判断。

弹性分组环RPR

弹性分组环RPR(ResilientPacketRing)技术,作为城域传输网的构建技术,其标准化过程就经历了多厂商、多提案的激烈竞争。IEEERPR工作小组最终在以美国思科、加拿大北电为代表的两种草案的折中之上,于2004年6月通过了IEEE802.17标准。与之相对应,国内制定的《内嵌弹性分组环(RPR)的基于SDH的多业务传送节点(MSTP)技术要求》明确将RPRMAC的物理层作为SDH的VC,特别是在二层交换功能、链路带宽可控可调整以及性能指标等方面予以明确,使得RPR实用性得到了提高。

RPR的优势在于:通过多种宽带复用机制,提高了数据业务传输能力;通过二层环保护倒换功能,提供了快速的50ms环保护倒换功能;拓扑具有环自动发现功能,在新的节点加入时,节点能够自动在环上广播其存在,其他节点则自动更新本地数据库,在路由更新、保护倒换,以及网络OAM功能上提供了极大支持;采用分布式的带宽管理和控制,为各节点提供平等享有带宽的功能,并且引入业务等级设置机制,保证了高等级业务的优先。

RPR作为吸收了以太网和SDH网络优势的技术,根据不同的物理层,又可以分为基于SDH/Sonet的RPR和基于WAN/LAN物理层的RPR。但是,也正因如此,RPR目前更倾向于承载数据业务,而对TDM的支持能力相对薄弱。

从部署成本分析,RPR在城域网总体方案成本上更接近万兆以太网,但是由于IEEE802.17标准本身是为单个物理环或逻辑环设计的MAC层技术标准,因此在跨环时必须终结,实现跨环业务的端到端宽带管理能力不足,必须融合其他多种技术来协助构建复杂网络拓扑,这就给网络建设、运维等工作都带来了困难。

目前,在RPR领域方案提供能力较为突出的厂商包括华为、烽火网络、北电、思科等厂商。

城域网多业务环MSR

MSR构建于国际电联ITU-X.87标准之上,属于一种新型二层冗余协议。该协议可以说是对RPRMAC层的优化版本,但同时加入了多种倾向于电信运营级的特征,因此目前在运营商的多个新建城域网中得到了初步应用。

MSR的主要目的在于,以较低成本方式,围绕运营商现有网络改造和新建网络模型,构建创新型的CESP(CarrierEthernetMulti-SevicePlatform,电信级以太网多业务平台)。由于MSR应对国内电信城域网应用提供了一些特别机制,因此比较适合国内电信城域网改造。该技术标准的主要优势集中在以下方面:节约光纤资源,适合环形光纤拓扑的情况,在为乡镇到区县的宽带接入网汇聚提供方面具有优势;能够有效支持50ms保护倒换,为IPTV及视频监控等实时业务提供关键保护;组播能力较强,单个组播在环上只需复制一次就可以组播全网;能够通过TDMoverIP技术传送高质量的TDM业务,并且不需网络用户考虑传输媒介;为运营商管理网络提供了强大的QoS控制能力和业务感知,使网络获得主动解决问题的所需数据更为简易;高性价比,万兆以太环的价格不及SDH/MSTP的三分之一,特别是在业务传输方面的性价比优势较为明显。

目前,基于MSR的电信城域网解决方案,不仅能够很好地应用于环形拓扑结构,也可以支持链形、星形等拓扑,并且可以支持热插拔、热倒换和在线升级等功能,因此,从整体方案的角度看,MSR在ITU-T标准确立时的技术定位就可以得到较好实现。MSR技术标准的应用定位是,在保证QoS的前提下,以较低成本方式解决包括数据业务、话音、视频等多种业务在内的三网融合及其运营问题。

基于MSR构建电信级城域网,对于国内运营商的优势在于,该技术标准是由武汉电信科学院下属的烽火网络代表中国提出并获得通过的国际标准,拥有自主知识产权,在应用成本上也相对较低;劣势在于,由于不同厂商之间在利益上的难以统一,特别是一些国际电信设备商也拥有其他电信城域网组网技术标准,所以在MSR基础之上的CESP方案,虽然在技术成熟度、方案性能价格比上具有优势,但要在运营商全网内占有主导地位,尚需要更长时间。目前烽火网络能够提供全面基于MSR的电信级以太网方案。

虚拟专用局域网服务VPLS

利用虚拟专用局域网服务(VPLS,VirtualPrivateLANService)技术作为搭建电信城域网的技术主体,已经在全球一些地方获得了规模性应用,从技术特征看,VPLS拥有较明显的优势,但是从运营角度特别是国内运营商的现实需求看,VPLS也有明显的劣势。

VPLS技术在IETF开发之初,目的就设定在了“上下逢源”的MPLS运营网络和以太网络之间的衔接上,以满足运营商从骨干到接入之间的汇聚和承载需求。

VPLS使分散在不同地理位置上的用户网络可以相互通信,从而建立类似于点到点的虚拟连接功能,使城域网乃至广域网都变得对用户“透明”。但是,和基于网络第三层的MPLS的不同之处在于,VPLS是一种二层的VPN技术,也就是说,VPLS可以在城域范围之内,将广域网的MPLS引入,并且引导至以太网接入层。如此一来,对于用户而言,每个单点都可以成为一个VPN,而运营商则可以复用IP/MPLS网络,提供更多种类业务——但是这种便利性,必须有一个前提,就是整个城域网全面地采用VPLS技术。

VPLS最早在2000年开始标准化制订工作,但是进展迅速,在2002年就形成了可执行的标准。使用VPLS,可以较容易实现的功能包括:更为简易地实现对带宽的有效管理,包括广播流量的限制、对流量类型有效区分和策略制定、分层QoS制定等。这些业务功能对网络运营而言,都是至关重要的。

由于VPLS标准在不同厂商的主导下,也因为信令协议的选择而划分成为两个派别,一部分主张采用LDP(LabelDistributingProtocol,标记分发协议),另一部分则主张使用BGP(BorderGatewayProtocol,边界网关协议),容易使得多厂商的VPLS方案在兼容性上产生分歧。

由于VPLS是在二层网络上采用复杂的三层协议建立信令,并且协议栈层次过多,因此利用VPLS技术构建具有高保障性的电信级城域网,成本居高不下,使得国内运营商短时间内不会大范围采用。并且,即使随着时间的推移,VPLS设备成本逐步降低,到运营商可以接受的程度,其管理上的巨大开支,即巨大的运营成本(OPEX),也容易让运营商特别是国内运营商望而却步。目前,提供VPLS方案较多的公司,主要是阿尔卡特朗讯、思科等。

运营商骨干网传输技术PBT

运营商骨干网传输(ProviderBackboneTransport,PBT)技术基于802.1ah标准,是在运营商骨干网桥(ProviderBackboneBridge,PBB)标准之上改进而来的。

PBB技术的目标是,允许在802.1ad标准规定下的运营商骨干网桥网络(PBBN)支持最多224个业务VLAN。PBB还定义了PBBN的架构和桥接协议,以实现多个PBB网络的兼容和互联互通。在此条件下,802.1ah标准规定了四种类型运营商骨干网桥,即I标签、B标签、I标签和B标签以及普通运营商网桥(802.1ad)。其中,I标签用于标示不同的业务VLAN,B标签用于标示骨干网VLAN。

PBB采用MACinMAC封装,即将终端用户以太网数据帧再封装成运营商以太网帧头,形成两个MAC地址,在运营商核心网中,只按照后一个封装的MAC地址进行流量转发。这一思维带来的好处在于,使得以太网扩展性以及作为网络传输技术的能力得到了极大提升。换言之,以太网通过MACinMAC的方式,实现了网络层次化,实现了不同广播域的隔离,使以太网运营成为可能。

但是,PBB存在流量工程问题,例如多方式路由下的流量控制、接入控制和业务控制,50ms甚至20ms倒换或故障恢复能力,以及端到端的QoS保障等。在这些业务需求的推动下,PBB改进成为PBT。

PBT相对于PBB最大的特征在于,它允许对流量工程进行配置,以及采用有效的点到点的业务保护策略,可以在标准的PBBN上直接添加路由配置,在关闭MAC地址学习功能时,能够对广播功能进行管理,也可以避免MAC泛洪效应。同时,PBT具有MACinMAC特性,不仅可以支持接入以太网、城域以太网范围内的各种业务,而且因为再次封装,也可以支持基于MPLS的各种VPN业务。

从成本上看,由于PBT是以伪运营商以太网(MAC再次封装)形式,使得以太网数据帧能够快速有效地在骨干网上传输,因此它有效地结合了以太网和MPLS的特征,容易使运营商节约成本,但是另一方面,PBT只能支持环形组网,其灵活性甚至不如RPR,而且尚没有确定的公平算法机制,因此对于突发性、大规模业务应对能力较弱。目前,能够较好地提供该类方案的公司包括华为、北电等。后者的PBT方案甚至已经被英国电信的21CN网络所采用,但是从长远看,PBT更适合流量相对稳定的电信级城域网的建设。

以太网自动保护交换EAPS

以太网自动保护交换(EthernetAutomaticProtectionSwitching,EAPS)是目前发展最为成熟、应用前景最不明朗的技术之一。大部分的厂商在所提供的设备中置入EAPS功能,已经不是太大的难点,对于以太网,或者城域以太网而言,EAPS不失为一种好的解决方案,但是对于电信级城域以太网而言,EAPS的困难就凸现出来了。

首先,EAPS属于成本较低的电信级以太网方案,它更接近以太网,而离电信网特征较远,例如在QoS保证上,一旦环上的端点较远,或者调度次数过多,丢包率就会显著上升。此外,EAPS在算法上也存在不足,无法适应突发性流量业务。而且,由于开发上相对容易,各个厂商在专利规避上采取了各种各样的做法,特别是往往在以太网环上运行的协议是私有协议,这也导致了最终的应用上出现了互联互通的困难。目前,主要提供EAPS方案的公司包括西门子、思科、美国极进网络和烽火网络等。综上所述,目前电信级城域以太网技术正处于多种技术演绎繁华的阶段,各种技术标准均占据了一定的市场,最终适应国内电信运营商新建网络以及改造网络需求的技术才能够胜出。

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