電信級(jí)城域以太網(wǎng)因?yàn)槠涑杀镜土⒊休d業(yè)務(wù)多樣、帶寬分配靈活、應(yīng)用廣泛等優(yōu)勢(shì),逐步受到電信運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注和采納,特別是隨著電信城域網(wǎng)的技術(shù)方案能夠提供足夠的QoS能力和網(wǎng)管運(yùn)維能力,運(yùn)營(yíng)商的興趣大大提高。目前,國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)采用各種電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)和開(kāi)展業(yè)務(wù),而最終哪種技術(shù)能夠走得更遠(yuǎn),則還需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能判斷。
彈性分組環(huán)RPR
彈性分組環(huán)RPR(Resilient Packet Ring)技術(shù),作為城域傳輸網(wǎng)的構(gòu)建技術(shù),其標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程就經(jīng)歷了多廠商、多提案的激烈競(jìng)爭(zhēng)。IEEE RPR工作小組最終在以美國(guó)思科、加拿大北電為代表的兩種草案的折中之上,于2004年6月通過(guò)了IEEE 802.17標(biāo)準(zhǔn)。與之相對(duì)應(yīng),國(guó)內(nèi)制定的《內(nèi)嵌彈性分組環(huán)(RPR)的基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)(MSTP)技術(shù)要求》明確將RPR MAC的物理層作為SDH的VC,特別是在二層交換功能、鏈路帶寬可控可調(diào)整以及性能指標(biāo)等方面予以明確,使得RPR實(shí)用性得到了提高。
RPR的優(yōu)勢(shì)在于:通過(guò)多種寬帶復(fù)用機(jī)制,提高了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸能力;通過(guò)二層環(huán)保護(hù)倒換功能,提供了快速的50ms環(huán)保護(hù)倒換功能;拓?fù)渚哂协h(huán)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能,在新的節(jié)點(diǎn)加入時(shí),節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)在環(huán)上廣播其存在,其他節(jié)點(diǎn)則自動(dòng)更新本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù),在路由更新、保護(hù)倒換,以及網(wǎng)絡(luò)OAM功能上提供了極大支持;采用分布式的帶寬管理和控制,為各節(jié)點(diǎn)提供平等享有帶寬的功能,并且引入業(yè)務(wù)等級(jí)設(shè)置機(jī)制,保證了高等級(jí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先。
RPR作為吸收了以太網(wǎng)和SDH網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的技術(shù),根據(jù)不同的物理層,又可以分為基于SDH/Sonet的RPR和基于WAN/LAN物理層的RPR。但是,也正因如此,RPR目前更傾向于承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),而對(duì)TDM的支持能力相對(duì)薄弱。
從部署成本分析,RPR在城域網(wǎng)總體方案成本上更接近萬(wàn)兆以太網(wǎng),但是由于IEEE802.17標(biāo)準(zhǔn)本身是為單個(gè)物理環(huán)或邏輯環(huán)設(shè)計(jì)的MAC層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),因此在跨環(huán)時(shí)必須終結(jié),實(shí)現(xiàn)跨環(huán)業(yè)務(wù)的端到端寬帶管理能力不足,必須融合其他多種技術(shù)來(lái)協(xié)助構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌@就給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)維等工作都帶來(lái)了困難。
目前,在RPR領(lǐng)域方案提供能力較為突出的廠商包括華為、烽火網(wǎng)絡(luò)、北電、思科等廠商。
城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)環(huán)MSR
MSR構(gòu)建于國(guó)際電聯(lián)ITU-X.87標(biāo)準(zhǔn)之上,屬于一種新型二層冗余協(xié)議。該協(xié)議可以說(shuō)是對(duì)RPR MAC層的優(yōu)化版本,但同時(shí)加入了多種傾向于電信運(yùn)營(yíng)級(jí)的特征,因此目前在運(yùn)營(yíng)商的多個(gè)新建城域網(wǎng)中得到了初步應(yīng)用。
MSR的主要目的在于,以較低成本方式,圍繞運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造和新建網(wǎng)絡(luò)模型,構(gòu)建創(chuàng)新型的CESP(Carrier Ethernet Multi-Sevice Platform,電信級(jí)以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺(tái))。由于MSR應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)電信城域網(wǎng)應(yīng)用提供了一些特別機(jī)制,因此比較適合國(guó)內(nèi)電信城域網(wǎng)改造。該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要優(yōu)勢(shì)集中在以下方面:節(jié)約光纖資源,適合環(huán)形光纖拓?fù)涞那闆r,在為鄉(xiāng)鎮(zhèn)到區(qū)縣的寬帶接入網(wǎng)匯聚提供方面具有優(yōu)勢(shì);能夠有效支持50ms保護(hù)倒換,為IPTV及視頻監(jiān)控等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵保護(hù);組播能力較強(qiáng),單個(gè)組播在環(huán)上只需復(fù)制一次就可以組播全網(wǎng);能夠通過(guò)TDM over IP技術(shù)傳送高質(zhì)量的TDM業(yè)務(wù),并且不需網(wǎng)絡(luò)用戶考慮傳輸媒介;為運(yùn)營(yíng)商管理網(wǎng)絡(luò)提供了強(qiáng)大的QoS控制能力和業(yè)務(wù)感知,使網(wǎng)絡(luò)獲得主動(dòng)解決問(wèn)題的所需數(shù)據(jù)更為簡(jiǎn)易;高性價(jià)比,萬(wàn)兆以太環(huán)的價(jià)格不及SDH/MSTP的三分之一,特別是在業(yè)務(wù)傳輸方面的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)較為明顯。
目前,基于MSR的電信城域網(wǎng)解決方案,不僅能夠很好地應(yīng)用于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),也可以支持鏈形、星形等拓?fù)洌⑶铱梢灾С譄岵灏巍岬箵Q和在線升級(jí)等功能,因此,從整體方案的角度看,MSR在ITU-T標(biāo)準(zhǔn)確立時(shí)的技術(shù)定位就可以得到較好實(shí)現(xiàn)。MSR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用定位是,在保證QoS的前提下,以較低成本方式解決包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、話音、視頻等多種業(yè)務(wù)在內(nèi)的三網(wǎng)融合及其運(yùn)營(yíng)問(wèn)題。
基于MSR構(gòu)建電信級(jí)城域網(wǎng),對(duì)于國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)勢(shì)在于,該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由武漢電信科學(xué)院下屬的烽火網(wǎng)絡(luò)代表中國(guó)提出并獲得通過(guò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),在應(yīng)用成本上也相對(duì)較低;劣勢(shì)在于,由于不同廠商之間在利益上的難以統(tǒng)一,特別是一些國(guó)際電信設(shè)備商也擁有其他電信城域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),所以在MSR基礎(chǔ)之上的CESP方案,雖然在技術(shù)成熟度、方案性能價(jià)格比上具有優(yōu)勢(shì),但要在運(yùn)營(yíng)商全網(wǎng)內(nèi)占有主導(dǎo)地位,尚需要更長(zhǎng)時(shí)間。目前烽火網(wǎng)絡(luò)能夠提供全面基于MSR的電信級(jí)以太網(wǎng)方案。
虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)VPLS
利用虛擬專用局域網(wǎng)服務(wù)(VPLS,Virtual Private LAN Service)技術(shù)作為搭建電信城域網(wǎng)的技術(shù)主體,已經(jīng)在全球一些地方獲得了規(guī)模性應(yīng)用,從技術(shù)特征看,VPLS擁有較明顯的優(yōu)勢(shì),但是從運(yùn)營(yíng)角度特別是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)實(shí)需求看,VPLS也有明顯的劣勢(shì)。
VPLS技術(shù)在IETF開(kāi)發(fā)之初,目的就設(shè)定在了“上下逢源”的MPLS運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)之間的銜接上,以滿足運(yùn)營(yíng)商從骨干到接入之間的匯聚和承載需求。
VPLS使分散在不同地理位置上的用戶網(wǎng)絡(luò)可以相互通信,從而建立類似于點(diǎn)到點(diǎn)的虛擬連接功能,使城域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)都變得對(duì)用戶“透明”。但是,和基于網(wǎng)絡(luò)第三層的MPLS的不同之處在于,VPLS是一種二層的VPN技術(shù),也就是說(shuō),VPLS可以在城域范圍之內(nèi),將廣域網(wǎng)的MPLS引入,并且引導(dǎo)至以太網(wǎng)接入層。如此一來(lái),對(duì)于用戶而言,每個(gè)單點(diǎn)都可以成為一個(gè)VPN,而運(yùn)營(yíng)商則可以復(fù)用IP/MPLS網(wǎng)絡(luò),提供更多種類業(yè)務(wù)——但是這種便利性,必須有一個(gè)前提,就是整個(gè)城域網(wǎng)全面地采用VPLS技術(shù)。
VPLS最早在2000年開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化制訂工作,但是進(jìn)展迅速,在2002年就形成了可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。使用VPLS,可以較容易實(shí)現(xiàn)的功能包括:更為簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)對(duì)帶寬的有效管理,包括廣播流量的限制、對(duì)流量類型有效區(qū)分和策略制定、分層QoS制定等。這些業(yè)務(wù)功能對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)而言,都是至關(guān)重要的。
由于VPLS標(biāo)準(zhǔn)在不同廠商的主導(dǎo)下,也因?yàn)樾帕顓f(xié)議的選擇而劃分成為兩個(gè)派別,一部分主張采用LDP(Label Distributing Protocol,標(biāo)記分發(fā)協(xié)議),另一部分則主張使用BGP(Border Gateway Protocol,邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議),容易使得多廠商的VPLS方案在兼容性上產(chǎn)生分歧。
由于VPLS是在二層網(wǎng)絡(luò)上采用復(fù)雜的三層協(xié)議建立信令,并且協(xié)議棧層次過(guò)多,因此利用VPLS技術(shù)構(gòu)建具有高保障性的電信級(jí)城域網(wǎng),成本居高不下,使得國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商短時(shí)間內(nèi)不會(huì)大范圍采用。并且,即使隨著時(shí)間的推移,VPLS設(shè)備成本逐步降低,到運(yùn)營(yíng)商可以接受的程度,其管理上的巨大開(kāi)支,即巨大的運(yùn)營(yíng)成本(OPEX),也容易讓運(yùn)營(yíng)商特別是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商望而卻步。目前,提供VPLS方案較多的公司,主要是阿爾卡特朗訊、思科等。
運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)傳輸技術(shù)PBT
運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)傳輸(Provider Backbone Transport,PBT)技術(shù)基于802.1ah標(biāo)準(zhǔn),是在運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)橋(Provider Backbone Bridge,PBB)標(biāo)準(zhǔn)之上改進(jìn)而來(lái)的。
PBB技術(shù)的目標(biāo)是,允許在802.1ad標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下的運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)(PBBN)支持最多224個(gè)業(yè)務(wù)VLAN。PBB還定義了PBBN的架構(gòu)和橋接協(xié)議,以實(shí)現(xiàn)多個(gè)PBB網(wǎng)絡(luò)的兼容和互聯(lián)互通。在此條件下,802.1ah標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了四種類型運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)橋,即I標(biāo)簽、B標(biāo)簽、I標(biāo)簽和B標(biāo)簽以及普通運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)橋(802.1ad)。其中,I標(biāo)簽用于標(biāo)示不同的業(yè)務(wù)VLAN,B標(biāo)簽用于標(biāo)示骨干網(wǎng)VLAN。
PBB采用MACinMAC封裝,即將終端用戶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀再封裝成運(yùn)營(yíng)商以太網(wǎng)幀頭,形成兩個(gè)MAC地址,在運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)中,只按照后一個(gè)封裝的MAC地址進(jìn)行流量轉(zhuǎn)發(fā)。這一思維帶來(lái)的好處在于,使得以太網(wǎng)擴(kuò)展性以及作為網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的能力得到了極大提升。換言之,以太網(wǎng)通過(guò)MACinMAC的方式,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)層次化,實(shí)現(xiàn)了不同廣播域的隔離,使以太網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成為可能。
但是,PBB存在流量工程問(wèn)題,例如多方式路由下的流量控制、接入控制和業(yè)務(wù)控制,50ms甚至20ms倒換或故障恢復(fù)能力,以及端到端的QoS保障等。在這些業(yè)務(wù)需求的推動(dòng)下,PBB改進(jìn)成為PBT。
PBT相對(duì)于PBB最大的特征在于,它允許對(duì)流量工程進(jìn)行配置,以及采用有效的點(diǎn)到點(diǎn)的業(yè)務(wù)保護(hù)策略,可以在標(biāo)準(zhǔn)的PBBN上直接添加路由配置,在關(guān)閉MAC地址學(xué)習(xí)功能時(shí),能夠?qū)V播功能進(jìn)行管理,也可以避免MAC泛洪效應(yīng)。同時(shí),PBT具有MACinMAC特性,不僅可以支持接入以太網(wǎng)、城域以太網(wǎng)范圍內(nèi)的各種業(yè)務(wù),而且因?yàn)樵俅畏庋b,也可以支持基于MPLS的各種VPN業(yè)務(wù)。
從成本上看,由于PBT是以偽運(yùn)營(yíng)商以太網(wǎng)(MAC再次封裝)形式,使得以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀能夠快速有效地在骨干網(wǎng)上傳輸,因此它有效地結(jié)合了以太網(wǎng)和MPLS的特征,容易使運(yùn)營(yíng)商節(jié)約成本,但是另一方面,PBT只能支持環(huán)形組網(wǎng),其靈活性甚至不如RPR,而且尚沒(méi)有確定的公平算法機(jī)制,因此對(duì)于突發(fā)性、大規(guī)模業(yè)務(wù)應(yīng)對(duì)能力較弱。目前,能夠較好地提供該類方案的公司包括華為、北電等。后者的PBT方案甚至已經(jīng)被英國(guó)電信的21CN網(wǎng)絡(luò)所采用,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,PBT更適合流量相對(duì)穩(wěn)定的電信級(jí)城域網(wǎng)的建設(shè)。
以太網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)交換EAPS
以太網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)交換(Ethernet Automatic Protection Switching,EAPS)是目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用前景最不明朗的技術(shù)之一。大部分的廠商在所提供的設(shè)備中置入EAPS功能,已經(jīng)不是太大的難點(diǎn),對(duì)于以太網(wǎng),或者城域以太網(wǎng)而言,EAPS不失為一種好的解決方案,但是對(duì)于電信級(jí)城域以太網(wǎng)而言,EAPS的困難就凸現(xiàn)出來(lái)了。
首先,EAPS屬于成本較低的電信級(jí)以太網(wǎng)方案,它更接近以太網(wǎng),而離電信網(wǎng)特征較遠(yuǎn),例如在QoS保證上,一旦環(huán)上的端點(diǎn)較遠(yuǎn),或者調(diào)度次數(shù)過(guò)多,丟包率就會(huì)顯著上升。此外,EAPS在算法上也存在不足,無(wú)法適應(yīng)突發(fā)性流量業(yè)務(wù)。而且,由于開(kāi)發(fā)上相對(duì)容易,各個(gè)廠商在專利規(guī)避上采取了各種各樣的做法,特別是往往在以太網(wǎng)環(huán)上運(yùn)行的協(xié)議是私有協(xié)議,這也導(dǎo)致了最終的應(yīng)用上出現(xiàn)了互聯(lián)互通的困難。目前,主要提供EAPS方案的公司包括西門子、思科、美國(guó)極進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和烽火網(wǎng)絡(luò)等。綜上所述,目前電信級(jí)城域以太網(wǎng)技術(shù)正處于多種技術(shù)演繹繁華的階段,各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均占據(jù)了一定的市場(chǎng),最終適應(yīng)國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商新建網(wǎng)絡(luò)以及改造網(wǎng)絡(luò)需求的技術(shù)才能夠勝出。