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城域網(wǎng)，革命還是演進？

衡水市市政工程管理處 王鐵彬 袁永濤 2006/08/22

　　目前，IPTV等多種業(yè)務(wù)的開展對網(wǎng)絡(luò)提出了很大的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢已十分明顯，全球運營商都在向統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、多業(yè)務(wù)平臺演進。

　　傳統(tǒng)城域網(wǎng)正面臨著7種瓶頸：一、全網(wǎng)的帶寬瓶頸；二、高初始成本、高運行成本以及費事耗力的高業(yè)務(wù)提供成本；三、二層擴展性受限于VLAN的數(shù)量限制（4096）；四、不必要的三層環(huán)節(jié)；五、企業(yè)用戶正從簡單連接要求轉(zhuǎn)向個性化的業(yè)務(wù)剪裁適應(yīng)特定應(yīng)用；六、質(zhì)量不適合VoIP、IPTV等新業(yè)務(wù)的大規(guī)模發(fā)展；七、分離的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展模式仍在繼續(xù)。

　　采用新型技術(shù)對城域網(wǎng)進行改造是目前運營商進行網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的重中之重。從技術(shù)上講，目前有兩種思路，一種是IEEE/ITU提出的，采用改進以太網(wǎng)技術(shù)；另外一種是ITU和IETF提出的，強化SDH或延伸MPLS (下一代MSTP、VPLS)擴展至網(wǎng)絡(luò)邊緣并支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。前者的優(yōu)勢在于用戶網(wǎng)絡(luò)普遍采用IP技術(shù)，開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)非常方便，缺點是對語音的支持不足，而且能否達到電信級網(wǎng)絡(luò)高可靠性、可管理、可控制的要求讓人擔(dān)心。后者的優(yōu)勢是充分利用了現(xiàn)有的城域網(wǎng)設(shè)備，但改造的成本較高，擴展性不強。

MSTP與VPLS

　　VPLS是在點到點MPLS基礎(chǔ)上進一步發(fā)展而成的多點互聯(lián)的二層VPN技術(shù)。VPLS基于MPLS，獨立于具體物理拓撲，可以利用MPLS流量工程實現(xiàn)資源配置的最佳化。VPLS還支持2/3/4層可擴展的ACL能力和每用戶的ACL控制，提供了較安全的控制和策略，并具有良好的二層匯聚能力，支持的用戶數(shù)量突破了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的4096個VLAN ID的限制。但是，VPLS雖然提供了電信級網(wǎng)絡(luò)的功能、性能和業(yè)務(wù)，因為使用復(fù)雜的三層協(xié)議建立信令，導(dǎo)致設(shè)備成本較高，運行較復(fù)雜，特別對數(shù)千個節(jié)點的城域網(wǎng)支持能力不足。

城域以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺

　　城域以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺采用的以太網(wǎng)技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，互換互操作性好，具有廣泛的軟硬件支持，交換機端口成本低，僅為基于SDH的MSTP的30%。具體的部署方式則是在IP業(yè)務(wù)量足夠大的中小城市作獨立IP城域網(wǎng)用，在IP業(yè)務(wù)量很大的大中城市作IP城域網(wǎng)匯聚和接入層應(yīng)用，核心則為高端路由器。

　　但是城域以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺的缺點也很明顯，隨著IP業(yè)務(wù)量日益增加，以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺的應(yīng)用會越來越多，但電信級功能性能亟待解決。

電信級以太網(wǎng)

　　電信級以太網(wǎng)主要包括RPR、ERP、Mac in Mac、PBT等技術(shù)。ERP在現(xiàn)有以太網(wǎng)硬件基礎(chǔ)上，結(jié)合QinQ和增強QoS能力，提供很低成本的電信級以太網(wǎng)。ERP可與傳統(tǒng)以太網(wǎng)和MPLS的保護機制實現(xiàn)互操作，但QoS和擴展性是其最大的劣勢。

　　Mac in Mac技術(shù)中采用用戶以太幀再封裝運營商以太幀頭的技術(shù)，兩個Mac地址，核心網(wǎng)只根據(jù)運營商Mac地址轉(zhuǎn)發(fā)流量。由于具有清晰的運營網(wǎng)和用戶間界限，因此安全性較高。運營網(wǎng)與用戶隔離，規(guī)避了用戶網(wǎng)中的廣播風(fēng)暴和轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路問題。另外規(guī)劃比較簡單，無需擔(dān)心VLAN和MAC地址沖突。二層封裝，無需復(fù)雜信令，交換機只需學(xué)習(xí)自己的MAC地址，減少了存貯和處理要求，因此大大降低了成本。

　　PBT是在MAC in MAC基礎(chǔ)上，關(guān)掉了MAC學(xué)習(xí)功能，因此可以看作是后者的增強型。它的擴展性好，關(guān)掉MAC學(xué)習(xí)，消除了導(dǎo)致MAC泛洪和限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的廣播功能。采用VID+MAC（60比特）作為全球唯一地址，隧道數(shù)目高達2的60次方。轉(zhuǎn)發(fā)信息不再靠泛洪和學(xué)習(xí)，由網(wǎng)管/控制面直接提供，提供確知通道，還能支持各種基于MPLS的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)靈活性很好。但是其N平方問題需要手動，明顯增加管理難度，自動隧道建立能力也值得商榷。

　　RPR采用一種新的MAC層和共享接入方式，工作在第2層，既可以架構(gòu)在層1的SDH、GE上，又可以作為路由器線卡。同時無需對非落地IP包進行拆分重組，可直接前轉(zhuǎn)，簡化了處理，提高了交換處理能力，可以在二層上實現(xiàn)50ms的保護倒換時間，有自動拓撲發(fā)現(xiàn)能力，可自動識別二層拓撲變化，增強了自愈能力，支持即插即用。RPR支持兩纖雙向環(huán)，能按每個用戶每種業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)保留帶寬和服務(wù)質(zhì)量，RPR帶寬利用率比SDH高很多倍。同時，RPR在環(huán)上支持大約250個節(jié)點，遠遠超過SDH環(huán)。但是RPR新增了一個MAC層，使系統(tǒng)成本增加。

　　X.87的多業(yè)務(wù)環(huán)（MSR）的基本思路是在RPR的MAC層上再架構(gòu)一客戶子層，稱XP鏈路子層，解決了RPR如下問題：同節(jié)點上多支路業(yè)務(wù)的傳送和封裝、支路業(yè)務(wù)的保護、組播、服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測以及多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的支持問題等；實現(xiàn)了運營網(wǎng)和用戶間的地址和拓撲分離；在鏈路層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的底層統(tǒng)一封裝，是一種融合網(wǎng)絡(luò)的底層解決方案。缺點是支持廠家少，規(guī)模小，性價比差。

　　中國電信集團總工程師韋樂平建議，對主導(dǎo)運營商，近期選擇基于SDH的MSTP是穩(wěn)妥的，既利用了現(xiàn)有SDH設(shè)施，又兼顧了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要，對于大客戶的接入更有其特殊優(yōu)勢。彈性分組環(huán)多業(yè)務(wù)平臺最適合網(wǎng)絡(luò)接入層應(yīng)用。電信級以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺在未來IP/以太網(wǎng)業(yè)務(wù)絕對主導(dǎo)的形勢下將成為主要解決方案，在近期需要大規(guī)模支持IPTV等新業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)也是一種有前瞻性的技術(shù)選擇。當(dāng)業(yè)務(wù)量到達相當(dāng)規(guī)模后，CWDM多業(yè)務(wù)平臺和DWDM多業(yè)務(wù)平臺將分別在城域網(wǎng)接入層面和城域網(wǎng)核心和匯聚層面扮演主要角色。

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