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城域網(wǎng)，革命還是演進(jìn)？

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(kāi)展對網(wǎng)絡(luò )提出了很大的挑戰，網(wǎng)絡(luò )融合的趨勢已十分明顯，全球運營(yíng)商都在向統一網(wǎng)絡(luò )、多業(yè)務(wù)平臺演進(jìn)。

　　傳統城域網(wǎng)正面臨著(zhù)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的數量限制（4096）；四、不必要的三層環(huán)節；五、企業(yè)用戶(hù)正從簡(jiǎn)單連接要求轉向個(gè)性化的業(yè)務(wù)剪裁適應特定應用；六、質(zhì)量不適合VoIP、IPTV等新業(yè)務(wù)的大規模發(fā)展；七、分離的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展模式仍在繼續。

　　采用新型技術(shù)對城域網(wǎng)進(jìn)行改造是目前運營(yíng)商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )轉型的重中之重。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(jìn)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 )邊緣并支持數據業(yè)務(wù)。前者的優(yōu)勢在于用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )普遍采用IP技術(shù)，開(kāi)展數據業(yè)務(wù)非常方便，缺點(diǎn)是對語(yǔ)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心。后者的優(yōu)勢是充分利用了現有的城域網(wǎng)設備，但改造的成本較高，擴展性不強。

MSTP與VPLS

　　VPLS是在點(diǎn)到點(diǎn)MPLS基礎上進(jìn)一步發(fā)展而成的多點(diǎn)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(shí)現資源配置的最佳化。VPLS還支持2/3/4層可擴展的ACL能力和每用戶(hù)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(hù)數量突破了傳統以太網(wǎng)的4096個(gè)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)，因為使用復雜的三層協(xié)議建立信令，導致設備成本較高，運行較復雜，特別對數千個(gè)節點(diǎn)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)是標準技術(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(diǎn)也很明顯，隨著(zhù)IP業(yè)務(wù)量日益增加，以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺的應用會(huì )越來(lái)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在現有以太網(wǎng)硬件基礎上，結合QinQ和增強QoS能力，提供很低成本的電信級以太網(wǎng)。ERP可與傳統以太網(wǎng)和MPLS的保護機制實(shí)現互操作，但QoS和擴展性是其最大的劣勢。

　　Mac in Mac技術(shù)中采用用戶(hù)以太幀再封裝運營(yíng)商以太幀頭的技術(shù)，兩個(gè)Mac地址，核心網(wǎng)只根據運營(yíng)商Mac地址轉發(fā)流量。由于具有清晰的運營(yíng)網(wǎng)和用戶(hù)間界限，因此安全性較高。運營(yíng)網(wǎng)與用戶(hù)隔離，規避了用戶(hù)網(wǎng)中的廣播風(fēng)暴和轉發(fā)環(huán)路問(wèn)題。另外規劃比較簡(jiǎn)單，無(wú)需擔心VLAN和MAC地址沖突。二層封裝，無(wú)需復雜信令，交換機只需學(xué)習自己的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基礎上，關(guān)掉了MAC學(xué)習功能，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，消除了導致MAC泛洪和限制網(wǎng)絡(luò )規模的廣播功能。采用VID+MAC（60比特）作為全球唯一地址，隧道數目高達2的60次方。轉發(fā)信息不再靠泛洪和學(xué)習，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(xiāo)平方問(wèn)題需要手動(dòng)，明顯增加管理難度，自動(dòng)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，既可以架構在層1的SDH、GE上，又可以作為路由器線(xiàn)卡。同時(shí)無(wú)需對非落地IP包進(jìn)行拆分重組，可直接前轉，簡(jiǎn)化了處理，提高了交換處理能力，可以在二層上實(shí)現50ms的保護倒換時(shí)間，有自動(dòng)拓撲發(fā)現能力，可自動(dòng)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(gè)用戶(hù)每種業(yè)務(wù)為基礎保留帶寬和服務(wù)質(zhì)量，RPR帶寬利用率比SDH高很多倍。同時(shí)，RPR在環(huán)上支持大約250個(gè)節點(diǎn)，遠遠超過(guò)SDH環(huán)。但是RPR新增了一個(gè)MAC層，使系統成本增加。

　　X.87的多業(yè)務(wù)環(huán)（MSR）的基本思路是在RPR的MAC層上再架構一客戶(hù)子層，稱(chēng)XP鏈路子層，解決了RPR如下問(wèn)題：同節點(diǎn)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)量監測以及多種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的支持問(wèn)題等；實(shí)現了運營(yíng)網(wǎng)和用戶(hù)間的地址和拓撲分離；在鏈路層實(shí)現了數據和業(yè)務(wù)的底層統一封裝，是一種融合網(wǎng)絡(luò )的底層解決方案。缺點(diǎn)是支持廠(chǎng)家少，規模小，性?xún)r(jià)比差。

　　中國電信集團總工程師韋樂(lè )平建議，對主導運營(yíng)商，近期選擇基于SDH的MSTP是穩妥的，既利用了現有SDH設施，又兼顧了數據業(yè)務(wù)需要，對于大客戶(hù)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 )接入層應用。電信級以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺在未來(lái)IP/以太網(wǎng)業(yè)務(wù)絕對主導的形勢下將成為主要解決方案，在近期需要大規模支持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。當業(yè)務(wù)量到達相當規模后，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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