RPRoverEthernet在城域接入网中的应用

2012-11-14
  在多种城域接入网技术中,RPR over Ethernet 技术同时具备高可靠性、可管理性,以及Ethernet高效、低成本的特点,非常适合企业互连、BTV和NGN接入等业务。我们有理由相信,RPR over Ethernet 将迎来规模商用的春天。
  城域接入网面临挑战
  一方面,随着信息社会的快速发展,企业和个人用户均对带宽和业务种类提出越来越高的要求,城域网除了提供宽带上网业务以外,还需要提供基于Ethernet 的企业互连业务和语音、BTV业务,需要承载IPTV、VOD、3G等业务。这些业务都要求城域网提供更高的可靠性、可管理性、服务质量和安全性保证。
  另一方面,随着电信业务和IP网络的深度融合,“电信业务IP化,IP网络电信化”已经成为现代通信网络的发展趋势。随着城域网的进一步扁平化和IP化,构建统一的多业务IP承载网,通过业务和内容运营来实现和进一步提升网络的价值,已经成为当务之急。在城域骨干网,可以采用快速路由收敛和MPLS、VPN等技术为业务提供保证。而在城域接入网,由于覆盖范围大,综合考虑成本和管理等多方面的因素,如何构建和提供电信级的运营网络面临空前挑战。RPR over Ethernet方案正是在这种形势下应运而生。
  几种城域接入网方案
  当前,建设城域接入网可以采用下面几种方案。
  MSTP方案
  这种方案基于MSTP方式,可为企业用户提供可靠互连。但MSTP存在的主要问题是单位带宽成本比以太网高,提供数据业务的效率低,支持点到多点业务困难。
  以太网方案
  Ethernet在成本、技术普及、支持点到多点业务和带宽方面具有天然优势。由于接入网无论是点到点还是点到多点,业务流量模型是固定的,只要对关键业务进行优先级区分,按照流量进行预规划以及进行适当资源预留,就能提供QoS保证。通过VLAN隔离,以及业务网关的安全控制等功能,也可在接入网为用户提供安全保证。但是,对于Ethernet来说,网络级别的可靠性主要采用RSTP技术,网络收敛速度为秒级,实际应用的可靠性低,另外在可管理性方面,这种方式缺乏故障发现和定位手段。目前,Ethernet OAM标准还在发展中,距离规模商用还需要时间。
  RPR over Ethernet 方案
  RPR技术充分考虑了可靠性和可管理性等因素,使IP网络可以达到电信级的要求。RPR协议是工作在OSI协议栈第二层的介质访问控制协议,其物理层可以是SDH/SONET,也可以是以太网。基于RPR的Ethernet应用(RPR over Ethernet)支持物理层为千兆以太网的RPR环网。与物理层为SDH/SONET的网络相比,物理层为千兆以太网(GE RPR)的网络建设成本较低,它继承了Ethernet应用简单、高效率的特点,而且同样可以提供高质量的物理层通道。同时,工作在第二层的RPR over Ethernet应用(桥模式)继承了传统Ethernet简单、对IP层应用透明的特点。
  解析RPR over Ethernet的应用模式
  所谓RPR over Ethernet,指的是支持物理层为千兆以太网的RPR(GE RPR)环网应用。工作在桥模式下的RPR交换机具备MAC地址学习功能。当RPR接口卡接收到用户数据帧时,它将用户数据帧中的源用户MAC地址、VLAN信息、源RPR节点信息记入MAC地址表。当 RPR节点发送用户数据帧时,会查询MAC地址表,得到目的RPR节点的信息,根据目的RPR节点进行RPR数据帧封装和选环发送。
  在桥模式下,节点将上环数据封装成扩展格式数据帧,节点通过源地址学习构建MAC地址表,根据MAC地址表转发数据帧,减少了广播数据帧的数量,提高了带宽利用率。RPR桥模式下用户MAC地址和节点MAC地址形成层次化结构,可以节省MAC地址资源,提高网络安全性。同时,RPR帧结构中包含了大量用于性能管理、故障管理、配置管理的各种选项参数,为RPR的运行维护管理(OAM)奠定了良好的基础。RPR还可通过特殊的控制帧来实施RPR层的故障监测、定位和隔离。
  RPR over Ethernet技术具备高可靠性和可管理性,同时还具备Ethernet高效和低成本的特点,可应用于城域接入网,实现企业互连和NGN业务接入。具备RPR over Ethernet的设备(简称RPR交换机)可用作AMG(Access Media Gateway)或IAD(Integrated Access Device)的汇聚设备,将AMG、IAD汇聚到核心网中。此外,RPR交换机还可以作为商业用户的接入节点。基于GE RPR的接入网具备小于50ms的网络倒换能力,为NGN、专线业务提供高可靠性的保证。RPR具备优异的可管理性、良好的故障定位和故障排除能力,一旦发生故障,RPR所具备的业务隔离能力可保证用户业务不受干扰,同时,RPR的即插即用能力非常适合业务部署。
  RPR over Ethernet的应用前景
  从技术特点来说,RPR over Ethernet非常适合于建设城域接入网,它可以弥补当前Ethernet在可靠性、可管理性方面的不足,帮助运营商提供高可靠性业务,并有效降低运营和维护成本,成为城域接入网主要建网技术之一。
  在标准化方面,RPR标准(IEEE802.17的RPR标准于2004年6月成为正式标准)和技术成熟,得到厂商和运营商的广泛支持。
  在成本方面,以太网交换机使用量大,设备成本低。RPR交换机基于Ethernet和RPR技术,成本比以太网交换机略高,但与MSTP接入方案比较,在单位数据提供能力方面具有优势。虽然,由传统的SDH演进而来的MSTP技术也可以提供分组业务,但由于其内部集成了众多的TDM特性:内部交换通常基于 TDM交换,系统内部不断地将分组转换为TDM,再将TDM转换成分组,导致整个系统结构复杂,成本高昂。相比而言,RPR交换机是一个基于分组交换平台的设备,从接口接收到的报文到从另一个接口送出去,所有过程都是专门针对包转发而设计的,具有结构简单、效率高和成本低等特点。随着应用的进一步推广,RPR交换机的成本还可进一步降低。
  总之,采取RPP over Ethernet方案(GE RPR)建设城域接入网,满足企业互连业务、BTV业务、NGN对网络可靠性、安全性的要求,同时又可满足运营商降低CAPEX、OPEX的要求,提高投资回报率。
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