就IP的承載方式來看,主要有以下幾種城域網(wǎng)技術(shù)流派:IP通過ATM承載,然后ATM業(yè)務(wù)在傳統(tǒng)的SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)中傳輸;IP通過ATM承載,在ATM交換機(jī)之間直接通過光纖連接,構(gòu)建一個(gè)純ATM網(wǎng)絡(luò);IP通過SDH/SONET承載,IP業(yè)務(wù)直接在傳統(tǒng)的SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)中傳輸;IP(Ethernet)直接在光纖中傳輸。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù):ATM與POS
ATM技術(shù)的誕生就是為了滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要,其統(tǒng)計(jì)復(fù)用模式對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來講具有很高的帶寬利用率,同時(shí)能提供較高的QoS(服務(wù)質(zhì)量),這點(diǎn)是SDH無法比擬的。但是,ATM高效的背后是不可避免的復(fù)雜,這種復(fù)雜的機(jī)制帶來了成本的高昂和維護(hù)的難度,這是ATM所面臨的最大問題,因此一直以來,ATM技術(shù)未能得到普及。同時(shí),ATM不適合承載語音業(yè)務(wù),這也極大地限制了ATM在城域網(wǎng)的應(yīng)用,畢竟當(dāng)前語音業(yè)務(wù)的收入占了運(yùn)營商收入的絕大部分。
SDH技術(shù)構(gòu)建的傳送網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)成熟的標(biāo)準(zhǔn)TDM系統(tǒng),最初是面向語音業(yè)務(wù)的,其最大的特點(diǎn)在于優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和管理能力,但這種TDM系統(tǒng)對于承載具有突發(fā)特性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)存在先天不足,效率低下且靈活性不足。POS(IPOverSDH,以前也叫PacketOverSDH)技術(shù)主要應(yīng)用于廣域網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)通信,用來在高端路由器之間傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),其基本原理就是采用PPP協(xié)議將IP報(bào)文直接封裝在SDH的凈荷中(VC4/VC3/VC12),通過SDH網(wǎng)絡(luò)傳送。POS口的速率從155M到2.5G,目前應(yīng)用較多的是高端路由器的155M光/電口。
以前,不管是ATM還是POS口,同SDH傳輸網(wǎng)對接時(shí),傳輸網(wǎng)絡(luò)僅起到一個(gè)透傳的作用,業(yè)務(wù)級別為VC4。
以太網(wǎng)的興起
1999年以前,以太網(wǎng)最高速率局限在100Mbps(FE),因此僅適合在局域網(wǎng)(LAN)中使用,隨著吉比特以太網(wǎng)(GE)技術(shù)的日漸成熟,以太網(wǎng)逐步應(yīng)用到了城域網(wǎng)(MAN)之中。現(xiàn)在,10吉以太網(wǎng)(太比特以太網(wǎng))的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本完善,但相應(yīng)產(chǎn)品還不夠成熟和豐富,因此應(yīng)用范圍并不廣泛。
同其他局域網(wǎng)技術(shù),如令牌環(huán)(TokenRing)相比,以太網(wǎng)技術(shù)的最大特點(diǎn)在于簡單,簡單意味著成本低廉,加上歷史的一些因素,以太網(wǎng)已經(jīng)占了局域網(wǎng)90%以上的市場,尤其在國內(nèi),幾乎看不到其他技術(shù)構(gòu)建的LAN。當(dāng)然,這種簡單的背后意味著以太網(wǎng)本身缺乏QoS和OAM(網(wǎng)絡(luò)管理),這種缺陷往往只能通過高層協(xié)議來彌補(bǔ),這也限制了以太網(wǎng)在LAN之外的應(yīng)用。
哪種組網(wǎng)方式更適合城域網(wǎng)
顯而易見,數(shù)據(jù)封裝的層次越多、復(fù)雜度越高,會(huì)相應(yīng)地成本增加、效率下降,組網(wǎng)的靈活性也相對減弱,這是建設(shè)城域網(wǎng)時(shí)要考慮的一個(gè)重要因素。
顯然在ATM交換機(jī)之間直接通過光纖連接要好于ATM業(yè)務(wù)在傳統(tǒng)的SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)中傳輸,因?yàn)闇p少了其中的SDH層,組網(wǎng)方式更為靈活,不存在SDH網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湎拗?。但在SDH網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)存在的情況下,此種組網(wǎng)要消耗額外的光纜資源,在城市光纜資源日漸緊張的今天,這也成為一個(gè)必須考慮的重要因素,同時(shí)它也不具有SDH網(wǎng)絡(luò)優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)能力。POS技術(shù)的效率不高,靈活性低,雖然技術(shù)較為成熟,但配置POS口的路由器價(jià)格昂貴,并不適合應(yīng)用于城域網(wǎng),尤其是接入層。
IP在光纖中直接傳輸技術(shù)是隨著GE技術(shù)的成熟而提出來的,其核心是在三層交換機(jī)之間通過GE直接互聯(lián),構(gòu)建一個(gè)純粹的交換網(wǎng)絡(luò)。這種組網(wǎng)方式同樣存在浪費(fèi)光纖資源和缺乏高效保護(hù)的問題,并且GE的最大速率也限制在1Gbps,不能滿足日益增加的帶寬需求,因此又引入了城域波分技術(shù),利用其中的一波或者幾波來透明傳輸GE/SDH信號,能同時(shí)滿足數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)需求,節(jié)省光纜資源。但無論是在裸光纖中還是波分中傳輸GE,都不能克服以太網(wǎng)本身的固有缺陷,如網(wǎng)絡(luò)難以管理、缺乏保護(hù)等,值得慶幸的是隨著相關(guān)協(xié)議的豐富和完善,這些問題都已經(jīng)或逐漸在解決。
在城域網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù),最突出的優(yōu)點(diǎn)就是高效且成本低廉,這是其他任何技術(shù)都無法比擬的。由于不同速率的以太網(wǎng)采用相同的幀格式,在各種以太網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)“無縫”橋接,因此在以太網(wǎng)構(gòu)建的LAN和MAN之間,數(shù)據(jù)不用經(jīng)過額外的轉(zhuǎn)換,大大降低了成本并提高了效率。
目前,10G速率的SDH技術(shù)已經(jīng)成熟并投入大量應(yīng)用,暫時(shí)突破了帶寬的瓶頸,但由于SDH技術(shù)本身的限制,其可擴(kuò)展性不佳,并不適合未來的寬帶城域網(wǎng)。綜合來看,基于DWDM技術(shù)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)將是寬帶城域網(wǎng)的最佳選擇,可以預(yù)見今后的寬帶城域網(wǎng)將采用如下組網(wǎng)模式:骨干層采用DWDM技術(shù)構(gòu)筑一個(gè)環(huán)形多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái),匯聚層和接入層具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用以太網(wǎng)技術(shù)和SDH技術(shù)分別傳送數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠動(dòng)態(tài)地提供客戶層信號所需的帶寬并迅速擴(kuò)展業(yè)務(wù)類型。
MSTP的產(chǎn)品特點(diǎn)
MSTP(Multi-ServiceTransportPlatform)——綜合業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)的概念是我國幾家通信設(shè)備廠商共同提出的,于2001年4月正式起草相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),2002年2月完成了報(bào)批稿提交。
MSTP產(chǎn)品的發(fā)展主要?jiǎng)澐譃?個(gè)階段:傳送,即Ethernet和ATM的透明傳輸;交換,即Eth-ernet二層交換和ATM交換;共享和保護(hù),即RPR和VP-Ring;拓展,即DWDM(OADM)和智能特性。其中前3個(gè)階段都是基于SDH傳送網(wǎng)的,將Ethernet和ATM業(yè)務(wù)封裝在SDH網(wǎng)絡(luò)中傳送并完成其他相關(guān)功能。第4階段的智能特性目前還屬于規(guī)劃預(yù)研階段。
目前,MSTP系列產(chǎn)品主要提供Ethernet和ATM兩種數(shù)據(jù)特性,它仍然是基于SDH網(wǎng)絡(luò)的,此種組網(wǎng)技術(shù)本身是落后的,效率相對也是最低的,那為什么還能占領(lǐng)大量市場呢?最重要的一個(gè)原因是,通信市場正逐步從技術(shù)導(dǎo)向型轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用導(dǎo)向型,運(yùn)營商面對日漸激烈的競爭,不得不考慮網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)成本,而MSTP產(chǎn)品正好滿足了運(yùn)營商目前的需求,是一個(gè)技術(shù)、功能與成本的折中選擇。對于少部分新興的純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供商來講,由于沒有支撐語音業(yè)務(wù)的需求且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相對較小,所以一般不會(huì)選擇MSTP產(chǎn)品,而傾向于其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尤其是以太網(wǎng)技術(shù)。
就ATM特性來看,一些公司的MSTP產(chǎn)品能夠提供匯聚和VP-Ring保護(hù)功能。以前,SDH網(wǎng)絡(luò)只能單純地透傳ATM業(yè)務(wù),一個(gè)ATM接入點(diǎn)要占用SDH網(wǎng)絡(luò)至少一個(gè)VC4的帶寬,同時(shí)還要占用中心站點(diǎn)ATM交換機(jī)相應(yīng)的端口,而往往實(shí)際業(yè)務(wù)根本不需要如此大的帶寬,這就造成了SDH傳送網(wǎng)絡(luò)帶寬和中心站點(diǎn)ATM交換端口的極大浪費(fèi)。MSTP提供的匯聚功能很好地解決了這一問題,它能夠?qū)⒉煌丝?、不同站點(diǎn)的ATM業(yè)務(wù)流量匯聚到同一個(gè)VC4中,最大限度地提高了帶寬的利用率并節(jié)約了ATM交換機(jī)端口,極大地節(jié)省了建網(wǎng)成本。在SDH層已具有保護(hù)功能的情況下,VP-Ring保護(hù)功能的意義不大,僅在ATM特性單板的單個(gè)內(nèi)部端口故障或系統(tǒng)某個(gè)VC4通道故障等SDH保護(hù)不能啟動(dòng)的情況下才能發(fā)揮作用,但這種保護(hù)功能是以犧牲帶寬為代價(jià)的,因此具體應(yīng)用時(shí)要根據(jù)帶寬富余情況考慮是否采用VP-Ring保護(hù)功能。
POS技術(shù)不適合應(yīng)用于城域網(wǎng),它的不足在于效率低下且價(jià)格昂貴,相比起來,EthernetOverSDH技術(shù)將整個(gè)以太網(wǎng)幀封裝到SDH凈荷中傳送,效率比POS技術(shù)還要低,但為什么它反而構(gòu)成了MSTP最關(guān)鍵的要素并得到了廣泛的應(yīng)用呢?主要有兩個(gè)原因:一是,POS技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)的昂貴之處并不在于SDH傳送網(wǎng)本身,而是在于配置POS口的路由器,而MSTP產(chǎn)品能夠直接和各種具有Ethernet接口的設(shè)備對接,不需要路由器配置POS口,因此極大地節(jié)省了成本。二是,MSTP產(chǎn)品提供較多的Ethernet接口,增加了組網(wǎng)的靈活性,同時(shí)其提供的帶寬是能靈活配置的,方便管理,而POS技術(shù)雖然也可以進(jìn)行帶寬的調(diào)整,但其配置繁瑣甚至牽涉到硬件改動(dòng),并不實(shí)用。當(dāng)然,不可否認(rèn)Ether-netOverSDH技術(shù)的效率相對是較低的,即使是采用GFP或其他新協(xié)議來完成Ethernet與SDH之間的映射,這也是一直以來其他技術(shù)流派抨擊MSTP的主要論據(jù),但隨著MSTP產(chǎn)品的成功應(yīng)用,這種攻擊言論越來越少,即使有也不再具有什么殺傷力,因?yàn)槟壳皟H有MSTP產(chǎn)品才能較為完善地同時(shí)支撐傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
MSTP產(chǎn)品體系與需要解決的問題
ATM特性方面已形成了一個(gè)較為固定的模塊,近期預(yù)計(jì)不會(huì)再推出新的功能產(chǎn)品。
Ethernet特性是MSTP的重點(diǎn),主要有以下幾種版本特性。
1.實(shí)現(xiàn)Ethernet透傳和匯聚功能的單板。以目前太原電信大規(guī)模應(yīng)用的各型號ET1V1版本為代表,同時(shí)廠家在進(jìn)一步開發(fā)基于各個(gè)產(chǎn)品平臺(tái)、使用ML-PPP/LAPS/GFB協(xié)議、映射顆粒為VC12/VC3/VC4的Ethernet特性單板,提供GE光接口,使用LAPS協(xié)議及VC4虛級聯(lián)技術(shù)。
2.實(shí)現(xiàn)Ethernet二層交換功能的單板。以ET1V2版本為代表,在二層交換的功能基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了帶寬動(dòng)態(tài)共享、帶寬收斂等新功能,并支持基于IGMPSNOOPING的三層組播,同時(shí)在EGT的基礎(chǔ)上開發(fā)支持VPN、MPLS的SS61EGS單板。
3.實(shí)現(xiàn)RPR(彈性分組網(wǎng))功能的單板。RPR是目前解決城域網(wǎng)帶寬利用率問題最有效的技術(shù)方案,主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式,一種是在裸光纖上運(yùn)行的純RPR,一種是在SDH網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的內(nèi)嵌式RPR。
MSTP產(chǎn)品還可提供DDN(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng))、ESCON(企業(yè)系統(tǒng)互聯(lián))等其他特性,形成了一個(gè)基于SDH平臺(tái)、包含豐富數(shù)據(jù)特性的完整的產(chǎn)品體系。
除了效率較低這個(gè)固有問題之外,目前MSTP產(chǎn)品主要的不足之處在于產(chǎn)品功能較為單一、技術(shù)較為落后,如不支持GFP協(xié)議(通用成幀協(xié)議)、不支持LCAS協(xié)議(Linkcapacityadjustmentscheme,這個(gè)技術(shù)可動(dòng)態(tài)地調(diào)整用來映射所需業(yè)務(wù)的虛容器數(shù)量,從而適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)帶寬需求)。同時(shí),單板容量不高、處理能力較弱,不能滿足部分高端應(yīng)用。
另外,各個(gè)產(chǎn)品之間的互通性較差,這也是MSTP標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)不夠成熟完善的體現(xiàn)。由于MSTP技術(shù)還在不斷發(fā)展之中,尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的完整的標(biāo)準(zhǔn),同一廠家不同時(shí)期的產(chǎn)品往往采用不同的協(xié)議來完成數(shù)據(jù)幀與SDH之間的映射,因此產(chǎn)品的前后兼容性較差。
一個(gè)完整的城域網(wǎng)是集接入、交換(路由)、傳送為一體的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),雖然MSTP產(chǎn)品能夠在完成傳送任務(wù)的同時(shí)提供一定的接入和交換功能,但并不能完全替代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)備,其仍定位于業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)。隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的多樣化,某些業(yè)務(wù)功能不再是依靠單一產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)的,因此,要構(gòu)建一個(gè)先進(jìn)、高效的城域網(wǎng),僅依靠MSTP系列產(chǎn)品是無法實(shí)現(xiàn)的,要和接入尤其是交換(路由)系列產(chǎn)品緊密配合,站在網(wǎng)絡(luò)整體的角度來統(tǒng)籌規(guī)劃。相信隨著MSTP標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品的不斷發(fā)展與完善,MSTP會(huì)在城域網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。