EoRPR技术在城域接入网中应用

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　　随着企业对更高带宽的需求、人们对更丰富业务的追求，以及运营商转型的需要，城域网除了提供宽带上网业务外，还需要提供基于以太网(Ethernet)的企业互联业务以及语音、BTV业务。这些业务要求城域网具备更高的可靠性、可管理性、服务质量及安全保证。
　　城域网按照网络结构可以分成城域接入网及城域骨干网。城域骨干网可以采用快速路由收敛及MPLS、VPN等技术为业务提供保证；但城域接入网范围大，在网络建设过程中，在考虑成本及管理的基础上如何提供电信级的运营网络正面临着挑战。
　　a)当前，MSTP可以为企业用户提供可靠互联，但MSTP存在的主要问题是单位带宽成本比以太网高，提供数据业务效率低。
　　b)Ethernet在低成本及技术普及、支持点到多点业务、高带宽方面具有天然优势，使得Ethernet成为接入网最终必然的选择。
　　由于接入网无论是点到点还是点到多点，业务流量模型都是固定的，只要对关键业务进行优先级区分，再按照流量进行预规划以及进行适当资源预留，就能够提供QoS保证。通过VLAN隔离，以及业务网关的安全控制等功能，也可以在接入网为用户提供安全保证。
　　但Ethernet的网络级别可靠性主要采用RSTP技术，网络收敛速度是秒级，而且RSTP在实际应用中可靠性低。另外，在可管理性方面，故障发展、定位手段缺乏。目前Ethernet OAM标准还在发展中，距离商用还有相当长的一段时间。
　　c)在IP网络中，弹性分组数据环(RPR)技术考虑了可靠性、可管理性，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(EoRPR)支持物理层为千兆以太网的RPR环网(GE RPR)。和物理层为SDH/SONET相比，物理层为千兆以太网的网络建设成本较低，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。工作在二层的EoRPR应用(桥模式)可以继承传统二层Ethernet简单、对IP层应用透明的特点(见图1)。

图1　EoRPR原理

　　工作在桥模式的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地址资源和提高网络安全性。同时，在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还通过特殊的控制帧来实施RPR层的故障监测、定位与隔离。

　　EoRPR技术具有较高的可靠性和可管理性，同时具备Ethernet高效、低成本特点，可应用于城域接入网，解决企业互联、NGN业务接入(见图2)。  

图2　EoRPR在城域接入网应用

　　(a)具备EoRPR的设备(RPR交换机)可以用作AMG(Access Media Gateway)或IAD(Integrated Access Device)的汇聚设备，将AMG、IAD汇聚到核心网中，同时，RPR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、专线业务提供了高可靠保证。

　　(b)RPR具备优异的可管理性，具有良好的故障定位及故障排除能力。一旦发生故障，RPR所具备的业务隔离能力保证用户业务不受干扰。同时，RPR所具有的即插即用能力也可以方便业务部署。

　　(c)从技术特点来说，EoRPR非常适合于城域接入网，已成为城域接入网主要建网技术之一。如RPR可以弥补当前Ethernet可靠性、可管理性不足的问题，帮助运营商提供高可靠的业务及有效降低运营和维护成本。

　　(d)在标准化方面，RPR标准(IEEE 802.17的RPR标准于2004年6月成为正式标准，并已对外发布)和技术已经被整个业界所接受与认可，得到了大量厂商和运营商的支持。

　　(e)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及RPR技术，成本比以太网交换机略高一些；但与MSTP组建的接入网比较，在单位数据提供能力上具有优势。

　　传统的SDH演进出来的MSTP技术虽然也可以提供分组业务，但是由于内部集成了很多TDM的特性，内部的交换通常都是基于TDM的交换。在系统内部不断地将分组转换成TDM，再将TDM再转换成分组。整个系统结构复杂，导致系统成本高昂。

　　相比而言，RPR交换机是一个基于分组交换平台的设备，从接口上接收到的报文到从另一个接口送出去。所有的过程都是专门针对包转发设计的，结构简单，效率高，成本低。随着应用的进一步广泛，GE RPP成本能够得到更进一步的降低。

　　采取GE RPR建设城域接入网，满足企业互联业务、BTV业务、NGN对网络可靠性、安全性的要求，同时满足了运营商对CAPX和OPEX降低要求，可以更容易为运营商获得投资回报。