集成式分組和光路由設備POE架構和應用
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1. 引言
對所有EMEA（EMEA是歐洲、非洲和中東地區的縮寫）地區的服務提供商而言，城域網絡都是建立于傳統的以語音為核心的網絡基礎之上，同時受到與因特網相關數據業務的強力推動。
在骨干領域，第三層（layer 3）網絡由一定數量的高容量POP組成，通過一完整獨立的傳輸層來完成連接。IP路由和傳輸技術的演化腳步與流量需求完全一致。人們對IP和傳輸設備的整合需求也在增長，在這一過程中，人們希望通過減少在互連節點或其他公共部分的光接口數量來有效減少資本開支（Capital Expenditures）。另外，一個通用的管理系統也將會節約大筆運營開銷。不過，骨干網絡架構可能不會在未來數年內獲得根本性的改變。從長遠的眼光來看，向網絡平滑引進帶有ASON功能的光交叉連接設備將會有效改善網絡效率，同時對實現IP和傳輸網絡的真正融合也將起到積極的推動作用。
而城域網絡的演變之路卻與骨干網絡完全不同。在當前，數據的傳輸和交換都是基于第一和第二層技術，而在第三層處理技術只是在骨干IP POP中有需求（每個城域網絡都存在一個或兩個IP POP）。與千兆以太網絡取代ATM和幀中繼趨勢一樣的是，第一/第二層融合技術也在取代原有技術，通過融合，減少了網絡的資本開支，同時對網絡架構也不會形成改變。這種網絡設計思想導致中心輻射型（hub and spoke）第三層流量模式出現在城域網絡中，并使那些依賴第二層協議和IP POP的城域網絡得到有效升級。城域網絡的演變與日益增長寬帶業務是密不可分的，這些寬帶業務包括端對端業務，基于IP的交互式視頻和語音業務，以及存儲和災難恢復業務等等。這些業務的絕大多數都需要與位于同一城域網絡的終端進行本地通訊。在這種框架里，人們最感到困惑的是：是否城域網的這種on-going演變趨勢是最好的途徑，或者還是需求一個更加激進的解決方案。
在本文中，我們將分析日益增長的寬帶業務是如何從城域網絡中的第三層（layer 3）處理技術那里受益的。另外，一個具備分布式layer 3處理能力的城域網絡也為新興設備敞開了大門（這里的新興設備所指是分組和光路由設備，即POE），在這里IP和傳輸功能無論是從硬件還是軟件的角度來看都是得到有效融合，這種方法將會確保滿足城域網絡的特殊需求，并對網絡成本，彈性以及可升級性產生積極而深遠的影響。
2、城域網絡新業務和應用：對集成式“分組和光路由設備（POE）”的需求分析
傳統城域網絡是基于SDH/SONET環路技術，從本質上說，所整理（grooming）和傳輸的業務基本是語音業務，如果要傳送數據業務則需要在SDH/SONET環路上構建ATM或FR架構。
隨著新興數據業務的出現（如基于ADSL的寬帶接入，透明LAN，IP/MPLS VPN，存儲業務…….），城域網絡的帶寬需求以及用戶對寬帶接入和波長業務的需求都在快速增長。因此，服務商們很自然地想到了對城域網進行升級，最常用的辦法是在傳輸層鋪設DWDM環路，來提供高達32個波長供傳輸，用千兆以太網來實現第二層處理和IP流量的集合。不過這種架構受限于以太協議的可升級性（如MAC地址的最大數量，地理學虛擬網VLAN的最大數量，交換機的最大數量等），并且不能確保在新興數據業務持續增長的情況下產生一個具有成本效益的演變方案，比如在每位用戶帶寬，用戶數以及所捆綁業務數量增長的情況下。事實上，xDSL技術將有可能為大部分用戶（在意大利這一比例超過60%）提供超過10Mbit/s獨享帶寬，而每位用戶在可預見的未來將需要一攬子捆綁業務，如交互式數據、語音和視頻業務。在此基礎上，商業市場將需要更高更快的數據帶寬，以滿足隨選存儲（storage on-demand），透明VLAN，IP-MPLS VPN業務的共同需求，同時也要滿足日益增長的傳統需求（如wavelength level的電路傳輸量）。
在這里一些問題變得日益突出，主要是因為IP POP內部所需的處理容量不斷增加，當內部POP連接成本超過外部連接成本時，這些POP就不得不面對嚴重的堵塞gridlock局面。
基于這樣的考慮，當前的城域網絡不得不求發展，無論是對那些傳送電路據業務（circuit services）采用SDH或DWDM技術構建的網絡而言，還是對那些傳送數據業務的千兆以太網絡而言都是如此。
一種較具彈性和可升級的方法是設計出一個城域核心環路——這個環路要具備以下要點：僅有少量具備IP/MPLS和DWDM功能的節點組成；通過點對點或環路連接技術連接到接入節點上，使用CWDM和千兆以太技術。如果采用這種方法，那IP/MPLS處理就要平均分布在城域上，以便在同一時間提供layer 2業務（基于layer 2 over MPLS技術）。
為了使城域核心網絡更具成本效益，應用在那些基于環路拓撲結構的城域核心網絡上的新型節點架構已經得到業界的重視，這些新興節點即是所謂的“分組和光路由設備（POE）”。
3、“分組和光路由設備（POE）”：網絡節點描述
POE節點架構（參看圖1）是一個IP/MPLS處理引擎和一個DWDM傳輸平臺在硬件和軟件方面的綜合集成。硬件集成的效果就是使資本支出大大降低，主要是因為本地光互連的配置和處理，加上機架（chassis），功耗和控制模塊的節約才引發出上述效果。而軟件的集成則使網絡的運營成本大大減少，主要原因是采用了統一的控制面（基于GMPLS技術）和統一的網絡管理系統。
圖1：POE功能架構圖
為了獲得最大的彈性，人們便賦予了POE管理分組流量和電路流量的雙重能力。分組流量通過IP/MPLS引擎來處理，而電路流量則被G.709轉發器透明傳送。介于DWDM系統和分組/無分組接口之間的彈性交叉點則提供網絡保護功能以及完全彈性。每一個節點都可以根據不同情況配置分組接口（packet interfaces），非分組接口或者兩種接口的混裝接口。
IP/MPLS引擎的性能可比得上當前的骨干Giga路由器。DWDM傳輸平臺被設計用來在一個200公里的環路拓撲結構里進行32 x 10 Gbit/s波長傳輸，這個DWDM系統也配備了一個具有8個波長和光通道保護功能的OADM。由于集成了可調ITU-T激光器和可調OADM，這款DWDM系統具有完全的彈性，通過這些創新和極具成本效益的光器件，這些系統能在使用周期內滿足各種未知的新興流量變化。
4. 結論
在本文中，我們描述了城域網絡在在面對日益增長的寬帶業務時所進行的演化之路。在這些環境下，將layer 3處理功能分布于城域環路里的數個本地POP上會獲得一個可升級和彈性網絡，足以應付未來業務的變化。另外，一個具備分布式layer 3處理能力的城域網絡也為新興設備的應用敞開了大門（這里的新興設備指的是分組和光路由設備，即POE），這些POE都將IP和傳輸功能集于一身，大大降低了網絡的建網和運營成本，并具有非常好的彈性和可升級性，非常適合城域網絡的特殊需求。最后需要說明的是，這種解決方案從新型光器件技術那里獲益良多，如可調激光器和ROADM技術。(
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