電信級城域以太網的多種技術

   電信級城域以太網因為其成本低廉、承載業務多樣、帶寬分配靈活、應用廣泛等優勢，逐步受到電信運營商的關注和采納，特別是隨著電信城域網的技術方案能夠提供足夠的QoS能力和網管運維能力，運營商的興趣大大提高。目前，國內電信運營商已經采用各種電信級以太網技術進行組網和開展業務，而最終哪種技術能夠走得更遠，則還需要相當長時間才能判斷。

　　彈性分組環RPR

　　彈性分組環RPR（Resilient Packet Ring）技術，作為城域傳輸網的構建技術，其標準化過程就經歷了多廠商、多提案的激烈競爭。IEEE RPR工作小組最終在以美國思科、加拿大北電為代表的兩種草案的折中之上，于2004年6月通過了IEEE 802.17標準。與之相對應，國內制定的《內嵌彈性分組環（RPR）的基于SDH的多業務傳送節點（MSTP）技術要求》明確將RPR MAC的物理層作為SDH的VC，特別是在二層交換功能、鏈路帶寬可控可調整以及性能指標等方面予以明確，使得RPR實用性得到了提高。

　　RPR的優勢在于：通過多種寬帶復用機制，提高了數據業務傳輸能力；通過二層環保護倒換功能，提供了快速的50ms環保護倒換功  
能；拓撲具有環自動發現功能，在新的節點加入時，節點能夠自動在環上廣播其存在，其他節點則自動更新本地數據庫，在路由更新、保護倒換，以及網絡OAM功能上提供了極大支持；采用分布式的帶寬管理和控制，為各節點提供平等享有帶寬的功能，并且引入業務等級設置機制，保證了高等級業務的優先。

　　RPR作為吸收了以太網和SDH網絡優勢的技術，根據不同的物理層，又可以分為基于SDH/Sonet的RPR和基于WAN/LAN物理層的RPR。但是，也正因如此，RPR目前更傾向于承載數據業務，而對TDM的支持能力相對薄弱。

　　從部署成本分析，RPR在城域網總體方案成本上更接近萬兆以太網，但是由于IEEE802.17標準本身是為單個物理環或邏輯環設計的MAC層技術標準，因此在跨環時必須終結，實現跨環業務的端到端寬帶管理能力不足，必須融合其他多種技術來協助構建復雜網絡拓撲，這就給網絡建設、運維等工作都帶來了困難。

　　目前，在RPR領域方案提供能力較為突出的廠商包括華為、烽火網絡、北電、思科等廠商。

　　城域網多業務環MSR

　　MSR構建于國際電聯ITU-X.87標準之上，屬于一種新型二層冗余協議。該協議可以說是對RPR MAC層的優化版本，但同時加入了多種傾向于電信運營級的特征，因此目前在運營商的多個新建城域網中得到了初步應用。

　　MSR的主要目的在于，以較低成本方式，圍繞運營商現有網絡改造和新建網絡模型，構建創新型的CESP（Carrier Ethernet Multi-Sevice Platform，電信級以太網多業務平臺）。由于MSR應對國內電信城域網應用提供了一些特別機制，因此比較適合國內電信城域網改造。該技術標準的主要優勢集中在以下方面：節約光纖資源，適合環形光纖拓撲的情況，在為鄉鎮到區縣的寬帶接入網匯聚提供方面具有優勢；能夠有效支持50ms保護倒換，為 IPTV及視頻監控等實時業務提供關鍵保護；組播能力較強，單個組播在環上只需復制一次就可以組播全網；能夠通過TDM over IP技術傳送高質量的TDM業務，并且不需網絡用戶考慮傳輸媒介；為運營商管理網絡提供了強大的QoS控制能力和業務感知，使網絡獲得主動解決問題的所需數據更為簡易；高性價比，萬兆以太環的價格不及SDH/MSTP的三分之一，特別是在業務傳輸方面的性價比優勢較為明顯。

　　目前，基于MSR的電信城域網解決方案，不僅能夠很好地應用于環形拓撲結構，也可以支持鏈形、星形等拓撲，并且可以支持熱插拔、熱倒換和在線升級等功能，因此，從整體方案的角度看，MSR在ITU-T標準確立時的技術定位就可以得到較好實現。MSR技術標準的應用定位是，在保證QoS的前提下，以較低成本方式解決包括數據業務、話音、視頻等多種業務在內的三網融合及其運營問題。

　　基于MSR構建電信級城域網，對于國內運營商的優勢在于，該技術標準是由武漢電信科學院下屬的烽火網絡代表中國提出并獲得通過的國際標準，擁有自主知識產權，在應用成本上也相對較低；劣勢在于，由于不同廠商之間在利益上的難以統一，特別是一些國際電信設備商也擁有其他電信城域網組網技術標準，所以在MSR基礎之上的CESP方案，雖然在技術成熟度、方案性能價格比上具有優勢，但要在運營商全網內占有主導地位，尚需要更長時間。目前烽火網絡能夠提供全面基于MSR的電信級以太網方案。 

   虛擬專用局域網服務VPLS

　　利用虛擬專用局域網服務（VPLS，Virtual Private LAN Service）技術作為搭建電信城域網的技術主體，已經在全球一些地方獲得了規模性應用，從技術特征看，VPLS擁有較明顯的優勢，但是從運營角度特別是國內運營商的現實需求看，VPLS也有明顯的劣勢。 


　　VPLS技術在IETF開發之初，目的就設定在了“上下逢源”的MPLS運營網絡和以太網絡之間的銜接上，以滿足運營商從骨干到接入之間的匯聚和承載需求。

　　VPLS使分散在不同地理位置上的用戶網絡可以相互通信，從而建立類似于點到點的虛擬連接功能，使城域網乃至廣域網都變得對用戶“透明”。但是，和基于網絡第三層的MPLS的不同之處在于，VPLS是一種二層的VPN技術，也就是說，VPLS可以在城域范圍之內，將廣域網的MPLS引入，并且引導至以太網接入層。如此一來，對于用戶而言，每個單點都可以成為一個VPN，而運營商則可以復用IP/MPLS網絡，提供更多種類業務——但是這種便利性，必須有一個前提，就是整個城域網全面地采用VPLS技術。

　　VPLS最早在2000年開始標準化制訂工作，但是進展迅速，在2002年就形成了可執行的標準。使用VPLS，可以較容易實現的功能包括：更為簡易地實現對帶寬的有效管理，包括廣播流量的限制、對流量類型有效區分和策略制定、分層QoS制定等。這些業務功能對網  
絡運營而言，都是至關重要的。

　　由于VPLS標準在不同廠商的主導下，也因為信令協議的選擇而劃分成為兩個派別，一部分主張采用LDP（Label Distributing Protocol，標記分發協議），另一部分則主張使用BGP（Border Gateway Protocol，邊界網關協議），容易使得多廠商的VPLS方案在兼容性上產生分歧。

　　由于VPLS是在二層網絡上采用復雜的三層協議建立信令，并且協議棧層次過多，因此利用VPLS技術構建具有高保障性的電信級城域網，成本居高不下，使得國內運營商短時間內不會大范圍采用。并且，即使隨著時間的推移，VPLS設備成本逐步降低，到運營商可以接受的程度，其管理上的巨大開支，即巨大的運營成本（OPEX），也容易讓運營商特別是國內運營商望而卻步。目前，提供VPLS方案較多的公司，主要是阿爾卡特朗訊、思科等。

　　運營商骨干網傳輸技術PBT

　　運營商骨干網傳輸（Provider Backbone Transport，PBT）技術基于802.1ah標準，是在運營商骨干網橋（Provider Backbone Bridge，PBB）標準之上改進而來的。

　　PBB技術的目標是，允許在802.1ad標準規定下的運營商骨干網橋網絡（PBBN）支持最多224個業務VLAN。PBB還定義了PBBN 的架構和橋接協議，以實現多個PBB網絡的兼容和互聯互通。在此條件下，802.1ah標準規定了四種類型運營商骨干網橋，即I標簽、B標簽、I標簽和B 標簽以及普通運營商網橋（802.1ad）。其中，I標簽用于標示不同的業務VLAN，B標簽用于標示骨干網VLAN。

　　PBB采用MACinMAC封裝，即將終端用戶以太網數據幀再封裝成運營商以太網幀頭，形成兩個MAC地址，在運營商核心網中，只按照后一個封裝的MAC地址進行流量轉發。這一思維帶來的好處在于，使得以太網擴展性以及作為網絡傳輸技術的能力得到了極大提升。換言之，以太網通過MACinMAC 的方式，實現了網絡層次化，實現了不同廣播域的隔離，使以太網運營成為可能。

　　但是，PBB存在流量工程問題，例如多方式路由下的流量控制、接入控制和業務控制，50ms甚至20ms倒換或故障恢復能力，以及端到端的QoS保障等。在這些業務需求的推動下，PBB改進成為PBT。