基于SDH的RPR技術網絡應用探討

2019-11-03 09:03:53

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供稿：網友

中國網通河北省通信公司石家莊市分公司何穗

　　關鍵詞：城域傳送網、RPR與MSTP的比較、基于SDH的RPR的應用。

　　目前，通信網絡運營商的競爭重點已經從骨干網轉向城域網，建立高效經濟的支持多業務的城域網已經成為各運營公司的共同目標，城域網業務主體正在發生深刻的變化，業務類型從單純的以TDM為主、2Mbps顆粒向數據業務為主、寬帶接口過渡。這些變化所帶來的新問題是：城域傳送網絡怎樣從單純滿足話音傳輸為主、相對靜態的網絡過渡到支持多業務、動態可擴展性強的網絡。

　　與骨干網相比，城域網具有業務種類多、業務調度轉移多、業務流量變化大等特點，應用技術呈現多樣化，主要關注的技術集中在多業務傳送平臺（MSTP）、彈性分組環（RPR）及城域波分方面。

　　近一年來，業內人士對以上三種技術已經進行過較多的論述，筆者在此是想換個角度，討論RPR技術的市場應用前景、比較RPR與MSTP在城域傳送網中的地位。

　　一、MSTP與RPR技術的比較

　　1、基于SDH的MSTP技術

　　MSTP除了具有標準SDH傳送節點具有的功能之外，還具有下列功能：

　　※ TDM業務、ATM業務和以太網業務接入功能；

　　※ TDM業務、ATM業務和以太網業務傳送功能；

　　※ TDM業務、ATM業務和以太網業務點到點傳送功能，保證業務透明傳送；

　　※ ATM業務、以太網業務帶寬統計復用功能；

　　※ ATM業務、以太網業務映射到SDH虛容器的指配功能。

　　對業務的保護分為SDH網絡保護、Eth Ring保護和ATM VP Ring保護。

　　以太網環網技術的優點在于，SDH傳輸網絡附加了Eth網二層功能，對Eth層、ATM層的處理都與SDH處理相分離，但都可以映射到SDH的VC時隙進行重組或交叉到群路接口。MSTP對二層的處理多數通過分離的模塊處理來實現，進來的Eth、TDM業務分別送到兩個不同的處理模塊進行處理，兩個模塊通過VC-n總線相連。MSTP對Eth的網透明傳輸減少了POS端口應用，路由器/以太網交換直接采用GE/FE接口進行傳輸，節約成本。而對二層交換功能的支持的一種應用方式則是通過組成以太環網實現了環網上各站點的帶寬共享，環上所有節點的以太網處理卡板通過SDH通道組成環型，共享以太網環帶寬，帶寬利用率大大提高。另外，僅需在每個以太網處理卡板上進行左右兩個方向的以太網到SDH映射，而不需基于每個以太網業務端口進行映射，大大地降低了網絡造價。在一個區域內支持VLAN應用，更有利于客戶應用。

　　以太網環網技術的缺點在于，業務層環網上的每個MSTP設備的以太網處理卡板需對每個業務進行MAC地址查詢，隨著環路節點的增加，查詢MAC地址表的速度下降，處理性能明顯下降。另外，在以太網環上，則表現在該業務層環網上的每個MSTP節點上的以太網卡板分配帶寬的不公平性，無法保證環路各節點帶寬的公平接入，即使采用端口速率限制機制，也不能成為全局性公平機制，不適應數據業務的突發性。

　　2、基于SDH的RPR技術

　　RPR（彈性分組環）技術是在雙環結構上的二層MAC層協議，對分組數據業務及ip數據業務提供業務接入和透明傳輸。它通過兩種方式存在，即基于SDH的嵌入式RPR和純粹的RPR。

　　RPR技術具有下列特點：

　　※ 物理層無關性和支持大環網（邏輯環）：RPR可在一系列物理層上工作，如SDH/SONET、GE/10GE、DWDM，理論上支持環上存在多達250個網元節點；

　　※ 與SDH相當的50ms快速保護倒換：具有二層RPR保護；

　　※ 與以太網同樣優秀的廣播業務支持；

　　※ 空間復用技術：RPR在目的地址上將包從環路上剝離，實現包Add/Drop；

　　※ 具有統計復用和流量管理能力：RPR傳輸以數據業務為主時，帶寬利用率可提高2-8倍。具有MAC流量控制的三個QoS級別；

　　※ 拓撲自動發現；

　　※ 支持接入控制與全環公平機制。

　　在RPR環上可以利用源節點發送數據包的速率來控制上游節點和下游節點速率。帶寬策略允許在無擁塞的情況下，把環上任意兩個節點之間所有的帶寬分配給這兩個節點。

　　與MSTP以太環網比較，RPR在業務處理速度、擴展性、QoS、保護倒換時間、帶寬利用率、端口保護措施、抑制廣播風暴、拓撲自動發現等多方面都具有較強優勢。

　　RPR的重要缺陷在于它不支持TDM業務，為了實現TDM業務和數據業務同網傳輸，引入了基于SDH的RPR技術，如將SDH網中的N個VC-4級聯，組成一個RPR，從而融合SDH和RPR的優點。

　　二、傳輸網現狀

　　目前，我國的傳輸網分為三層：省際一級傳輸干線網、省內二級傳輸干線網和本地中繼傳輸網。設置的支路端口一般為2.5Gbps、155Mbps和2Mbps，各網之間的通道連接靠端口之間的物理連接實現，又稱硬件轉接。目前，一、二級干線網絡已具備相當規模，通道冗余量較大，近期不會再有大規模建設。對于FE/GE業務的傳輸不具直接的適當端口，需要進行SDH通道層的重新包封，而且各層傳輸網通常采用的不是一個生產廠家的設備，這就要求各設備支路端口具有統一的標準。

　　三、基于SDH的RPR技術應用探討

　　前面提到，基于SDH的RPR技術融合了傳送TDM和傳送Eth業務的優點，在滿足TDM業務需求的同時，還可用其組建IP數據專用網。

　　舉例說明：在城域接入傳輸環的用戶端設備上配備RPR功能卡板，引入用戶FE業務，可根據用戶對帶寬的需求，配置N個VC-4組成RPR，在城域接入傳輸環與本地網中繼傳輸環轉接處，直接以2.5G或155M端口物理連接，VC-4并未拆封，利用虛級聯技術，在接收端完整地恢復FE業務。如果A用戶要與其它10個用戶組建IP數據專用網，采用RPR技術組成的網絡拓撲為A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-A，即從A到B、B到C、C到D、……、J到K各開通一條N個VC-4通道，組成一個RPR，用戶路由交換機只需配置一個FE端口，利用RPR動態帶寬分配、流量控制即公平機制，實現11個用戶相互間的FE業務的各種速率的傳送，業務享受SDH環和RPR環雙重保護。

　　目前的用戶專網大都采用E1接入，RPR尚無用武之地，但用戶數據專網升速的呼聲越來越緊迫，隨著RPR國際標準的出臺，RPR技術必定會有很大的施展空間和良好的應用前景。

　　
摘自《華為技術》

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