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以太网技术再革新城域网等待变法


http://www.sina.com.cn 2006年08月03日 16:52 通信产业报

  特约撰稿人 吴海亮

  在转型为王的时代,成本把运营商以太网技术推向城域网的主力位置。一系列新技术正以显著的经济性带来以太网技术的又一次革命,入主城域网将成为必然。

  全球电信业正面临着严峻的挑战。一方面,话音收入比重持续下降,特别是Skype的兴
起。另一方面,数据业务虽然还在增长,但增长幅度大幅下降,难以支撑话音收入和整体ARPU的下滑。这些因素迫使运营商面临抉择关口:业务转型和大幅降低成本。运营商以太网技术将是这一转变中的重要技术之一,成为构建城域网的主力。

  以太网发挥成本优势

  运营商面临的最大挑战之一是成本控制。特别是随着IPTV的兴起将带来带宽的数十倍增加。而视频业务的收费价格比现有业务低很多。

  特别是在中国低廉的有线电视收费前提下,视频业务对ARPU的提升有限。假设视频业务可以提高ARPU30%的话,留给新组网技术的建网成本空间只有增加30%,要用这些成本去扩大数十倍的带宽来保持现有盈利水平,显然传统的技术难以胜任。

  以太网技术在过去的15年里以超摩尔法则的轨迹发展。巨大的经济性优势,被公认是解决运营商成本问题的法宝,因此业界公推产生了一个新领域运营商以太网,旨在将传统的以太网技术打造成电信级的技术在城域网大面积部署。

  电信级以太网技术已经成熟

  运营商级以太网技术是一种组网技术,构成一个城域范围的大网络,旨在支持推动发展tripleplay,无线网络中继和企业网络互联。完整的理解包含两方面含义:作为传输层面技术,同时也是一种重要的业务(点到点,特别是点到多点和多点到多点)。

  如果把市场上的技术进行简单分类可分为:简单的连接传送技术和支持多种业务的组网技术。简单的连接传送技术:

  MSTP/RPR停留在单纯的传送层面。本质上只有一层MAC地址转发,没有层次化的地址结构,没有用户地址隔离的UNI概念等等。只能满足局部单环接入、连接问题。跨环连接还要依赖其他手段,难以组网。因此,基本上还是停留在传统以太网技术的连接手段。

  QinQ(802.1ad)对VLAN标识扩展。但实质上运营商可用的VLAN标识也只有4096个,远远不能满足运营商要求。特别是用于包转发的MAC地址没有变,因此还是一层地址,没有层次化的地址结构,用户地址和运营商MAC地址不能隔离,没有用户地址隔离的UNI概念,同时还保留固有的用户广播风暴,安全漏洞等先天病症等等。因此,也是停留在传统以太网技术的连接手段,不能组大网。

  两大流派的较量

  城域以太网组网技术有两大流派,两个流派体现了不同的理念:IETF主导的MPLSPWE(伪线仿真)方式和IEEE与ITU主导的MACinMAC(又称PBB:Provider Backbone Bridge)流派。

  MPLS方式理念是从核心网演进,用MPLS仿真方式作以太网。MPLS方式本质是将以太网帧通过加入一个仿真层(PWE)承载在MPLS层面上。此种技术在处理点对点专线较为容易,但在处理点到多点的时候需采用VPLS方式,需要全网状连接fullymesh,需要网络支持复杂的信令、路由和拓扑发现等。操作和管理(每个操作人员都要懂以太网,路由,IP,MPLS等)增加了非常大的难度。同时对设备的要求(CPU、内存、软件)高,一般要在高档次路由器上实现,设备投资成本大。一句话,MPLS模仿以太网,模仿起来吃力,增加了模仿成本,适合骨干网络。

  与IETF自上而下改造城域网的出发点不同,以太网技术的鼻祖IEEE和ITU的理念是自下而上出发,从用户端以太网延展到城域网络,本着用以太网做以太网的理念推出了802.1ah/MiM(MacInMac)标准。MiM在用户MAC地址外加上一层运营商MAC地址,构成层次化结构(hierarchy)。对运营商而言有几大好处:

  第一,清晰的UNI构架,用户MAC无法看到运营商网络MAC,骨干网也无需处理用户MAC,简单安全。

  第二,运营网还是采用外层MAC进行以太网方式转发,没有仿真层,还是原本地道的以太网,天生支持点到多点业务。

  第三,扩展性极好,理论上可以支持16M用户/虚拟网(用户里面还可以维护自己的MAC地址结构)。

  第四,低成本。没有复杂的信令机制,在交换机上可以实现。宏观上交换机的产业规模是路由器的几倍,设备成本优势明显。同时在OPEX上与MPLS相比也具有极大优势。

  在MiM的基础上ITUSG15组最新又提出G.PBT(providerback-bonetrunk)标准。PBT是对802.1ah/MiM的延伸和增强,是一项简单的点对点通道技术。它在运营商网络层面关闭了传统以太网复杂的MAC地址学习、广播和生成树协议。基于运营商源和目的MAC地址建立面向连接的中继隧道,提供可控、可管的经济高效的路径中继。一旦连接中断,PBT还提供50ms路径保护。PBT的可靠性和确定性堪比SONET和SDH,同时保持了以太网低成本和简易性的特点,可以基于现有的以太网硬件实现。电信分析机构HeavyReading的高级分析师StanHubbard说道:“PBT有潜力成为运营商城域网络的一项颠覆性技术。它有可能为城域网络的低成本部署提供更易于管理和扩展的以太网,从而吸引现有MPLS核心网络的运营商的注意。”

  IEEE与ITU还共同推动着以太网OAM管理标准的发展。分别制定了802.1ag和Y.1731标准。

  Y.1731为802.1ag标准提供补充,提供增强的性能监视功能。使得运营商级以太网在OAM方面达到了运营商的要求。

  引领城域网革新

  MiM流派代表了业界对以太网的最新理解,具有先进性。包括北电、Cisco、BT和NTT等在内的众多厂商运营商都在积极推动其发展。在今年5月份刚刚结束的IEEE北京会议上,投票定稿了MiM帧的定义,标准着此项技术的成熟。北电是以上几个重要的运营商以太网标志的作者之一,率先在2年前推出了基于MiM技术的商用产品,在北美、欧洲和亚洲有多个成功商用部署,部署端口超过了3万个,并在MiM的基础上引入了头端加接入模块的概念,一个大型头端交换机可以带两百多模块,操作和维护都在头端进行,台符合电信大容量少局所的需求构架,具有非常大的经济优势。

  英国电信在前不久发标选择21CN城域以太网伙伴。发标前在公开场合表态支持MiM流派。21CN的总投资额预期100亿英镑,假设城域网投资比例占20~25%的话,可谓是一个巨大的举措。因此,选择一个经济性组网方案更加至关重要。

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