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高速接入:萬兆全光以太環網
中關村在線
摘要: CE以其萬兆接入能力,全光環網的高可靠性,成為高速接入的主流技術。
Abstract:
Key words :

CE以其萬兆接入能力,全光環網的高可靠性,成為高速接入的主流技術。

1. 高速接入需求

帶寬提速是現代信息社會高速發展的一個顯著特征。從運營商角度看,家庭寬帶的提速需求,嶄露頭角的IPTV運營,2G/3G以及LTE基站和核心網的建設,營業網點和OSS系統的擴容,都對傳送網提出IP化、寬帶化及綜合接入需求;從政企客戶角度看,其專線分支數量和帶寬也都呈幾何級數增長(如表1所示)。必須要有一種接入平臺,能夠滿足上述業務的IP/ETH化、高速綜合接入。

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表1. 各項目帶寬需求

2. 傳統接入方式

傳統的接入方式有ADSL/VDSL、LAN以及SDH/MSTP,當前新型的PON接入方式在運營商的力推之下,正逐漸成為主流。

xDSL:銅纜接入方式,一般出以太接口。下行速率通常不超過20M,實踐中距離控制在2km左右,屬于典型的“最后一公里”接入。

PON:光纖接入方式,ONU接口豐富,可以提供FE/GE/POTS等接口。上行帶寬可動態分配,且與分光比有關。按1:16均分計算,每個分支100M左右。下行帶寬依據系統負荷而定,輕載時單用戶可達200~300M左右。覆蓋范圍以OLT為中心,理論可達15km以上,實踐中控制在10km內,一般2~5km。

LAN:LAN接入速率較高,可達100M以上,一般都是以太接口。電纜接入覆蓋幾百米到幾公里,光纖對開可達十幾公里。在某種意義上,LAN與PON是同一接入類型。

DH/MSTP:在城域范圍內(30~150km)為基站回傳和IP接入提供通道,接口為PDH/SDH/ATM/ETH等,分支速率從2M到10M。

3. 接入模式分析

上述接入方式中只有PON在帶寬、接口、綜合接入等方面滿足三重播放等高速帶寬綜合業務的接入需求。但PON接入存在 一些局限。

首先,難以保證網絡的可靠性。由于PON基于裸纖網,主干保護倒換速度達不到電信級要求,這就要求OLT到ONU距離不能太遠,否則很難保障線路安全,維護也相當困難,比如道路開挖、工程施工、頻繁的網絡割接等,都會影響到光纜安全,導致網絡故障。實踐中一般控制在5~6公里以內。

其次,無法覆蓋城域。其理論覆蓋范圍為20km,但工程實踐一般在15km,且前面也提到OLT至ONU半徑不能太大。因此,城域范圍內,PON網絡注定要成為依附于城域接入或傳輸網的邊緣接入網。

第三,不能承載2G/3G/LTE基站等業務。除了其網絡不可靠以外,電信業務與寬帶業務混傳也帶來了遭受網絡攻擊的危險。此外,LTE要求NodeB之間互聯,而OLT的二層匯聚功能較強,分支間的三層轉發功能很弱,不適合做基站接入。

對于PON的定位,工程實踐中都是作為IP城域網的邊緣接入技術。為了滿足較大范圍的覆蓋和高帶寬增值業務接入,運營商一般都建設多個匯聚局所,將OLT位置下沉到匯聚點或用戶邊緣,上行通過光纖直連或傳輸網接入城域網匯聚節點。而基站業務采用SDH/MSTP或其他新型的IP化傳送技術如IP RAN或PTN(如圖1所示)。

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圖1. PON在城域網的位置

一.CE接入模式:萬兆全光以太環網

鑒于CE具備取代SDH/MSTP,成為新一代傳送主流技術的條件,而SDH/MSTP在2G/3G 基站回傳網絡或IP城域網架構中又被認為是屬于接入層的部分,從這個角度可認為CE是一種接入網。CE接入不僅有效避免了前述幾種接入模式的缺陷,而且可以像SDH/MSTP那樣在城域范圍內提供接高速、可靠的綜合業務接入。是城域高速接入的最佳技術。

CE作為一個完整的傳送體系,可分為核心、匯聚和接入層。典型的CE接入模式特色可以總結為一句話:萬兆全光以太環網(以下以H3C CE方案為例說明)。

1. 全萬兆

H3C CE從接入層到核心層實現了全萬兆對稱通道。接入層采用CE3000系列,每個節點可以提供至少24個GE光口接入,上行萬兆,匯聚層采用CE5000系列,實現萬兆端口線速轉發。

*IP城域網萬兆接入

傳統IP城域網大多采用xDSL、SDH/MSTP和PON完成接入。由于用戶普遍的帶寬提速要求,例如中國電信已經把100M接入做為家庭寬帶的標準,因此xDSL和SDH/MSTP已很難滿足上述要求,PON雖然可以完成小范圍的高速接入,但由于上文所述的局限,缺乏城域范圍傳送的條件,需要依附于一個高速的城域接入和傳送平臺。CE的城域覆蓋和萬兆接入,正好迎合了這個要求。。

通過CE接入,有效節約了OLT、SW等設備上行光纖,保障了光纖網絡安全,提高了鏈路利用率(如圖2所示)

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圖2. 傳統IP接入與CE接入模式對比

*基站萬兆接入

當前3G技術正在向LTE及4G演進。3G基站的帶寬一般在30~50M左右,而LTE則有可能升至300M。這么大的一個帶寬,需要傳送網具備百兆、千兆接入能力。

對于3G基站,為保護已有MSTP投資,可擴容MSTP第二平面,但運營商基本都在壓縮這部分投資,尋求新的大容量IP化傳送網,而CE具備了絕大部分場景所需的條件,。對于LTE基站,靠擴容顯然不夠,應該直接接入CE萬兆環,通過CE直達交換局所。

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圖3. 基站萬兆接入

*其他萬兆接入方式

當前業界有一種觀點,即通過城域波分做萬兆接入和傳送。波分的確可以提供大容量、高帶寬的接入。但由于其技術發展等因素限制,目前波分只能提供物理層的透傳,即點到點透傳,而無法區分業務并處理,因此波分可以稱之為光纖傳送網,而不是承載網。其只能在業務設備與業務設備之間搭路修橋,CE設備也可以由它來對接。而CE作為一種業務承載網,不僅做業務傳送,且對業務做相應處理,如業務匯聚和交換、各類業務的區分服務和QoS、安全等。舉一個例子:在云計算中,云端和云際的業務流量不僅會形成浪涌,而且其方向不定,隨機性大。CE作為高速的業務轉發平臺,可為城域范圍的數據中心DC間提供超高速云間專線。對于波分而言,則需要對DC進行全連接,這顯然非常浪費資源(如圖4所示)。

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圖4. 城域波分專線與CE提供超高速云專線的對比

此外,目前波分還處于價格非常高昂的時代,據統計, DWDM/OTN每個波道大約需要25~40萬。對于運營商來說,將波分部署在接入層顯然代價過于昂貴。而相比之下,CE價格相當低,具備非常好的性價比,更容易受到運營商的青睞。

2. 全光網

傳統的SDH的EoP低速接入(2M~8M),必定會引入協轉和光纖收發器,并容易在局端造成堆疊,過多的協轉和光收發器不但難于管理,且易出故障,由于沒有網管功能往往用戶投訴后才發現和處理故障。MSTP的EoS接入(2M~50M)雖不使用協轉,但一般仍需光收發器從局端拉遠至用戶。目前業界還有MSAP,試圖通過局端設備內置SDH模塊并插卡化來避免堆疊并改善網管,但用戶端光纖收發器仍是故障點,且依托SDH的低速接入是其致命缺陷。

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圖5. 光電混合接入的問題

而CE“全光網”意味著用戶和局端光纖對接,克服了光電轉換和協議處理的問題,并提供2M~1000M的接入能力。對于帶寬需要匯聚的低速用戶,在局端可通過PON/OLT接入2~5KM范圍內的用戶。PON網絡具備較完善的網管功能,便于故障的發現和排除。

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圖6. 光纖直驅方式

3.以太環網

我們知道,SDH大量使用環網以便對業務實施保護。現在尚未完全標準化的PTN也提出了共享環保護技術。H3C CE具有相應環網結構,通過“RRPP+”技術起到媲美SDH的

以太環網部署有以下優點:

*網絡投資小

RRPP在部署時,由于其接口都是普通以太光口,不需要特殊的接口板,因此其部署快速,節省投資。

環網可以對傳統的分組交換設備雙歸部署起到很好的替代作用,極大減少了雙歸造成的鏈路消耗,節約了寶貴的光纖資源,降低了工程實施復雜度。

*鏈路利用率高

傳統的SDH環網具有多種環保護方式,但無論哪種,都需要50%的資源來進行冗余備份,這使得其鏈路使用率50%。

*三層到邊緣

H3C CE環網可實現三層能力部署到環網邊緣,支持MPLS/VPLS,可有效支持用戶的L2/L3多業務傳送需求。相比之下,SDH/MSTP無法提供L3功能,PTN標準目前尚不支持L3功能。

*跨環端到端保護

傳統的SDH無法做復雜的跨環保護,只能通過SNCP(子網連接保護)、DNI(雙節點互連)等手段完成跨環通道保護。

SDH中PP通道保護是無法跨環保護的,而MSP的保護能力也有限。如下圖:

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圖7. SDH MSP跨環保護

SNCP(子網連接保護)采用發端雙發,收端選收方式,當在業務中斷或性能劣化等條件形成時,將觸發收端的倒換動作。這種方式靈活,但必須對需要保護的每個通道進行配置,工作量大且復雜。

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圖8. SNCP保護

由于CE可以提供一個端到端虛電路服務,跨環的PW偽線保護就成了一個很重要的課題。通過IRF2虛擬化技術和RRPP環保護的結合,可以提供U-PW在接入側的保護方案。匯聚核心側通過IRF2和LACP,可以確保鏈路和節點安全,也即保障了LSP隧道和N-PW安全。H3C CE支持多協議棧,待PTN標準確定后,將完全支持MPLS-TP,實現MPLS APS等保護機制。通過上述技術,完整的保護了端到端的PW安全。 

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圖9. H3C CE跨環保護

二.結束語

總結以上分析,我們有理由相信,CE作為各類接入方式中的最佳技術,通過不斷地技術優化和大量工程部署,必將成為主流的新一代IP化承載和接入平臺。

三.獨立附圖:接入方式對比 

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