以太網接入服務:使虛擬支路成為現實

相關專題: 大數據 芯片
  Jon Ames,PMC-Sierra公司,服務供應商部產品營銷經理



  互聯網的出現和不斷增長的全球經濟為現代通訊帶來巨大的變革。曾經被廣泛應用于語音業(yè)務的SONET/SDH網絡也紛紛向數據業(yè)務轉移。進而涌現了大量而多樣化的應用,但這些應用都有一個共同的依托:以太網。在數據通訊中,當光纖進一步延伸到接入網絡時,基于銅纜的T1/E1技術所發(fā)揮的作用變得越來越小。目前,我們可采用基于標準的解決方案,利用現有的SONET/SDH設備基礎提供以太網接入服務。以太網接入服務可提高網絡效率、增強可擴展性、降低運營成本,是提高收益的關鍵。



  T1/E1是目前被廣泛部署的接入技術。T1/E1最初被用來處理復雜的語音通訊,目前,已經被廣泛地應用于接入網絡的數據業(yè)務中。隨著客戶端對光纖接入使用的不斷增加,T1/E1作為傳輸媒介的重要性已經下降。T1/E1鏈路原本是可延伸到數公里以外的傳輸媒介,而現在卻只能用于在到達SONET/SDH網絡之前大廈地基里的短途鏈路。



  傳統(tǒng)的電信接口在可擴展性方面一直是有待解決的問題。為了提高接入帶寬,用戶必須使用多個T1/E1端口和多個鏈路協議,如ML-PPP或IMA,或者必須升級到DS3接口。多鏈路協議增加了復雜性,同時也增加了在客戶端和服務供應商設備上所花費的成本。相比之下,雖然DS3連接簡單省事,但卻大大增加了帶寬的使用,并且需要一個全新的物理接口。很長時間以來,T1/E1和DS3業(yè)務之間的缺口一直是接入網絡中最難解決的問題。



  分插復用器(ADM)和多業(yè)務提供平臺(MSPP)采用虛擬支路,向SONET/SDH網絡傳送物理鏈路的電信號。例如,VT1.5s和VC-12s通常用來傳送T1s和E1s。正如任何一個容器通常都需要根據其內容特性量身定制一樣,VT1.5/VC-12s的設計要切實符合T1/E1數據傳輸速率和管理功能。注:相似之處是,VT-2s可用來傳輸SONET中的E1s,VC-11s可用來傳輸SDH中的T1。



  表1對T1/E1和VT1.5/VC-12的這種相似性進行了比較。很明顯,T1/VT1.5s和E1/VC-12s的帶寬很匹配。在T1/E1 開銷中可以使用循環(huán)冗余校驗(CRC)碼跟蹤錯誤,而在VT1.5/VC-12s中同樣可以使用比特間插奇偶(BIP)方案跟蹤錯誤。如果檢測到一個或多個錯誤,所有協議都會將一個遠方錯誤指令(REI)發(fā)送回路徑源點,如果沒有收到有效的信號,會產生一個警報指示信號(AIS)。



表1: T1/E1與VT1.5/VC-12的相似性



































 T1 VT1.5 SPE E1 VC-12
線路速率(Mbit/s)1.544 1.664 2.048 2.240
最大數據傳輸速率(Mbit/s)1.536 1.600 1.984 2.176
性能監(jiān)測CRC-6(F-bits) BIP-2(V5 Bit 1-2) CRC-4(c-bits) BIP-2(V5 Bit 1-2)
REIF-bits V5 Bit 3E-bits V5 Bit 3
AIS 所有比特為1 V5 Bit 5-7所有比特為1 V5 Bit 5-7





  雖然T1/E1標準規(guī)定了附加的定時和信令設備,但對數據業(yè)務卻不起作用;诜纸M的傳輸業(yè)務本身就對不穩(wěn)定的信號具有彈性,而且信令系統(tǒng)只能應用于語音信道。因此,在光纖到樓存在的地方,這個附加的管理層便成為了數據連接的多余部分。實際上,當在SONET/SDH網絡上傳輸以太網業(yè)務時,整個T1/E1幀結構都是多余的。VT1.5/VC-12 獨自便能夠傳輸以太網(見圖1)。最近的改進標準中充分地考慮到了這一點,創(chuàng)建了只是基于VT1.5/VC-12s的以太網傳輸系統(tǒng)。其結果是推出了以太網接入服務 - 一種以可擴展的T1/E1速率運行的、建立在SONET/SDH網絡上的以太網服務。







  圖1: 從數據先映射到T1/E1再映射到SONET/SDH演進至將以太網直接映射到低階SONET/SDH的有效負載中



  在實際運行中,如果沒有一定形式的速率適配,以太網既不能直接被映射到T1/E1中也不能被映射到VT1.5/VC-12中。在過去近十年的時間里,我們一直在采用類似HDLC的成幀結構中的橋接控制協議(BCP)/點到點協議(PPP)來實現這一機制。通過檢查開始標志和結束標志之間的幀內容,并用雙字節(jié)的形式替換特殊字符,以此保持數據的透明度。在最糟糕的情況下,這可能會導致所需網絡帶寬的成倍增加。SDH(LAPS)鏈路接入協議的標準化雖然在某種程度上比BCP/PPP封裝更加簡化,但仍可能出現同樣的帶寬膨脹的問題。



  最近,ITU采用了通用成幀過程(GFP)封裝標準,解決了這個問題。GFP協議的核心是保證了帶寬的確定性。這是以太網接入服務的基礎;從而能夠以一個固定的、穩(wěn)定的速率在SONET/SDH上傳輸以太網,而無需過度依賴網絡上行鏈路。



表2: 以太網封裝方案比較





















 GFP LAPS BCP/PPP
界定 HEC檢驗算法 標志順序(0x7E) 標志順序(0x7E)
數據透明度有效負載長度指示符(PLI) 字節(jié)填充字節(jié)填充
幀間填充 GFP空閑幀 標志順序(0x7E) 標志順序(0x7E)




  與傳統(tǒng)的電信業(yè)務比較,以太網接入服務更容易擴展。



  正如我們可以使用多鏈路技術將T1/E1s邏輯地組合到一起,我們也可以使用虛級聯將VT1.5/VC-12s合并到較大的傳輸信道中。然而,以太網接入服務的一個主要不同之處在于客戶端接口。采用一個簡單的快速以太網網絡連接,客戶能夠獲得1.6Mbit/s到100Mbit/s之間的以1.6/2.2Mbit/s遞增的指定帶寬。而在基于銅纜的NxT1/E1業(yè)務中,增加帶寬需要一個附加的網絡接口。尤為重要的是,在進行這些T1/E1端口之間的連接時,還需要技術人員進行現場調試。而以太網接入服務支持遠方調試,無需增加附加的物理鏈路便可增加帶寬。



  廣泛使用基于VT1.5/VC-12的以太網業(yè)務可能引發(fā)這樣的問題,那就是對寬帶數字交叉連接系統(tǒng)(DCS)基礎設施提出更多的要求。以前,這種類型的設備通常都較昂貴、笨重,且占用很大的功率。然而,新芯片的出現使低成本業(yè)務板卡解決方案成為可能,可以隨意部署在城市的邊緣和中心。寬帶設備成本的降低和VT1.5/VC-12利用率的提高將為網絡供應商提供新的收益機會。



  以太網接入服務的部署還簡化了客戶端設備(CPE)。由于虛級聯只限于SONET/SDH網絡的端點,因此在基于以太網的客戶設備端無需其它附加設備。而多鏈路T1/E1業(yè)務則需要多鏈路T1/E1接入設備。由于以太網接口運行的線路速率要比T1/E1高得多,因此,幾乎無需使用網絡端口便能獲得同樣的上行鏈路容量。雖然還可以使用DS-3和OC-3/STM-1接口獲得更高的線路速率,但以太網仍舊是一種最經濟高效的方法。對于一個解決方案來說,除了技術以外,批量生產是促使成本降低的一個最有效的方法。由于以太網在局域網中被廣泛使用,以太網組件已經如同日常用品一樣司空見慣。



  以太網接入服務代表著接入技術一個革命性的轉變。這些業(yè)務創(chuàng)建在傳統(tǒng)的T1/E1承載系統(tǒng)之上,合理地使用了現有的SONET/SDH設備,并充分利用了在局域網中無處不在的以太網。在GFP和虛級聯等標準的支持下,以太網已經轉化為可行的城域接入方式。雖然以太網接入服務已不再使用傳統(tǒng)的T1/E1銅纜接口,但基本的業(yè)務功能都大致相同。毫無疑問,客戶會很快發(fā)現這項基于以太網業(yè)務的價值所在:成本效益、可靠帶寬、可擴展性。運營商和服務供應商也將從中大受裨益,他們只需觸動按扭就可以增加用戶的帶寬。




摘自 賽迪網
   

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