從業(yè)務(wù)承載和成本約束的角度看城域網(wǎng)的技術(shù)選擇

經(jīng)過幾年的探索和實踐，人們對網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)承載、成本約束的互動關(guān)系有了更清晰的認(rèn)識和把握。業(yè)務(wù)需求和成本約束指明了網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)，而網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)往往又制約了業(yè)務(wù)發(fā)展的潛力。

城域網(wǎng)建設(shè)應(yīng)均衡性能與成本

網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)驅(qū)動、成本約束之間的互動關(guān)系在骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的層面顯得特別清晰。骨干網(wǎng)由于節(jié)點數(shù)量有限，人們對骨干網(wǎng)的要求往往更偏重于業(yè)務(wù)承載的性能，傾向于采用更先進的技術(shù)，以達到更好的業(yè)務(wù)承載、業(yè)務(wù)管理和安全性能，甚至為不同類型業(yè)務(wù)的承載而建立多個骨干網(wǎng)也是合理的選擇。運營商為高價值業(yè)務(wù)而建專用承載網(wǎng)就是一個流行的策略。在這種“性能優(yōu)先”的策略下，骨干網(wǎng)層面的技術(shù)已完全統(tǒng)一于大容量、高性能的路由器和大容量、長距離的光傳送設(shè)備。以此相反，接入網(wǎng)由于量大面廣，成本約束成了首要因素，接入網(wǎng)一般只部署基本的連接功能和少量必要的智能，在接入網(wǎng)層面占主導(dǎo)的是“成本約束”的策略。

城域網(wǎng)位于中間層次，是骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的結(jié)合部分，同時具備了骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的部分特點，其基本特征就是“性能和成本的均衡”。城域網(wǎng)的核心部分應(yīng)優(yōu)先考慮提升性能，而城域網(wǎng)接近接入網(wǎng)的部分應(yīng)更多地考慮降低成本。

城域網(wǎng)技術(shù)的選擇

1. 城域網(wǎng)技術(shù)的起源

城域網(wǎng)由于同時具備了骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的部分屬性，在技術(shù)上也呈現(xiàn)出復(fù)雜和多樣化的特點。從技術(shù)的起源來看，獲得較多關(guān)注的主要有三類技術(shù)：

·來源于IETF的IP/MPLS技術(shù)，包括核心路由器、邊緣路由器（包括BRAS和SR），還包括在路由器平臺上進行功能裁減所得到的以太業(yè)務(wù)交換機（又稱為L2PE或VPLS交換機）。

·來源于IEEE的交換機技術(shù)，包括傳統(tǒng)的L3/L2交換機及其改良技術(shù)，如PBB/PBB-TE（又稱PBT）、EAPS、RPR等，它們分別從擴展性、快速網(wǎng)絡(luò)保護等方面提升了交換機的性能，使交換機能夠適應(yīng)大范圍的電信部署和更高等級的業(yè)務(wù)需求。

·來源于ITU-T并借鑒了IETF和IEEE技術(shù)的傳送技術(shù)，包括MSPP/MSTP（又稱EoS）、EoWDM和TMPLS等技術(shù)，使得傳送設(shè)備能夠從網(wǎng)絡(luò)接口、交換內(nèi)核等層次適應(yīng)分組業(yè)務(wù)的傳送。

可以看到，城域網(wǎng)幾乎成為所有傳送技術(shù)的競技場。這在給人們帶來了豐富選擇的同時，也帶來了相當(dāng)?shù)睦Щ�，城域網(wǎng)的技術(shù)選擇究竟應(yīng)該基于什么樣的準(zhǔn)則呢？

目前看來，城域網(wǎng)的核心層基于IP/MPLS路由器和智能光傳送設(shè)備是毫無爭議的，城域網(wǎng)的匯聚層應(yīng)基于電信級以太網(wǎng)（Carrier Ethernet）技術(shù)也是多數(shù)人的共識。在城域網(wǎng)核心路由器的邊緣分布著各類邊緣路由器，如BRAS、SR等。目前的爭議在于“電信級以太網(wǎng)”具體應(yīng)該采用什么樣的技術(shù)。城域以太網(wǎng)論壇（Metro Ethernet Forum）把電信級以太網(wǎng)定義成是一種業(yè)務(wù)，而該以太業(yè)務(wù)的物理承載技術(shù)卻可以是任意的。于是就有了各種各樣的電信級以太技術(shù)，如Ethernet over Fiber，Ethernet over SONET/SDH，Ethernet over RPR，Ethernet over MPLS，Ethernet over WDM，Ethernet over PBB/PBB-TE，Ethernet over TMPLS，Ethernet over ATM等等。只要某種以太承載技術(shù)能夠滿足城域以太網(wǎng)論壇所定義的五個特征——標(biāo)準(zhǔn)化的以太業(yè)務(wù)、可擴展性、可靠性、業(yè)務(wù)的可管理性和服務(wù)質(zhì)量，該以太承載技術(shù)就可稱為電信級以太技術(shù)。以此看來，各種以太承載技術(shù)在城域以太網(wǎng)論壇的電信級以太網(wǎng)意義下，都是相似的、無差別的技術(shù)。為了進一步了解各種城域以太網(wǎng)設(shè)備的差異和適用場合，我們應(yīng)當(dāng)跳出城域以太網(wǎng)論壇的范疇來看電信級以太網(wǎng)。

2. 主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展趨勢

路由器

隨著業(yè)務(wù)IP化的進程，路由器逐步發(fā)展出復(fù)雜而精致的高層智能來更好地適應(yīng)業(yè)務(wù)的承載。路由器，特別是邊緣路由器，正具有越來越強的“業(yè)務(wù)感知和適配”能力�；�于路由器平臺而發(fā)展的業(yè)務(wù)承載設(shè)備的主要趨勢就是增強對用戶、業(yè)務(wù)和應(yīng)用的感知能力，對大量的業(yè)務(wù)流進行精細(xì)化的QoS管理，理想的目標(biāo)是實現(xiàn)每用戶、每業(yè)務(wù)、每應(yīng)用的獨立管理和控制。與此相應(yīng)，業(yè)務(wù)路由器平臺發(fā)展出了強大的網(wǎng)絡(luò)處理器來對數(shù)據(jù)流進行L1-L3、部分L4以上的分析和處理，在業(yè)務(wù)的處理過程中，業(yè)務(wù)路由器還可能與OSS/BSS系統(tǒng)進行交互。隨著業(yè)務(wù)的復(fù)雜化，業(yè)務(wù)路由器平臺甚至還需發(fā)展L4-L7層的處理能力，以應(yīng)付業(yè)務(wù)復(fù)雜化的需求。簡而言之，業(yè)務(wù)路由器承載平臺是“業(yè)務(wù)感知”的承載設(shè)備。

傳送設(shè)備

城域傳送設(shè)備發(fā)展的主要趨勢是提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載效率，即從SDH時分傳送結(jié)構(gòu)演進到TMPLS分組傳送結(jié)構(gòu)，并保留傳送網(wǎng)絡(luò)良好的操作維護、保護等特點，傳送網(wǎng)將逐步發(fā)展成高效的分組傳送網(wǎng)（PTN）。城域傳送設(shè)備一般只處理L1和L2層。簡而言之，城域傳送設(shè)備可看作是“數(shù)據(jù)感知”的承載設(shè)備。

交換機

交換機發(fā)展的主要趨勢是增強可擴展性、可管理性和網(wǎng)絡(luò)保護，以使交換機技術(shù)能夠從企業(yè)范圍的部署擴展到更大規(guī)模的城域范圍的部署。交換機平臺一般只需具備L1、L2和部分L3層的處理，不具備更高層次的智能。簡而言之，交換機平臺可看作是“IP感知”的承載設(shè)備。

三者的主要區(qū)別在于參與處理的層面不同，現(xiàn)階段也具有不同的智能。路由器平臺的業(yè)務(wù)承載智能較高，交換機和傳送平臺較弱。反之，從設(shè)備成本來比較，路由器平臺一般也較高，交換機平臺和傳送平臺較低。

3. 城域網(wǎng)主要設(shè)備分析

從這些特性可知，路由器平臺較適于部署于靠近城域核心的位置，而交換機、傳送平臺較適于部署于靠近接入的位置。路由器平臺用于處理較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)智能（如基于流的精細(xì)化QoS管理、接入網(wǎng)的層次化QoS管理，用戶接入管理，動態(tài)策略執(zhí)行等），主要用于承載IPTV、NGN、3G、大客戶業(yè)務(wù)等較高價值的業(yè)務(wù)。傳送平臺由于兼具TDM和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持，傳統(tǒng)上用于提供大客戶專線業(yè)務(wù)，交換機傳統(tǒng)上則主要用于寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載。傳送平臺所引入的PTN/TMPLS技術(shù)，交換機所引入的PBB/PBB-TE技術(shù)，可部署于靠近接入側(cè)的網(wǎng)絡(luò)來承載IPTV、NGN、3G等業(yè)務(wù)，而把復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)智能提交給上層的路由器或以太業(yè)務(wù)交換機來處理。

應(yīng)用到實際部署上，如果運營商出于性能和業(yè)務(wù)管理的考慮，采用多個城域承載網(wǎng)的策略，那么路由器平臺的方案適于承載高價值業(yè)務(wù)的精品網(wǎng)，而交換機、傳送平臺適于普通的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。如果運營商出于網(wǎng)絡(luò)融合的考慮，在城域網(wǎng)采用單一物理網(wǎng)絡(luò)承載所有業(yè)務(wù)的策略，那么路由器平臺適于城域網(wǎng)的靠近核心的部分，而交換機、傳送平臺適于城域網(wǎng)的靠近接入的部分。至于相對份額，與運營商的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)定位有關(guān)。如果運營商更強調(diào)網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)承載性能，包括精細(xì)化QoS管理、業(yè)務(wù)的虛擬隔離能力、網(wǎng)絡(luò)智能部署的靈活性和可擴展性、安全性等因素，那么路由器平臺的部署范圍應(yīng)當(dāng)更深入一些。如果更強調(diào)成本的因素，那么路由器平臺的部署深度可適當(dāng)淺一些。

在業(yè)務(wù)路由器平臺上，經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓δ懿脺p，保留所有的業(yè)務(wù)承載所必需的特性，如海量QoS隊列、層次化QoS管理、業(yè)務(wù)識別和感知能力、用戶接入管理、安全功能、后臺BSS/OSS集成、以太業(yè)務(wù)功能等等，刪除一些城域內(nèi)部不必要的功能（如邊界路由、IP-VPN、ATM/FR/以太互通等），就得到了所謂的以太業(yè)務(wù)交換機（又稱為L2PE或VPLS交換機）。在較低的網(wǎng)絡(luò)層次，用以太業(yè)務(wù)交換機來代替全功能的業(yè)務(wù)路由器，可在不影響業(yè)務(wù)承載性能的前提下，大幅度降低全網(wǎng)的總體成本。這種基于業(yè)務(wù)路由器/交換機平臺的L3+L2混合部署方式，在近年來國內(nèi)外多個有著顯著影響的精品業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)里得到了商用部署。實踐表明，基于業(yè)務(wù)路由器平臺的VPLS網(wǎng)絡(luò)能夠以合理的成本實現(xiàn)苛刻的每用戶、每業(yè)務(wù)、每應(yīng)用獨立的精細(xì)化管理的目標(biāo)，其功能和性能與全路由器構(gòu)成的城域網(wǎng)相當(dāng)，而總成本能夠大幅降低約三分之一。

在原有的SDH傳送平臺上增加數(shù)據(jù)處理功能而發(fā)展出的MSTP中，數(shù)據(jù)和TDM的交叉是分離的。PTN創(chuàng)新了傳送設(shè)備的體系架構(gòu)，能夠支持統(tǒng)一的TDM和分組交換，并提供靈活的光層傳送功能。TMPLS是PTN分組交叉的核心技術(shù)，它簡化了MPLS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面，引入了傳送風(fēng)格的OAM和保護技術(shù)，并重用了原有的傳送平臺控制技術(shù)ASON/GMPLS。PTN/TMPLS由于簡化了MPLS數(shù)據(jù)平面，使傳送成本得以大大降低。PTN通過Ethernet over TMPLS來提供電信級以太業(yè)務(wù)。

綜述

綜上所述，城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求和建網(wǎng)成本是平衡城域網(wǎng)技術(shù)選擇的二個最主要的因素，多業(yè)務(wù)承載和每用戶、每業(yè)務(wù)、每應(yīng)用獨立的精細(xì)化管理目標(biāo)要求把路由器平臺部署到更低的層次，而成本的約束卻限制了路由器平臺在較低層次的應(yīng)用。綜合考慮業(yè)務(wù)需求和成本的因素，可以設(shè)想以下的多層次分布結(jié)構(gòu)：全功能路由器和智能光傳送設(shè)備置于城域網(wǎng)的核心，以下是以太業(yè)務(wù)交換機，再以下是內(nèi)置數(shù)據(jù)處理功能的傳送平臺（MSTP或PTN/TMPLS），或增強了擴展性和快速網(wǎng)絡(luò)保護功能的交換機（PBB/PBB-TE），最后是接入層設(shè)備。除了全功能路由器和接入層設(shè)備是必須部署的以外，其他各層次從業(yè)務(wù)傳送的角度來說都是通過簡化部分功能，來實現(xiàn)不同程度的性價比，可適合不同層次的需求。網(wǎng)絡(luò)的智能程度，業(yè)務(wù)的承載性能，用戶和業(yè)務(wù)的精細(xì)化管理能力隨著IP/MPLS技術(shù)的深入而得到增強，相應(yīng)的代價是增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者的任務(wù)就是綜合考慮業(yè)務(wù)傳送需求和成本約束，在網(wǎng)絡(luò)滿足于業(yè)務(wù)需求并適度超前發(fā)展的前提下，確定合理的技術(shù)組合方案和演進路線。