E-MAN新技術

2019-11-03 10:21:24

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供稿：網友

劉宏波　桂林馬可尼電信有限公司
雷利娟　陽冬德　中國科技集團公司第34研究所　　摘要　描述了E-MAN的基本現狀和網絡結構，對E-MAN、SDH-MAN和E-MAN over RPR三種技術進行了比較，重點介紹了E-MAN　over RPR、E-MPLS技術原理，并指出這兩種E-MAN新技術的優勢所在。

　　關鍵詞　城域網　E-MAN　SDH-MAN　E-MAN over RPR　E-MPLS

　　1　前言

　　許多年來，以太網一直在局域網中占據著統治地位。由于以太網具有靈活性好、成本低、結構簡單等優點，現在有許多運營商正在將以太網技術引入到城域網（MAN）中，從而擴展了局域網（LAN）的特性。把LAN擴展到MAN給網絡運營商帶來了新的機遇。投資E-MAN（Ethernet-based Metropolitan Area Network）建設，運營商可以為用戶提供相對便宜的高速接入，消除高速LAN和高速骨干網之間的現有瓶頸。

　　跟傳統的E-MAN技術相比，E-MAN　over RPR技術與E-MPLS（Ethernet over MPLS）技術優勢明顯，它們是城域發展的方向。

　　2　E-MAN基本結構

　　城域網可基于各種各樣的技術，最廣泛使用的組網設備有SDH和DWDM。這種多業務特性的網絡將用于傳送任何類型的業務，包括來自專用交換機（PBX）的話音、幀中繼或者異步轉移模式（ATM）業務。對E-MAN技術而言，所有用戶使用兼容的以太網接口連接到E-MAN，取代了中間的ATM交換、SDH、DWDM互連設備。在這種方法中，不僅消除了其復雜性（降低相應的成本），而且也大大簡化了網絡結構。在遵循服務等級協議（SLA）有基礎上，城域模式也由過去那種在節點和端用戶間提供寬帶通道，轉變成虛擬局域網（VLAN）和虛擬專用網（VPN）傳輸方式。

　　3　E-MAN　over RPR技術

　　3.1E-MAN、SDH-MAN及E-MAN　over RPR三種技術比較

　　以太網用于城域網中基本的組網方式是網孔拓撲（mesh topology）設計的Gigabit Ethernet Hub and Spoke結構（下面簡稱E-MAN），這種結構中的每一個網絡節點都通過光纖與核心交換機相連，需要大量的光纖，組網成本高，網絡故障恢復時間較長。

　　對于傳統的城域網，為了在網絡出現故障時具有恢復性，一般光纖環形網絡是優先選擇的建網方案。SDH環網具有這種故障恢復功能，其故障恢復時間不超過50ms。但SDH環網的缺點也很明顯：

　　*不能動態分配帶寬；

　　*網絡冗余量大，備用帶寬資源被浪費；

　　*服務提供周期過長，一般要幾周時間；

　　*不能提供等級服務。

　　跟SDH環網相比，彈性分組環（Resilient Packer Ring，簡稱RPR）具有如下優點：

　　*采用統計空間復用技術，能動態分配帶寬；

　　*雖然也是雙纖環形結構，但雙光纖環都在同時使用，并作反方向傳輸，沒有帶寬資源浪費；

　　*服務提供周期短，一般只需要幾分鐘；

　　*RPR環上采用公平接入方式，其目標是分布接入，不需要眾多的節點管理，省去配置和預設過程中冗長的人工操作程序，支持即插即用；

　　*提供等級服務。

　　3.2E-MAN over RPR結構及原理

　　E-MAN over RPR結構可以看作由分布工網絡組成，RPR環上的A、B、C、D終端設備可以看作一個簡單的以太網段，當以太網上的ip信息通過路由器到達RPR環上的任一A、B、C、D終端設備的端口時，RPR協議為它們分配帶寬，剩余的帶寬還可以提供給其他面向電路交換的業務使用。因此，E-MAN over RPR既可以高效地傳輸數據業務，也可以高效地傳送實時語音業務。

　　4　E-MPLS技術

　　虛擬局域網（VLAN應用標簽法最多能把以太網細分成4096個虛擬局域網，每個標簽被分配給不同的用戶。而城域網的核心可能需要支持多于4096個用戶，端用戶也希望VLAN的以太網標簽把它們內部的管理數據分開。這樣，4096個標簽顯然不夠分配用。MPLS能將802.1Q標答替換為MPLS標簽，每一臺設備所支持的唯一標識符可以擴展到100萬個。每個用戶的VLAN可以被映射到超出整個城域網范圍的MPLS標簽切換通道（LSP）上。

　　在企業用戶端放置了一個邊緣路由器，用它與MPLS核心網相連。業務提供商可以在一個以太網接口上向用戶提供互聯網接入時，VLAN經由光纖并通過L2交換到達MPLS核心網的邊緣路由器，邊緣路由器將VLAN映射到E-MPLS虛擬電路。為了傳送以太網幀，邊緣路由器還需要在用戶發送來的每一個以太網幀之前貼上兩個MPLS標簽：外部標簽和內部標簽。外部標簽（又叫隧道標簽）定義了數據包通過MPLS網絡的路徑。在這條路徑上所有的中間標簽交換路由器（LSR）都基于隧道標簽轉發數據包；內部標簽（又叫VC標簽）為以太網幀選擇一個相應的VLAN輸出口，到達宿端邊緣路由器。

　　E-MPLS技術優點：

　　1）通過將L2/L3的結合，可使ISP能最大限度地利用以太網的簡單性和低成本特性，同時還可提供qoS、強制路由、流量工程、網狀保護、快速恢復、策略、優先有以及業務水平的管理，網絡擴展容易；

　　2）在利用802.1Q標簽的基礎上，將以太網VLAN所允許的系統最大標簽數4096擴展到100萬個，并且在網絡邊緣重復使用標簽；

　　3）由于MPLS協議是透明的，在網絡邊緣生成的業務對于核心網也是透明的，從而降低了維護管理的復雜性；同時使得E-MPLS網能承載包括幀中繼、ATM、PPP甚至TDM在內的任何類型的業務。

　　5　結束語

　　E-MAN是隨著傳送業務向IP業務演變而提出來的產物。要把以太網擴展到城域網中應用，必須采用某些關鍵技術，包括彈性分組環（RPR）、多協議標簽交換（MPLS）和千兆以太網等技術。其中，RPR被業界看成是建設E-MAN是經濟又實用的技術，今后肯定會有很好的發展前景。

摘自《光通信技術》

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