邊緣路由器與邊緣網絡的作用

2019-11-03 10:22:28

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供稿：網友

張寧張祿林紀越峰北京郵電大學光通信中心

　　隨著互聯網的普及以及光子技術的快速發展，今天的網絡已經發生了革命性的變化。由于ip業務量的急劇擴張，骨干網絡的容量不斷擴大，DWDM系統迅速普及并得到大量應用，光網絡市場出現了巨大的變化。網絡運營商們需要比現有光網絡技術更有效、更經濟的手段來管理多波長網絡，設備廠商為網絡市場提供了從超長距離WDM傳輸到光交叉系統OXC的解決方案，這些方案為運營商提供了網絡光層的動態管理，能夠快速地提供光層業務，同時大大降低運營成本，提高經濟效益。在過去的幾年中，隨著互聯網的飛速發展和IP業務的爆炸式增長，一切向IP看齊的趨向更加明顯。但是，傳統的、基于TDM的網絡是面向可預測的話音業務的，在處理基于分組包的數據業務時效率太低。這就迫使電信運營商們逐漸改變其網絡，以便更好地應對電信業務從電路交換到分組交換的轉變，這使得運營商們對光層網絡既完成傳輸功能又完成交換功能的需求更為迫切。在競爭的市場環境下，運營商們對于網絡的認識更多的是看重其經濟效益，而邊緣網絡由于其在整個網絡中的位置和特性，就決定了它在網絡運營商們眼中的重要地位。

　　邊緣路由器

　　近來網絡協議和技術的進步正在擴展路由器在業務提供商網絡中的作用，向IP/MPLS靠攏對許多運營商來說已經成了主要目標。這些變化正在導致核心路由器和邊緣路由器在發展過程中越來越分離。核心路由器朝著支持光集成和太比特吞吐量的方向發展，而與此同時邊緣路由器朝著業務路由器——在互聯網接入方面能夠提供多變化業務的方向發展。

　　從傳統意義上來講，邊緣路由器與核心路由器在網絡中的位置不同，邊緣路由器位于網絡的邊緣，如圖1所示，支持特殊的接口，這使得核心路由器僅僅是在轉發業務時，在盡力而為的互聯網接入方面能夠工作得足夠好。但是，對于今天的網絡來說，在網絡邊緣，將MPLS加到IP骨干網中，像VPN等數據業務這樣的新的需求必須被滿足。

　　為滿足這些需求，一種新的產品標準——邊緣業務路由器（edge service router）出現了。業務路由器是用來轉發基于SLA的二層和三層專用數據業務，就像互聯網接入一樣。

　　在傳統的互聯網接入上，有一個非常簡單的要求，即互聯網的連接和一些固定數量的帶寬。據此，傳統邊緣路由器主要是用來轉發基本的、盡力而為的業務。業務路由器的出現，使得網絡發展中的數據業務市場出現了新的進步。傳統的硬件ASIC取得了高速度，但在路由、交換方面還是有限的。硅處理技術和產品體系結構方面的進步使業務路由器能夠提供更快的交換速度和更好的性能操作。在端口密度方面，運營商要求邊緣路由器擁有更大的端口密度和更好的可擴展性。這樣一來，容量可以輕易地擴大，系統擁有更大的擴展空間。邊緣路由器對于業務提供商來說是一種核心設備，它必須支持一系列的功能，像計費、管理、認證及加密等。邊緣路由器還應當具有一定的智能性，當控制軟件發生故障重新啟動時能保持一些狀態，這樣，可以使數據平面上的功能不受影響。邊緣路由器在未來的IP網中具有非常重要的意義，這主要是由于邊緣路由器是眾多業務數據的出入口，一個網絡的整體水平，在很大程度上取決于邊緣路由器的性能。由于邊緣路由器在未來IP網中的重要性，許多國際大電信公司都積極參與開發新型邊緣路由器技術。

　　邊緣網絡的特點

　　當今的光網絡分為長途骨干核心網、城域光網、接入光網和企業、事業等大用戶LAN網絡。邊緣網絡主要包括城域光網絡和接入層光網絡，如圖2所示。

　　邊緣網絡主要提供下列服務：

　　＊多接入服務，也就是為運營商提供中間服務；

　　＊各種增值服務，如為用戶提供業務管理、帶寬分配、計費管理等。

　　邊緣網絡的目標：

　　＊從業務上看，網絡將從提供基于TDM的業務向提供基于IP為核心的業務方向轉變；

　　＊對業務的管理和提供，是通過一個統一的軟件平臺進行的；

　　＊打破以前明顯的網絡層次，使網絡層次平坦化，形成單層網絡，不再將網絡單元設計為一個單一目的的器件，而是將其設計成一個系統；

　　＊可以合理地解決企業、事業以及LAN網絡和長途骨干核心光網絡間的帶寬差距。

　　長途骨干核心網側重于網絡透明性、動態配置性以及可擴充性，以提升長途骨干核心網的發展空間。作為邊緣網絡的城域光網、接入光網絡主要是SDH設備、ATM交換機和IP路由器。

　　由于邊緣網絡的主要任務是根據需要提供多種用戶接口，匯集用戶業務，提供優質服務以創造收入，根據當前互聯網的發展情況，在IP業務發展較快的大城市中，應根據市場發展情況積極采用千兆以太網、IP over SDH和WDM光網絡等技術，組建快速、可靠、高質量的IP城域網。　　在接入網絡中，可考慮采用SDH自愈環技術進行大容量高可靠性的饋線網建設，這樣可擴大接入網的覆蓋范圍。對于大集團用戶，由于其對網絡的可靠性和容量要求都非常高，SDH饋線自愈環的ADM就可考慮直接放在大用戶處。而對于容量要求小一些的集團用戶，既可考慮采用各種STM-0子速率接口與ADM相連，也可采用xDSL、APON等技術。光接入網絡作為光邊緣網絡的補充，可大致劃分為企業DWDM接入網和無源光網絡系統（PON）兩類。企業采用DWDM接入方式，可以為企業用戶提供較低成本的、基于波長的業務，并支持企業數據業務，像GE、Fiber Channel或高速數字專用線。采用無源光網絡系統，目標是城域網中的末端連接需求，是從業務提供局、業務所到中等規模商業用戶之間的最后“一公里”網絡，其拓撲結構通常是樹形分支的。采用無源光網絡系統在這個區域形成疊加網絡，可以大大提高這些用戶可獲得的帶寬資源。至于大量的小商業用戶和普通居民用戶，那就完全可以根據市場需求．大力發展符合G.992.2標準的ADSL和APON進行話音和各種新業務的接入。另外，有線電視系統也可采用HFC技術進行多種業務的接入，通過與電信系統的競爭促進新業務的應用和網絡的新發展。　　盡管現在DWDM系統已經被大量應用，但在光邊緣網絡中，DWDM的作用是提供一個從業務層到光層之間的橋梁。對不同的運營商來說，根據其實際情況，光網絡的邊緣存在著許多不同的定位，而不是千篇一律。因此，網絡的多樣性，將導致光邊緣網絡設備的多樣性。但光邊緣網絡的目標和應用是完全一致的。

----《通訊世界》