1、城域网技术概述Cisco Metro IP 解决方案正在帮助服务供应商突破传统 SONET/SDH 基础架构的限制利用 IP 的强大功能，满足新一代节点内 （IntraPOP）和交换点（Exchange Point）应 用不断增长的带宽和业务 需求。ISP 系统 ISP Systems Cisco Metro IP 解决方案正在帮助 Internet 服务供应商突破传统SONET/SDH 基础架构的限制利用 IP 的强大功能，满足新一代节点内 （IntraPOP）、交换点（Exchange Point） 和服务 器库/存储应用不断增长的带宽和业务需求。目前，Cisco 7200/7500 和
2、Cisco 12000 系列以及 Cisco ONS 15194 IP 传输集中器均可提供 ISP 解决方案，适用于 622Mbps/2.5Gbps 环境。 这些解决方案可随时扩展到 10Gbps 甚至更高。地区城域系统Regional Metro Systems 利用 OC48/STM16 和 OC12/STM4 速度的 Cisco 12000 互联网路由器及动态分组传输(DPT) 技术，Cisco 可提供旨在将互 联网和 IP 的强大功能应用到城域中的地区城域系统。地区城域解决方案可用于支持 IP 传输(通过裸光 纤、WDM 及 SONET/SDH)、有线 MSO 及企业/ 园区 MAN
3、网络系统。城域接入系统Metro Access Systems Cisco 公司通过 Cisco 10722 系列产品提供独特的 Metro IP 接入解决方案，帮助服务供应商利用互联网边缘的强大功能、通过直接以太网连接为多住户用户提供城域接入网 IP 业务，同 时为他们提供边缘可编程性。Cisco 城域 IP 解决方案的经济性 概述 简介 城域分级体系 联网方案 结果 关于 SONET/SDH 和 RPR/DPT 的结论 结论 附件 A： 启用光纤 附件 B： 对比 RPR 与传统 SONET/SDH 技术 参考文献 概述传统的城域网基础设施在支持 IP 业务方面效率低下。此外，弹性分组环(
4、RPR)技术在投资成本(CapEx)和运营成本(OpEx)两方面与 SONET/SDH 和千兆以太网带相比可带来更高的经济价值。大多数城域网络都是既包括 传统技术，又包括新技术，需要极高的维护成本以及人员密集型业务设置。此外，这种技术的混合还限制了网络和业务的可扩展性。基于传统时分复用(TDM)的城域网的设计不支持数据业务量的大量增长。以太网以及更新的千兆以太网虽然可为城域网（MAN ）提供新的可选方案，但它们无法提供高质量的音频和视频业务，而高质量音频和视频业务正是主要的收入来源。同时，客 户日益要求使用更多带宽来提供 IP 业务，造成所 谓的“ 城域业务瓶颈“。与带宽相关的接入 业务正在成
5、为一种商品，迫使服务供应商远离只提供带宽的商业模式，转向提供更丰富的业务，包括各种音频和视频业务。 这种商业模式需要新方法来利用基础技术。 RPR，更具体的说是动态分组传输(DPT)市场上领先的 RPR 解决方案可为服务供应商提供卓越的经济价值。通过在现有光环基础设施的城域网中有效分配 IP 智能，运营商可以部署单一技术（该技术高效可靠，而且支持运营商简单快速地扩展其网络和业务）。Cisco 10720 互联网路由器可提供带宽、丰富可靠的 IP 切换点，可使传统和新兴业务更接近终端用户（图 1）。图 1：提供企业 和住宅互联 网业务的城域光网络简介宽带接入市场自 1990 年以来发生了巨大变化
6、。许多传统运营商开始在 DSL系统上提供宽带 IP，有线 TV 运营商为 CATV 和互 联网接入部署有线调制解调器，政府拍卖宽带固定的无线接入许可证。然而，将 这些技术用作解决方案来部署宽带接入的计划很快便因监管、运行及技术问题而中断，使许多新兴运营商被迫退出这一市场。然而，对带宽的需求（尤其是在城域领域）丝毫没有减退。国际数据公司(IDC) 预计到 2005 年结束前， 仅在欧洲就将有 5100 多万条宽带连接创造约 150 亿美元的收入。据 Analysys 预测，全球高速接入技术市场上将有越来越多的用户乐意购买定义良好的低价高速 IP 业务(图 2)。图 2： 高速接入技 术市场 (A
7、nalysys, 2000)核心网络容量过剩、大量内容和内容供应商的涌现、对低价带宽需求的增加以及城域网中企业相关应用市场的增加已经造成了所谓的“城域业务瓶颈“ （图3）。附件 A： “启动光纤“描述了光 纤如何解决这个瓶颈问题。图 3： 城域业务 瓶颈城域分级体系城域网通常分为三个主要 领域：intraPoint of Presence (POP)，地区城域网和城域接入。 IntraPOP 通常部署在同一个设施内，而地区城域网和城域接入设施则被部署在更大的地理区域内。城域接入环路在部署时靠近终端用户，而地区城域环路则聚合来自多个接入环路的话务，这些接入环路部署在城市的不同位置(图 4)。In
8、traPOP 可以作为地区城域与接入环路( 通常指中心局CO)间的连接点，以及城域网通向互联网的主要网关。本文深入讨论了城域接入和地区城域网并使用基于 RPR/DPT 或 SONET/SDH 的解决方案来 对比它们的实施。图 4：城域网分 级体系联网方案让我们来讨论这样一种情况，假设服务供应商计划在城域网中提供互联网接入业务。 为了提供这种业务 ，服 务供应商必须构建包括接入和地区城域层的基础设施( 图 5 和 6)。对于接入和地区城域 层，我们均 对比使用 SONET/SDH 的实施与使用 RPR/DPT 的实施进行了对比，因 为这两项技术具备相似的拓扑结构(双光纤环 路)、相似的故障恢复时
9、间以及相似的环路速度(OC12/STM4、OC48/STM16)。随后，我们还要对比 RPR/DPT 与千兆以太网解决方案。为了保持模式的简单性，我 们假设管理系统和客户地理分布等所有其它方面均相同。图 5： 地区城域网图 6：城域 IP 接入为了方便对比，我们假设以下几种网络情况： 情况 1初期部署。网络包括 100 个客户，他们使用 2Mbps 接入速度的业务(类似于 E1/T1)。 情况 2客户数量比情况 1 增多。这种情况下客 户被细分为以下几类： 70 名客户的接入速度是 2Mbps(类似于 E1/T1) 20 名客户的接入速度是 45Mbps(类似于 DS3 和 10 Mbps，高
10、于 E3) 10 名客户的接入速度是 155Mbps 到 OC3/STM1 情况 1 和 2 假设接入业务的速度与 TDM 矩阵相关(即E1/T1、DS3/E3、OC3/STM1)。实际上，服务供应商在提供接入业务时通常采用多种增量，如 5 Mbps、10 Mbps、100 Mbps 甚至 1 Gbps。这显然会影响商业案例。情况 3 和 4 深入讨论了此类情况。 情况 3提供真实世界 业务，包括： 50 名客户的接入速度是 5Mbps 30 名客户的接入速度是 10Mbps 10 名客户的接入速度是 100Mbps 10 名客户的接入速度是 1Gbps 情况 4将情况 3 中的用 户数量增加
11、 10 倍： 500 名客 户的接入速度是 5Mbps 300 名客 户的接入速度是 10Mbps 100 名客 户的接入速度是 100Mbps 100 名客 户的接入速度是 1Gbps 结果情况 1：最初部署这种情况讨论了为 100 名客户部署相对低带宽业务(E1/T1 速度)的情况(见表 1)。传统实施涉及 OC48/STM16 环路上的 ADM，该 OC48/STM16环路终接在使用 OC48/STM16 ADM 的 OC48/STM16 地区城域环路上。这种设计可支持未来增长并可与 RPR/DPT 设计媲美。我们通过对比来讨论使用 Cisco 10720 互联网路由器为同等数量的客户提
12、供相同业务，每台 Cisco 10720 互联网路由器带有 24 个以太网接入断口和一条 OC48/STM16 上行链路。我们可以通过限速功能来提供精 细度为 1Mbps 的接入业务，因此允许创建 2Mbps 业务。每台 Cisco 10720 最多可聚合 24 位客户，这意味着每五个单元服务 100 位客户(20 个端口备用)。与 SONET/SDH 设计类似，接入环路将被上载到一条 OC48/STM16 地区城域环路中。接入环 路上的备用容量可多支持 2300 位使用 2Mbps 业务的用户。 表 1： 情况 1 结果： 最初部署最初部署 SONET/SDH RPR/DPT 城域接入 用户
13、总数 100 100 带宽/用户 2 Mbps 2 Mbps 需要的总带宽 200 Mbps 200 Mbps 接入环路速度 OC48/STM16 (2.4 Gbps) OC48/STM16 (2.4 Gbps) 节点或环路单元(ADM 或 Cisco 10720) 5 5 闲置容量 2.2 Gbps 2.2 Gbps 地区城域网 接入环路总数量 1 1 头端设备(ADM 或 Cisco 12000s) 1 ADM 1 台 Cisco 12000 情况 2：扩展业务在此我们可以看到 30 名用户将所购买的业务从相对较低的 2Mbps 升级到更高速度带来的影响。然而，我们应一直保持这些速率增量以
14、便使它们适合 SONET/SDH 分级体系(45 Mbps 类似于 DS3 或高于 E3 的 10 Mbps；155 Mbps 类似于 OC3/STM1)。为了升级为这 30 名用户提供的业务，需要对整条环路进行重新设计。我们必须以更高速度的全新硬件来替代现有的 ADM卡。这种改变不仅要求增加硬件成本，而且将 导致更多的运营费用（由于技术人员必须前往客户站点进行重新连接及设备替换）。同时，它还会增加额外接入环路上的资本开销（由于第一个环路上的闲置带宽将被用完）。这反过来将要求向地区城域环路中添加更多设备，人工进行重新配置来建立新信道，也会导致运行成本的增加。比较起来, 基于 RPR/DPT 的
15、解决方案可以扩展 20 名从 2Mbps 业务升级至 45Mbps 业务的用户 ，无改变任何硬件或体系结构。其它从 2Mbps 业务升级至 155Mbps 业务的 10 名用户将要 求向其它两个单元中添加 Cisco 10720 并改变接入卡以支持 1Gbps 接入业务。比 较起来， SONET/SDH 解决方案要求进行大量重新设计并添加硬件，而 RPR/DPT 解决方案只要求小规模升级(表 2)。表 2： 情况 2 结果： 扩展业务 SONET/SDH RPR/DPT SONET/SDH RPR/DPT 城域接入 用户总数 100 100 带宽/用户(第 1 组) 70 位用户，每位使用 2
16、 Mbps 70 位用户，每位使用 2 Mbps 带宽/用户 (第 2 组) 20 位用户，每位使用 45 Mbps 20 位用户，每位使用 45 Mbps 带宽/用户 (第 3 组) 10 位用户，每位使用 155 Mbps 10 位用户，每位使用 155 Mbps 端口数量 70 个 T1/E1 端口 20 个 DS3/E3 端口10 个 OC3/STM1 端口 90 个 10/100 以太网端口10 个 千兆以太网端口 需要的总带宽 2950 Mbps (2.95 Gbps) 2950 Mbps (2.95 Gbps) 接入环路速度 OC48/STM16 (2.4 Gbps) OC48/
17、STM16 (2.4 Gbps) 接入环路有效带宽 2.4 Gbps 4.8 Gbps 需要的接入环路 2 1 节点(ADM 或 Cisco 10720s) 6 6 闲置容量 1.85 Gbps 1.85 Gbps 地区城域网 城域环路数量 2 1 环路速度 OC48/STM16 OC48/STM16 头端设备(ADM 或 Cisco 12000s) 4 个 ADM 端口 2 个 Cisco 12000 端口 情况 3： 真实 世界业务在这种情况下，我们提供增量为 5 Mbps、10 Mbps、100 Mbps 和 1 Gbps 的更先进分层接入业 务的讨论虚拟服务供应商。这种用来反映市场趋势
18、 的变化几乎可以实现 SONET/SDH 设计模式下所有接入硬件的全面升级。 这是因为 T1/E1 电路不再提供 5 Mbps 的最小业务包。此外，服务供应商还必须购买 昂贵的 OC3/STM1 和 OC48/STM16 ADM 卡来分别支持 100Mbps 和 1Gbps 接入客户。另一 方面，基于 RPR/DPT 的解决方案只需对 Cisco 10720 单 元进行最少的配置改变就可以支持新 业务级别，而且不要求改变硬件。 由于添加新设备(报废 老设备)会增加资本费用，同时安装新设备和重新设计网络会增加运营费用，所以这一差别会有经济影响。 在这种情况下，我们计算出在基于 RPR/DPT 的
19、解决方案中，接入环路和地区环路的过量订购比均为 1：3。比较发现，SONET/SDH 环路由于缺乏统计复用，因此过量订购比为 1：1，从而需要更多条 环路。这项功能进一步证明了RPR/DPT 解决方案的灵活性：SONET/SDH 环路带宽 耗尽且必须构建更多条环路，而一条 RPR/DPT 环路则可以轻松扩展以支持新要求。该情况导致的另一个结 果是：在 SONET/SDH 例子中会大量浪费带宽。为了提供 5Mbps 和 10Mbps 业务，需要部署 STS1/E3 电路。从而造成在使用 DS3 提供 5Mbps 业务时浪费 40 Mbps；在使用 E3 提供 5Mbps 业务时浪费 30 Mbp
20、s。这两种线路在提供 10Mbps 业务时的 浪费情况分别是 35 Mbps 和 25 Mbps。同样， 为了支持 100 Mbps 业务，必须部署OC3/STM1 接入电路，因此分 别造成 55 Mbps 的浪费。 为了支持 1Gbps 业务，必须使用昂贵的 OC48/STM16 线路， 这时每条线路浪费1.4Gbps 带宽。单凭上述事实就足以证明，从经济 角度考虑，SONET/SDH 方法不适合用于提供此类分层业务。表 3 是结果对比。表 3：情况 3 结果：真实世界业务 SONET/SDH RPR/DPT城域接入 客户总数 100 100 带宽/用户(第 1 组) 50 位用户，每位使用
21、 5 Mbps 50 位用户，每位使用 5 Mbps 带宽/用户(第 2 组) 30 位用户，每位使用 10 Mbps 30 位用户，每位使用 10 Mbps 带宽/用户(第 3 组) 10 位用户，每位使用 100 Mbps 10 位用户，每位使用 100 Mbps 带宽/用户(第 4 组) 10 位用户，每位使用 1 Gbps 10 位用户，每位使用 1 Gbps 端口数量 80 个 DS3/E3 端口 10 个 OC3/STM1 端口 10 个 OC48/STM16 端口 90 个 10/100 以太网端口 10 个千兆以太网端口 需要的总带宽 11,550 Mbps (11.5 Gbp
22、s) 11,550 Mbps (11.5 Gbps) 接入环路速度 OC48/STM16 (2.4 Gbps) OC48/STM16 (2.4 Gbps) 接入环路有效带宽 2.4 Gbps 4.8 Gbps 过多订购 1：01 1：03 需要的接入环路 15 1 头端设备 (ADM 或 Cisco 10720s) 6 6 闲置容量 18.5 Gbps 18.5 Gbps 地区城域网 城域环路数量 3 1 环路速度 OC192/STM64 OC48/STM16 头端设备(ADM 或 Cisco 12000s) 15 个 ADM 端口 1 个 Cisco 12000 端口 情况 4： 扩展真 实
23、世界业务第四种情况进一步说明了至关重要的 扩展问题 。在这里，我们试图将服务供应商的客户群增长 10 倍。如前一种情况所示，接入电路上存在大量容量浪费问题。然而有趣的是，在需要的接入环路和地区环路数量上都出现了指数增长。它造成的结果是：与 RPR 解决方案相比，SONET/SDH 解决方案的 CapEx 要高得多，结果请见表 4。情况 4 结 果：扩展真实世界业务 SONET/SDH RPR/DPT城域接入 客户总数 1000 1000 带宽/用户(第 1 组) 500 位用户，每位使用 5 Mbps 500 位用户，每位使用 5 Mbps 带宽/用户(第 2 组) 300 位用户，每位使用
24、10 Mbps 300 位用户，每位使用 10 Mbps 带宽/用户(第 3 组) 100 位用户，每位使用 100 Mbps 100 位用户，每位使用 100 Mbps 带宽/用户(第 4 组) 100 位用户，每位使用 1 Gbps 100 位用户，每位使用 1 Gbps 端口数量 800 个 DS3/E3 端口 100 个 OC3/STM1 端口 100 个 OC48/STM16 端口 900 个 10/100 以太网端口100 个千兆以太网端口 需要的总带宽 115,500 Mbps (115.5 Gbps) 115,500 Mbps (115.5 (Gbps) 接入环路速度 OC48
25、/STM16 (2.4 Gbps) OC48/STM16 (2.4 Gbps) 接入环路有效带宽 2.4 Gbps 4.8 Gbps 过多订购 1：01 1：03 需要的接入环路 124 8 节点(ADM 或 Cisco 10720s) 50 50 地区城域网 城域环路数量 30 4 环路速度 OC192/STM64 OC48/STM16 头端设备(ADM 或 Cisco 12000s) 124 个 ADM 端口 8 个 Cisco 12000 端口 关于 SONET/SDH 和 RPR/DPT 的结论在传输数据业务方面，RPR/DPT 明显比 SONET/SDH 经济。从 CapEx 角度看
26、，SONET/SDH 环路在指定的解决方案中需要更多设备以便连接路由器与环路，因此更加昂贵。 SONET/SDH 需要除了路由器线路卡外还需要 ADM，而 RPR/DPT 直接连接线路卡与环路。 SONET/SDH 需要数字接入、交叉连接系统 (DACS) 及 ADM 来连接各种环路，而 RPR/DPT 使用相同得路由器线路卡。 因此，RPR/DPT 的 OpEx 也较低，原因是需要管理的设备及设备层数量都较少。网络扩展可提高 RPR/DPT 的经济性。在增加用 户数量增加及加快接入速度方面，RPR/DPT 都是更灵活的设计，可在添加更少设备并基本不改变初始设计的情况下进行扩展。而 SONET
27、/SDH 体系结构比较死板要求在改变环路前必须谨慎进行重新设计，并重新配置多个单元以反映变化(例如节点的添加、拆除或升级等)对 DPT/RPR 的改变则无需对简单 体系结构上的环路进行重新设计和配置。这使服务供应商能够对市场发展趋势作出快速反应，提供更丰富的业务系列，同时由于可从中心位置（甚至可由客户）升级接入速度，无需专业人员或硬件升级，因此可以降低网络运营成本。 图 7： SONET 与 RPR 在接入 环路及容量方面的对 比以太网和千兆以太网近期的另一个工作是将以太网标准的采用范围 成功扩展到 LAN 外，使它适用于 MAN。千兆以太网和 10 千兆以太网(有望在 2002 年中推出标准
28、)均基于在 LAN 环境中占主导地位的最初以太网技术。目前，超 过 95%的城域数据话务终接在 LAN 上。因此，由于 LAN 基于以太网，所以最卓越的解决方案应使用以太网作为端到端技术。目前，以太网虽然可以扩展速度，但仍缺乏有保证的QoS 要求，而这是提供故障恢复时间低于 50 毫秒（ ms）、网络可用性约 99.999%的电信级话音、音频及视频应用所必需的。 千兆以太网的集中星型结构基于以太网交换机的城域接入解决方案采用网状拓扑结构，以便将话务聚合到通常至少包括一个路由器的最近的 POP 或 CO (图 8)。图 8： 千兆以太网的集中星型设计通过专用的点到点光千兆以太网将每台 边缘交 换
29、机双归到不同核心交换机提供保护功能，可同时防止光纤及核心交换机发生故障。这种拓扑类似于传统的集中星型设计。光星型配置可提供最高的吞吐量及可扩展性，但成本也最高。最大的开销在于租用或敷设专用暗光纤。我们建议采用密波分复用(WDM)以满足光纤要求。虽然 WDM 确实能提高光纤利用率，但它需要添加更多设备(CapEx)并需要 对另一个网 络层进行管理(OpEx) 最终会造成成本的增加。千兆以太网集中星型结 构的优势在于它可以提高整个解决方案的抗 损毁性(虽然它无法象 SONET/SDH 和 RPR 一样在 50 微妙内完成故障恢复功能)及边缘到 POP/CO 的高带宽可用性。然而，它需要大量核心交换
30、机端口以及至少是环路方案两倍的光纤数量。此外，该方案在与现有 SONET/SDH 设备进行互操作方面也受到限制。千兆以太网环路为了克服这些限制，建议采用类似于传统环路拓扑的以太网光环路体系结构。千兆以太网光设备可从中心站点与多台接入交换机互连。该拓扑可提供光带宽速率以支持数据密集型多媒体应用，但由于以太网在设计时从未考虑过应用于环路部署，因此其带宽和应用的可扩展性较低。例如，无法提供高 /低优先级机制；无法提供公平算法；没有经过优化的转接路径，很可能在节点转接过程中出现丢包现象；无法提供商用话音和视频应用所要求的低于 50 微妙的恢复功能。该设计可大幅度缩短每个节点的光纤距离（英里），并减少核
31、心交换机中的端口数量。它的不足之处在于故障恢复时间长(可以达到数十秒)且操作起来很复杂。图 9： 千兆以太网 环路设计千兆以太网与 RPR/DPT 对比对交换以太网和基于 RPR/DPT 的城域接入及地区城域解决方案的 经济性方面进行的对比显示，在小型网络中，千兆以太网解决方案在 CapEx 上占有优势，然而随着网络增长，千兆以太网的集中星型体系结构将持续要求添加更多光纤，而千兆以太网环路只在生成树到达其极限时要求添加新环路。 无论千兆以太网采用集中星型拓扑 还是环状拓扑，均有明显的扩展限制并会降低运营商级可靠性。图 10 显示了对千兆以太网集中星型 设计与 RPR/DPT在 CapEx 方面
32、 进行对比的结果。显然，RPR/DPT 可提供卓越的 CapEx 经济价值，它与客户总数( 站点)的增长及光纤环路的延长成正比。同样，它也与节点使用的带宽量成正比。如果同时从 CapEx 和 OpEx 这两个角度考虑，RPR/DPT是最经济的解决方案。图 10： 对比 RPR 与千兆以太网为了进一步证明 RPR/DPT 比千兆以太网集中星型 结构和千兆以太网环路具备更高的经济价值，让我们来回顾情况 3。在情况 3 中，我们讨论了提供 5 Mbps、10 Mbps、100 Mbps 和 1 Gbps（对应的用户 数量分别为50、30、10、10）分层互联 网接入业务的虚拟服务供应商的情况。RPR
33、/DPT 的结果类似于上述表 3 中的 结果，而两种千兆以太网拓扑的结果均优于SONET/SDH。然而它 们在任何方面的 统计数字上均不及 RPR/DPT(表 5)。表 5： 使用情况 3 来对比 RPR/DPT 与千兆以太网RPR/DPT 千兆以太网集中星型结构 千兆以太网环状拓扑带宽/用户(第 1 组) 50 位用户，每位使用 5 Mbps 50 位用户，每位使用 5 Mbps 50 位用户，每位使用 5 Mbps 带宽/用户(第 2 组) 30 位用户，每位使用 10 Mbps 30 位用户，每位使用 10 Mbps 30 位用户，每位使用 10 Mbps 带宽/用户(第 3 组) 10
34、 位用户，每位使用 100 Mbps 10 位用户，每位使用 100 Mbps 10 位用户，每位使用 100 Mbps 带宽/用户(第 4 组) 10 位用户，每位使用 1 Gbps 10 位用户，每位使用 1 Gbps 10 位用户，每位使用 1 Gbps 端口数量 90 个 10/100 以太网端口 90 个 10/100 以太网端口 90 个 10/100 以太网端口 10 个千兆以太网端口 10 个千兆以太网端口 10 个千兆以太网端口 需要的总带宽 11,550 Mbps (11.5 Gbps) 11,550 Mbps (11.5 Gbps) 11,550 Mbps (11.5 G
35、bps) 接入环路速度 2.4 Gbps 1 Gbps 接入环路有效带宽 4.8 Gbps 1 Gbps 点到点链路速度(集中星型) 1 Gbps 过多订购 1：03 1：03 1：03 可用的环路带宽 14.4 Gbps 3 Gbps 可提供的点到点链路速度(集中星型) 3 Gbps 要求的接入环路 1 4 要求的点到点链路(集中星型) 5+5 ，用于冗余 我们可以看出，千兆以太网集中星型解决方案所需的光纤数量几乎等同于SONET/SDH，是 RPR/DPT 的十倍。而千兆以太网环路需要的光纤数量虽然较少，但仍是 RPR/DPT 的四倍。然而，千兆以太网环路缺乏支持商用电信级业务的必要特性，
36、最重要的是，它不具备低于 50 微妙的故障恢复时间。因此，这种情况下的对比很容易误导人们选择千兆以太网环路解决方案。结论无论在资本开销还是运行开 销方面， RPR 技术的经济价值都高于SONET/SDH 和千兆以太网。通过在城域光环基础设施上有效分配 IP 智能，运营商能够部署高效可靠的单一技术来简单快速地扩展其业务和网络。 附件 A： 启用光纤目前，光 纤到 x(FTTx)网络拓扑变得日益盛行，运营商希望用它来打通互联网业务瓶颈。FTTx 系统主要分为三类： 光纤到路边(FTTC) 使光 纤更靠近企业或家庭。光纤从本地 POP 通到路边机柜或类似位置，这个路边目的地位于铜线切换点的几百米范围
37、内。 与 FTTC 相比，光纤到大楼(FTTB)使光纤更靠近终端用户。光纤通常终接在办公大楼（如多租户单元）或公寓大楼（如多住宅单元）的地下室。虽然在某些情况下也使用光纤，但到大楼里每个办公室或每套公寓的连接通常使用铜线。 光纤到家庭(FTTH) 实现 从运营商到终端用户的光纤连接，是光纤接入的最终形式。 光纤接入的主要优势是速度快。一根单模光纤的传输范围最多可达 80 公里，而传统电话线的最大传输范围只有 5 公里。光纤在核心设备上的传输速度可达10 Gbps，而在以太网客户设备 上直线下降到 100 Mbps 或 1 Gbps, 随后很快上升至 10 Gbps远远快于使用混合光纤同轴电缆网
38、（HFC）的 DSL 或CATV。 虽然城域光纤部署在近些年来有了大幅度增 长 ，而且这种趋势很可能会继续，城域光纤仍是服务供应商预算的主要组份。因此，选择最有效的 IP 传输技术来支持应用是服务供应商实现成本节约的关键。表 6 总结了主要考虑因素。表 6： IP 传输技术对比SONET/SDH RPR/DPT 千兆以太网网状集中星型结构传输效率 统计复用 低 高 高 带宽重新使用率 低 (设置的管道) 高(空间复用) 一般 丢包率 低 低 高 业务类型比特映射 无 有 无 保护及恢复效率 需要的备用容量 高 低 中等 主要故障防护能力 高 高 低 修复时间 50ms 50ms 10s sec
39、 操作复杂性 高 低 一般 光纤利用率 需要的光纤数量 低(环状) 低（环状) 高 支持的拓扑 环状 环状、星型、混合 星型、网状 OpEx 效率 安装 复杂 简单 一般 添加及拆除节点 复杂 简单 复杂 时钟灵敏度 高 低 低 业务设置 很长(几周) 几分钟 几小时 管理系统 良好 良好 良好 故障监视系统 良好 良好 一般 业务效率 数据 3 5 5 话音 5 5 1 视频 2 5 2 QoS 5 5 1 流量及拥塞管理 5 5 3 附件 B： 对比 RPR 与传统 SONET/SDH 技术SONET/SDH大多数现有城域基础设 施是基于 TDM 的传统 SONET/SDH 网络。然而SO
40、NET/SDH 设备设计用于从客户站点向距离最近（及附近）的交换设备高效安全地传输 64Kbps 话音电路。 它的设计不支持大规模扩展 IP 带宽。基于TDM 基础设 施的更先进技术（如提供话音、视频和数据融合话务解决方案的ATM）是劳动力密集型复杂技术，且在城域 IP 业务设置方面费用高昂。 SONET/SDH 光网络平台构建在带有混合带宽的电路 SONET/SDH 架构上。每条电路都可用来传输 IP 话务。然而，当考虑到 IP 固有的突发特性时，该结构的不足之处变得非常明显。在传输效率方面， 预定义、固定 带宽规模线路上的 IP传输会造成大量浪费，这是因为在任何时候都只有一部分“线路“容量
41、得到利用。统计复用可将多个信息流多路复用到一条线路中，以便全面利用可用带宽，从而能够全面利用 IP 的突发话务模式。DPT/RPRRPR 是基于环路的新 MAC 层协议(目前正在由 IEEE 工作组 802.17 进行标准化)，将 IP 路由和统计 复用智能与光环路的带宽 效率和回弹性相结合。基于 RPR 的网络可提供端到端城域体系结构(城域 POP、地区城域网络和城域接入网络)，目前正在为 MAN 服务供应商提供巨大优势 ，包括： 通过统计复用来高有效地使用带宽能够提高每带宽单位的收入，从而获得高利润。 消除不必要的网络层大大降低了网络运营成本，这是因为每层都需要设备和人员来进行安装、维护及
42、支持。 消除了人工设置工作由于 RPR 即插即用允许向环路中快速添加或从中拆除节点 。使服务供应商能够更轻松快捷地扩展网络而不影响环路中的其它设备。此外，由于环路中的所有设备都可根据 MAC 地址彼此进行通信，所以无需配置信道。 与基于 SONET/SDH 的网络不同， RPR 网络包括的两条反向循环光纤环路均得到完全利用，在传输过程中可始终保持卓越的光纤利用率。 RPR 还能够保护现有的光纤和其它传输基础设施投资。目前大多数城域光纤均基于环路，所以 RPR 能够最有效地利用现有光纤设施。此外，除暗光纤外，RPR 还可运行在 SONET/SDH ADM 或 WDM 设备上，支持平滑高效的移植。
43、 RPR 可在传输级提供两个优先级队列，允许传输话音及视频等对延迟和抖动敏感的应用。 参考文献 Yankee Group Report, Carrier Convergence Infrastructure： Gigabit Ethernet in the Metro Market by Marian Stasney, Vol. 2, No. 9, July 2001. Analysys, 2000. IDC, 2001城域 IP 技术及体系结构 概述 介绍 DPT 技术和特性 DPT 应用 总结 DPT 产品 概述技术的突飞猛进正在改 变着城域网(MAN)。这些发展包括局域网（LAN）中的带
44、宽激增、低成本千兆以太网的部署以及远程广域网（WAN）中密集波分复用（DWDM）技术的普及。这些开发成果正在为向 MAN 提供业务的服务供应商创造着激动人心的商机。服务供应商现在面临的挑 战是如何最有效地利用 这些机会。大多数现有的城域网络是使用同步光网络/同步数字分级体系(SONET/SDH) 设备构建的。优化用于基于时分多路复用（TDM）、面向话音话务的传统 SONET/SDH 设备己证明，无法高效地满足 IP 数据业务的独特需求。为了满足 IP 优化的城域网 络的需求， Cisco 系统开发出动态分组传输(DPT)作为 Cisco IP+光解决方案的一部分。DPT 是弹性分组环路(RPR
45、)技术，基于Cisco 开发的空间复用协议(SRP)，它 结合了 IP 路由的智能以及光环路的带宽效率和恢复功能。基于 DPT 的网络部署在多种环境中：互联网服务供应商(ISP)POP 点、地区城网和城域接入网，目前正在为服务供应商提供巨大优势，如： 经济高效性 传统及增强的 IP 业务支持 网络强韧性 未来移植路径 经济高效性分组环路可通过以下途径帮助服 务供应商新的成本机构： 降低用于昂贵的分组带宽低效的 TDM 设备的资本开销，如 SONET/SDH分插复用器(ADM) 。 大幅度提高带宽效率，因为分组环路解决方案可在更大容量的传输线路上利用统计复用和空间复用等带宽倍增功能，使服务供应商
46、能够最大限度地提高每带宽单位的收入。 全新的“即插即用 ”功能和集成的网 络管理功能，可最大限度地缩短与设置、配置、管理交换和传输网络相关的时间并最大限度地降低相关费用。 扩展传统及增强的 IP 业务服务供应商可以通过分 组环路技术提供更广泛的可 创收且节约成本的业务如 IP 话音和视频、虚 拟专用网络(VPN)、互联 网接入、批 发以太网传输及到 MAN 和 WAN 的透明 LAN 业务（TLS ）。网络强韧性分组环路技术还可以通 过以下功能来最大限度地提高网 络可靠性及可用性： 积极的性能、故障监视以及故障隔离功能 利用多层智能的智能保护交换功能，支持快速的 IP 业务恢复 未来移植DPT
47、 技术是通过下述功能定 义并规划 IP 优化的网络体系结构的主要组件： 提供 SONET 成帧等结构， 这些结构能够利用固有基本传输功能，同时为向新体系结构的有效移植提供灵活性。 提供可扩展性以满足呈持续指数增长的分组业务量及业务要求。介绍 IP 业务量的指数增长与下述发展趋势相关： 互联网和企业内联网使用的持续猛烈增长 TLS 和批 发以太网业务的持续部署 基于 IP 话音(VoIP) 和 组播功能的先进 IP 业务的快速 兴起 通过 xDSL 和有线调制解调器技术实现的经济高效的高带宽住宅连接 这些发展趋势使客户日益要求服 务供应商 POP、地区城域网及城域接入 环境提供灵活的高带宽 IP
48、 连接。 同时， SONET/SDH 技术和环路体系结构也在服务供应商环境中被广泛部署并在高端企业市场上被看好。SONET/SDH 环路已经为传输市场提供了重大革新成果，同时还发挥重要功能，如以 OC48/STM16 和 OC192/STM64 线速利用光纤容量、预先的性能监控以及通过自 动保护切换（APS ）实现的自愈等。SONET/SDH 环路已 经为高速数据传输领域即以 155Mbps 或更快的数据传输速率运行的 SONET（POS）/SDH 分组属性 的重大革新技术奠定了基础 。然而，进入无处不在的全新高速 IP 连接和业务市场以及通过 SONET/SDH设备进行 IP 路由器互连会引发一系列重要问题：带宽效率SONET/SDH 环路采用专用保护时隙，始终预留一半的环路带宽(图 1) 。SONET/SDH 环路还是基于点到点连接的 TDM 技术，对带宽的消耗与带宽的实际使用率无关（例如，路由器支路间的 155Mbps 连接将预留STS3c 带宽，而不考虑带宽使用率随时间的不同而存在 较大差别这一事实）。图 1： SONET/SDH 带宽分配成本及复杂性各种不同的 协议栈目前正被用于或被提 议用于在光纤上传输高速 IP 业务( 图 2)。减少堆 栈中的分层数量可最大限度地降低 资本开销及杂项开
