ECI多业务传输平台以太网解决方案

杭州依赛通信有限公司 李坚

    一、绪论

    近年来，以太网业务的需求空前增长，城域以太网设备的投资也相应增大，到2006年，城域以太网设备的投资增长率预计将达到134％，总额达59亿美元。运营商必须投资新的网络来满足用户不断增长的数据业务需求，才能在瞬息万变的市场环境中保持竞争优势，立于不败之地。

    二、数据业务：用户需求与现实状况

    虽然几乎所有的预测都将重点放在数据业务上，但目前语音业务仍然是电信企业利润的主要来源。数据业务还主要是通过语音业务的基础设施提供，而非通过数据应用真正需要的网络。

    最早的数据服务是通过调制解调器来实现的，随后通过T1/E1来提供纯数据服务，但是，这些网络都仅仅符合语音系统基础构建模块的需求，而无法满足纯数据应用的要求。最早提供数据服务的网络有X.25，帧中继，随后是ATM，但他们都不能完全满足数据业务的基本需求。

    三、真正的数据应用需要的条件

    那么，数据应用真正需要的环境是什么呢？目前为止，应用最广泛的还是广域网（WAN），提供不同地点之间的连接。而传统的数据业务方案无法满足用户的需要。最终用户想要在不同地点之间快速，有效，低成本，按需要提供带宽，可靠而安全的全状网的数据连接。ISP连接是另一个应用，数据连接需求相似于广域网（WAN）。因特网的出现和广泛应用，带来了数据业务的爆炸性增长，此前，网络互联业务仅仅局限于商业用户多个分支机构之间的数据传输应用，而现在，没有分支机构的企业也需要访问互联网，并需要某些数据服务。ISP的连接和其他的数据应用很相似，但是目前很多运营商将ISP做为一个特殊的数据业务，往往通过电路或其他技术（专线，帧中继，或ATM）来提供。

    四、以太网业务的优点:

    1.点对点的以太网业务

    在传统的WAN应用中，两个局域网LAN是通过路由器相连的，而路由器是通过帧中继或专线相连，从一点到另一点的数据包的传输，首先通过交换机到本地的路由器再到CSU/DSU，转换成WAN的技术（E1，ATM，FR），传送到远方的CSU/DSU及路由器，再通过交换机发送到目的地。采用以太网，数据通过光纤在远端和本地以太网的交换机之间传输，就好象他们之间有线缆直接连接一样。

    这说明：LAN和WAN可采用相同的技术，不需要CSUs/DSUs。本地和远端以太网交换机之间由运营商的光纤来直接连接。用户不需要路由器，两个以太网交换机直接连接，以太网的分享机制可以把数据包传递到目的地。因此省略了路由器的配置、维护和管理，这样避免了整个网络的复杂性。以太网的简单性和自动配置特性是以太网在LAN和WAN业务的应用中取得很大成功的主要原因。不需要配置路由表，通过简易的、自动形成拓扑机制来提供透明LAN业务。

    2.全网状的以太网业务

    数据通信应用是各个远端之间构成一个逻辑的网。运营商/服务商的用户至少有两个以上的站点需要提供服务，而他们构成了运营商利润的主要来源。不过,运营商通常提供的是点到点的服务。这样一来，用户需要自己来建设一个逻辑上的全网状的网络来提供点对点以外的服务。会造成用户在网络配置和维护上投入大量的精力和财力。 

图1:全网状网的以太网服务

    以太网可解决这些问题。多个节点的用户可以通过以太网接口来连接各个站点。从用户的方面看，这些接口都是通过一个虚拟的交换机相连的。该网自动配置以太网地址，自动将每个以太网数据包传送到目的地。

    五、带宽

    对带宽要求的增加是现今技术所面对的现实。传统的数据业务在带宽的灵活性和扩容性方面有明显的限制。虽然在骨干层的技术如ATM和FR（帧中继）业务能支持良好的带宽灵活性，而且ATM还可以扩展到提供宽带服务，但是在接入网技术上仍然存在这些限制。

    以太网可解决这些难题。接入网服务可以由可承载（100Mbps或1Gbps）以太网速率的光纤来提供。实际的业务流量带宽是由网络入口侧的带宽控制策略来确定的。策略性的速率可以非常灵活的分配流量。

    六、以太网流量突发和无规律性

    与语音业务相比，数据业务的应用占用的网络带宽是非常没有规律的。产生流量无规律性的主要因素是数据业务应用通常传送大量的突发性流量，而突发性应用在相当短的时间内往往会占用大量的带宽。

    数据服务应该能够随时随地提供所需的最大带宽，否则将影响该业务的服务质量。在传统的基于TDM业务的情况下，确保最大带宽的途径只能是购买所需的带宽。ATM和FR能够有限地解决部分问题。但是以太网只能解决零星的数据流量，共享网络允许用户根据需要最大限度使用带宽资源。

    七、以太网业务和SDH/SONET的服务提供商

    目前，有许多种提供纯以太网业务的解决方案，但只有极少数运营商提供单纯的以太网服务，大多数运营商通过以太网与SDH/SONET相结合的方式来向用户提供数据业务。这种结合的方式来向用户提供数据业务有多种解决方案，但在CAPEX,OPEX，灵活性和保护方面存在许多缺点。

    1. 光纤－以太网和SDH/SONET网相互独立，单独使用光纤传输业务。由于需要对两个网络进行维护，因此CAPEX和OPEX高，灵活性低，降低了数据服务的安全性。

    2. WDM－以太网和SDH/SONET网通过WDM设备集成在同一对光纤中传输。这种解决方案需维护三套网络所以CAPEX, OPEX很高，受限于数据业务的带宽灵活性和保护。

    3. POS接口－以太网交换设备提供POS接口（Packet over SDH/SONET），通过SDH/SONET网来传输以太网业务。类似于其他方案，这也需维护两套网络，所以CAPEX, OPEX高，网络的灵活性和安全性有限。

    MSTP以太网解决方案－在同一种设备上结合了以太网与SDH/SONET，由不同业务的接口卡来提供以太网业务和SDH/SONET业务，而这种方案超越了上面的几种方案。MSTP平台方式有以下一些优点：有效的投资成本，投资成本易于控制，根据实际需要灵活的增加，较低的运行成本和带宽分配非常灵活，带宽利用率高。

    八、ECI多业务传输平台以太网解决方案

    目前，有多种解决方案满足在MSPP平台上提供以太网业务，ECI解决方案是利用EIS（以太网业务卡），直接插在XDM（ECIMSTP）设备上来提供以太网业务，每块EIS卡可提供多个以太网接口连接用户端设备(直接的或通过CLE)，不同的EIS卡通过SDH/SONET电路互联，可提供点对点或共享的以太网业务。EIS卡直接与XDM的交叉矩阵卡连接，带宽可实现在1个VC（VC-12/3/4）到GE满带宽可调。

    九、所提供的服务

    以太网与SDH/SONET相结合的解决方案可以由多种方法来实现，ECIMSTP以太网解决方案为运营商提供了多种独特的功能：

    1.透明LAN服务

    为了提供透明LAN服务，一个有多个节点的客户被连接到多个以太网卡（EIS）的多个以太网口上。这些端口被配置成为同一个客户使用。因此，从客户方面来看，该以太网络就象一个逻辑上的以太网交换机一样在工作着。这个网络学习和处理着MAC地址与端口的选择并把每个包传送到应该去的地方。这个学习处理过程提供一个简单的自动配置技术来实现正确的交换并免除了任何手工的配置。

    EIS可提供多个用户端口之间全网状连接,支持广播和组播和支持带标记和不带标记（802.1Q）的用户数据包。用户可以在事先没有和运营商协商的情况下使用任何802.1Q和802.1P标记来提高业务的服务等级。每个用户具有自己的虚拟以太网络而两个用户甚至可以使用相同的MAC地址而不会引起网络故障。

    2.ISP连接

    运营商通过一个口（通常是千兆以太网口）连接到ISP的网络来提供ISP的接入。每个连接到这个网络的用户可以使用该ISP的服务。以太网包从用户端口被直接传送到ISP的端口。

    这个ISP仅仅使用一个物理端口，属于特定用户的数据包被打上802.1Q的标记（VLAN标记），ISP的路由器在物理端口上通过使用802.1Q标记定义了VLAN，并把不同的逻辑接口分配给不同的用户。一个客户可以使用同一个以太网端口来同时获得透明LAN服务和ISP连接。一个特定的802.1QVLAN（虚拟局域网）可以标记进出ISP的业务。

    3.专用和共享带宽

    SDH/SONET传送以太网主要有两种方法：每个用户的以太网承载在专用的SDH/SONET网络上和多个用户共享以太网。

    EIS卡使运营商能在同一卡板上实现专用和共享带宽。这意味着一个以太网端口可以通过专用的SDH/SONET链路连接到网络中的任何地方，其他的以太网端口可以以全网状连接到共享网络。而且专用和共享业务可以在同一个接入端口混合接入。通过带有服务802.1Q或802.1P等级的标记，他们能切换到同一个客户的另一个端口的专用SDH/SONET链路或者切换到到正确端口的共享网。

    4.QoS保证选择

    EIS为各种用户提供一定范围内的各种QOS等级，甚至是为同一个用户提供多个服务等级。如以下：

    4.1.专用业务，EPL（以太网私有专线）:这是分配给一个用户的专用的SDH/SONET容量。这样的业务可以确保QOS，但需要在带宽可用性方面付很高的租金。

    4.2.可保证的业务:这是提供给用户的具有严格的QOS保证基本无包丢失或时延的业务。这些业务是通过在共享的基础上的具有高优先权的以太网业务来实现的。如果在这个共享基础上的业务能被策略化的调整的话，就能严格的保证QOS。

    4.3.统计性的可保证业务:这是提供给用户的统计性的保证，在一段时间内只有一小部分包有丢失或时延的情况的业务。这些业务也是通过在共享的基础上的具有策略性的流量来实现的。这个可选择的业务是性价比最高的业务，允许运营商来最大化利润并提高用户满意度。

    4.4.单个物理端口上的多业务:客户可以在单个物理端口上开展多业务，包括：基于SDH/SONET的专用的点对点链路，高优先权透明LAN服务，标准透明LAN服务，ISP的连接。大部分的企业有这些需求来满足企业业务对网络的需求。EIS卡允许用户通过一个物理的光纤来连接，并使用802.1P/802.1Q标记来提供对不同应用划分的不同服务质量。

    十、总结

    以太网业务为运营商提供了一个很大的突破。以太网业务是第一个能满足不断增长的带宽需求、真正性价比高的灵活可靠的提供高带宽服务的方式。

    ECIMSTP提供了一个最佳的SDH/SONET和以太网相结合的解决方案。该解决方案的主要优点是投资的灵活性，允许运营商通过根据确实的需要来安装相应的端口，并根据业务不断增长进行网络扩容。ECIMSTP的解决方案可以让运营商大大降低CAPEX和OPEX，提供利润率。