【正文】 施是基于TDM的傳統(tǒng)SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)。統(tǒng)計(jì)復(fù)用可將多個(gè)信息流多路復(fù)用到一條線路中，以便全面利用可用帶寬，從而能夠全面利用IP的突發(fā)話務(wù)模式。使服務(wù)供應(yīng)商能夠更輕松快捷地?cái)U(kuò)展網(wǎng)絡(luò)而不影響環(huán)路中的其它設(shè)備。 介紹 大多數(shù)現(xiàn)有的城域網(wǎng)絡(luò)是使用同步光網(wǎng)絡(luò)/同步數(shù)字分級(jí)體系(SONET/SDH)設(shè)備構(gòu)建的。 未來移植路徑 經(jīng)濟(jì)高效性分組環(huán)路可通過以下途徑幫助服務(wù)供應(yīng)商新的成本機(jī)構(gòu)： 積極的性能、故障監(jiān)視以及故障隔離功能 TLS和批發(fā)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的持續(xù)部署 圖1： SONET/SDH 帶寬分配成本及復(fù)雜性——各種不同的協(xié)議棧目前正被用于或被提議用于在光纖上傳輸高速IP業(yè)務(wù)( 圖2)。圖2： IP傳輸替代解決方案IP行業(yè)早已意識(shí)到基于環(huán)路的體系結(jié)構(gòu)帶來的價(jià)值并已經(jīng)付出了許多努力來開發(fā)令牌環(huán)及FDDI等解決方案。 快速故障恢復(fù)，包括傳輸媒介及節(jié)點(diǎn)故障 與預(yù)留一半環(huán)路來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)不同，DPT可同時(shí)使用兩條光纖，使服務(wù)供應(yīng)商能夠最大限度地提高每單位帶寬的收入。上述透明功能可為有大量SONET/SDH設(shè)備的服務(wù)供應(yīng)商提供戰(zhàn)略性移植路徑。高準(zhǔn)度Stratm時(shí)鐘可用來確保適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)和同步?？臻g復(fù)用——SRP的名字來自協(xié)議的目的地剝離操作。 SRP公平算法——DPT環(huán)路上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都執(zhí)行名為SRP——fa算法的分布式拷貝，以確保在 DPT環(huán)路的所有分段上均提供全局公平性、本地帶寬優(yōu)化和帶寬可擴(kuò)展性(如下所述)。 SONET/SDH環(huán)路提供一組名為自動(dòng)保護(hù)切換（APS）的性能監(jiān)視和自愈功能。無需廣泛的配置和設(shè)置操作（涉及到環(huán)路節(jié)點(diǎn)名稱或地址以及通過其即插即用操作構(gòu)建拓?fù)鋱D）IP業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)因素DPT的多個(gè)主要特性使現(xiàn)有和正在開發(fā)的IP業(yè)務(wù)能夠被透明的擴(kuò)展到MAN和WAN： 最后，SRP MAC層與路由器廣泛的第三層3 IP業(yè)務(wù)級(jí)別(CoS)功能(如承諾接入速率[CAR]優(yōu)先級(jí)設(shè)置和速率控制、Deficit Round Robin [DRR]調(diào)度和帶寬分配以及隨機(jī)早期檢測[RED] 擁塞控制)共同作用來提供第3層業(yè)務(wù)級(jí)別協(xié)議。相比之下，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)要求大量(且昂貴)的不同管理技術(shù)及程序來支持路由器和傳輸網(wǎng)絡(luò)。接入聚合環(huán)路用來終接大量客戶接入線路并將它們聚合到用作話務(wù)合并及分配點(diǎn)的高速路由器上。此外，路由器互連端口數(shù)量的減少可以大幅度降低成本(參見白皮書Cisco 城域IP解決方案的經(jīng)濟(jì)性) 并簡化了設(shè)備維護(hù)工作。 由于雙歸要求及接入路由器數(shù)量的增長造成端口數(shù)量激增 減少端口數(shù)量——每個(gè)路由器只要求一個(gè)DPT環(huán)路卡，不要求在新路由器與現(xiàn)有聚合 路由器上每個(gè)受影響的線路卡間創(chuàng)建鏈路。 提供運(yùn)營商級(jí)性能、不到于50毫秒的故障恢復(fù)以及支持OAMamp。 VoIP和IP視頻業(yè)務(wù)——DPT環(huán)路結(jié)合了高帶寬、線速數(shù)據(jù)包處理、優(yōu)先級(jí)調(diào)度及第3層3 IP CoS網(wǎng)絡(luò)互通來為某些實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供卓越支持，這些話音和視頻等業(yè)務(wù)要求嚴(yán)格 的延遲和抖動(dòng)控制。 隨著ISP和競爭性市話運(yùn)營商（CLEC）開始提供基于IP的傳輸業(yè)務(wù)，MAN或城域接入環(huán)路在他們中間的部署日益普遍。這些運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的唯一途徑便是通過光纖基礎(chǔ)設(shè)施將IP擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣或大樓。相反，它允許服 務(wù)供應(yīng)商限制其TDM開銷并向基于分組的投資移植，同時(shí)盡量不破壞其現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)和商業(yè)模式。DPT端口適配器設(shè)計(jì)用于部署在SONET OC—12 DPT環(huán)路中。Cisco 12000系列互聯(lián)網(wǎng)路由器DPT線路卡 用于Cisco 12000 系列路由器的DPT環(huán)路接口處理器是業(yè)界第一個(gè)用于互聯(lián)網(wǎng)路由平臺(tái)的 OC—12c/STM—4c和OC—48c/STM—16c RPR解決方案。Cisco ONS 15194 IP傳輸集中器Cisco ONS 15194是高密度、高性能的IP傳輸管理平臺(tái)，可在POP、地區(qū)城域及城域接入 環(huán)路中提供運(yùn)營商級(jí)IP傳輸業(yè)務(wù)。 SRP公平算法(SRP——fa) DPT是下一代傳輸技術(shù)——為基于數(shù)據(jù)包的光傳輸而優(yōu)化。SRP控制數(shù)據(jù)包處理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)、保護(hù)交換和帶寬控制等任務(wù)，將在本文中稍后進(jìn)行詳細(xì)討論。 生存時(shí)間(TTL)——8 位。 模式值在表2中說明。 奇偶位(P)——1位。全球唯一的IEEE 48——位MAC地址。CRC根據(jù)整個(gè)數(shù)據(jù)包來計(jì)算，不包括SRP報(bào)頭 (16位/2字節(jié))。全球唯一的IEEE 48——位MAC地址。當(dāng)計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)，校驗(yàn)和字段自己設(shè)為0。所有控制數(shù)據(jù)包都被發(fā)送，TTL設(shè)為0x1，優(yōu)先級(jí)設(shè)為0x7。本地緩沖的控制數(shù)據(jù)包通常預(yù)留，以用于智能保護(hù)交換(IPS)數(shù)據(jù)包。最初的實(shí)施利用SONET/SDH幀。圖6： SRP到SONET/SDH映射的有效負(fù)載 SRP 數(shù)據(jù)包處理流程我們將在本節(jié)詳細(xì)討論SRP節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包處理流程。 環(huán)路選擇流程 數(shù)據(jù)包處理概述環(huán)路數(shù)據(jù)包流程的高級(jí)視圖如圖7所示。環(huán)路節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包處理的高級(jí)別視圖如圖8所示。與此相反，SRP執(zhí)行單點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包的目的分離。 接收和轉(zhuǎn)發(fā)——數(shù)據(jù)包為一組播數(shù)據(jù)包。 接收端數(shù)據(jù)包處理的高級(jí)別視圖如圖10所示。不同的路徑根據(jù)模式字段的設(shè)置來確定。 每個(gè)接收SRP MAC都有 一個(gè)相應(yīng)的內(nèi)容可編址內(nèi)存(CAM)。在這種情況下，數(shù)據(jù)包從環(huán)路上分離。 正如前面提到的，控制數(shù)據(jù)包 被點(diǎn)到點(diǎn)發(fā)送并由鄰近的節(jié)點(diǎn)分離。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包和IPS數(shù)據(jù)包分別由控制類型0x01和0x02來確定。 接收和分離——數(shù)據(jù)包被發(fā)送到主機(jī)(第3層)，然后從環(huán)路上刪除。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)環(huán)路，如令牌環(huán)或FDDI利用源分離和環(huán)處理流程來控制環(huán)路接入。一臺(tái)路由器上的A端連接到第二臺(tái)路由器上的B端。 數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí) 本文一節(jié)中將討論把SRP連接到ADM、WDM轉(zhuǎn)發(fā)器或直接連接到黑光纖等要求。使用數(shù)據(jù)包使用不同的數(shù)據(jù)包格式，稍后在 SRP公平算法 (SRP——fa) 中討論。數(shù)據(jù)包并未 保存在Rx緩沖區(qū)中，在這里，它們將與數(shù)據(jù)包一同爭奪資源?？刂茢?shù)據(jù)包為點(diǎn)到點(diǎn)發(fā)送，并由相鄰節(jié)點(diǎn)分離。注意，控制TTL獨(dú)立于SRP L2 TTL，在控制數(shù)據(jù)包中它總是設(shè)為0x1。如果在校驗(yàn)和中字節(jié)數(shù)為奇數(shù)，出于校驗(yàn)和目的，右側(cè)的最后一個(gè)字節(jié)將為0以構(gòu)成一個(gè)16位字。該字段是與控制類型字段有關(guān)的版本編號(hào)。SRP數(shù)據(jù)包傳輸和調(diào)度判定根據(jù)優(yōu)先級(jí)字段決定，如 數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)中所述。 模式——3位。從理論上講，一個(gè)八位TTL共允許255跳，因此環(huán)路共有255個(gè)節(jié)點(diǎn)。 SRP 通用報(bào)頭格式(2個(gè)字節(jié)),如圖2所示。環(huán)路也稱為內(nèi)環(huán)和外環(huán)，如圖1所示。該協(xié)議的名稱來源于數(shù)據(jù)包處理過程的空間復(fù)用屬性。 SRP 數(shù)據(jù)包格式 圖 11： Cisco 10720互聯(lián)網(wǎng)路由器Cisco ONS 15104光再生器Cisco ONS 15104是雙向OC—48/STM—16再生器，可將光信號(hào)盡量傳輸?shù)阶钸h(yuǎn)的距離。DPT接口處理器還提供基于硬件的RED功能以便支持積極的擁塞管理。DPT端 口適配器可為Cisco 7200系列、Cisco 7200 VXR或Cisco uBR7200系列路由器提供兩個(gè)SC雙工 端口。DPT顯然可以為IP業(yè)務(wù)提供最具可擴(kuò)展性且最可靠的簡單體系結(jié)構(gòu)，這些IP業(yè)務(wù)不僅包括TLS和批發(fā)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且還包括IP VPN、VoIP及IP視頻等。從基礎(chǔ)設(shè)施 的角度看，他們需要非常高效。 服務(wù)供應(yīng)商日益需要部署可擴(kuò)展的傳輸解決方案這一事實(shí)已經(jīng)促進(jìn)了光技術(shù)在城市地區(qū)的廣泛部署。 增強(qiáng)型IP業(yè)務(wù)實(shí)例DPT技術(shù)使增強(qiáng)IP業(yè)務(wù)能夠在城域網(wǎng)絡(luò)上透明擴(kuò)展。 消除了與中間第2層交換解決方案相關(guān)的復(fù)雜性 因此，無需人工配置便可以在所有線路卡與新路由器間創(chuàng)建網(wǎng)狀拓?fù)?，從而大幅度降低運(yùn)行成本并簡化擴(kuò)展。 向更高帶寬擴(kuò)展( Gbps和10 Gbps) 在這個(gè)實(shí)例中，Cisco 12000系列互聯(lián)網(wǎng)路由器（配備有DPT卡）直接安裝在光纖上。關(guān)于這些應(yīng)用的更深入經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析，請參閱白皮書Cisco 城域IP解決方案的經(jīng)濟(jì)性。 用于自動(dòng)自愈(環(huán)路繞接及解繞)業(yè)務(wù)影響事件的IPS程序 帶寬可擴(kuò)展性——DPT環(huán)路提供大容量線路(BFP)及線速數(shù)據(jù)包處理和帶寬倍增功能， 以便最大限度地降低丟包率并最大限度地縮短延遲。 實(shí)現(xiàn)50毫秒IP業(yè)務(wù)恢復(fù)(包括帶有16個(gè)以上節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模環(huán)路)，無需重新融合第3層路由協(xié)議 服務(wù)供應(yīng)商還可以靈活地設(shè)置過多訂購因數(shù)以便適合環(huán)路應(yīng)用(如接入環(huán)路與骨干環(huán)路)。 例如，在聚合應(yīng)用中，話務(wù)主要分布在路由器6與A之間以及路由器3與B之間,空間復(fù)用可輕松提供(2倍的)帶寬，通過某些應(yīng)用具有更多本地業(yè)務(wù)及相關(guān)利益群體(如分布式VPN業(yè)務(wù)等)可獲取更豐厚利潤。 環(huán)路帶寬倍增DPT環(huán)路經(jīng)濟(jì)高效性的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素便是帶寬效率。例如，BB2和B3錯(cuò)誤門限、IP數(shù)字交叉連接(DCC)及SONET/SDH分級(jí)體系(如鎖定、強(qiáng)制繞接、信號(hào)故障及信號(hào)衰減等)都受支持并有相關(guān)的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)陷阱。DPT環(huán)路還可以完全在SONET/SDH或WDM傳輸系統(tǒng)上運(yùn)行。圖 3：動(dòng)態(tài)分組傳輸環(huán)路基礎(chǔ)為了區(qū)別兩條環(huán)路，我們將一條稱為內(nèi)環(huán)，另一條稱為外環(huán)。 確保節(jié)點(diǎn)間的帶寬分配公平性并避免帶寬缺乏 市場研究公司Probe Research的調(diào)查表明，運(yùn)行、記帳、管理和設(shè)置(OAMamp。然而，進(jìn)入無處不在的全新高速IP連接和業(yè)務(wù)市場以及通過SONET/SDH設(shè)備進(jìn)行IP路由器互連會(huì)引發(fā)一系列重要問題：帶寬效率——SONET/SDH環(huán)路采用專用保護(hù)時(shí)隙，始終預(yù)留一半的環(huán)路帶寬(圖1) 。 IP業(yè)務(wù)量的指數(shù)增長與下述發(fā)展趨勢相關(guān)： 擴(kuò)展傳統(tǒng)及增強(qiáng)的IP業(yè)務(wù)服務(wù)供應(yīng)商可以通過分組環(huán)路技術(shù)提供更廣泛的可創(chuàng)收且節(jié)約成本的業(yè)務(wù)——如IP話音和視頻、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)、互聯(lián)網(wǎng)接入、批發(fā)以太網(wǎng)傳輸及到MAN和WAN的透明LAN業(yè)務(wù)（TLS）。 傳統(tǒng)及增強(qiáng)的IP業(yè)務(wù)支持 這些開發(fā)成果正在為向MAN提供業(yè)務(wù)的服務(wù)供應(yīng)商創(chuàng)造著激動(dòng)人心的商機(jī)。 IDC, 2001城域IP技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)目前大多數(shù)城域光纖均基于環(huán)路，所以RPR能夠最有效地利用現(xiàn)有光纖設(shè)施。 然而，當(dāng)考慮到IP固有的突發(fā)特性時(shí)，該結(jié)構(gòu)的不足之處變得非常明顯。表6總結(jié)了主要考慮因素。雖然在某些情況下也使用光纖，但到大樓里每個(gè)辦公室或每套公寓的連接通常使用銅線。通過在城域光環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施上有效分配IP智能，運(yùn)營商能夠部署高效可靠的單一技術(shù)來簡單快速地?cái)U(kuò)展其業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)。RPR/DPT的結(jié)果類似于上述表3中的結(jié)果，而兩種千兆以太網(wǎng)拓?fù)涞慕Y(jié)果均優(yōu)于SONET/SDH。圖9： 千兆以太網(wǎng)環(huán)路設(shè)計(jì)千兆以太網(wǎng)與RPR/DPT對比對交換以太網(wǎng)和基于RPR/DPT的城域接入及地區(qū)城域解決方案的經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行的對比顯示，在小型網(wǎng)絡(luò)中，千兆以太網(wǎng)解決方案在CapEx上占有優(yōu)勢，然而隨著網(wǎng)絡(luò)增長，千兆以太網(wǎng)的集中星型體系結(jié)構(gòu)將持續(xù)要求添加更多光纖，而千兆以太網(wǎng)環(huán)路只在生成樹到達(dá)其極限時(shí)要求添加新環(huán)路。然而，它需要大量核心交換機(jī)端口以及至少是環(huán)路方案兩倍的光纖數(shù)量。 千兆以太網(wǎng)的集中星型結(jié)構(gòu)基于以太網(wǎng)交換機(jī)的城域接入解決方案采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以便將話務(wù)聚合到通常至少包括一個(gè)路由器的最近的POP或CO (圖8)。在增加用戶數(shù)量增加及加快接入速度方面，RPR/DPT都是更靈活的設(shè)計(jì)，可在添加更少設(shè)備并基本不改變初始設(shè)計(jì)的情況下進(jìn)行擴(kuò)展。情況4結(jié)果：擴(kuò)展真實(shí)世界業(yè)務(wù)SONET/SDHRPR/DPT城域接入 客戶總數(shù) 1000 1000 帶寬/用戶(第1組) 500 位用戶，每位使用 5 Mbps 500 位用戶，每位使用 5 Mbps 帶寬/用戶(第2組) 300位用戶，每位使用10 Mbps 300位用戶，每位使用10 Mbps 帶寬/用戶(第3組) 100位用戶，每位使用 100 Mbps 100 位用戶，每位使用100 Mbps 帶寬/用戶(第4組) 100 位用戶，每位使用 1 Gbps 100位用戶，每位使用 1 Gbps 端口數(shù)量 800個(gè) DS3/E3 端口100個(gè)OC——3/STM——1 端口 100 個(gè)OC—48/STM—16 端口 900 個(gè)10/100以太網(wǎng)端口100個(gè)千兆以太網(wǎng)端口 需要的總帶寬 115,500 Mbps ( Gbps) 115,500 Mbps ( (Gbps) 接入環(huán)路速度 OC—48/STM—16 ( Gbps) OC—48/STM—16 ( Gbps) 接入環(huán)路有效帶寬 Gbps Gbps 過多訂購 1：01 1：03 需要的接入環(huán)路 124 8 節(jié)點(diǎn)(ADM或Cisco 10720s) 50 50 地區(qū)城域網(wǎng) 城域環(huán)路數(shù)量 30 4 環(huán)路速度 OC——192/STM——64 OC—48/STM—16 頭端設(shè)備(ADM或Cisco 12000s) 124 個(gè)ADM端口 8個(gè) Cisco 12000端口 關(guān)于SONET/SDH和RPR/DPT的結(jié)論在傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，RPR/DPT明顯比SONET/SDH經(jīng)濟(jì)。單憑上述事實(shí)就足以證明，從經(jīng)濟(jì) 角度考慮，SONET/SDH方法不適合用于提供此類分層業(yè)務(wù)。比較發(fā)現(xiàn)，SONET/SDH環(huán)路由于缺乏統(tǒng)計(jì)復(fù)用，因此過量訂購比為1：1，從而需要更多條環(huán)路。SONET/SDH RPR/DPT 城域接入 用戶總數(shù) 100 100 帶寬/用戶(第1組) 70位用戶，每位使用2 Mbps 70位用戶，每位使用2 Mbps 帶寬/用戶 (第2組) 20位用戶，每位使用 45 Mbps 20位用戶，每位使用 45 Mbps 帶寬/用戶 (第3組) 10位用戶，每位使用155 Mbps 10位用戶，每位使用155 Mbps 端口數(shù)量