【文章內(nèi)容簡介】 ? 千兆以太網(wǎng)技術(shù) (GE)。最高傳輸速率為 1Gbps，與以太網(wǎng)技術(shù)、快速以太網(wǎng)技術(shù)向下兼容。 ? 異步轉(zhuǎn)移模式 (ATM 技術(shù) )。采用信元傳輸和交換技術(shù)，減少處理時(shí)延，保障服務(wù)質(zhì)量，使其端口可以支持從 E1(2Mbps)到 STM1(155 Mbps)、STM4(622Mbps)、 STM16()、 STM64(10Gbps)的傳輸速率。 ? SDH 技術(shù) (或 IP over SDH 技術(shù) )。采用高速光纖 傳輸，以點(diǎn)對點(diǎn)方式提供從 STM1 到 STM64 甚至更高的傳輸速率。其中 IP over SDH 技術(shù)也簡稱為 POS 技術(shù)，也就是將 IP 包直接封裝到 SDH 幀中，提高了傳輸?shù)男省? ? 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) (DPT)。定義了一種全新的傳輸方法 IP 優(yōu)化的光學(xué)傳輸技術(shù)。這種技術(shù)提供了帶寬使用的高效率、服務(wù)類別的豐富性以及網(wǎng)絡(luò)的高級自愈功能，從而在現(xiàn)有的一些解決方案基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商提供了性能價(jià)格比極好和功能極其豐富的更先進(jìn)的解決方案。 GE 技術(shù)、 ATM 技術(shù)、 POS 技術(shù)都各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。其中 GE 技術(shù)的最大問題是缺乏足夠的可 靠性機(jī)制，也缺乏足夠的擴(kuò)展性機(jī)制 (例如其單端口最高帶寬限于 1Gbps)； ATM 技術(shù)的最大問題是協(xié)議過于復(fù)雜和太多的信頭開銷；而 POS技術(shù)雖然具有很多的優(yōu)點(diǎn)，是一種相當(dāng)不錯(cuò)的寬帶主干網(wǎng)技術(shù)，但它的最大缺點(diǎn)是帶寬分配不夠靈活 (基于點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，且最低速率為 155M)。 DPT 技術(shù)吸取了 POS 技術(shù)的精華，而克服了它的缺點(diǎn)。其關(guān)鍵在于提供了一種對帶寬的空間復(fù)用 (SRP)機(jī)制，使帶寬可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) (DPT)，即 Dynamic Packet Transport，采用 了一種全新的機(jī)制，在光纖上直接傳輸 IP 包，而其 MAC 層地址采用空間復(fù)用 MAC 地址。 空間復(fù)用協(xié)議 (SRP)，即 Spatial Reuse Protocol，是一種與媒體無關(guān)的 MAC層協(xié)議，可以用于各種物理層技術(shù)之上。典型的用法是由兩根反向光纖組成 SRP環(huán)，其中每一根光纖都可以用來傳輸數(shù)據(jù)和傳輸反方向的控制信號。其工作原理如下圖所示。 7 5 X XG S RG S R7 5 X X7 5 X X7 5 X X7 5 X Xo u t e r r i n gi n n e r r i n go u t e r r i n gd a t ao u t e r r i n gc o n t r o li n n e r r i n gd a t ai n n e r r i n gc o n t r o l 為了區(qū)分兩個(gè)環(huán)，不妨將一個(gè)叫作內(nèi)環(huán)，另一個(gè)叫作外環(huán)。 SRP 運(yùn)行時(shí)，在一個(gè)方向發(fā)送數(shù)據(jù) (下行流 )，而在反方向的另一 根光纖上傳輸控制信號 (上行流 )。兩根光纖互為控制，因此共有兩個(gè)上行流和兩個(gè)下行流。這樣， SRP 便能最大限度地利用光纖的傳輸帶寬。同時(shí)，由于控制信號不受數(shù)據(jù)流干擾 (例如排隊(duì)、突發(fā)擁塞等 )，能夠快速傳輸，從而為帶寬的進(jìn)一步優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)的高速自愈提供了保障。 由于 SRP 的媒體無關(guān)特性， DPT 技術(shù)可以透明地運(yùn)行在現(xiàn)有的各種重要光纖基礎(chǔ)設(shè)施上： ? 裸光纖 ? 波分復(fù)用 (WDM) ? SDH 點(diǎn)對點(diǎn)或環(huán) 媒體的無關(guān)特性還能使 DPT 運(yùn)行在上述介質(zhì)的混合環(huán)境中，從而提供了一種向純 IP 優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)平滑過渡的解決方案。 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) DPT具有如下特點(diǎn)： ? 空間復(fù)用。 一根光纖環(huán)可以分段傳輸數(shù)據(jù)，所以至少可以提供兩倍的帶寬提升因子。 ? 雙環(huán)結(jié)構(gòu)。 兩根光纖同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，使帶寬得到兩倍的提高。 ? 公平機(jī)制。 所有節(jié)點(diǎn)對帶寬具有同等的控制權(quán)，從而為帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用提供了最佳的保障。 ? 統(tǒng)計(jì)復(fù)用。 網(wǎng)絡(luò)帶寬分段使用，且任意節(jié)點(diǎn)間富余的帶寬可以被其他節(jié)點(diǎn)所使用，以成倍提高可用帶寬。如下圖所示： 75XX GSR GSR 75XX 75XX 75XX 75X75XB A 1 2 3 4 5 6 ? 擴(kuò)展性。 一個(gè)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可以最高至 128，單端口速率可以最高至10Gbps，地理范圍可以像 SDH 一樣擴(kuò)展 到足夠的程度。 ? 可靠性。 可以提供比 SDH 的自動(dòng)保護(hù)交換 (APS)更好的網(wǎng)絡(luò)自愈功能。不僅可以在 50ms 內(nèi)切換光纖，而且由于它是 IPAware 的，可以在 50ms內(nèi)恢復(fù) IP 業(yè)務(wù)，不需要路由表的重新收斂。 ? IP 業(yè)務(wù)映射。 可以直接映射和支持 IP 包的優(yōu)先級，直接支持 IP 包的廣播以及其他 IP 業(yè)務(wù)控制功能。 ? 即插即用。 簡單的環(huán)形結(jié)構(gòu)和自動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)制使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置變得十分簡單。例如，在一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)中，增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)需配置 2N 個(gè)端口，而在一個(gè)環(huán)形網(wǎng)中，增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)最多只需要配置一對端口。 ? 統(tǒng)一網(wǎng)管。 從物理層到鏈路層到網(wǎng)絡(luò)層全部 三層的網(wǎng)絡(luò)管理不再需要不同的網(wǎng)管系統(tǒng)。 ? 高性能價(jià)格比。 一個(gè) SRP 環(huán)上的每個(gè)設(shè)備永遠(yuǎn)只需要一對 SRP 端口 (而點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)中，每節(jié)點(diǎn)需 N2 個(gè)端口 )，從而使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容時(shí)不再需要增加端口，大大降低了網(wǎng)絡(luò)成本。同時(shí)， DPT的高可靠性還大大降低了運(yùn)行維護(hù)成本，并提高了生產(chǎn)效率。 各種寬帶技術(shù)的比較 DPT 技術(shù)與 POS 技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)主要在于可以動(dòng)態(tài)使用帶寬，使帶寬的利用率得到大大的提高，并避免了點(diǎn)對點(diǎn)連接的限制，減少了端口數(shù)的需要。 DPT技術(shù)還與 POS 技術(shù)一樣，避免了 ATM 技術(shù)的協(xié)議復(fù)雜性、信令系統(tǒng)和過高的信頭 開銷，并且由于直接支持 IP，無需 IP 包的拆分和重組，從而大大提高了交換機(jī)的處理能力，并降低了設(shè)備的價(jià)格。 千兆以太網(wǎng)技術(shù)與上述幾種技術(shù)相比，則在可靠性、擴(kuò)展性等方面不能滿足大型服務(wù)性營運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)的需求，原因在于，其技術(shù)路線的核心為簡單地提高傳輸帶寬和交換容量，而在其他方面較少突破。千兆以太網(wǎng)技術(shù)的主干可靠性一般由所謂的 TRUNK 技術(shù) (在 Cisco 即 GEC 技術(shù) )來提供，不僅耗費(fèi)更多的端口，而且在切換時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)自愈等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能用足光纖網(wǎng)絡(luò)的潛力，不能滿足大型營運(yùn)級 IP 網(wǎng)絡(luò)的要求。換而言之，千兆以太網(wǎng)技術(shù)以其低 價(jià)、簡單的技術(shù)路線，更適合于園區(qū)網(wǎng)主干，或者小型服務(wù)商的中小型城域網(wǎng)主干。 下面的表格簡單地描述了這些技術(shù)的特點(diǎn)。值得指出的是，在一個(gè)小型、簡單的網(wǎng)絡(luò)中，采用 GE 技術(shù)組網(wǎng)的性能價(jià)格比確實(shí)較高，但在一個(gè)大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，采用 DPT技術(shù)組網(wǎng)的性價(jià)比則最高，原因在于 SRP 環(huán)形結(jié)構(gòu)對端口數(shù)的需求很少。 DPT POS ATM GE 可靠性 高 高 中 低 彈性和可擴(kuò)展性 高 高 高 低 帶寬使用效率 高 中 低 中 QoS 和 IP 業(yè)務(wù)增強(qiáng) 高 中 高 中 性價(jià)比 小型網(wǎng)絡(luò) 低 中 低 高 大型網(wǎng)絡(luò) 高 中 低 低 DPT是滿足營用級網(wǎng)絡(luò)要求的最佳技術(shù) 對于杭州廣電這新一代的網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商來說，動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) (DPT)是一種新紀(jì)元網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架的極其重要的技術(shù)， DPT 各種技術(shù)特性的設(shè)計(jì)都是為了營運(yùn)商能夠在保證高品質(zhì)服務(wù)的前提下，進(jìn)一步減少投資和營運(yùn)成本，而提高生產(chǎn)效率。綜合起來， DPT技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商帶來了如下一些利益。 ? 有效投資。 IP 光纖環(huán)的組建，使?fàn)I運(yùn)商在投資結(jié)構(gòu)上發(fā)生了根本性的變化，大大提高了投資效率。例如，營運(yùn)商不再需要在昂貴的時(shí)分復(fù)用 (TDM)設(shè)備 (如 SDH 設(shè)備 )上進(jìn)行投資，卻能獲 得同樣的帶寬；同時(shí)，又能采用空間復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)最有效地使用這些帶寬而獲得更高的效益。再如，從物理層到 IP 層的集成網(wǎng)絡(luò)管理方式，不僅大大降低了營運(yùn)成本，也大大提高了生產(chǎn)效率。 ? 增強(qiáng) IP 業(yè)務(wù)。 DPT技術(shù)直接支持和增強(qiáng)各種 IP 業(yè)務(wù)，例如 VoIP、 VPN等業(yè)務(wù)，而且更加穩(wěn)定可靠，為經(jīng)營者帶來更豐厚的增值服務(wù)利潤。 ? 網(wǎng)絡(luò)的健壯性。 由于提供了先期的性能監(jiān)測、錯(cuò)誤監(jiān)測、錯(cuò)誤定位、以及智能保護(hù)交換機(jī)制 (IPS)，網(wǎng)絡(luò)具備高級的自愈功能，使 IP 業(yè)務(wù)穩(wěn)定可靠。可靠性是高速光纖網(wǎng)絡(luò)的重要特性；這正如高速公路的修建，在減少交叉 、減少紅綠燈、平整路面以提高車速和擴(kuò)展通車能力的同時(shí)，交通規(guī)則卻更加嚴(yán)格：更遠(yuǎn)的安全車距、嚴(yán)禁行人穿越等，并增設(shè)應(yīng)急車道提高可靠性。沒有足夠的可靠性保障，網(wǎng)絡(luò)與公路一樣不能“提速”；否則，會(huì)潛伏災(zāi)難性的后果。 ? 充分的擴(kuò)展性。 作為通信新紀(jì)元的關(guān)鍵的 IP 優(yōu)化光學(xué)技術(shù)， DPT以新的更穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)提供了持續(xù)發(fā)展的道路。已經(jīng)走過的技術(shù)路線如下圖所示，簡化是核心，可靠則是關(guān)鍵。 IPIPA T MO p t i c a lt i c lIPIPO p t i c a lt i c a lIPIPS O N E T / S D H/O p t i c a lt i c lA T MS O N E T / S D H/IPIPO p t i c a lt i c lL o w e r c o s t , c o m p l e x i t y a n d o v e r h e a dr t , l i t rM u l t i p l e x i n g , p r o t e c t i o n a n d m a n a g e m e n t a t e v e r y l a y e rl t i l e x i , r t e c t i a a a e e t a t e v e r y l a y e r( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) 動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù)（ DPT）為杭州廣電帶來的上述利益完全 符合如第一章所述的杭州廣電 IP 寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的總體要求，是杭州廣電 IP 網(wǎng)絡(luò)可以選擇的最佳主干技術(shù)。 目前， ATamp。T、 SpringNet、 MCI 等著名電信營運(yùn)商都在與 Cisco 合作，采用這一最先進(jìn)的 IP 光纖傳輸技術(shù)，建立其下一代的 IP 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)。 其他正在測試或已經(jīng)采用 DPT技術(shù)的客戶包括： Qwest, 德國電信 ,英國電信(BT), 日本電信 , @Home, MediaOne,美國在線 (AOL)和 UUNET等等。 第三章 方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想 在第 1 章中，我們總結(jié)了杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)的總體要求和 技術(shù)要求，并且在第 2 章中討論了為什幺動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) DPT是滿足這些要求的最好的技術(shù)。這些要求實(shí)際上主要反映了杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行階段的需要。 因此 ,在充分研究了目前國際網(wǎng)絡(luò)界對設(shè)計(jì)一個(gè)城域網(wǎng) (MAN)所采用的各種網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù) ,并充分考慮到營運(yùn)網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)發(fā)展的主流和趨勢后 ,我們建議杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)絡(luò)采用最先進(jìn)的 IP 光纖傳輸技術(shù) (IP Fiber Interwork),這種技術(shù)是 IP 數(shù)據(jù)包直接在光纖上傳輸，從而大大提高在以 IP 應(yīng)用為主的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男屎托阅堋?IP 光纖傳輸技術(shù)可以無縫地和高 速傳輸技術(shù)，如 DWDM 緊密結(jié)合起來。 如前所述，科聯(lián)建議的解決方案是動(dòng)態(tài) IP 光纖傳輸技術(shù) DPT。其光纖連接快速切換、 50ms 恢復(fù) IP 業(yè)務(wù)、無路由表重算、帶寬動(dòng)態(tài)分配等功能，將為杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)提供優(yōu)異的營用質(zhì)量保證。 在設(shè)備選型上，我們提供業(yè)界最先進(jìn)的 GSR12020 千兆交換式路由器。 GSR采用的三層交換技術(shù)為特快包轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù) (CEF)，這種路由處理方式特別適合于包含幾十、上百個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型網(wǎng)絡(luò)；它不會(huì)象其他三層交換技術(shù)那樣，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大而處理性能迅速下降。 組網(wǎng)方案 團(tuán)校 總 前端羊壩頭 邵 逸夫半山 大關(guān) 電臺(tái) 石橋 朝暉 北橋九堡艮 秋五洋長河 南星 近江金田轉(zhuǎn)塘留下黃龍三塘公園 根據(jù)杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)的要求，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如上圖所示，四個(gè)核心節(jié)點(diǎn)構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，外圍有 18 個(gè)網(wǎng)絡(luò)匯聚點(diǎn) (PoP),主要負(fù)責(zé)終結(jié)各種網(wǎng)絡(luò)接入，如局域網(wǎng)接入，有線電視網(wǎng)絡(luò)接入。主干網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)網(wǎng)絡(luò)匯聚點(diǎn)（ POP）的連接采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，各個(gè) POP 點(diǎn)分別通過兩條千兆光纖鏈路與兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)的骨干設(shè)備相連，保證它們之間高速連接和網(wǎng)絡(luò)連接的冗余可靠性。 杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)有兩種主要的組網(wǎng)方式 —GSR+DPT方式和 L3+GE方式，GSR+DPT 方式指杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)以 GSR 和 DPT 技 術(shù)為核心組網(wǎng)， L3+GE方式指杭州有線 IP 寬帶網(wǎng)以 L3（第三層交換）和 GE 方式組網(wǎng)。 GSR+DPT方案 GSR+DPT方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下所示： 團(tuán)校 總 前端羊壩頭 邵 逸夫半山 大關(guān) 電臺(tái) 石橋 朝暉 北橋九堡艮 秋五洋長河 南星 近江金田轉(zhuǎn)塘留下黃龍三塘公園2*2. 5 G D P T2. 5 G1 G 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 主主 干干 在上述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，主干網(wǎng)絡(luò)采用 Cisco 動(dòng)態(tài) I