基于SDH的RPR技术网络应用探讨

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目前，通信网络运营商的竞争重点已经从骨干网转向城域网，建立高效经济的支持多业务的城域网已经成为各运营公司的共同目标，城域网业务主体正在发生深刻的变化，业务类型从单纯的以TDM为主、2Mbps颗粒向数据业务为主、宽带接口过渡。这些变化所带来的新问题是：城域传送网络怎样从单纯满足话音传输为主、相对静态的网络过渡到支持多业务、动态可扩展性强的网络。

    与骨干网相比，城域网具有业务种类多、业务调度转移多、业务流量变化大等特点，应用技术呈现多样化，主要关注的技术集中在多业务传送平台（MSTP）、弹性分组环（RPR）及城域波分方面。

    近一年来，业内人士对以上三种技术已经进行过较多的论述，笔者在此是想换个角度，讨论RPR技术的市场应用前景、比较RPR与MSTP在城域传送网中的地位。

    一、MSTP与RPR技术的比较

    1、基于SDH的MSTP技术

    MSTP除了具有标准SDH传送节点具有的功能之外，还具有下列功能：

    ※  TDM业务、ATM业务和以太网业务接入功能；

    ※  TDM业务、ATM业务和以太网业务传送功能；

    ※  TDM业务、ATM业务和以太网业务点到点传送功能，保证业务透明传送；

    ※  ATM业务、以太网业务带宽统计复用功能；

    ※  ATM业务、以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。

    对业务的保护分为SDH网络保护、Eth Ring保护和ATM VP Ring保护。

    以太网环网技术的优点在于，SDH传输网络附加了Eth网二层功能，对Eth层、ATM层的处理都与SDH处理相分离，但都可以映射到SDH的VC时隙进行重组或交叉到群路接口。MSTP对二层的处理多数通过分离的模块处理来实现，进来的Eth、TDM业务分别送到两个不同的处理模块进行处理，两个模块通过VC-n总线相连。MSTP对Eth的网透明传输减少了POS端口应用，路由器/以太网交换直接采用GE/FE接口进行传输，节约成本。而对二层交换功能的支持的一种应用方式则是通过组成以太环网实现了环网上各站点的带宽共享，环上所有节点的以太网处理卡板通过SDH通道组成环型，共享以太网环带宽，带宽利用率提高。另外，仅需在每个以太网处理卡板上进行左右两个方向的以太网到SDH映射，而不需基于每个以太网业务端口进行映射，地降低了网络造价。在一个区域内支持VLAN应用，更有利于客户应用。

    以太网环网技术的缺点在于，业务层环网上的每个MSTP设备的以太网处理卡板需对每个业务进行MAC地址查询，随着环路节点的增加，查询MAC地址表的速度下降，处理性能明显下降。另外，在以太网环上，则表现在该业务层环网上的每个MSTP节点上的以太网卡板分配带宽的不公平性，无法保证环路各节点带宽的公平接入，即使采用端口速率限制机制，也不能成为全局性公平机制，不适应数据业务的突发性。

    2、基于SDH的RPR技术

RPR（弹性分组环）技术是在双环结构上的二层MAC层协议，对分组数据业务及IP数据业务提供业务接入和透明传输。它通过两种方式存在，即基于SDH的嵌入式RPR和纯粹的RPR。

    RPR技术具有下列特点：

    ※  物理层无关性和支持大环网（逻辑环）：RPR可在一系列物理层上工作，如SDH/SONET、GE/10GE、DWDM，理论上支持环上存在多达250个网元节点；

    ※  与SDH相当的50ms快速保护倒换：具有二层RPR保护；

    ※  与以太网同样优秀的广播业务支持；

    ※  空间复用技术：RPR在目的地址上将包从环路上剥离，实现包Add/Drop；

    ※  具有统计复用和流量管理能力：RPR传输以数据业务为主时，带宽利用率可提高2-8倍。具有MAC流量控制的三个QoS级别；

    ※  拓扑自动发现；

    ※  支持接入控制与全环公平机制。

    在RPR环上可以利用源节点发送数据包的速率来控制上游节点和下游节点速率。带宽策略允许在无拥塞的情况下，把环上任意两个节点之间所有的带宽分配给这两个节点。

    与MSTP以太环网比较，RPR在业务处理速度、扩展性、QoS、保护倒换时间、带宽利用率、端口保护措施、抑制广播风暴、拓扑自动发现等多方面都具有较强优势。

    RPR的重要缺陷在于它不支持TDM业务，为了实现TDM业务和数据业务同网传输，引入了基于SDH的RPR技术，如将SDH网中的N个VC-4级联，组成一个RPR，从而融合SDH和RPR的优点。

    二、传输网现状

    目前，我国的传输网分为三层：省际一级传输干线网、省内二级传输干线网和本地中继传输网。设置的支路端口一般为2.5Gbps、155Mbps和2Mbps，各网之间的通道连接靠端口之间的物理连接实现，又称硬件转接。目前，一、二级干线网络已具备相当规模，通道冗余量较大，近期不会再有大规模建设。对于FE/GE业务的传输不具直接的适当端口，需要进行SDH通道层的重新包封，而且各层传输网通常采用的不是一个生产厂家的设备，这就要求各设备支路端口具有统一的标准。

    三、基于SDH的RPR技术应用探讨

    前面提到，基于SDH的RPR技术融合了传送TDM和传送Eth业务的优点，在满足TDM业务需求的同时，还可用其组建IP数据专用网。

    举例说明：在城域接入传输环的用户端设备上配备RPR功能卡板，引入用户FE业务，可根据用户对带宽的需求，配置N个VC-4组成RPR，在城域接入传输环与本地网中继传输环转接处，直接以2.5G或155M端口物理连接，VC-4并未拆封，利用虚级联技术，在接收端完整地恢复FE业务。如果A用户要与其它10个用户组建IP数据专用网，采用RPR技术组成的网络拓扑为A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-A，即从A到B、B到C、C到D、……、J到K各开通一条N个VC-4通道，组成一个RPR，用户路由交换机只需配置一个FE端口，利用RPR动态带宽分配、流量控制即公平机制，实现11个用户相互间的FE业务的各种速率的传送，业务享受SDH环和RPR环双重保护。

    目前的用户专网大都采用E1接入，RPR尚无用武之地，但用户数据专网升速的呼声越来越紧迫，随着RPR国际标准的出台，RPR技术必定会有很大的施展空间和良好的应用前景