以太网接入服务:使虚拟支路成为现实

2019-11-03 19:01:43

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供稿：网友

　　Jon Ames，PMC-Sierra公司，服务供应商部产品营销经理

　　互联网的出现和不断增长的全球经济为现代通讯带来巨大的变革。曾经被广泛应用于语音业务的SONET/SDH网络也纷纷向数据业务转移。进而涌现了大量而多样化的应用，但这些应用都有一个共同的依托：以太网。在数据通讯中，当光纤进一步延伸到接入网络时，基于铜缆的T1/E1技术所发挥的作用变得越来越小。目前，我们可采用基于标准的解决方案，利用现有的SONET/SDH设备基础提供以太网接入服务。以太网接入服务可提高网络效率、增强可扩展性、降低运营成本，是提高收益的关键。

　　T1/E1是目前被广泛部署的接入技术。T1/E1最初被用来处理复杂的语音通讯，目前，已经被广泛地应用于接入网络的数据业务中。随着客户端对光纤接入使用的不断增加，T1/E1作为传输媒介的重要性已经下降。T1/E1链路原本是可延伸到数公里以外的传输媒介，而现在却只能用于在到达SONET/SDH网络之前大厦地基里的短途链路。

　　传统的电信接口在可扩展性方面一直是有待解决的问题。为了提高接入带宽，用户必须使用多个T1/E1端口和多个链路协议，如ML-PPP或IMA，或者必须升级到DS3接口。多链路协议增加了复杂性，同时也增加了在客户端和服务供应商设备上所花费的成本。相比之下，虽然DS3连接简单省事，但却大大增加了带宽的使用，并且需要一个全新的物理接口。很长时间以来，T1/E1和DS3业务之间的缺口一直是接入网络中最难解决的问题。

　　分插复用器(ADM)和多业务提供平台(MSPP)采用虚拟支路，向SONET/SDH网络传送物理链路的电信号。例如，VT1.5s和VC-12s通常用来传送T1s和E1s。正如任何一个容器通常都需要根据其内容特性量身定制一样，VT1.5/VC-12s的设计要切实符合T1/E1数据传输速率和管理功能。注：相似之处是，VT-2s可用来传输SONET中的E1s，VC-11s可用来传输SDH中的T1。

　　表1对T1/E1和VT1.5/VC-12的这种相似性进行了比较。很明显，T1/VT1.5s和E1/VC-12s的带宽很匹配。在T1/E1 开销中可以使用循环冗余校验（CRC）码跟踪错误，而在VT1.5/VC-12s中同样可以使用比特间插奇偶（Bip）方案跟踪错误。如果检测到一个或多个错误，所有协议都会将一个远方错误指令（REI）发送回路径源点，如果没有收到有效的信号，会产生一个警报指示信号（AIS）。

表1： T1/E1与VT1.5/VC-12的相似性

	T1	VT1.5 SPE	E1	VC-12
线路速率（Mbit/s）	1.544	1.664	2.048	2.240
最大数据传输速率（Mbit/s）	1.536	1.600	1.984	2.176
性能监测	CRC-6(F-bits)	BIP-2(V5 Bit 1-2)	CRC-4(c-bits)	BIP-2(V5 Bit 1-2)
REI	F-bits	V5 Bit 3	E-bits	V5 Bit 3
AIS	所有比特为1	V5 Bit 5-7	所有比特为1	V5 Bit 5-7

　　虽然T1/E1标准规定了附加的定时和信令设备，但对数据业务却不起作用。基于分组的传输业务本身就对不稳定的信号具有弹性，而且信令系统只能应用于语音信道。因此，在光纤到楼存在的地方，这个附加的管理层便成为了数据连接的多余部分。实际上，当在SONET/SDH网络上传输以太网业务时，整个T1/E1帧结构都是多余的。VT1.5/VC-12 独自便能够传输以太网（见图1）。最近的改进标准中充分地考虑到了这一点，创建了只是基于VT1.5/VC-12s的以太网传输系统。其结果是推出了以太网接入服务 - 一种以可扩展的T1/E1速率运行的、建立在SONET/SDH网络上的以太网服务。

　　图1：从数据先映射到T1/E1再映射到SONET/SDH演进至将以太网直接映射到低阶SONET/SDH的有效负载中

　　在实际运行中，如果没有一定形式的速率适配，以太网既不能直接被映射到T1/E1中也不能被映射到VT1.5/VC-12中。在过去近十年的时间里，我们一直在采用类似HDLC的成帧结构中的桥接控制协议（BCP）/点到点协议（PPP）来实现这一机制。通过检查开始标志和结束标志之间的帧内容，并用双字节的形式替换特殊字符，以此保持数据的透明度。在最糟糕的情况下，这可能会导致所需网络带宽的成倍增加。SDH（LAPS）链路接入协议的标准化虽然在某种程度上比BCP/PPP封装更加简化，但仍可能出现同样的带宽膨胀的问题。

　　最近，ITU采用了通用成帧过程（GFP）封装标准，解决了这个问题。GFP协议的核心是保证了带宽的确定性。这是以太网接入服务的基础；从而能够以一个固定的、稳定的速率在SONET/SDH上传输以太网，而无需过度依赖网络上行链路。

表2：以太网封装方案比较

	GFP	LAPS	BCP/PPP
界定 HEC	检验算法	标志顺序(0x7E)	标志顺序(0x7E)
数据透明度	有效负载长度指示符（PLI）	字节填充	字节填充
帧间填充	GFP空闲帧	标志顺序(0x7E)	标志顺序(0x7E)

　　与传统的电信业务比较，以太网接入服务更容易扩展。

　　正如我们可以使用多链路技术将T1/E1s逻辑地组合到一起，我们也可以使用虚级联将VT1.5/VC-12s合并到较大的传输信道中。然而，以太网接入服务的一个主要不同之处在于客户端接口。采用一个简单的快速以太网网络连接，客户能够获得1.6Mbit/s到100Mbit/s之间的以1.6/2.2Mbit/s递增的指定带宽。而在基于铜缆的NxT1/E1业务中，增加带宽需要一个附加的网络接口。尤为重要的是，在进行这些T1/E1端口之间的连接时，还需要技术人员进行现场调试。而以太网接入服务支持远方调试，无需增加附加的物理链路便可增加带宽。

　　广泛使用基于VT1.5/VC-12的以太网业务可能引发这样的问题，那就是对宽带数字交叉连接系统（DCS）基础设施提出更多的要求。以前，这种类型的设备通常都较昂贵、笨重，且占用很大的功率。然而，新芯片的出现使低成本业务板卡解决方案成为可能，可以随意部署在城市的边缘和中心。宽带设备成本的降低和VT1.5/VC-12利用率的提高将为网络供应商提供新的收益机会。

　　以太网接入服务的部署还简化了客户端设备（CPE）。由于虚级联只限于SONET/SDH网络的端点，因此在基于以太网的客户设备端无需其它附加设备。而多链路T1/E1业务则需要多链路T1/E1接入设备。由于以太网接口运行的线路速率要比T1/E1高得多，因此，几乎无需使用网络端口便能获得同样的上行链路容量。虽然还可以使用DS-3和OC-3/STM-1接口获得更高的线路速率，但以太网仍旧是一种最经济高效的方法。对于一个解决方案来说，除了技术以外，批量生产是促使成本降低的一个最有效的方法。由于以太网在局域网中被广泛使用，以太网组件已经如同日常用品一样司空见惯。

　　以太网接入服务代表着接入技术一个革命性的转变。这些业务创建在传统的T1/E1承载系统之上，合理地使用了现有的SONET/SDH设备，并充分利用了在局域网中无处不在的以太网。在GFP和虚级联等标准的支持下，以太网已经转化为可行的城域接入方式。虽然以太网接入服务已不再使用传统的T1/E1铜缆接口，但基本的业务功能都大致相同。毫无疑问，客户会很快发现这项基于以太网业务的价值所在：成本效益、可靠带宽、可扩展性。运营商和服务供应商也将从中大受裨益，他们只需触动按扭就可以增加用户的带宽。

摘自赛迪网

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