一、引言 隨著網絡的不斷融合和新業務（如Triple-play等）的涌現，現有城域網逐漸向層次化和分組化的方向進行演進。根據ITU的建議，下一代網絡（NGN）應具備清晰的層次化關系和以分組化為核心。因此，未來的城域網是業務驅動的網絡：業務與控制分離，控制與承載分離，目標是使業務真正獨立于網絡，靈活有效地實現業務提供。其中，城域承載網作為運營商提供業務的基礎平臺，需要具備新的特性和功能，才能滿足日益增加的業務需求。 本文通過對于現有城域承載網所面臨的問題和未來發展的需求的分析，并通過烽火網絡的M8000系列產品闡述了多業務分組平臺的主要特點及其在優化城域承載網中的技術優勢和實用價值。 二、現有城域承載網存在的問題和需求 2.1 現有城域承載網面臨的問題 城域承載網作為覆蓋城市及其郊縣范圍的多業務綜合傳送平臺，需要有效的接入、疏導和會聚各種業務，現有的城域網多采用如下圖所示的三層架構（核心、匯聚、接入）。在該網絡模型中，寬帶用戶主要通過ADSL、以太網等方式接入，接入交換機和DSLAM主要通過FE/GE接口上聯至匯聚設備，匯聚交換機通過GE接口與BRAS系統和城域核心網絡互聯。 對于匯聚業務多采用星形接入和光纖直連等方式。接入節點（DSLAM、以太網交換機、路由器或其他接入設備）和骨干節點的ATM155M/FE/GE接口以點對點方式直連，這是最簡單也是應用最為廣泛的一種組網方式。光纖浪費嚴重，每個業務接入點需要一對光纖，有N個接入節點就需要N×2芯光纖，上百芯的城域網光纜很快就能消耗殆盡。此外，骨干節點端口壓力大，每增加一個接入節點，網絡骨干節點就需增加一個端口。 在許多大中型城市，星型直連和光纖直驅方式大量消耗光纖資源，使光纖網絡結構綜合交錯，對整個城域的光纖基礎網絡的建設和維護構成了相當大的威脅。 在另一方面，由于沒有傳輸層，傳輸質量的性能監測、光纜線路的保護無法實現。對于鏈路和節點的故障無法保護，難以實現對用戶側設備有效的管理和控制。這樣對于用戶的接入業務就難以提供相應的保護。 P2P是當前用戶使用寬帶的主要驅動力之一，然而，隨著P2P流量的不斷增加，給運營商和用戶帶來了諸多影響。例如：給運營商帶來額外的成本、降低用戶體驗質量、改變了網絡規劃的基礎模型以及導致了諸多安全漏洞等。這些影響導致運營商在現有網絡中提供業務時不斷面臨數據吞吐量的消耗超過了用戶增長幅度的問題。 在網絡的業務提供能力上，難以提供有QoS保證的業務，對新興的VoIP、IPTV等應用缺乏支持，不能提供端到端的以太網互聯業務，無法直接提供VPN解決方案。 總體而言，現有城域網存在問題包括： u 匯聚網絡架構不合理 u 缺乏業務感知和控制能力 u 用戶業務質量無法保證 u 業務提供能力不足 2.2 城域承載網建設的需求 當今的城域網絡發展模式正在由粗放型向細分市場、可運營、可管理、多業務的方向發展。承載網絡正在從SONET或SDH等傳統網絡基礎設施向分組化承載網演進。據IDC預測，在未來5年內，分組化承載網設備市場將超越傳統SONET/SDH設備市場。雖然基于TDM的MSTP上的以太網在短期內是一個不太貴的、較靈活的網絡解決方案，但是它只是一個好的過渡性解決方案，大部分運營商最終必將從MSTP遷移到分組化承載網。這個轉變正受到下一代寬帶應用推動，包括視頻、語音、高速數據的“Triple-Play”業務。 由此，我們可以結合前面指出的問題，總結出城域網對于其承載網絡的要求： ü 具備端到端的服務保障——具備QOS能力，提供業務的QOS保障滿足IPTV等視頻業務的對帶寬、時延、抖動等參數的要求 ü 完善的冗余備份保護機制——網絡可靠性高，能夠實現快速收斂，在50ms以內實現對于關鍵業務的保護倒換 ü 有效承載語音、視頻等業務——具有低時延、高效率的特征；同時針對視頻業務需要提供組播支持，具備組播管理、組播安全控制、靜態組播配置等可控組播的能力，支持單組播分離的能力，支持頻道的快速切換 ü 高效的管理和維護機制——在傳統的網絡管理功能基礎上，還需要增強對于業務的管理能力。在邊緣層，實現對業務的識別，從而進行流分類、調度、整形，并進入不同的處理（VPN）。能夠有效地對諸如P2P業務進行流量控制 ü 充分保證用戶和網絡的安全——對于用戶可以安全隔離和區分，網絡設備可以有效防止DOS/DDOS或網絡病毒等的惡意攻擊 ü 保護已有投資、節省資源——與現存網絡無縫兼容，支持平滑升級，從而可以保護已有投資。同時，在網絡升級和演進過程中，能夠有效節省光纖、接口等網絡資源 三、烽火網絡多業務分組平臺解決方案 3.1 多業務分組承載平臺簡介 烽火網絡推出的F-engine M8000系列多業務分組承載平臺是根據可運營和可管理的電信級IP城域網的需求，結合目前城域網的最新技術和自身特有的專利和技術標準研制而成的新一代城域網多業務分組承載解決方案。它主要面向IP城域網匯聚層/接入層、大型企業網和行業網絡，也可作為中小城市新建網絡的基礎數據承載網絡，提供數據、TDM和視頻業務的承載和傳輸，適應客戶多樣化和組網扁平化的要求。它可以提供大管道的業務承載帶寬，具備對業務的感知和控制能力，為運營商的高收入應用（如Triple-Play）提供高帶寬和服務質量保證；提供更能夠基于64Kbps為粒度配置業務帶寬，實現多節點之間的動態帶寬共享。 F-engine M8000系列通過GE/2.5G/10G組成環形網絡，實現流量的匯聚，并通過其特有的50ms自動保護倒換能力實現對關鍵業務的保護。此外，在M8000系統產品上可以通過配置全網的VLAN或QinQ實現對各個不同專網業務的邏輯隔離。在安全性方面，M8000還可以提供安全性保證，采用基于硬件的過濾器，可以針對可疑IP、病毒數據包、廣播風暴等攻擊進行限制，保證網絡的安全和可靠。由于支持硬件動態組播轉發和具有低時延特性，可以滿足未來的視頻業務（IPTV等）和3G業務對時延和業務動態流向的需求。 3.2 烽火網絡基于多業務分組平臺解決方案優化城域承載網 多業務分組承載平臺在城域網中的組網應用如圖2所示。 針對前面分析得到的現有城域承載網所面臨的問題，多業務分組承載平臺在優化城域網中的技術優勢和實用價值主要在于： ü 優化匯聚網絡架構 環型拓撲可以大大節省接入層到匯聚層的光纖和端口占用。多業務分組承載平臺可以組成GE/2.5G/10G的環網，支持環網的背靠背、單點或兩點的跨接，大量節省模塊局到中心局的光纖資源。此外，可通過配置實現靈活的業務負載均衡。 與基于TDM的MSTP等其它城域網承載平臺相比，在同等帶寬情況下，多業務分組承載平臺設備無論在帶寬利用率和組播功能上還是成本上都占有很大優勢，降低建網成本和維護成本，以便于運營商快速收回投資成本。 在環形拓撲中，多業務分組承載平臺很好地解決了環網廣播風暴問題，同時采用特有的分布式故障檢測和單環雙向資源的高速冗余技術實現拓撲的動態學習和更新、故障的隔離、定位和恢復，提供對客戶關鍵應用的50ms快速保護倒換。基于其專利技術能夠實現環路之間完全獨立，從而確保不會因為某點故障而導致整個網絡的癱瘓。 ü 靈活的業務感知和控制能力 烽火網絡的M8000多業務分組化承載平臺，具有業務感知能力，能夠收集網絡流量和應用數據吞吐量等準確信息，并提供使用情況報告，為提高服務供應商利潤水平提供詳實有效的參考資料。 業務感知和控制解決方案可以檢查應用及其基礎協議，以及每個應用或每股流量的使用方式。另外，它還可以根據服務等級、期限、時間和事務處理類型等參數分析用戶應用的使用情況。另外，業務感知和控制解決方案還能產生定制的使用報告，說明使用了多高的吞吐量、使用的是哪種類型的應用等。服務供應商不但可以利用這些詳細報告制訂產品開發、戰略規劃、服務銷售、客戶保留和營銷等行動計劃，還可以識別欺詐行為，提供客戶、運作、計費和銷售支持。 利用多業務分組承載平臺的業務感知和控制能力，運營商可以獲得主動解決問題所需要的數據，從而有效管理網絡發展。另外，運營商還可以分配業務帶寬，專門限制某些流量的吞吐量，或者使用整形技術將其移動到高峰以外的時間處理，以提高高峰期的性能。通過應用這些主動策略，不但可以防止網絡瓶頸，還可以加強SLA，從而以有限的帶寬創造更多的利潤。 ü 有效保證用戶服務質量和安全性 通過對轉發報文的深度分析，結合業務行為等，可以動態智能地標識業務流，從而為后續的QoS調度操作打下基礎。 網絡核心根據業務報文中的QoS標記進行有差別的調度處理。一般網絡核心對報文的調度操作主要分為兩類：擁塞管理及擁塞避免。 烽火網絡的M8000系統業務分組化承載平臺可以提供多種QoS算法和調度策略，包括RED和WRED等丟棄算法，WFQ和PQ等多種隊列調度策略，為不同業務提供不同的帶寬保證。 在業務安全性方面，多業務分組承載網絡提供VLAN的業務隔離方式，保證用戶業務的安全性和可靠性。另外，多業務分組承載平臺采用基于硬件的過濾器，能夠針對數據包的前80個字節進行過濾，能夠針對可疑IP、病毒數據包、廣播風暴等攻擊進行限制，保證網絡的安全和可靠。用戶可以根據需要定制過濾規則，可以避免惡意攻擊和進行病毒防范。 ü 快速的業務生成 多業務分組承載平臺可以組成千兆/10G的環網，能夠提供以太網接口、E1/155M TDM接口和DVB視頻等多種業務接口，運營商可以在多業務分組承載平臺上同時提供多種業務，包括：以太網專線業務、DSLAM業務匯聚、企業專網業務、流媒體業務和未來的NGN和3G業務等。 以3G和視頻業務為例，這類業務對時延有嚴格的要求，如3G網絡中對話音的要求為時延小于15ms，對數據的要求為時延小于50ms。而基于TDM的MSTP方案由于增加了分組到SDH幀中的映射和解映射，導致了時延過大（多個站點間可能達到一百多ms），無法滿足實時業務對時延的嚴格要求。而多業務分組承載平臺基于純分組處理，不引入額外開銷，并且采用基于ASIC和硬件處理器的轉發處理，滿足重載下低時延的要求，適合視頻和未來3G業務的要求。 ü 高效的組播應用和控制 在組播應用方面，多業務分組承載平臺支持支持IGMP SNOOPING/PROXY功能，實現組播條目的動態創建和組播數據的高效轉發，大大節約了網絡帶寬。系統支持數百個組播組，同時支持MVR（Multicast VLAN Registration）功能，可以基于不同VLAN的組播復制功能，減輕上聯組播路由設備的業務分發負荷，提供多個組播VLAN和多種組網方式的支持等。支路業務側有多個上行端口（n×FE或n×GE），可實現用于組播源的專用接口，并實現組播業務與其它業務的分離。 在組播控制方面，多業務分組承載平臺支持頻道訪問控制功能，實現控制用戶訪問組播頻道的范圍，實現用戶對購買的組播頻道有權限觀看，一部分頻道有預覽權限，其余拒絕訪問的功能。因此系統支持每頻道的三種用戶權限：禁止、預覽和允許；同時，還支持本地靜態配置用戶的頻道訪問控制權限。通過預留的協議接口，多業務分組承載平臺支持從網管系統或運營系統中動態獲取用戶的頻道訪問控制權限，從而有效管理組播應用。 ü 靈活方便的運營維護與業務管理 設備即插即用，無需復雜配置。在網絡拓撲變化時，每個節點通過接收環上其它節點的通告，自動建立和更新自己的拓撲圖，使得網絡初始化配置變得極其簡單，實現了即插即用，并可避免手工配置帶來的錯誤。靈活的升級方式，當部分節點所涉及的業務出現新的功能需求時，可以只升級局部設備，而不影響整個網絡的使用，這樣極大地減輕了維護的負擔。結合烽火網絡特有的Easy-do圖形化網管平臺，能夠快速無誤地對于全網進行管理和控制。 Easy-do圖形化網管平臺可以提供業務級的告警監視和性能監測，即實現端口上監視到的告警性能與端口上承載的業務相關聯，這種端到端的維護模式能充分滿足提高業務管理能力的需求。通過網管系統的業務感知與控制能力來實行相應的策略，保障關鍵應用、關鍵業務的優先級和服務質量。 四、小結 未來的網絡將是以軟交換為核心、以分組網為承載、通過與網絡分離的業務平臺靈活提供豐富業務的網絡，同樣的架構、類似的技術給網絡融合帶來了前所未有的契機。IP分組化網絡已日益成為傳送數據、視頻和話音的基礎承載網絡。而包括語音、視頻、數據的triple-play業務的出現要求IP承載網具備業務感知、受控組播轉發和高可靠性等特性。烽火網絡的多業務分組平臺正是應運而生，憑借著具有自主知識產權的核心技術，烽火網絡開發出的多業務分組承載解決方案滿足了服務供應商的需求。它特有的業務感知和控制能力能夠識別并有效地控制P2P應用，而保證高收益率的IPTV等業務的服務質量；其50ms以內的自動保護倒換能力可以保障實時業務的無中斷倒換；靈活的組播控制能力保證了組播應用的安全和高效。服務供應商能將其網絡無縫演進到更有效的、融合的分組化承載網絡架構，以承載各類網絡信息流。據此，服務供應商能安全地跨越現有網絡和下一代網絡之間的斷層，從基于分組化網絡的話音、視頻和數據服務中獲得新的收入來源，同時能最大地保護以往的設備投資。