一、引言 隨著網(wǎng)絡的不斷融合和新業(yè)務（如Triple-play等）的涌現(xiàn)，現(xiàn)有城域網(wǎng)逐漸向層次化和分組化的方向進行演進。根據(jù)ITU的建議，下一代網(wǎng)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(wǎng)是業(yè)務驅動的網(wǎng)絡：業(yè)務與控制分離，控制與承載分離，目標是使業(yè)務真正獨立于網(wǎng)絡，靈活有效地實現(xiàn)業(yè)務提供。其中，城域承載網(wǎng)作為運營商提供業(yè)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(yè)務需求。 本文通過對于現(xiàn)有城域承載網(wǎng)所面臨的問題和未來發(fā)展的需求的分析，并通過烽火網(wǎng)絡的M8000系列產品闡述了多業(yè)務分組平臺的主要特點及其在優(yōu)化城域承載網(wǎng)中的技術優(yōu)勢和實用價值。 二、現(xiàn)有城域承載網(wǎng)存在的問題和需求 2.1 現(xiàn)有城域承載網(wǎng)面臨的問題 城域承載網(wǎng)作為覆蓋城市及其郊縣范圍的多業(yè)務綜合傳送平臺，需要有效的接入、疏導和會聚各種業(yè)務，現(xiàn)有的城域網(wǎng)多采用如下圖所示的三層架構（核心、匯聚、接入）。在該網(wǎng)絡模型中，寬帶用戶主要通過ADSL、以太網(wǎng)等方式接入，接入交換機和DSLAM主要通過FE/GE接口上聯(lián)至匯聚設備，匯聚交換機通過GE接口與BRAS系統(tǒng)和城域核心網(wǎng)絡互聯(lián)。 對于匯聚業(yè)務多采用星形接入和光纖直連等方式。接入節(jié)點（DSLAM、以太網(wǎng)交換機、路由器或其他接入設備）和骨干節(jié)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(wǎng)方式。光纖浪費嚴重，每個業(yè)務接入點需要一對光纖，有N個接入節(jié)點就需要N×2芯光纖，上百芯的城域網(wǎng)光纜很快就能消耗殆盡。此外，骨干節(jié)點端口壓力大，每增加一個接入節(jié)點，網(wǎng)絡骨干節(jié)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(wǎng)絡結構綜合交錯，對整個城域的光纖基礎網(wǎng)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(jiān)測、光纜線路的保護無法實現(xiàn)。對于鏈路和節(jié)點的故障無法保護，難以實現(xiàn)對用戶側設備有效的管理和控制。這樣對于用戶的接入業(yè)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(wǎng)絡規(guī)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(xiàn)有網(wǎng)絡中提供業(yè)務時不斷面臨數(shù)據(jù)吞吐量的消耗超過了用戶增長幅度的問題。 在網(wǎng)絡的業(yè)務提供能力上，難以提供有QoS保證的業(yè)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(wǎng)互聯(lián)業(yè)務，無法直接提供VPN解決方案。 總體而言，現(xiàn)有城域網(wǎng)存在問題包括： u 匯聚網(wǎng)絡架構不合理 u 缺乏業(yè)務感知和控制能力 u 用戶業(yè)務質量無法保證 u 業(yè)務提供能力不足 2.2 城域承載網(wǎng)建設的需求 當今的城域網(wǎng)絡發(fā)展模式正在由粗放型向細分市場、可運營、可管理、多業(yè)務的方向發(fā)展。承載網(wǎng)絡正在從SONET或SDH等傳統(tǒng)網(wǎng)絡基礎設施向分組化承載網(wǎng)演進。據(jù)IDC預測，在未來5年內，分組化承載網(wǎng)設備市場將超越傳統(tǒng)SONET/SDH設備市場。雖然基于TDM的MSTP上的以太網(wǎng)在短期內是一個不太貴的、較靈活的網(wǎng)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(wǎng)。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(shù)據(jù)的“Triple-Play”業(yè)務。 由此，我們可以結合前面指出的問題，總結出城域網(wǎng)對于其承載網(wǎng)絡的要求： ü 具備端到端的服務保障——具備QOS能力，提供業(yè)務的QOS保障滿足IPTV等視頻業(yè)務的對帶寬、時延、抖動等參數(shù)的要求 ü 完善的冗余備份保護機制——網(wǎng)絡可靠性高，能夠實現(xiàn)快速收斂，在50ms以內實現(xiàn)對于關鍵業(yè)務的保護倒換 ü 有效承載語音、視頻等業(yè)務——具有低時延、高效率的特征；同時針對視頻業(yè)務需要提供組播支持，具備組播管理、組播安全控制、靜態(tài)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(tǒng)的網(wǎng)絡管理功能基礎上，還需要增強對于業(yè)務的管理能力。在邊緣層，實現(xiàn)對業(yè)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(yè)務進行流量控制 ü 充分保證用戶和網(wǎng)絡的安全——對于用戶可以安全隔離和區(qū)分，網(wǎng)絡設備可以有效防止DOS/DDOS或網(wǎng)絡病毒等的惡意攻擊 ü 保護已有投資、節(jié)省資源——與現(xiàn)存網(wǎng)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(wǎng)絡升級和演進過程中，能夠有效節(jié)省光纖、接口等網(wǎng)絡資源 三、烽火網(wǎng)絡多業(yè)務分組平臺解決方案 3.1 多業(yè)務分組承載平臺簡介 烽火網(wǎng)絡推出的F-engine M8000系列多業(yè)務分組承載平臺是根據(jù)可運營和可管理的電信級IP城域網(wǎng)的需求，結合目前城域網(wǎng)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(wǎng)多業(yè)務分組承載解決方案。它主要面向IP城域網(wǎng)匯聚層/接入層、大型企業(yè)網(wǎng)和行業(yè)網(wǎng)絡，也可作為中小城市新建網(wǎng)絡的基礎數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡，提供數(shù)據(jù)、TDM和視頻業(yè)務的承載和傳輸，適應客戶多樣化和組網(wǎng)扁平化的要求。它可以提供大管道的業(yè)務承載帶寬，具備對業(yè)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(yè)務帶寬，實現(xiàn)多節(jié)點之間的動態(tài)帶寬共享。 F-engine M8000系列通過GE/2.5G/10G組成環(huán)形網(wǎng)絡，實現(xiàn)流量的匯聚，并通過其特有的50ms自動保護倒換能力實現(xiàn)對關鍵業(yè)務的保護。此外，在M8000系統(tǒng)產品上可以通過配置全網(wǎng)的VLAN或QinQ實現(xiàn)對各個不同專網(wǎng)業(yè)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(shù)據(jù)包、廣播風暴等攻擊進行限制，保證網(wǎng)絡的安全和可靠。由于支持硬件動態(tài)組播轉發(fā)和具有低時延特性，可以滿足未來的視頻業(yè)務（IPTV等）和3G業(yè)務對時延和業(yè)務動態(tài)流向的需求。 3.2 烽火網(wǎng)絡基于多業(yè)務分組平臺解決方案優(yōu)化城域承載網(wǎng) 多業(yè)務分組承載平臺在城域網(wǎng)中的組網(wǎng)應用如圖2所示。 針對前面分析得到的現(xiàn)有城域承載網(wǎng)所面臨的問題，多業(yè)務分組承載平臺在優(yōu)化城域網(wǎng)中的技術優(yōu)勢和實用價值主要在于： ü 優(yōu)化匯聚網(wǎng)絡架構 環(huán)型拓撲可以大大節(jié)省接入層到匯聚層的光纖和端口占用。多業(yè)務分組承載平臺可以組成GE/2.5G/10G的環(huán)網(wǎng)，支持環(huán)網(wǎng)的背靠背、單點或兩點的跨接，大量節(jié)省模塊局到中心局的光纖資源。此外，可通過配置實現(xiàn)靈活的業(yè)務負載均衡。 與基于TDM的MSTP等其它城域網(wǎng)承載平臺相比，在同等帶寬情況下，多業(yè)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(yōu)勢，降低建網(wǎng)成本和維護成本，以便于運營商快速收回投資成本。 在環(huán)形拓撲中，多業(yè)務分組承載平臺很好地解決了環(huán)網(wǎng)廣播風暴問題，同時采用特有的分布式故障檢測和單環(huán)雙向資源的高速冗余技術實現(xiàn)拓撲的動態(tài)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?；谄鋵＠夹g能夠實現(xiàn)環(huán)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(wǎng)絡的癱瘓。 ü 靈活的業(yè)務感知和控制能力 烽火網(wǎng)絡的M8000多業(yè)務分組化承載平臺，具有業(yè)務感知能力，能夠收集網(wǎng)絡流量和應用數(shù)據(jù)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(yè)務感知和控制解決方案可以檢查應用及其基礎協(xié)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(jù)服務等級、期限、時間和事務處理類型等參數(shù)分析用戶應用的使用情況。另外，業(yè)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(fā)、戰(zhàn)略規(guī)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(yè)務分組承載平臺的業(yè)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(shù)據(jù)，從而有效管理網(wǎng)絡發(fā)展。另外，運營商還可以分配業(yè)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(wǎng)絡瓶頸，還可以加強SLA，從而以有限的帶寬創(chuàng)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(fā)報文的深度分析，結合業(yè)務行為等，可以動態(tài)智能地標識業(yè)務流，從而為后續(xù)的QoS調度操作打下基礎。 網(wǎng)絡核心根據(jù)業(yè)務報文中的QoS標記進行有差別的調度處理。一般網(wǎng)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(wǎng)絡的M8000系統(tǒng)業(yè)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(yè)務提供不同的帶寬保證。 在業(yè)務安全性方面，多業(yè)務分組承載網(wǎng)絡提供VLAN的業(yè)務隔離方式，保證用戶業(yè)務的安全性和可靠性。另外，多業(yè)務分組承載平臺采用基于硬件的過濾器，能夠針對數(shù)據(jù)包的前80個字節(jié)進行過濾，能夠針對可疑IP、病毒數(shù)據(jù)包、廣播風暴等攻擊進行限制，保證網(wǎng)絡的安全和可靠。用戶可以根據(jù)需要定制過濾規(guī)則，可以避免惡意攻擊和進行病毒防范。 ü 快速的業(yè)務生成 多業(yè)務分組承載平臺可以組成千兆/10G的環(huán)網(wǎng)，能夠提供以太網(wǎng)接口、E1/155M TDM接口和DVB視頻等多種業(yè)務接口，運營商可以在多業(yè)務分組承載平臺上同時提供多種業(yè)務，包括：以太網(wǎng)專線業(yè)務、DSLAM業(yè)務匯聚、企業(yè)專網(wǎng)業(yè)務、流媒體業(yè)務和未來的NGN和3G業(yè)務等。 以3G和視頻業(yè)務為例，這類業(yè)務對時延有嚴格的要求，如3G網(wǎng)絡中對話音的要求為時延小于15ms，對數(shù)據(jù)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(yè)務對時延的嚴格要求。而多業(yè)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(fā)處理，滿足重載下低時延的要求，適合視頻和未來3G業(yè)務的要求。 ü 高效的組播應用和控制 在組播應用方面，多業(yè)務分組承載平臺支持支持IGMP SNOOPING/PROXY功能，實現(xiàn)組播條目的動態(tài)創(chuàng)建和組播數(shù)據(jù)的高效轉發(fā)，大大節(jié)約了網(wǎng)絡帶寬。系統(tǒng)支持數(shù)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(lián)組播路由設備的業(yè)務分發(fā)負荷，提供多個組播VLAN和多種組網(wǎng)方式的支持等。支路業(yè)務側有多個上行端口（n×FE或n×GE），可實現(xiàn)用于組播源的專用接口，并實現(xiàn)組播業(yè)務與其它業(yè)務的分離。 在組播控制方面，多業(yè)務分組承載平臺支持頻道訪問控制功能，實現(xiàn)控制用戶訪問組播頻道的范圍，實現(xiàn)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(tǒng)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(tài)配置用戶的頻道訪問控制權限。通過預留的協(xié)議接口，多業(yè)務分組承載平臺支持從網(wǎng)管系統(tǒng)或運營系統(tǒng)中動態(tài)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(yè)務管理 設備即插即用，無需復雜配置。在網(wǎng)絡拓撲變化時，每個節(jié)點通過接收環(huán)上其它節(jié)點的通告，自動建立和更新自己的拓撲圖，使得網(wǎng)絡初始化配置變得極其簡單，實現(xiàn)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(jié)點所涉及的業(yè)務出現(xiàn)新的功能需求時，可以只升級局部設備，而不影響整個網(wǎng)絡的使用，這樣極大地減輕了維護的負擔。結合烽火網(wǎng)絡特有的Easy-do圖形化網(wǎng)管平臺，能夠快速無誤地對于全網(wǎng)進行管理和控制。 Easy-do圖形化網(wǎng)管平臺可以提供業(yè)務級的告警監(jiān)視和性能監(jiān)測，即實現(xiàn)端口上監(jiān)視到的告警性能與端口上承載的業(yè)務相關聯(lián)，這種端到端的維護模式能充分滿足提高業(yè)務管理能力的需求。通過網(wǎng)管系統(tǒng)的業(yè)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(yè)務的優(yōu)先級和服務質量。 四、小結 未來的網(wǎng)絡將是以軟交換為核心、以分組網(wǎng)為承載、通過與網(wǎng)絡分離的業(yè)務平臺靈活提供豐富業(yè)務的網(wǎng)絡，同樣的架構、類似的技術給網(wǎng)絡融合帶來了前所未有的契機。IP分組化網(wǎng)絡已日益成為傳送數(shù)據(jù)、視頻和話音的基礎承載網(wǎng)絡。而包括語音、視頻、數(shù)據(jù)的triple-play業(yè)務的出現(xiàn)要求IP承載網(wǎng)具備業(yè)務感知、受控組播轉發(fā)和高可靠性等特性。烽火網(wǎng)絡的多業(yè)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(wǎng)絡開發(fā)出的多業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)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(wǎng)絡無縫演進到更有效的、融合的分組化承載網(wǎng)絡架構，以承載各類網(wǎng)絡信息流。據(jù)此，服務供應商能安全地跨越現(xiàn)有網(wǎng)絡和下一代網(wǎng)絡之間的斷層，從基于分組化網(wǎng)絡的話音、視頻和數(shù)據(jù)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。