高速接入万兆全光以太环网解析.docx
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高速接入万兆全光以太环网解析
CE以其万兆接入能力，全光环网的高可靠性，成为高速接入的主流技术。
高速接入：
万兆全光以太环网
一． 城域接入
1. 高速接入需求
带宽提速是现代信息社会高速发展的一个显著特征。
从运营商角度看，家庭宽带的提速需求，崭露头角的IPTV运营，2G/3G以及LTE基站和核心网的建设，营业网点和OSS系统的扩容，都对传送网提出IP化、宽带化及综合接入需求；从政企客户角度看，其专线分支数量和带宽也都呈几何级数增长（如表1所示）。
必须要有一种接入平台，能够满足上述业务的IP/ETH化、高速综合接入。
项目
带宽
家庭宽带
1M~10M
2G/3G基站业务
30M~50M
LTE基站业务
300M
WLAN
150M
IPTV（高清）
20M
大客户
100M~1000M
表1.各项目带宽需求
2. 传统接入方式
传统的接入方式有ADSL/VDSL、LAN以及SDH/MSTP，当前新型的PON接入方式在运营商的力推之下，正逐渐成为主流。
xDSL：
铜缆接入方式，一般出以太接口。
下行速率通常不超过20M，实践中距离控制在2km左右，属于典型的“最后一公里”接入。
PON：
光纤接入方式，ONU接口丰富，可以提供FE/GE/POTS等接口。
上行带宽可动态分配，且与分光比有关。
按1:
16均分计算，每个分支100M左右。
下行带宽依据系统负荷而定，轻载时单用户可达200~300M左右。
覆盖范围以OLT为中心，理论可达15km以上，实践中控制在10km内，一般2~5km。
LAN：
LAN接入速率较高，可达100M以上，一般都是以太接口。
电缆接入覆盖几百米到几公里，光纤对开可达十几公里。
在某种意义上，LAN与PON是同一接入类型。
SDH/MSTP：
在城域范围内（30~150km）为基站回传和IP接入提供通道，接口为PDH/SDH/ATM/ETH等，分支速率从2M到10M。
3. 接入模式分析
上述接入方式中只有PON在带宽、接口、综合接入等方面满足三重播放等高速带宽综合业务的接入需求。
但PON接入存在一些局限。
首先，难以保证网络的可靠性。
由于PON基于裸纤网，主干保护倒换速度达不到电信级要求，这就要求OLT到ONU距离不能太远，否则很难保障线路安全，维护也相当困难，比如道路开挖、工程施工、频繁的网络割接等，都会影响到光缆安全，导致网络故障。
实践中一般控制在5~6公里以内。
其次，无法覆盖城域。
其理论覆盖范围为20km，但工程实践一般在15km，且前面也提到OLT至ONU半径不能太大。
因此，城域范围内，PON网络注定要成为依附于城域接入或传输网的边缘接入网。
第三，不能承载2G/3G/LTE基站等业务。
除了其网络不可靠以外，电信业务与宽带业务混传也带来了遭受网络攻击的危险。
此外，LTE要求NodeB之间互联，而OLT的二层汇聚功能较强，分支间的三层转发功能很弱，不适合做基站接入。
对于PON的定位，工程实践中都是作为IP城域网的边缘接入技术。
为了满足较大范围的覆盖和高带宽增值业务接入，运营商一般都建设多个汇聚局所，将OLT位置下沉到汇聚点或用户边缘，上行通过光纤直连或传输网接入城域网汇聚节点。
而基站业务采用SDH/MSTP或其他新型的IP化传送技术如IPRAN或PTN（如图1所示）。
图1.PON在城域网的位置
二． CE接入模式：
万兆全光以太环网
鉴于CE具备取代SDH/MSTP，成为新一代传送主流技术的条件，而SDH/MSTP在2G/3G基站回传网络或IP城域网架构中又被认为是属于接入层的部分，从这个角度可认为CE是一种接入网。
CE接入不仅有效避免了前述几种接入模式的缺陷，而且可以像SDH/MSTP那样在城域范围内提供高速、可靠的综合业务接入。
是城域高速接入的最佳技术。
CE作为一个完整的传送体系，可分为核心、汇聚和接入层。
典型的CE接入模式特色可以总结为一句话：
万兆全光以太环网[u1]（以下以H3CCE方案为例说明）。
1. 全万兆
H3CCE从接入层到核心层实现了全万兆对称通道。
接入层采用CE3000系列，每个节点可以提供至少24个GE光口接入，上行万兆，汇聚层采用CE5000系列，实现万兆端口线速转发。
IP城域网万兆接入
传统IP城域网大多采用xDSL、SDH/MSTP和PON完成接入。
由于用户普遍的带宽提速要求，例如中国电信已经把100M接入做为家庭宽带的标准，因此xDSL和SDH/MSTP已很难满足上述要求，PON虽然可以完成小范围的高速接入，但由于上文所述的局限，缺乏城域范围传送的条件，需要依附于一个高速的城域接入和传送平台。
CE的城域覆盖和万兆接入，正好迎合了这个要求。
。
通过CE接入，有效节约了OLT、SW等设备上行光纤，保障了光纤网络安全，提高了链路利用率（如图2所示）。
图2.传统IP接入与CE接入模式对比
基站万兆接入
当前3G技术正在向LTE及4G演进。
3G基站的带宽一般在30~50M左右，而LTE则有可能升至300M。
这么大的一个带宽，需要传送网具备百兆、千兆接入能力。
对于3G基站，为保护已有MSTP投资，可扩容MSTP第二平面，但运营商基本都在压缩这部分投资，寻求新的大容量IP化传送网，而CE具备了绝大部分场景所需的条件，。
对于LTE基站，靠扩容显然不够，应该直接接入CE万兆环，通过CE直达交换局所。
图3.基站万兆接入
其他万兆接入方式
当前业界有一种观点，即通过城域波分做万兆接入和传送。
波分的确可以提供大容量、高带宽的接入。
但由于其技术发展等因素限制，目前波分只能提供物理层的透传，即点到点透传，而无法区分业务并处理，因此波分可以称之为光纤传送网，而不是承载网。
其只能在业务设备与业务设备之间搭路修桥，CE设备也可以由它来对接。
而CE作为一种业务承载网，不仅做业务传送，且对业务做相应处理，如业务汇聚和交换、各类业务的区分服务和QoS、安全等。
举一个例子：
在云计算中，云端和云际的业务流量不仅会形成浪涌，而且其方向不定，随机性大。
CE作为高速的业务转发平台，可为城域范围的数据中心DC间提供超高速云间专线。
对于波分而言，则需要对DC进行全连接，这显然非常浪费资源（如图4所示）。
图4.城域波分专线与CE提供超高速云专线的对比
此外，目前波分还处于价格非常高昂的时代，据统计，DWDM/OTN每个波道大约需要25~40万。
对于运营商来说，将波分部署在接入层显然代价过于昂贵。
而相比之下，CE价格相当低，具备非常好的性价比，更容易受到运营商的青睐。
2. 全光网
传统的SDH的EoP低速接入（2M~8M），必定会引入协转和光纤收发器，并容易在局端造成堆叠，过多的协转和光收发器不但难于管理，且易出故障，由于没有网管功能往往用户投诉后才发现和处理故障。
MSTP的EoS接入（2M~50M）虽不使用协转，但一般仍需光收发器从局端拉远至用户。
目前业界还有MSAP，试图通过局端设备内置SDH模块并插卡化来避免堆叠并改善网管，但用户端光纤收发器仍是故障点，且依托SDH的低速接入是其致命缺陷。
图5.光电混合接入的问题
而CE“全光网”意味着用户和局端光纤对接，克服了光电转换和协议处理的问题，并提供2M~1000M的接入能力。
对于带宽需要汇聚的低速用户，在局端可通过PON/OLT接入2~5KM范围内的用户。
PON网络具备较完善的网管功能，便于故障的发现和排除。
图6.光纤直驱方式
3. 以太环网
我们知道，SDH大量使用环网以便对业务实施保护。
现在尚未完全标准化的PTN也提出了共享环保护技术。
H3CCE具有相应环网结构，通过“RRPP+”技术起到媲美SDH的<50ms的保护倒换效果。
支持各类环网拓扑，如相切环、相交环等，可实现覆盖整个城域的40G/100G骨干环和万兆接入环分级网络结构。
这使得CE具备传统传送网的行为特征。
以太环网部署有以下优点：
网络投资小
RRPP在部署时，由于其接口都是普通以太光口，不需要特殊的接口板，因此其部署快速，节省投资。
环网可以对传统的分组交换设备双归部署起到很好的替代作用，极大减少了双归造成的链路消耗，节约了宝贵的光纤资源，降低了工程实施复杂度。
链路利用率高
传统的SDH环网具有多种环保护方式，但无论哪种，都需要50%的资源来进行冗余备份，这使得其链路使用率<50%。
而CE的环保护技术属于统计复用，不需要特别的冗余资源，其链路使用率可以>50%。
三层到边缘
可实现三层能力部署到环网边缘，支持MPLS/VPLS，可有效支持用户的L2/L3多业务传送需求。
相比之下，SDH/MSTP无法提供L3功能，PTN标准目前尚不支持L3功能。
跨环端到端保护
传统的SDH无法做复杂的跨环保护，只能通过SNCP（子网连接保护）、DNI（双节点互连）等手段完成跨环通道保护。
SDH中PP通道保护是无法跨环保护的，而MSP的保护能力也有限（如图7所示）。
图7.SDHMSP跨环保护
SNCP（子网连接保护）采用发端双发，收端选收方式，当在业务中断或性能劣化等条件形成时，将触发收端的倒换动作。
这种方式灵活，但必须对需要保护的每个通道进行配置，工作量大且复杂（如图8所示）。
图8.SNCP保护
由于CE可以提供一个端到端虚电路服务，跨环的PW伪线保护就成了一个很重要的课题。
通过IRF2虚拟化技术和RRPP环保护的结合，可以提供U-PW在接入侧的保护方案。
汇聚核心侧通过IRF2和LACP，可以确保链路和节点安全，也即保障了LSP隧道和N-PW安全。
H3CCE支持多协议栈，待PTN标准确定后，将完全支持MPLS-TP，实现MPLSAPS等保护机制。
通过上述技术，完整的保护了端到端的PW安全（如图9所示）。
图9.H3CCE跨环保护
三． 结束语
总结以上分析，我们有理由相信，CE作为各类接入方式中的最佳技术，通过不断地技术优化和大量工程部署，必将成为主流的新一代IP化承载和接入平台。
四． 独立附图：
接入方式对比[u2]
特点
SDH/MSTP
PON
LAN
xDSL
CE
分支带宽
2M~10M
100M
100M
1M~10M
1000M
保护
<50ms
TypeB秒级
无
无
<50ms
L3能力
无
差
无
无
好
可维护性
好
·好
差
差
好
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