光以太网弹性分组环技术


光以太网提出的背景
IP数据业务的快速发展,使以太网局域网飞速发展,这就需要一个高速的MAN或WAN把它们连接起来,很多厂商提出了IPoverATM或IPoverSDH的方案,利用的协议有MPoA和PoS,但是它们都有一个缺点,就是当第2层的服务进入第1层的WAN结构时,它们的带宽是静态分配的,这样带宽的利用率不高 。一个好的解决方法是采用光以太网RPR技术(OpticalEthernetRPR),它使RPR环上的设备共享环上的所有或部分的带宽 。
以太网IP数据采用尽力传送的机制,是现在广泛采用的局域网技术,具有很好的扩展性,很适应现在的突发性数据业务,但是,QoS没有保障,保护倒换的能力也很差 。SDH设备具有小于50ms的倒换时间,有多种保护方式,具有良好的QoS,但是SDH采用的是固定传送带宽,传送IP数据业务的效率不高,造成很大的浪费(表1),SDH对数据业务的传送不是最佳的选择 。
光以太网RPR综合了以太网和SDH的优点,它定义了一个独立的物理层——弹性分组环媒介访问控制层,该标准将帮助网络设计者设计网络时不必依靠特定厂商的设备,该标准将给各个厂商提供互通性,从而增加竞争,降低用户的投资 。它提供了一个双环结构,在环上传送反方向的信号,并提供保护,它解决城域网中大量使用的环技术中的多业务传输问题,而以太网解决了点到点传输的问题 。
弹性分组环
弹性分组环(RPR)就是要在城域网和广域网中提出一个新的媒介访问控制层,以延伸现在广泛采用的以太网 。它在终端用户服务方面和以太网协议兼容,RPR补充终端用户以太网业务,它提供一个有效的传输协议,使多位用户的以太网原始数据在城域网上传输 。RPR标准提供:
*空间重用(spatialreuse):答应多个信息在环上同时发送 。
*当环或节点失效时,高速度的网络恢复(小于50ms) 。
*在单个光通道上通过统计复用有效地利用光纤带宽,为不同业务动态地分配带宽 。
*提供基于分组交换的网络,对面向连接的电路交换业务进行简化和降低成本 。
RPR是一个高效的优化协议,可以在环网上传输IP数据业务,同时提供小于50ms的保护倒换 。RPR将充分应用到城域网和广域网中,提供高速、可靠的园区网和数据中心的连接 。RPR还可以运行在SDH上,RPRMAC和第1层是独立的,它可以在标准的以太网物理层和SDH帧传输上运行 。RPR一个很大的应用就是应用在SDH环物理层上,另一个就是以太网物理层 。RPR对SONET/SDH是一个补充,SONET/SDH分为独特的两层:静态的时分复用层和监视映射层 。RPR用统计的分组交换代替静态的时分复用,用于控制从环或SDH传输层上的节点上下流量,同时提供小于50ms的恢复保护 。
光以太网的要害技术
网络都有其物理结构和逻辑结构,物理结构的选择受到经济可行性的限制,而逻辑结构的选择则要依靠其运行的业务 。网络更需要一个弹性的逻辑结构,因为这样更有利于业务的运行,即要求在物理结构上自由选择逻辑结构 。光纤环是一个非常有效的物理结构,而RPR就是在这种环上运行分组交换业务,它提供在这种环上选择所有逻辑结构的弹性 。在电路交换中,每个电路的带宽是固定的,不可能根据业务的情况预先分配带宽,这样对于现在的数据业务,尤其是IP业务,利用率非常低,RPR通过分组的优先级动态地提供虚拟的带宽分配表,以便充分地利用带宽 。RPR一个很大的优点就是有效的利用带宽,它采用以下技术:
统计的空间复用技术
RPR协议的主要特征是统计空间复用技术(SpatialReuse),即空间的再利用能力,应用在环形的拓扑结构中增加环的传输效率 。它容许信息在发送点和接收点沿着环双方向传送,并不利用环上其他段的带宽,在接收节点把信息从环上剥离下来,环上其他段的带宽可以被其他分组利用 。接收点从环上剥离信息,和以前的基于环的协议如令牌环网、光纤分布数字接口(FDDI)不同,它会排除流量中被源节点占用的多余带宽,信息剥离后并不占用带宽 。空间再利用的机制在城域网中是非常有用的,它大大提高了带宽的利用率和有效带宽 。

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