通信设备分组交换

[摘 要] 本文作者结合自己多年的实际工作经验,简要介绍了通信建设中接入层设备的原理及采用的Qos技术,然后提出了一种实现接入层的分组化方案,对方案的OAM模块实现和采用的降低功耗措施进行了说明,同时提出了自己的看法和意见,仅供参考.

[关 键 词 ] 通信建设；设备；分组；交换

随着信息技术的飞速发展,网络正在逐步的实现全IP化,上层网络的高效承载给传输网络带来了不少的压力,而PTN技术完美地结合了数据技术与传输技术,来自数据方面的大容量分组交换／标签交换技术、QoS技术,来自传送的OAM管理、50ms保护和同步,可以使运营商的基础网络设施获得最大的技术优势,增强未来快速部署新应用的灵活性和降低成本,同时可以最大程度地利用现有网络,逐渐成为各大运营商推崇的新技术,下一代传输网必然是一个以分组交换为核心技术的网络,它是技术和产业双重发展的必然需要.而边缘接人层是传输网络的重要一环,文章旨在探讨接人层设备的业务接口、QoS技术和实现方法.

1.接入层设备原理

目前,备受业内关注的分组传送网技术是PBT和MPLS-TP,本文主要探讨采用MPLS-TP技术的接入层设备,以太网业务进入接人层设备后通过对业务流的分类,以便提供多种等级的传送怎么写作,UNI口的分类规则可以基于端口、基于VLAN、基于源MAC地址、目的MAC地址或者基于VLAN ID和优先级(PRI)等,NNI口的分类规则通常基于双层标签(TUNNEL和PW标签)进行流分类匹配,PTN设备正是利用可以对业务流分类实现了业务的分组传送,流分类通常需要利用二叉树查找算法.

客户侧(UNI)接入的以太网数据业务进入网络侧 (NNI)后添加MPLS标签(包括PW标签和隧道标签),隧道标签用于在MPLS传送平面将数据帧转发到目的分组交换设备,PW标签用于在目的分组交换设备上转发数据帧到目的UNI.

业务在完成流分类操作后,进入入口流量监管模块,用于限制进入网络的流量速率.通常采用接入速率控制(CAR)技术来监督进人网络的某一流量的速率,使之不超出承诺的速率.CAR采用令牌桶算法,用户可以设置令牌桶的容量,若报文满足预先设置的匹配规则,就进入令牌桶进行处理,若报文不满足匹配规则,就直接继续发送.经令牌桶处理的报文,若有足够令牌就继续发送报文,若没有足够令牌就丢弃报文.

如果将PTN的LSP/PW与SDH基于VC的高阶通道和低阶通道做类比联系起来,PW就类似于低阶通道,它的作用就是对客户业务的封装,并且作为低阶的业务指示,方便在高阶的层面复用,而LSP非常类似高阶通道,可以承载多条PW到达同一个目的站点.对于熟悉传送网的人员来讲,LSP和PW可以看作是更灵活的高低阶通道,该通道的带宽是可大可小的,但是端到端的故障管理和告警,如AIS、RDI、C,以及性能上报都是和SDH一样的,并且增加了丢包／时延性能检测、测试、锁定、环回等增强的OAM功能,方便操作者发现和定位故障.

2.接入层设备的QoS技术

在通信建设中,PTN设备针对分组业务流的突发性,能够采用统计复用的方法进行传送,在保证各优先级业务的CIR的前提下,对空闲带宽按照优先级和EIR进行合理的分配,既能满足高优先级业务的性能要求,又能尽量充分共享未用带宽,解决了TDM交换时代带宽无法共享、无法有效支持突发业务的根本缺陷,接入层设备必须具备承诺信息速率(CIR)、额外信息速率(EIR)、承诺突发信息速率(CBS)、额外突发信息速率(EBS).由于业务拥塞通常发生在汇聚层设备,接入层设备的拥塞控制策略可采用严格优先级(SP)算法、加权公平队列(WFQ)算法中的一种即可.

3.接入层设备实现方案PTN

3.1总体方案

考虑到远端交换设备主要地理位置处于分散的大客户、写字楼、住宅小区等提供TDM和数据业务的接入怎么写作,可以采用低交叉容量的交换芯片即可,OAM功能可考虑通过FPGA实现,通过交换芯片的百兆端口与数据转发平面相连,管理平面数据也通过FPGA与数据平面相连,实现数据业务、管理信息的统一传送处理.接入设备大致实现方案如图1所示.

图1接入设备方案框图

该方案采用4FE+2GE接口方案,4FE作为UNI接口,2GE口作为NNI接口,业务从UNI口接入,可以根据不同的分类规则将业务划分到不同的流中,在出口(NNI)添加MPLS标签,实现在MPLS网络中传送.业务在标签交换路径上仅基于隧道标签进行转发处理,PW标签用于在目的分组交换设备上转发数据帧到目的UNI,2个GE接口可组建环网拓扑或者链式拓扑.

该方案可实现支持LSP l∶1、l＋l和WRAPING环网保护,保护实现方法与汇聚层设备基本一致,LSP l∶1、1+1通过建立主用、备用业务流,同时运行APS协议,OAM模块发送隧道标签与业务一致的APS帧,若APS协议检测到主用通道有告警,业务可倒向备用通道.WRAPING环网仅保护出现告警的两个相邻站点的设备发生倒换动作.

3.2 OAM模块实现

OAM模块主要完成4个方向的ECC仿真,实现管理平面数据在数据平面中的传送.产生和终结CV、BDI、AIS何DI、S、APS、RDI等数据平面的OAM机制.内部处理结构如图2所示.

图2中的EEC#仿真部分完成用于承载MCC信息的ECC功能,即把来自NMU的以太网格式的管理数据包封装成TM MCC OAM包,并在此包外部添加一个外部隧道标签,从而构成一个T-MPLS标签栈.其中,LABEL值的选择是由VID值决定的,如图中3所示,LABEL等于5与VID等于11对应,以此类推.反方向,EEC#仿真部分完成从T-MPLS包中解封装出以太网格式的管理数据包,并根据LABEL值重写VID值,VID等于11与LABEL等于5对应,以此类推.

图2中的LSP#m(m≤N)均是双向的LSP,其中LSP#0是2条双向LSP构成,且其外层隧道标签值足固定的,即label等于5～6属于LSP#0.LSP#1到LSP #N中的任意一条LSP是没有复用的,即外部隧道标签值只有一个.需要指出的是,两个方向上的LSP外部隧道标签值有可能不同,但足必然位于16一(220一16)范围内.至于哪两个具体的LSP属于LSP#m,可以由管理系统指定.

图2 OAM模块内部处理结构

图中①处数据来自NMU(网元管理单元),帧格式如图3所示.②处与交换芯片的FE口相连,帧格式如下图4所示.图中⑧处的帧格式如下图5所示.图中④处的帧格式是相同的,如图6所示.

图3 ①处数据帧格式

图4 ②处数据帧格式

图5 ③处数据帧格式

图6 ④处数据帧格式

图6中的XXX可能是CV＼FDI＼AIS＼APS＼S等,其帧长度Size值与具体OAM类型有关,如T-MPLS CV OAM PDU的长度为48.

3.3采用的降低功耗措施

在全球能源、资源日益短缺,环境压力愈来愈大的形势下,通信运营商大力倡导、实施节能减排工作,旨在将整个通信产业链对环境产生的副作用降低到最小,最大程度地发挥资源优化配置及利用.因此,设备功耗正在成为运营商越来越关注的一个方面,由于接入层设备在运营商采购中占据较大比重,设备采取降耗措施1#常有必要.本方案通过对设备软、硬件控制能耗的措施和方法主要采用以下4种：①对不用的光模块可以关闭激光器,或者拔出光模块；②FE的物理端口一般都支持软件下电,可以在不用的情况下使其处于下电状态,节能降耗；③对不用的线路口,在网管上配置“不使能”,降低功耗；④系统内有多个直流风扇,磨损情况下其能耗会加大,风扇老化磨损后及时更换风扇可以降低能耗.

4.结束语

MPLS-TP是分组化演进的趋势,我们简要探讨了接人层设备的一种分组化实现方案,此方案可以实现对多种业务的统一接入,满足传送网络向分组化演进的需求,其市场前景十分看好.