E-MAN新技术

刘宏波　桂林马可尼电信有限公司

雷利娟　阳冬德　中国科技集团公司第34研究所
　　摘要　描述了E-MAN的基本现状和网络结构，对E-MAN、SDH-MAN和E-MAN over RPR三种技术进行了比较，重点介绍了E-MAN　over RPR、E-MPLS技术原理，并指出这两种E-MAN新技术的优势所在。

　　关键词　城域网　E-MAN　SDH-MAN　E-MAN over RPR　E-MPLS

　　1　前言

　　许多年来，以太网一直在局域网中占据着统治地位。由于以太网具有灵活性好、成本低、结构简单等优点，现在有许多运营商正在将以太网技术引入到城域网（MAN）中，从而扩展了局域网（LAN）的特性。把LAN扩展到MAN给网络运营商带来了新的机遇。投资E-MAN（Ethernet-based Metropolitan Area Network）建设，运营商可以为用户提供相对便宜的高速接入，消除高速LAN和高速骨干网之间的现有瓶颈。

　　跟传统的E-MAN技术相比，E-MAN　over RPR技术与E-MPLS（Ethernet over MPLS）技术优势明显，它们是城域发展的方向。

　　2　E-MAN基本结构

　　城域网可基于各种各样的技术，最广泛使用的组网设备有SDH和DWDM。这种多业务特性的网络将用于传送任何类型的业务，包括来自专用交换机（PBX）的话音、帧中继或者异步转移模式（ATM）业务。对E-MAN技术而言，所有用户使用兼容的以太网接口连接到E-MAN，取代了中间的ATM交换、SDH、DWDM互连设备。在这种方法中，不仅消除了其复杂性（降低相应的成本），而且也大大简化了网络结构。在遵循服务等级协议（SLA）有基础上，城域模式也由过去那种在节点和端用户间提供宽带通道，转变成虚拟局域网（VLAN）和虚拟专用网（VPN）传输方式。

　　3　E-MAN　over RPR技术

　　3.1E-MAN、SDH-MAN及E-MAN　over RPR三种技术比较

　　以太网用于城域网中基本的组网方式是网孔拓扑（mesh topology）设计的Gigabit Ethernet Hub and Spoke结构（下面简称E-MAN），这种结构中的每一个网络节点都通过光纤与核心交换机相连，需要大量的光纤，组网成本高，网络故障恢复时间较长。

　　对于传统的城域网，为了在网络出现故障时具有恢复性，一般光纤环形网络是优先选择的建网方案。SDH环网具有这种故障恢复功能，其故障恢复时间不超过50ms。但SDH环网的缺点也很明显：

　　*不能动态分配带宽；

　　*网络冗余量大，备用带宽资源被浪费；

　　*服务提供周期过长，一般要几周时间；

　　*不能提供等级服务。

　　跟SDH环网相比，弹性分组环（Resilient Packer Ring，简称RPR）具有如下优点：

　　*采用统计空间复用技术，能动态分配带宽；

　　*虽然也是双纤环形结构，但双光纤环都在同时使用，并作反方向传输，没有带宽资源浪费；

　　*服务提供周期短，一般只需要几分钟；

　　*RPR环上采用公平接入方式，其目标是分布接入，不需要众多的节点管理，省去配置和预设过程中冗长的人工操作程序，支持即插即用；

　　*提供等级服务。

　　3.2E-MAN over RPR结构及原理

　　E-MAN over RPR结构可以看作由分布工网络组成，RPR环上的A、B、C、D终端设备可以看作一个简单的以太网段，当以太网上的IP信息通过路由器到达RPR环上的任一A、B、C、D终端设备的端口时，RPR协议为它们分配带宽，剩余的带宽还可以提供给其他面向电路交换的业务使用。因此，E-MAN over RPR既可以高效地传输数据业务，也可以高效地传送实时语音业务。

　　4　E-MPLS技术

　　虚拟局域网（VLAN应用标签法最多能把以太网细分成4096个虚拟局域网，每个标签被分配给不同的用户。而城域网的核心可能需要支持多于4096个用户，端用户也希望VLAN的以太网标签把它们内部的管理数据分开。这样，4096个标签显然不够分配用。MPLS能将802.1Q标答替换为MPLS标签，每一台设备所支持的唯一标识符可以扩展到100万个。每个用户的VLAN可以被映射到超出整个城域网范围的MPLS标签切换通道（LSP）上。

　　在企业用户端放置了一个边缘路由器，用它与MPLS核心网相连。业务提供商可以在一个以太网接口上向用户提供互联网接入时，VLAN经由光纤并通过L2交换到达MPLS核心网的边缘路由器，边缘路由器将VLAN映射到E-MPLS虚拟电路。为了传送以太网帧，边缘路由器还需要在用户发送来的每一个以太网帧之前贴上两个MPLS标签：外部标签和内部标签。外部标签（又叫隧道标签）定义了数据包通过MPLS网络的路径。在这条路径上所有的中间标签交换路由器（LSR）都基于隧道标签转发数据包；内部标签（又叫VC标签）为以太网帧选择一个相应的VLAN输出口，到达宿端边缘路由器。

　　E-MPLS技术优点：

　　1）通过将L2/L3的结合，可使ISP能最大限度地利用以太网的简单性和低成本特性，同时还可提供qoS、强制路由、流量工程、网状保护、快速恢复、策略、优先有以及业务水平的管理，网络扩展容易；

　　2）在利用802.1Q标签的基础上，将以太网VLAN所允许的系统最大标签数4096扩展到100万个，并且在网络边缘重复使用标签；

　　3）由于MPLS协议是透明的，在网络边缘生成的业务对于核心网也是透明的，从而降低了维护管理的复杂性；同时使得E-MPLS网能承载包括帧中继、ATM、PPP甚至TDM在内的任何类型的业务。

　　5　结束语

　　E-MAN是随着传送业务向IP业务演变而提出来的产物。要把以太网扩展到城域网中应用，必须采用某些关键技术，包括弹性分组环（RPR）、多协议标签交换（MPLS）和千兆以太网等技术。其中，RPR被业界看成是建设E-MAN是经济又实用的技术，今后肯定会有很好的发展前景。

摘自《光通信技术》