RPR Over Ethernet技术在城域接入网中应用

　　随着企业对更高带宽的需求，个人对更丰富的业务追求以及运营商转型的需要，城域网除了提供宽带上网业务以外，还需要提供基于Ethernet的企业互连业务以及语音、BTV业务。这些业务要求城域网具备更高的可靠性，可管理性，服务质量及安全性保证。城域网按照网络结构可以分成城域接入网及城域骨干网，城域骨干网可以采用快速路由收敛及MPLS、VPN等技术为业务提供了保证。但城域接入网由于范围大，在网络建设过程中，在考虑成本及管理基础上如何提供电信级的运营网络面临着挑战。当前，基于MSTP方式可以为企业用户提供可靠互连，但MSTP存在的主要问题是单位带宽成本比以太网高，提供数据业务效率低。Ethernet低成本及技术普及，支持点到多点业务、高带宽方面具有天然优势，使得Ethernet成为接入网最终必然的选择。由于接入网无论是点到点还是点到多点业务流量模型是固定的，只要对关键业务进行优先级区分，按照流量进行预规划以及进行适当资源预留，就能够提供QoS保证。通过VLAN隔离以及业务网关的安全控制等功能，也可以在接入网为用户提供安全保证。但对于Ethernet来说，网络级别可靠性主要采用RSTP技术，网络收敛速度是秒级，而且RSTP在实际应用中可靠性低。另外，在可管理性方面，故障发展、定位手段缺乏。目前EthernetOAM标准还在发展中，距离商用还需要相当长时间。

　　在IP网络中，RPR技术考虑了可靠性、可管理性，使IP网络可以达到电信级的要求。RPR协议是工作在OSI协议栈第二层的介质访问控制协议，其物理层可以是SDH/SONET，也可以是以太网。基于RPR的Ethernet应用（RPRoverEthernet）支持物理层为千兆以太网的RPR环网。和物理层为SDH/SONET相比，物理层为千兆以太网(GERPR)网络建设成本较低，继承了Ethernet应用简单、高效率的特点，而且同样可以提供高质量的物理层通道。工作在二层的RPR over Ethernet应用(桥模式)可以继承传统二层Ethernet简单，对IP层应用透明的特点。

　　工作在桥模式的RPR交换机具备MAC地址学习功能。当RPR接口卡接收到用户数据帧时，它将用户数据帧中的源用户MAC地址、VLAN信息、源RPR节点信息记入MAC地址表。当RPR节点发送用户数据帧时，会查询MAC地址表，得到目的RPR节点的信息，根据目的RPR节点进行RPR数据帧封装和选环发送。在桥模式下，节点将上环数据封装成扩展格式数据帧。节点通过源地址学习构建MAC地址表，根据MAC地址表转发数据帧，减少了广播数据帧的数量，提高了带宽利用率。RPR桥模式下用户MAC地址和节点MAC地址形成层次化结构，可以节省MAC地址资源和提高网络安全性。同时，在RPR帧结构中包含了大量用于性能管理、故障管理、配置管理的各种选项参数，为RPR的运行维护管理(OAM)奠定了良好的基础。RPR还通过特殊的控制帧来实施RPR层的故障监测、定位与隔离。

　　RPROverEthernet技术的高可靠性和可管理性，同时具备Ethernet高效、低成本特点可以应用于城域接入网，用于解决企业互连、NGN业务接入。

　　具备RPPoverEthernet的设备（RPR交换机）可以用作AMG（AccessMedia Gateway）或IAD（Integrated Access Device）的汇聚设备，将AMG、IAD汇聚到核心网中，同时，RPR可以作为商业用户的接入节点。基于GE RPR的接入网具备<50ms的网络倒换能力，为NGN、专线业务提供了高可靠保证。RPR具备优异地可管理性，具有良好的故障定位及故障排除能力，一旦发生故障，RPR所具备的业务隔离能力保证用户业务不受干扰，同时，RPR所具有的即插即用的能力，可以方便业务部署。

　　RPROverEthernet从技术特点来说，非常适合于城域接入网，RPR可以弥补当前Ethernet可靠性、可管理性的不足，帮助运营商提供高可靠的业务及有效降低运营和维护成本，成为城域接入网主要建网技术之一。在标准化方面，RPR标准（IEEE802.17的RPR标准于2004年6月已经成为正式标准，并且对外发布。）技术成熟，已经被整个业界所接受和认可，得到了大量厂商和运营商的支持。在成本方面，以太网交换机使用量大，设备成本低。RPR交换机基于Ethernet及RPR的技术，成本比以太网交换机略高一些；但与MSTP组建的接入网比较，在单位数据提供能力上具有优势。传统的SDH演进出来的MSTP技术虽然也可以提供分组业务，但是由于内部集成了很多TDM的特性，内部的交换通常都是基于TDM的交换，在系统内部不断的将分组转换的TDM，将TDM再转换成分组，整个系统结构复杂，导致系统的成本高昂。相比而言，RPR交换机是一个基于分组交换平台的设备，从接口上接收到的报文到从另一个接口送出去，所有的过程都是专门针对包转发设计的，结构简单，效率高，成本低。随着应用的进一步广泛，GERPP成本能够更进一步降低。采取GE RPR建设城域接入网，满足企业互连业务、BTV业务、NGN对网络可靠性、安全性要求，同时满足了运营商对CAPX和OPEX降低要求，可以更容易为运营商获得投资回报。

----《通信世界》

作者：华为技术有限公司 王世宏