IP业务的最佳传送网

　　仅 仅 几 年 以 前， 主 干 网 中 电 话 形 成 最 大 的 业 务 源； 业 务 量 的 增 长 是 稳 健 的 可 预 测 的。 传 送 系 统 似 乎 为 今 后 若 干 年 提 供 了 足 够 的 带 宽， 而 未 通 光 的 备 用 光 纤 足 足 有 余。 今 天， 随 着 Internet 和 集 团 网 络 的 数 据 通 信 量 急 速 增 加， 情 况 发 生 了 剧 变。 许 多 经 营 商 和 运 营 商 报 导 在 其 网 中 数 据 业 务 量 早 已 超 过 话 音 业 务 量。

　　据 行 业 分 析，IP 数 据 不 仅 是 网 络 业 务 量 的 主 要 形 式， 它 也 使 其 它 形 式 的 通 信 业 务 相 形 见 绌， 因 为 IP 变 成 数 据、 视 频、 话 音 以 及 实 际 上 每 一 种 其 它 媒 体 的 标 准。

　　某 些 分 析 家 甚 至 预 测 IP 话 音 将 代 替 传 统 电 话 网 以 及 预 告 SDH/SONET 和／或 ATM 设 备 的 末 期。

　　鉴 于 对 IP 连 接 和 带 宽 的 需 求 增 加， 网 络 经 营 商 正 在 权 衡 他 们 的 各 种 选 择 方 案。 具 有 以 高 容 量 通 道 连 接 的 强 有 力 路 由 器 的“IP 为 中 心” 的 网 络 在 方 框 图 中 看 起 来 毫 无 疑 问 是 最 简 单 的， 因 而 暗 示 其 效 益 和 经 济 性。 它 能 取 消 不 必 要 的 接 口 和 设 备， 有 利 于 专 为 IP 设 计 的 先 进 网 络。

　　目 前 Internet 协 议 的 简 单 性 造 成 它 的 一 些 缺 点。单 纯 以 IP 为 基 础 的 网 络 设 计 在 技 术 上 是 可 行 的， 运 营 商 也 必 须 考 虑 此 种 方 案 能 否 满 足 客 户 所 需 数 据 通 信、 其 它 业 务 和 质 量 方 面 的 要 求。 在 许 多 方 面， 目 前 的 IP 并 未 为 基 本 运 行 时 间 作 好 准 备， 因 为 缺 少 Internet 业 务 提 供 商 和 商 业 用 户 所 要 求 的 业 务 性 能 质 量。 此 外， 仅 用 路 由 器 的 IP 网 可 明 显 地 比 在 SONET/SDH 或 ATM 传 送 网 顶 部 使 用 IP 路 由 器 的 混 合 网 昂 贵。

　　另 一 种 途 径 是 IP 最 佳 化 组 网， 此 时 每 一 种 组 网 技 术 可 选 来 以 最 好 的 经 济 性 能 为 具 体 用 户 的 业 务 需 要 作 出 最 佳 服 务。 似 非 但 可 能 的 是 IP 与 一 或 几 种 基 础 传 送 层 相 结 合 通 常 比 单 用 路 由 器 的 网 明 显 价 廉。 另 外， 传 送 网 提 供 管 理 功 能 和 保 护 机 制； 这 在 目 前 不 可 能 由 IP 提 供。 对 运 营 商， 它 意 味 着 从 业 务 级 别 协 议 和 其 它 商 业 业 务 中 能 增 加 收 入 源。

成 本 分 析：IP 为 中 心 与 IP 最 佳 化 的 比 较

　　仅 有 路 由 器 网 络 的 成 本 较 高 是 因 为 处 于 IP 组 网 核 心 的 分 组 交 换 的 特 性。 当 数 据 流 进 入 一 路 由 器 时， 每 一 分 组 均 单 独 受 检 以 确 定 其 最 终 目 的 地 和 到 达 该 处 的 最 佳 路 径， 然 后 将 此 分 组 送 上 路。 按 这 种 方 式， 一 个 路 由 器 将 每 秒 处 理 几 百 万 分 组。 由 于 最 小 分 组 约 有 48 字 节， 路 由 器 不 得 不 完 成 许 多 密 集 的 毕 特 通 过， 以 分 拆 分 组 报 头 中 所 有 开 销 信 息。

　　与 此 成 对 比， 传 送 网 单 元， 如 果 是 SDH/SONET 插 分 复 用 器 和 交 叉 连 接 器 或 WDM 设 备， 则 不 会 与 分 组 打 交 道； 它 们 仅 仅 执 行 数 据 流 的 粗 交 叉 连 接。 譬 如， 典 型 的 复 用 器 将 处 理 至 少 1.5 Mbit/s 的 数 据 流， 而 不 是 处 理 48 或 60 字 节 的 IP 分 组。

　　由 于 传 送 网 单 元 不 必 处 理 涉 及 单 个 分 组 检 查 和 选 路 等 全 套 毕 特 的 通 过， 它 们 的 结 构 趋 于 比 具 有 相 同 通 过 量 的 路 由 器 更 简 单， 而 且 很 重 要 的 是 成 本 更 低。

　　在 智 能 传 送 层 顶 部 采 用 简 便 的 分 组 交 换 层 可 使 网 络 为 IP 作 最 佳 化。 这 个 设 计 是 将 路 由 器 只 设 在 实 际 需 要 它 们 的 地 方， 因 而 尽 可 能 使 用 传 送 网 器 件 载 送 高 容 量 的 业 务。 交 换 以 相 应 于 该 业 务 带 宽 的 粒 度 进 行， 而 且 在 使 用 光 交 叉 连 接 时 达 到 千 兆 毕 特 范 围。 当 它 开 始 处 理 大 业 务 流 时， 使 用 重 叠 传 送 网 的 IP 最 佳 化 方 法 将 比 单 用 路 由 器 的 以 IP 为 中 心 的 同 等 网 络 便 宜 得 多。

　　在 主 干 网 中 提 供 一 OC48 接 口 由 8 个 路 由 器 组 成 的 IP 为 中 心 的 环 网 络。 进 入 路 由 器 1 支 流 侧 并 去 向 路 由 器 5 的 业 务 流 沿 途 将 必 须 经 过 路 由 器 2、3 和 4。 每 一 路 由 器 将 必 须 检 查 数 据 流 中 的 每 一 分 组。 传 送 网 可 以 较 低 的 成 本 提 供 相 同 的 功 能， 只 要 在 每 一 路 由 器 之 前 设 一 插／分 复 用 器。 那 么 路 由 器 2、3 和 4 不 得 到 转 送 业 务， 它 们 可 按 业 务 量 需 求 降 为 OC12 甚 至 OC3。 结 果： 整 个 网 络 成 本 有 很 大 降 低。

　　节 约 可 能 非 常 可 观。 一 个 主 要 供 应 商 为 一 长 途 OC－48 路 由 器 接 口 支 付 的 费 用 约 是 此 接 口 对 SONET 或 SDH 网 络 单 元 的 典 型 成 本 的 十 倍。 你 可 以 大 约 相 同 的 成 本 得 到 全 套 OC192 SONET 插／分 复 用 器 － 以 4 倍 速 度 运 行 的 一 个 完 整 的 网 络 单 元。

　　在 IP 网 下 设 置 基 础 传 送 网 不 论 是 SDH/SONET 还 是 光 交 叉 连 接， 其 接 口 容 量 越 高， 则 成 本 效 益 变 得 越 好。 在 细 粒 度 交 换 矩 阵 中 诸 如 VC 12 级 (2 Mbit/s) 与 VC4 级 (155 Mbit/s) 或 具 有 光 交 叉 连 接 的 相 比 较，IP 与 SDH/SONET 的 成 本 差 距 相 对 不 明 显。 光 交 叉 连 接 的 巨 大 成 本 优 势 预 计 将 继 续 若 干 年， 随 着 光 元 件 成 本 的 下 降 其 优 势 甚 至 更 大。

　　IP 最 佳 化 组 网 也 使 运 营 商 能 利 用 不 同 传 送 技 术 带 来 的 规 模 经 济 效 益。 譬 如，OC192 (10 Gbit/s) 传 输 系 统 以 OC48 (2.5 Gbit/s) 系 统 50－60% 左 右 的 成 本 载 送 数 据。 先 进 的 密 集 波 分 复 用 系 统 例 如 西 门 子 公 司 的 TransXpress Infinity (320 Gbit/s) 达 到 的 成 本 低 于 OC48 15%。

　　传 送 网 确 有 其 局 限。 可 增 加 带 宽 的 粒 度 不 如 ATM 或 IP 所 具 有 的 粒 度 细。 譬 如， 传 送 网 设 备 可 使 带 宽 从 155 Mbit/s 增 加 到 311 Mbit/s， 但 不 能 将 155 Mbit/s 提 高 到 180 Mbit/s。 不 过， 典 型 情 况 下 ISP 或 大 型 商 业 机 构 一 类 客 户 不 需 要 主 干 网 有 这 样 细 的 粒 度。

业 务 量 规 划 考 虑

　　在 网 络 规 划 中 实 行 IP 最 佳 化 途 径 非 常 有 用。 譬 如， 建 立 后 备 容 量 很 有 必 要， 以 便 保 持 一 定 级 的 灵 活 性 也 允 许 增 加 业 务 量 的 可 能 性。 此 种 后 备 在 IP 网 中 可 保 持， 但 在 传 送 网 中 具 有 此 后 备 则 成 本 效 益 更 好。 传 送 网 单 元 只 是 较 大 一 点 而 已， 但 比 采 用 路 由 器 保 持 同 等 后 备 则 便 宜 得 多。

　　带 宽 配 置 是 IP 最 佳 化 原 理 适 用 的 另 一 范 围。 譬 如， 设 想 一 下 下 述 情 况： 一 个 交 换 局 间 的 运 营 商， 他 向 ISP 或 商 业 用 户 租 出 带 宽。 一 用 户 要 求 在 两 点 之 间 增 加 容 量， 从 155 Mbit/s 加 到 300 Mbit/s。 如 果 你 有 一 个 只 有 路 由 器 组 成 的 IP 网， 那 么 你 不 得 不 分 配 一 条 通 过 网 络 的 通 路 或 者 增 加 早 已 建 立 的 通 路 的 规 格。 这 意 味 着 你 必 须 在 你 的 网 络 内 保 持 空 余 容 量， 这 将 促 使 成 本 上 升。

　　部 署 交 换 线 路 或 虚 拟 专 用 网 (VPN) 时， 基 础 传 送 网 也 具 有 质 量 和 安 全 的 优 势。 建 立 在 SDH 和 具 有 波 分 复 用 技 术 的 光 传 送 网 上 的 租 用 线 路 按 性 质 是 面 向 连 接 的。 在 整 个 链 路 和 交 叉 连 接 上 可 对 数 据 流 不 断 监 控 其 毕 特 错 差 和 中 断， 使 营 运 商 能 事 实 上 提 供 百 分 之 百 的 利 用 率。 另 外， 在 网 络 的 防 故 障 运 行 期 可 将 额 外 的 保 护 容 量 用 于 低 优 先 级 业 务。

　　有 可 能 以 利 用 诸 如 多 协 议 标 签 交 换 (MPLS) 的 IP 为 基 础 建 立 虚 拟 专 用 网， 以 定 义 点 与 点 之 间 的 连 接。 不 过， 用 传 送 网 就 不 必 触 动 分 组 交 换 层， 交 换 电 路 和 建 立 专 用 线 路 就 更 容 易。 当 用 户 需 要 额 外 容 量 时， 可 用 传 送 层 的 网 络 管 理 系 统 分 配 另 一 链 路， 这 只 需 几 分 钟 的 时 间。

业 务 质 量 问 题

　　向 各 种 用 户 提 供 不 同 性 质 级 别 的 业 务 能 力 是 运 营 商 的 主 要 区 分 资 源。 用 户 要 实 际 选 择 质 量， 而 有 些 用 户 愿 意 以 附 加 费 率 求 得 高 质 量 业 务。 这 对 从 其 它 公 司 租 用 带 宽 的 运 营 商 更 有 意 义。QoS 也 是 IP 网 的 一 个 主 要 问 题， 因 为 新 业 务 的 出 现 具 有 最 低 标 准， 例 如，Internet 电 话 或 电 视 会 议。

　　仅 处 理 高 级 Internet 协 议 的 IP 为 中 心 的 网 络 不 能 令 人 满 意 地 解 决 大 多 数 商 业 用 户 对 可 靠 性、 灵 活 性 和 数 据 交 换 安 全 性 方 面 的 要 求。 至 于 目 前，IP 路 由 网 络 只 能 提 供“ 尽 其 所 能” 的 业 务。 在 进 一 步 提 高 之 前， 单 用 IP 的 网 不 可 能 以 定 义 的 性 能、 带 宽 或 延 时 保 证 业 务 级 别 协 议 (SLA)。 现 在， 支 持 SLA 的 唯 一 途 径 是 通 过 诸 如 SDH/SONET、ATM 和 光 纤 上 的 WDM 等 传 送 技 术 或 者 是 这 些 技 术 的 相 互 结 合。

　　在 带 宽 和 端－－ 端 业 务 质 量 能 得 到 保 证 之 前 有 必 要 大 力 改 进 IP。 现 正 作 出 努 力， 用 具 有 MPLS、RSVP、 区 分 业 务 和 安 全 机 制 等 特 性 组 合 更 新 Internet 的 协 议。 但 是， 这 种 增 强 的 IP 仍 需 一 二 年 时 间。 有 讽 刺 意 义 的 是 这 些 特 性 早 已 在 ATM 上 实 现。 当 所 有 规 划 的 业 务 得 以 实 施 时， 未 来 版 的 IP 的 复 杂 程 度 和 成 本 将 非 常 像 今 天 的 ATM。

　　在 IP 进 一 步 发 展 提 高 之 前， 可 以 说 ATM 缩 短 了 SDH 传 送 网 与 IP 之 间 的 差 距。 即 使 如 此，SDH 在 大 多 数 VPN 需 要 的 功 能 特 性 方 面 仍 可 与 ATM 媲 美。 虽 然 某 些 ATM 特 性 SDH 不 具 备， 但 这 些 额 外 的 灵 活 性 很 多 情 况 是 不 需 要 的， 例 如 商 业 用 户 只 要 求 连 接 该 公 司 的 不 同 场 所。 鉴 于 此 情 况 下 位 置 和 容 量 要 求 的 变 化 并 不 频 繁， 不 采 用 ATM 而 直 接 经 由 SDH 互 联 商 业 用 户 的 几 个 局 域 网 是 可 行 的。

　　ATM 提 供 了 最 大 灵 活 性， 但 不 幸 的 是 你 得 为 此 而 支 付 费 用。 运 营 商 将 考 虑 ATM 用 于 突 发 业 务 量 以 便 利 用 统 计 复 用 增 益 保 持 最 低 传 输 成 本。 当 运 营 商 必 须 频 繁 更 改 链 路， 例 如 一 些 链 路 只 需 用 几 小 时 时，ATM 也 具 有 很 大 意 义， 因 为 ATM 信 令 机 制 使 连 接 能 以 最 快 的 速 度 建 立。

取 得 平 衡

　　在 任 何 情 况 下 对 每 一 运 营 商 而 言， 没 有 单 一 的 传 送 网 － 也 没 有 单 一 的 IP 方 案 是 完 美 无 缺 的。 很 明 显， 最 佳 方 案 将 是 使 系 统 适 应 网 络 经 营 商 的 需 要 以 及 适 应 所 要 的 应 用。 对 网 络 方 案 作 精 密 选 择 时 依 据 的 是 许 多 因 素， 例 如 用 户 的 商 业 策 略、 现 有 的 基 础 设 施、 要 支 持 的 业 务 类 型 和 级 别 以 及 国 家 具 体 的 考 虑。

　　纵 然 如 此， 传 送 网 单 元 由 于 其 本 身 固 有 的 简 明 性 在 线 路 速 度、 交 换 容 量 和 价 格 性 能 比 方 面 仍 将 领 先 于 路 由 器。 在 容 量 规 划 和 业 务 量 设 计 中 认 识 IP 最 佳 化 原 理 可 能 非 常 有 用， 因 为 这 使 经 营 商 能 以 尽 可 能 低 的 成 本 使 传 送 网 和 IP 网 的 单 元 作 最 佳 结 合 以 取 得 最 高 的 带 宽。

摘自《中国通讯网》