光纖網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)營以太網(wǎng)服務(wù)的劃分

1、光纖網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)營以太網(wǎng)服務(wù)的劃分 城域以太網(wǎng)論壇（MEF）為推廣以太網(wǎng)互聯(lián)制定了許多服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)稱為運(yùn)營 以太網(wǎng)服務(wù)。 MEF 制定這些服務(wù)的目的是通過提升各運(yùn)營商之間高質(zhì)量以太網(wǎng) 服務(wù)的互通性來增強(qiáng)以太網(wǎng)的通用性。為了確保這些服務(wù)的客戶能夠?qū)Ψ?wù)供應(yīng) 商的質(zhì)量進(jìn)行比較，MEF 還針對(duì)每項(xiàng)服務(wù)制定了可測量的屬性。這些屬性對(duì)于 客戶來講意義重大，因此，當(dāng)客戶將其網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理連接時(shí)， 這些屬性必須能夠代表顯著的服務(wù)特征，這種連接的物理接口稱為分界點(diǎn)。 服務(wù)劃分在電話服務(wù)供應(yīng)商（運(yùn)營商”中的廣泛應(yīng)用已有數(shù)十年之久。常見的劃 分形式是安裝在戶外的一個(gè)小盒子，這個(gè)小盒子把本地運(yùn)營商的電話

2、網(wǎng)絡(luò)連接到 室內(nèi)的配線端，從而向客戶提供有線電話服務(wù)。這個(gè)小盒子是客戶責(zé)任端與運(yùn)營 商責(zé)任端的劃分界線。 對(duì)于電話服務(wù)，分界單元的功能需求最小，而以太網(wǎng)服務(wù)運(yùn)營商對(duì)分界單元的功 能需求要復(fù)雜得多。運(yùn)營商通常按照服務(wù)水平協(xié)議（SLA）的合同向用戶提供服務(wù)， 該協(xié)議具體規(guī)定了服務(wù)細(xì)則，如所承諾的信息速率 （CIR）、吞吐量（CBS）、可提供 的服務(wù)、幀延時(shí)、幀抖動(dòng)、幀丟失率以及故障恢復(fù)時(shí)間。運(yùn)營以太網(wǎng)的分界單元 在確保實(shí)際提供的服務(wù)符合 SLA 細(xì)則方面扮演重要角色。 分界單元的需求 從功能上看，以太網(wǎng)分界單元至少要提供物理連接和測量點(diǎn)： RJ-45 插座或 光纖連接器。IEEE?定義了物理層的互

3、聯(lián)，MEF 技術(shù)規(guī)范中也引用了物理層互 聯(lián)方面的內(nèi)容。分界單元必須接受來自用戶的標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.3 以太幀格式，并 準(zhǔn)備在各服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)間的傳輸。功能上的最低需求取決于具體應(yīng)用。 分界功能的用戶接口部分稱為用戶網(wǎng)絡(luò)接口 （UNI）。 MEF 規(guī)定了 UNI 的標(biāo)準(zhǔn)功 能范圍，從最基本的 1 類 UNI 到可自動(dòng)配置的 3 類 UNI。最近，MEF 已經(jīng)通過 了題為MEF 13 UNI Type 1 Implementation Agreement 的技術(shù)規(guī)范以及相關(guān)的測 試驗(yàn)證流程。MEF 有望在近期對(duì) MEF 11 中的 2 類和 3 類 UNI 作進(jìn)一步擴(kuò)展。 MEF 13 的

4、1.2 類 UNI 要求分界單元處理第 2 層協(xié)議的一些工作，該協(xié)議用于建 立客戶網(wǎng)絡(luò)與 UNI 間的連接。這一要求使得分界單元必須具有第 2 層協(xié)議的可 操作性和過濾能力。此外，ITU 和 MEF 要求 2 類和 3 類 UNI 能夠執(zhí)行第 2 層的 某些管理協(xié)議，要求分界單元具有全面的第 2 層協(xié)議處理功能一至少在最小吞吐 量下具備該處理功能。這些必要條件影響著分界單元設(shè)計(jì)的技術(shù)決策。 這些必要 條件的一個(gè)有利因素是大多數(shù)分界單元設(shè)計(jì)能夠增加有價(jià)值的高層應(yīng)用功能的 處理能力。 分界單元的結(jié)構(gòu) 圖 1 為以太網(wǎng)分界單元的基本原理框圖，該圖右側(cè) “ UN”下方為用戶網(wǎng)絡(luò)接 口的原理圖，左側(cè) 網(wǎng)

5、絡(luò)接口”下方是運(yùn)營傳輸網(wǎng)絡(luò)接口的原理圖。 網(wǎng)絡(luò)接口功能 組稱為網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備（NID）。 NID 代表設(shè)備的一個(gè)獨(dú)立部分，但這里的 NID 用于 說明分界單元的一部分功能。MEF 日前公布了 NID 功能標(biāo)準(zhǔn)的草案，但還沒有 正式批準(zhǔn)。NID 功能可以代表/或不代表與 UNI 相同的設(shè)備。實(shí)際應(yīng)用中，UNI 和 NID 之間的分界線因不同的應(yīng)用而變化。為進(jìn)一步澄清問題， MEF 制定了劃 分 UNI 范圍的圖表。需特別注意的是，分界單元通常包括 UNI 網(wǎng)絡(luò)(UNI-N)接口 或外部網(wǎng)絡(luò)間的接口 (E-NNI)。 圖 1.以太網(wǎng)分界單元的原理框圖。UNI 包括用戶網(wǎng)絡(luò)接口的功能框圖，NID 下

6、方為運(yùn)營傳輸網(wǎng)絡(luò)的接口功能框圖。 UNI 和 NID 數(shù)據(jù)平臺(tái)的硬件與對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)息息相關(guān)。 UNI 的物理接口必須 包括一個(gè)符合 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的電或光以太網(wǎng)接口，而連接到 NID 的運(yùn)營光網(wǎng)絡(luò)通常 是SONET/SDH。這些不同技術(shù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)在各運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò) 之間的互通，兩個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)之間需要具備轉(zhuǎn)換、 互通功能。數(shù)據(jù)平臺(tái)的互通功能 通過集成的以太網(wǎng)映射器、網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU)或用戶定制的現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)實(shí)現(xiàn)。在 SONET/SDH 實(shí)例中，集成的 Ethernet-over-SONET/SDH (EoS) 映射器通常是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)互通功能的最佳解決方案。數(shù)

7、據(jù)平臺(tái)用于客戶數(shù)據(jù)的 傳輸與標(biāo)記以及流量控制或數(shù)據(jù)整形。 UNI 和 NID 通常具有獨(dú)立的控制平臺(tái)軟件，能夠處理底層配置和狀態(tài)監(jiān)測。以 下是通過控制平臺(tái)進(jìn)行有效處理的例子：檢測電纜是否連接、狀態(tài)和性能監(jiān)測、 中斷事件的處理?？刂破脚_(tái)確保按照管理平臺(tái)的指令提供服務(wù)， 控制平臺(tái)通常由 運(yùn)行在本地微處理器的軟件實(shí)現(xiàn)，該微處理器對(duì)數(shù)據(jù)平臺(tái)的硬件進(jìn)行配置和控制。 在獨(dú)立的分界單元中，UNI 和 NID 的控制平臺(tái)通常運(yùn)行在同一處理器。控制平 臺(tái)和數(shù)據(jù)平臺(tái)有時(shí)可以在一個(gè) NPU 上實(shí)現(xiàn)，盡管這樣會(huì)引起復(fù)雜的數(shù)據(jù)平臺(tái)和 控制平臺(tái)的沖突問題。采用數(shù)據(jù)平臺(tái)與控制平臺(tái)相分離的架構(gòu)更容易實(shí)現(xiàn)。 管理平臺(tái)通常由線卡

8、或機(jī)架上的軟件實(shí)現(xiàn)， UNI 和 NID 都具有管理平臺(tái)，用于 故障恢復(fù)、SLA 性能監(jiān)測等。管理平臺(tái)的主要作用是處理與網(wǎng)絡(luò)操作相關(guān)的問 題。MEF 在 MEF 7 EMS-NMS In formation Model 中已經(jīng)定義了網(wǎng)絡(luò)操作管理信 息的架構(gòu)。另外，除了面向網(wǎng)絡(luò)的管理平臺(tái)， UNI 還具有面向用戶的管理平臺(tái)。 MEF 在 MEF 16 Ethernet Local Management Interface(E-LMI)中定義了面向用戶 管理界面的基本架構(gòu)。UNI 和 NID 的管理平臺(tái)能夠互換信息，但這并不是必需 的。 UNI 管理平臺(tái)還采用了 ITU-T 和 IEEE 制定的以

9、太網(wǎng)管理協(xié)議，稱為以太網(wǎng) OAM (運(yùn)行、管理與維護(hù))。IEEE 802.3ah OAM 用于監(jiān)測一條點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的運(yùn)行狀態(tài)， 改善故障隔離。ITU-T 丫.1731 OAM 擴(kuò)充了功能范圍，包括先進(jìn)的多鏈路操作， 如鏈路跟蹤、連通性檢測以及自動(dòng)保護(hù)交換。利用 OAM，網(wǎng)絡(luò)操作人員能夠執(zhí) 行以太網(wǎng)在幾年前難以實(shí)現(xiàn)的管理任務(wù)。 UNI 技術(shù) UNI 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)受限于全雙工 10Mbps、100Mbps、IGbps MEF 標(biāo)準(zhǔn)或 10Gbps IEEE 兼容的電氣或光纖以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。為了有效覆蓋物理層連接的范疇， 一些分界單元僅允許插入小型可插拔(SFP)模塊，以便在安裝時(shí)配置 UNI 的物理 接

10、口。利用以太網(wǎng)映射器、NPU 或 FPGA 實(shí)現(xiàn)所要求的其它 UNI 數(shù)據(jù)平臺(tái)的功 能，與物理接口無關(guān)。另一種替代 SFP 的方案是采用板上 PHY 或光纖模塊。這 一替代方案以犧牲靈活性為代價(jià)來獲取較低的設(shè)計(jì)成本。 由網(wǎng)絡(luò)定位驅(qū)動(dòng)的 NID 技術(shù) 圖 2 為兩個(gè)常見的分界環(huán)境。場所 A (環(huán)上分界)中，用戶所在的建筑可以直 接接入光纖網(wǎng)絡(luò)，或距離光纖網(wǎng)絡(luò)很近。這種情況常見于城域網(wǎng)和稱為 E-NNI 的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)分界點(diǎn)位于光纖網(wǎng)絡(luò)邊界時(shí)，NID 必須與光纖網(wǎng)絡(luò)直接連 接或連接到通過光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入的低速率數(shù)據(jù)分支。針對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)邊界的應(yīng)用， NID 技術(shù)的選擇涉及多個(gè)領(lǐng)域：傳統(tǒng) SONET

11、/SDH、 Ethernet-over-PDH-over-SONET/SDH (EoPoS)運(yùn)營商的骨干網(wǎng)橋接(PBB)、傳輸 多協(xié)議標(biāo)記交換(T-MPLS)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)、密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)、彈 性分組環(huán)路(RPR)、光纖以太網(wǎng)以及混合光纖同軸電纜(HFC)等。 圖 2.兩種常見的分界場所。場所 A 常見于城域網(wǎng)，用戶所在的建筑可以直接接 入光纖網(wǎng)絡(luò)，或距離光纖網(wǎng)絡(luò)很近。場所 B 常見于偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)，需通過 最 后一英里”技術(shù)擴(kuò)展光纖網(wǎng)絡(luò)至用戶所在建筑的連接。 圖 2 中的場所 B (環(huán)下分界)，光纖網(wǎng)絡(luò)沒有到達(dá)用戶所在的建筑，必須采用 最 后一英里”技術(shù)到達(dá)分界點(diǎn)。這種

12、情況常見于人口密度較低的城市、郊區(qū)和農(nóng)村， 對(duì)于分界點(diǎn)遠(yuǎn)離光纖網(wǎng)絡(luò)邊界的情況，NID 技術(shù)包括：Ethernet-over-PDH (EoPDH)、數(shù)字用戶鏈路(DSL)、以太網(wǎng)一英里(EFM)以及有線電纜數(shù)據(jù)服務(wù) (DOCSIS)。 對(duì)于特定的 NID 采用哪種傳輸技術(shù)，具體取決于與提供服務(wù)的運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) 的接口性價(jià)比。分界平臺(tái)的架構(gòu)最好采用模塊化設(shè)計(jì)，以覆蓋所要求的 UNI 和 NID 傳輸技術(shù)。 以太網(wǎng)映射的技術(shù)發(fā)展水平 一般來說，在以太網(wǎng)分界單元中，集成式以太網(wǎng)映射器可實(shí)現(xiàn) UNI-NID 互 通功能。EoS 和 EoPDH 映射是兩種最常見的映射技術(shù)。EoS 映射已經(jīng)應(yīng)用了近 十年

13、的時(shí)間，而 EoPDH 映射的使用還不到兩年。Maxim 最近推出的 EoPDH 以 太網(wǎng)映射器 DS33X162 系列能夠完全滿足當(dāng)前對(duì)分界設(shè)計(jì)的需求， 該系列產(chǎn)品包 括九款器件，支持一至十六個(gè) PDH 鏈路，是業(yè)界唯一的完全支持 ITU 標(biāo)準(zhǔn) EoPDH 映射、采用統(tǒng)一的軟件設(shè)計(jì)/硬件引腳排列的器件。該系列的所有器件都采用嚴(yán) 格分離控制平臺(tái)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，并可靈活地執(zhí)行高層協(xié)議。 最低需求的擴(kuò)展 目前，MEF 僅規(guī)定了 UNI 功能的最小需求，而設(shè)備制造商有足夠的空間集 成增值功能，使其分界單元在保持兼容性的同時(shí)具有更強(qiáng)的競爭能力。 增值功能 分為兩大類：一類是有利于將分界單元出售給運(yùn)營商的功

14、能， 另一類則是有利于 運(yùn)營商向用戶出售服務(wù)的功能。 安裝成本是運(yùn)營商首先關(guān)心的問題，具有自動(dòng)預(yù)置和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)診斷功能的分界單 元可大大降低總體成本。利用這些技術(shù)能夠支持中等帶寬的以太網(wǎng)，并可重新利 用現(xiàn)存設(shè)備和基礎(chǔ)架構(gòu)，如 EoPDH，從而降低運(yùn)營商的成本。實(shí)時(shí) SLA 監(jiān)測、 與運(yùn)營商現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)的無縫集成也顯著提高了運(yùn)營商的增值服務(wù)。 此外，為用戶提供便利、可靠的服務(wù)也是一個(gè)關(guān)鍵的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。例如，基于網(wǎng)站 瀏覽器(HTML)的管理接口能夠方便地對(duì)所有用戶的 UNI 運(yùn)行狀況進(jìn)行觀測，這 是一個(gè)非常便利的功能。這種接口可以由 UNI 本身提供或集成在局端位置，從 所有的用戶 UNI收集信息。類似的 HTML 用戶接口能夠提供每個(gè) UNI 在不同時(shí) 間的 SLA 兼容報(bào)告，帶寬利用狀況以及服務(wù)質(zhì)量的配置選項(xiàng)。 用戶也可利用 VLAN 標(biāo)記針對(duì)不同的 VLAN 或應(yīng)用提供不同質(zhì)量的服務(wù)。企業(yè) 網(wǎng)絡(luò)管理器需要