《電子技術(shù)應(yīng)用》
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幀中繼/ATM服務(wù)網(wǎng)方案
維庫開發(fā)網(wǎng)
摘要: 由于計算機及其網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用和普及,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)在信息社會中無疑將扮演最主要的角色??疾橐幌伦罱鼛啄陻?shù)據(jù)流量與話音流量的比較以及對今后幾年兩者發(fā)展趨勢的預(yù)測,會發(fā)現(xiàn)全世界數(shù)據(jù)流量的增長速度平均達到100%。數(shù)據(jù)流超過語音流,這只是一個時間問題并且在不遠的將來,2000年前后數(shù)據(jù)流一定會在傳輸網(wǎng)上占絕大部分。根據(jù)CIMI的統(tǒng)計和預(yù)測...
Abstract:
Key words :
當今數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)發(fā)展狀況及幀中繼/ATM技術(shù)簡介

由于計算機及其網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用和普及,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)在信息社會中無疑將扮演最主要的角色??疾橐幌伦罱鼛啄陻?shù)據(jù)流量與話音流量的比較以及對今后幾年兩者發(fā)展趨勢的預(yù)測,會發(fā)現(xiàn)全世界數(shù)據(jù)流量的增長速度平均達到100%。數(shù)據(jù)流超過語音流,這只是一個時間問題并且在不遠的將來,2000年前后數(shù)據(jù)流一定會在傳輸網(wǎng)上占絕大部分。根據(jù)CIMI的統(tǒng)計和預(yù)測,公元2000年,北美電信運營商80%以上的利潤來自基于IP的電信服務(wù)??吹綇V闊的市場前景及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)在信息社會中的重要地位和作用,世界上許多現(xiàn)有電信運營商,以及新興的、潛在的運營商都將網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)規(guī)劃的重點放到數(shù)據(jù)方面。數(shù)據(jù)將是今后發(fā)展戰(zhàn)略的重點。我們看到:作為人類通信最主要和最基本的設(shè)施,為適應(yīng)信息革命和信息社會的要求,電信網(wǎng)絡(luò)目前在全球范圍內(nèi)正經(jīng)歷著一場深刻的變革。 認識到電信的這一新趨勢及電信市場的新前景,許多運營商都在積極制定新的發(fā)展戰(zhàn)略籌劃自己的網(wǎng)絡(luò)以迎接新世紀的到來。

幀中繼技術(shù)是一種運行在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的高性能WAN協(xié)議,是一種包交換技術(shù),使用戶終端設(shè)備動態(tài)分享網(wǎng)絡(luò)媒體和可用帶寬??勺冮L數(shù)據(jù)幀用于更有效、更靈活的傳送用戶數(shù)據(jù),這些幀在不同的網(wǎng)段間傳送,直到到達目的地。幀中繼采用統(tǒng)計多路復(fù)用技術(shù),可以更靈活、更有效的利用帶寬。

幀中繼技術(shù)由X.25分組交換技術(shù)演化而來,幀中繼只運行在第二層,網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點不進行過多差錯校驗,幀中繼運行在更可靠的WAN線路上,提供了較高的性能和更高的傳輸效率,使幀中繼更適合當前WAN應(yīng)用,如LAN互聯(lián)。幀中繼為用戶提供PVC/SVC,可以基于VC提供CBR/VBR等功能。幀中繼采用FECN/BECN等方法來避免擁塞。

幀中繼網(wǎng)為用戶提供N*64K-45M專線接入。

幀中繼網(wǎng)絡(luò)發(fā)展在1990年代以來得到較大發(fā)展,在國內(nèi)近年來亦得到蓬勃發(fā)展,不論是電信運營商作為公眾服務(wù)網(wǎng),還是金融等行業(yè)專用網(wǎng),都得到廣泛應(yīng)用。 ATM是一種信元中繼技術(shù),適用于各種數(shù)據(jù)傳送,如:語音、視頻和數(shù)據(jù),ATM終端設(shè)備將各種數(shù)據(jù)類型封裝在固定長度的信元內(nèi),信元在ATM交換機之間傳送,可以更方便靈活的利用帶寬資源。

ATM是一種信元交換和多路服用技術(shù),集中了電路交換和包交換優(yōu)點,提供了可伸縮的帶寬(Mbps--Gbps),ATM的異步特性,ATM比同步服用技術(shù)更有效。

ATM是面向連接的技術(shù),這意味著在終端設(shè)備在通訊前,VC必須在ATM傳輸網(wǎng)先建立起來。

ATM服務(wù)網(wǎng)為用戶提供2M-155M接入方式,主要為寬帶業(yè)務(wù)用戶服務(wù)。ATM公共傳輸網(wǎng)近年來也得到較大發(fā)展,主要適合于寬帶、多媒體業(yè)務(wù)用戶,ATM傳輸網(wǎng)對于組建數(shù)據(jù)、專線業(yè)務(wù)等綜合服務(wù)平臺具有靈活適用性,其QoS功能亦有優(yōu)勢。

CISCO公司廣域網(wǎng)交換機MGX/BPX/IGX系列產(chǎn)品,中繼節(jié)點之間采用統(tǒng)一信元交換,中繼帶寬為2M-622Mbps不等。CISCO此類廣域網(wǎng)交換機為用戶提供ATM業(yè)務(wù)模塊、幀中繼模塊和電路仿真模塊等,這樣,為ATM/幀中繼傳輸網(wǎng)搭建提供統(tǒng)一硬件平臺。

合力金橋幀中繼/ATM解決方案

1、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

某幀中繼網(wǎng)(CISCO公司產(chǎn)品BPX8620/IGX8400、IGX8430/IGX8420)6個核心節(jié)點用光纖(622Mb/s速率)組成網(wǎng)狀核心層,若干個接入點根據(jù)業(yè)務(wù)量大小以155Mb/s,34Mb/s或2Mb/s向二個就近主核心層或接入層節(jié)點連接,本地區(qū)中繼網(wǎng)與全國骨干網(wǎng)以NNI方式接口速率為34Mb/s連接,與地區(qū)分組網(wǎng)以幀轉(zhuǎn)發(fā)方式2Mb/s中繼相連,全網(wǎng)由分設(shè)兩核心節(jié)點的主、備網(wǎng)管管理全網(wǎng)。

核心層

6個核心節(jié)點連匯接層,核心層交換機之間中繼速率為622Mb/s,其余為155M/34M/2Mbps。

接入層

新增接入節(jié)點30多個節(jié)點組成,Cisco方案中全部配置IGX8420交換機,業(yè)務(wù)量大的節(jié)點采用155Mb/s和2Mb/s各1條(Cisco建議采用155Mb/s與8x2Mb/sIMTM中繼),采用電口經(jīng)SDH設(shè)備傳輸分別至兩個核心層節(jié)點,業(yè)務(wù)量小的節(jié)點,至少有2條2Mb/s以2個方向與核心層或接入層連接。

Cisco網(wǎng)絡(luò)解決方案以Cisco的BPX8600交換機與原有BPX8600系列共同構(gòu)成核心層,IGX8400系列交換機與原有IGX16系列設(shè)備共同構(gòu)成接入層,網(wǎng)絡(luò)主要提供提供幀中繼業(yè)務(wù)。

Cisco方案的最大特點為:成熟的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺、豐富的組網(wǎng)經(jīng)驗,優(yōu)越的流量控制機制、電信級的可靠性以及可用性、標準開放的系統(tǒng)平臺。

2、方案技術(shù)特點

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準性

作為電信級的網(wǎng)絡(luò),標準化是至關(guān)重要的。作為各種標準組織的積極參與者,Cisco在標準的制定和標準的實施方面一直走在前列。Cisco公司歷來堅持協(xié)議的標準化、技術(shù)的先進性和產(chǎn)品的互連性,從一開始就致力于不同網(wǎng)絡(luò)、不同協(xié)議之間的互連問題。Cisco公司是幀中繼論壇和ATM論壇的創(chuàng)建者之一,不但在標準規(guī)范的制定和實施中是主要的領(lǐng)導(dǎo)者,同時所有的產(chǎn)品完全符合ITU、ATM論壇和幀中繼論壇的標準。Cisco公司在開發(fā)ATM論壇(ATMF)技術(shù)規(guī)范方面起著領(lǐng)導(dǎo)作用并積極參與的一個例子是:1997年認證了ATM論壇的TrafficManagementSpecIfIcation4.0版。在TrafficManagementSpecification4.0的開發(fā)過程中,Cisco的代表們對前期工作做出了很大的貢獻這些開發(fā)工作是以ForeSight、Cisco已經(jīng)驗證的環(huán)路ABR擁塞管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。Cisco所作的貢獻為開發(fā)和認證該論壇的ABR規(guī)范奠定了基礎(chǔ)。Cisco的方案支持北京市電信所要求的標準。另外,CISCO公司在各種國際標準化組織中起到重要作用:

CISCO公司是ATM論壇四個創(chuàng)始公司之一(Cisco、NET、Nortel、Sprint),并且是多個工作組主席,主持起草多個標準規(guī)范草案;

CISCO公司同時又是FR(幀中繼)論壇四個創(chuàng)始公司之一(Cisco、StrataCom、DEC、Nortel),并且是多個工作組主席,主持起草了多個標準規(guī)范草案;(StrataCom公司因最早生產(chǎn)出幀中繼交換機且占有絕對優(yōu)勢的市場份額而被稱為"“幀中繼技術(shù)先鋒”廠家)

MSF(多業(yè)務(wù)交換論壇):由Cisco/MCIWorldCom/Bellcore于今年創(chuàng)始成立,旨在為國際上興起的新一代多業(yè)務(wù)電信網(wǎng)制定相應(yīng)的國際化規(guī)范。

另外在IETF(國際Internet標準化組織)中,Cisco是主要成員,并為多個工作組的主席,遞交多個文件草案。值得一提的是,MPLS工作組主席是來自Cisco的科學(xué)家,這個工作組幾乎所有的文件都由Cisco起草。

在ITU-T(國際電信聯(lián)盟),Cisco作為主要成員,積極參與了該組織各項標準的制定工作。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟性

BPX8600/IGX8400是Cisco多年研制和開發(fā)信元交換技術(shù)的結(jié)晶,具有成熟、豐富的系統(tǒng)軟、硬件平臺。BPX/IGX從投入市場至今,在世界各地被廣泛使用。隨著新的技術(shù)和標準的不斷出現(xiàn),Cisco對BPX/IGX系列交換機進行了不斷地更新和完善,使之成為目前市場上功能最完全,性能最優(yōu)越的廣域網(wǎng)交換機。用戶測試表明,作為最成熟的ATM交換機,BPX8600/IGX8400解決了許多其他交換機正試圖解決的問題,例如擁塞控制,網(wǎng)絡(luò)帶寬管理和業(yè)務(wù)質(zhì)量等。

網(wǎng)絡(luò)的可擴展性

根據(jù)目前業(yè)務(wù)需求,近幾年處在初步發(fā)展狀態(tài),目前用戶端口需求已經(jīng)達到774個(包括已裝和待裝用戶),而在幾年內(nèi)以上用戶的發(fā)展將成幾倍增長。這種業(yè)務(wù)趨勢要求網(wǎng)絡(luò)具有很好的可擴展性,以適應(yīng)不斷增長的業(yè)務(wù)需求,保護本次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資。

用戶端口的可擴容性

中繼帶寬的可擴容性

業(yè)務(wù)的擴展性

端口的可擴容性

在網(wǎng)絡(luò)組建伊始,由于業(yè)務(wù)量處在發(fā)展的初期,端口和模塊可以相應(yīng)配置的較少;隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長,在已有網(wǎng)絡(luò)上增加模塊和端口以適應(yīng)業(yè)務(wù)需求就變得簡單易行。因此要求交換機具有較強的端口擴展性,從而使網(wǎng)絡(luò)易于適應(yīng)業(yè)務(wù)增長的趨勢。 

BPX交換機具有很強的端口可擴展性,最高配置可擴展到:

1280個E1端口;

114個E3端口;

96個STM-1端口;

24個STM-4端口;

IGX的可擴展性也很強:

240個E1端口;

360個E3端口;

240個STM-1端口;

中繼帶寬的可擴容性

在廣域網(wǎng)絡(luò)中中繼帶寬是十分珍貴的資源,建設(shè)初期,中繼帶寬不必太高,而當用戶增多,業(yè)務(wù)需求增大時,可以平滑升級中繼帶寬是十分重要的。

BPX/IGX的中繼帶寬范圍很大,從E1到STM-4,可以給用戶很寬的選擇范圍。

業(yè)務(wù)的可擴展性

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展,以及用戶業(yè)務(wù)種類的增加,采用多個網(wǎng)絡(luò)分別支持多種業(yè)務(wù)已成為一種過時,且很浪費的做法。采用一個網(wǎng)絡(luò)平臺,提供多種業(yè)務(wù)是多媒體通信網(wǎng)要達到的目標。

在BPX/IGX上,所有的業(yè)務(wù)都是由單一的ATM交換機所提供,并且附有增強的先進的增值特性,因此所建議的網(wǎng)絡(luò)方案應(yīng)能為這些業(yè)務(wù)提供低延遲,高帶寬利用率,高可靠性以及優(yōu)異的端到端用戶應(yīng)用性能。

BPX/IGX可以提供的業(yè)務(wù)包括:

幀中繼業(yè)務(wù),ATM業(yè)務(wù),F(xiàn)UNI,電路仿真業(yè)務(wù)(CE),ATM反向復(fù)用(IMA),ISDN撥號接入,MPLS,IPVPN,IP廣播等等。

這些先進的功能為公用網(wǎng)營運商在基本業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上提供了增值業(yè)務(wù)。

同時,CiscoBPX/IGX支持16種QoS隊列,目前使用的有9種。其中包括:標準的CBR,VBR-rt,VBR-nrt,ABR,UBR。剩余的隊列可以在新的業(yè)務(wù)級別的引進之后使用。

由于BPX/IGX的硬件是設(shè)計了支持16個業(yè)務(wù)級別,保證了在標準組織制定了新業(yè)務(wù)級別后,無需硬件升級。

網(wǎng)絡(luò)的可靠性

作為網(wǎng)絡(luò)運營者(NetworkCarrier)來說,為用戶提供可靠的業(yè)務(wù)是很重要的。特別是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不太穩(wěn)定的建網(wǎng)初期,以及自然條件不好的情況下,如何保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性就成為一個極具挑戰(zhàn)性的問題。

CISCO的網(wǎng)絡(luò)解決方案,可以幫您解決這樣的后顧之憂。主要有以下幾種方式:

(1)極高的網(wǎng)絡(luò)可用度:BPX/IGX的網(wǎng)絡(luò)可用度超過了99.999%。

(2)BPX/IGX網(wǎng)絡(luò)具有自愈功能,能夠在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時自動重選路由,恢復(fù)通信。

(3)與其他網(wǎng)絡(luò)間連接的自愈功能。

(4)BPX/IGX系統(tǒng)軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)是模塊化的,每個主要功能是一個分別的模塊。

(5)所有的模塊都可以有冗余的配置,并可進行熱插拔。

(6)CiscoATM交換機采用分布式網(wǎng)管。

開展業(yè)務(wù)的靈活性

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺為ATM,網(wǎng)絡(luò)具有提供多種業(yè)務(wù)的潛力,如ATM,電路仿真,IP業(yè)務(wù)等。

網(wǎng)絡(luò)基本業(yè)務(wù)——幀中繼業(yè)務(wù)

幀中繼業(yè)務(wù)作為一種經(jīng)濟而有效的承載業(yè)務(wù),近幾年在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域得到迅速發(fā)展,其主要應(yīng)用為局域網(wǎng)互連。

Cisco網(wǎng)絡(luò)方案為幀中繼用戶提供了經(jīng)濟和簡便的網(wǎng)絡(luò)接入手段。

用戶接入速率在N*64Kb/s和2Mb/s的幀中繼用戶,可通過DDN和調(diào)制解調(diào)器以專線的方式接入。

Cisco網(wǎng)絡(luò)解決方案中采用BPX8600/IGX8400交換機,其幀中繼業(yè)務(wù)模塊---FRSM/UFM模塊可以直接為用戶提供E1/E3和X.21/V.35幀中繼接口,有關(guān)業(yè)務(wù)模塊介紹見后文描述。

Cisco幀中繼解決方案具有以下優(yōu)勢:

完全符合標準的FR接口;

采用Per-VC-Queuing和Per-VC-RateScheduling的技術(shù),這種技術(shù)使得交換機對每個用戶提供服務(wù)質(zhì)量的保證,并在用戶間提供了防火墻。

從運營者的角度,可以在同樣帶寬的情況下,開更多的用戶,即超量復(fù)用(Oversubsription)。BPX8600/IGX8400在許多開通業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成功地應(yīng)用這種特點節(jié)省運營者的開銷,盡早收回成本。可用帶寬與用戶帶寬總量的比值通常為1:4以上。保證BPX8600/IGX8400具有優(yōu)良超量復(fù)用特性的原因在于其優(yōu)秀的業(yè)務(wù)量管理功能。有關(guān)業(yè)務(wù)量管理的工作機制詳見后文點到點應(yīng)答中的描述。

網(wǎng)絡(luò)可選業(yè)務(wù)

在Cisco網(wǎng)絡(luò)方案提供的技術(shù)平臺上,還具有開通以下業(yè)務(wù)的巨大潛力,為幀中繼網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的開展帶來靈活性。

ATM業(yè)務(wù)

CiscoWAN交換機支持針對所有通信流量的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),其中包括恒定比特率(CBR),實時可變比特率(RT-VBR),非實時可變比特率(NRT-VBR),可用比特率(ABR)和未規(guī)定比特率(UBR)等。對永久虛擬電路(PVC)和交換虛擬電路(SVC)的支持給予了您按客戶需求定制業(yè)務(wù)的靈活性。而CiscoWAN交換機的多業(yè)務(wù)集*能則可同時管理對延遲敏感的流量和突發(fā)流量,確保它們均能獲得所需的QoS。同時,Cisco的ATM交換機是世界上第一個支持ATMTM4.0四種控制方式的交換機,EFCI/RR/VS,VD,其中VS,VD控制方式可以極大地提高中繼利用率,防止網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。添加了Cisco邊緣集線器后即可支持窄帶通信流量,主干信息可以多種速度交換,憑借行業(yè)最低延遲和最高應(yīng)用吞吐量,其速度可擴展為OC-48c/STM-16。

電路仿真業(yè)務(wù)

您可以在現(xiàn)有ATM基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上使用電路仿真業(yè)務(wù)來傳送T1/E1和T3/E3信息,對于語音和視頻等對延遲敏感的租用專線業(yè)務(wù)進行仿真,CiscoWAN交換機電路仿真業(yè)務(wù)利用時鐘恢復(fù)機制支持全速率的T3/E3、T1/E1和信道化T1/E1服務(wù)。

可管理的廣域網(wǎng)

用安全、全面的管理數(shù)據(jù)和語音集成服務(wù)來增強基本的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。管理WAN服務(wù)可幫助您在促使客戶減少其總體網(wǎng)絡(luò)管理費用的同時提高收益,獲得增值。CiscoWAN交換機為您提供了運營商級的數(shù)據(jù)通信解決方案,將您的客戶從管理復(fù)雜通信網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟及技術(shù)風(fēng)險下解放出來。

視頻和語音服務(wù)

CiscoWAN交換機的智能QoS管理特性、服務(wù)級別(CoS)的保證以及對于多點廣播通信的支持可幫助運營商提供實時且質(zhì)量優(yōu)異的視頻和語音服務(wù)。CiscoWAN交換機具有一個標準平臺,為按需視頻、電視會議及語音電話等業(yè)務(wù)。提供具有QoS可用性和可擴展性的可靠服務(wù)。這種在ATM或IP上提供上述服務(wù)的能力給予了您極大靈活性,可滿足多個客戶市場領(lǐng)域的不同需要。

無線服務(wù)

單一CiscoWAN交換機即可對模擬和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、PCS、無線數(shù)據(jù)和增強型專門移動射頻(ESMR)服務(wù)進行支持。運營商可利用一系列網(wǎng)絡(luò)接口和高級通信管理特性在最經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施,如同軸電纜、光纖、衛(wèi)星或微波等等上建立ATMWAN。在用戶ATM網(wǎng)絡(luò)的核心迅速采用CiscoWAN交換機系列,可縮短其投放市場的時間。

網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性能

提供高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是每個網(wǎng)絡(luò)運營者的最重要的目標。在單一的ATM平臺上提供多種業(yè)務(wù),就必須保證每種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和性能。作為一個多業(yè)務(wù)的技術(shù)平臺,Cisco的BPX/IGX網(wǎng)絡(luò)平臺采用了各種先進的機制保證了各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,主要包括:

(1)流量監(jiān)管---UPC:

(2)中繼隊列管理-----OptiClass:

(3)智能丟幀機制(IPD):

(4)幀中繼的閉環(huán)式的擁塞控制-FRForesight

(5)ATM的閉環(huán)式擁塞控制---ABRVSVD

(6)動態(tài)緩存管理實現(xiàn)更有效的擁塞管理

(7)用于綜合網(wǎng)絡(luò)CPE流量管理的擴展ForeSight

(8)簡化網(wǎng)絡(luò)操作的增強的LMI(ELMI)

通過發(fā)展ATM,幀中繼,同步、異步傳統(tǒng)數(shù)據(jù),Internet,視頻,語音業(yè)務(wù),大型企業(yè)能夠?qū)⒏鞣N數(shù)據(jù)流通過一個多業(yè)務(wù)骨干傳輸,這樣,不僅減少成本,還提高應(yīng)用性能。IGX同CISCO路由器和訪問產(chǎn)品緊密集成,使網(wǎng)絡(luò)上多業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)功能順利實現(xiàn)。

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