發布日期：2022-07-15 點擊率：14
實現運營商級以太網的好處是顯而易見的——以太網本身就是一種可靠性高、互通性強、容易實現和使用的技術,對運營商而言也比較容易配置和部署。以太網可承載話音、數據和多媒體信息,隨著其應用遍及商業、住宅和移動市場,這一點開始變得至關重要。采用運營商級以太網,移動運營商不但能降低回傳成本,而且能增強更高速回傳服務的能力,從而為其開展多媒體業務提供更大帶寬和更高的數據吞吐量。
移動運營商轉向以太網是有充分原因的。例如,以太網的可擴展性遠勝于SONET、ATM或幀中繼技術；同時,以太網對于正在向IP和分組網絡轉型的服務提供商也很具吸引力。這些服務提供商中有很多都已開始在其網絡的接入和匯聚部分部署以太網,以便盡可能提高IPTV和存儲等類似應用的效率。
隨著亞洲移動運營商對高速下行分組接入(HSDPA)技術關注力的提高,運營商級以太網作為混合技術方案的一部分,在城域網、邊緣網和核心網中已經成為十分重要的一個新角色。利用多種接入和中繼產品來解決標準PDH、高級PDH、SONET/SDH和以太網互通問題的通用硬件平臺也開始出現。
但這些并不意味著向以太網的轉變將會是簡單直接的。在轉換過程的整合與運作方面仍存在挑戰,包括網絡的運作、管理和維護。而且,為避免采用低性價比的實現方案,對于傳輸以太網數據所采用的方法也必須審慎。運營商與設備廠商必須去適應以太網這種優秀的數據傳輸技術,才能使其網絡達到過去采用PDH和SDH/SONET等TDM技術時的運營商級性能。在運營商與設備廠商的幫助下,城域以太網論壇(MEF)等組織正致力于通過一些新的手段應對這些挑戰。
理想情況下,運營商級無線傳輸設備應支持多種能保護信息流不受鏈路或網絡故障損害的方案。在出現故障時,傳輸設備應受到受控熱備份( MHSB)終端技術的保護,這種技術配有冗余的收發機。在線收發機則可通過配備一組在故障時能自動切換的備用設備而得到保護。空間和頻率的多樣性與其他保護機制類似,也可以使網絡在出現由路徑故障導致的連接故障或連接中斷時得到保護。
另一種性價比更好的網絡保護方案是在故障點附近,通過網絡中的另一個路由來實現信息交換的自恢復。這種方案可以采取簡單的環狀方式,也可由運營商選擇一種更復雜的網狀結構。
通常情況下,以太網的環狀與網狀網絡保護是通過以太網交換機并采用快速生成樹協議(RSTP)實現的。然而該方法所支持的交換或收斂次數很難預測,因而花費時間可能超過幾秒,無法達到網絡運營商要求的運營商級以太網標準。最理想的以太網交換方案是通過無線彈性分組環功能支持高級RSTP,因為它能使以太網環狀和網狀網絡達到低于100毫秒的運營商級收斂時間。
網絡的幾大關鍵要求都可以滿足
運營商級以太網滿足了今天的高帶寬服務對吞吐量、速度、延遲和可靠性的要求。其中,吞吐量是一個關鍵的性能因素,因為它規定了在一個以太網連接或鏈路上可以傳輸的最大數據量。一個微波鏈路的總數據容量由帶寬和調制解調器的調制設置決定。以太網的吞吐量則指總共可用于傳輸有效載荷的流量,等于總數據容量減去用于輔助數據通道、前向糾錯(FEC)和包括管理遙測在內的網絡管理的開銷。對于工作在許可頻段上的無線系統,這一吞吐量是專用或有保證的。如果鏈路安裝正確,其吞吐量不會受變化的路徑條件或干擾的影響。
傳輸技術也很重要。簡單地將數據映射到PDH (NxE1/DS1) 或SDH/SONET無線系統的數據幀中去是不行的,這樣不但浪費帶寬也會增大抖動和延遲。最佳方案是不區分數據是以太網數據還是TDM數據,而同時為兩種數據提供“內在”支持,將數據映射到以字節為單位的幀中去,并利用這些幀來提供靈活高效的無線傳輸。在將接收數據配置為以太網數據和/或TDM數據時,配置的數據容量是完全可以達到的。最理想的方案應配置為全雙工連接,其容量在單一無線鏈路上可高達300Mbps甚至更高。
延遲是另一個十分關鍵的因素。無線以太網的延遲定義為數據分組在一個由無線鏈路、路由器等設備構成的以太網中,由源向目的地傳送過程所造成的延遲。在話音呼叫(不論是傳統話音呼叫還是VoIP)中,低延遲尤其重要,整個網絡上的延遲不應超過150毫秒。現場視頻的單向延遲應低于1秒。運營商級以太網方案如今的配置已能滿足新興應用的延遲要求。在高容量應用中,無線運營商級以太網傳輸方案支持遠低于50毫秒的單向鏈路延遲,而且每一跳的延遲通常不超過1毫秒。
今天的無線傳輸通信必須能在一套軟硬件平臺上支持多種傳輸方式,包括以太網、STM1/OC3、E3/DS3或E1/DS1,不論所處理的信息是單一形式還是混合形式。這種改變吞吐量、選擇射頻通道帶寬以及允許將通過多種傳輸方式送來的有效載荷相混合的能力,為運營商節省了升級所需的成本,也使運營商在軟件無線電實用之前以及升級換代之時,無需改換許多設備。因此,用戶能將不同的網絡服務混合搭配,并在需求發生增長或變化時重新調整網絡容量。
另一個關鍵的因素是冗余度。千兆以太網只需較小的冗余度就能提供超高速連接和鏈路聚合。鏈路聚合是通過在單個虛擬連接上合并兩個或多個物理鏈路的容量來實現極高的吞吐量。虛擬連接的聚合容量等于各條鏈路容量之和,在單個光或電的千兆以太網接口上進行接入。由于采用了單接口,所以不再需要昂貴的外部交換機。如果聚合鏈路群中有一個鏈路出現故障,那么故障鏈路所處理的數據會自動在剩余的正常鏈路上恢復。
理想的無線運營商以太網傳輸方案利用嵌入式兩層以太網交換機在射頻傳輸中實現鏈路聚合。因此可以對兩個、三個或者四個物理鏈路進行聚合。兩個以上的300 Mbps鏈路可通過聚合提供600 Mbps、900 Mbps甚至 1.2 Gbps的數據吞吐能力。此時,可采用交叉極性干擾抵消( XPIC)來盡可能提高通道效率。
射頻效率較高
通道效率是指一臺無線設備與同級的其他無線設備相比,在單一射頻通道上發送大量數據的能力。無線鏈路可通過采用高效調制解調器設計實現較高調制率,從而達到提高射頻效率的目的。因為高效的調制解調器設計能在給定的帶寬內擠入更多有效載荷,從而提供比低效調制解調器更大的數據流量。但此方法有一個缺點:隨著調制率變高,系統增益(一個衡量可用信號從發射機到達接收機的指標)降低,并且最大的跳間距離也縮短了。因此,一套靈活有效的方案應為網絡運營商提供兩種吞吐量供其選擇:1).針對頻率效率優化的系統；2)針對遠距離傳輸性能優化的系統。
內置兩層QoS功能
只要能在無需昂貴的QoS專用外部交換設備或性能監控功能的前提下實現以太網優秀的QoS與綜合流量管理功能,那么它們對無線傳輸方案而言同樣是必不可少的。
由于射頻系統的帶寬是固定的也是有限的,因此它們必須能夠利用嵌入式兩層交換機支持業界標準的QoS協議來管理峰值流量,從而使運營商能根據服務等級或話音、數據和視頻應用的流量類型來分離不同的以太網流量并為其設定優先級。該交換機還應支持遠程監控傳輸情況的統計,以便進行高級故障檢修和分組網絡優化。
大多數高級的無線運營商級以太網傳輸方案中都包含多端口、線速的快速以太網或千兆以太網兩層交換機。而這些方案的QoS功能包含了端口優先級設置以及 與VLAN標簽的優先級映射(包括QinQ)。高級RMON診斷則包括數據指示器以及對每個端口 和每個通道進行全面的遠程監控統計。
支持從核心網到邊緣網的各種網絡
為了盡可能提高以太網的利用率并支持海量數據的有效傳送,無線運營商級以太網方案應支持大于標準1518/1522字節的超長幀。核心網設備應能處理大于9000字節的幀。邊緣網的設備則應支持稍短一些的超長幀。目前,大多數主流網絡運營商都要求設備支持大至4000字節的超長幀。10/100/1000Base-T/Lx千兆以太網交換機支持從64字節到9600字節的幀長,因此既可用于核心網也可用于邊緣網。
作者:Shaun McFall
行銷副總裁
Harris Stratex Networks公司
