VT/TU交換對邊緣網影響的分析(一)

2019-11-05 01:34:00

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供稿：網友

　　最近的技術進步有助于緩減網絡級、網元級和硅晶片級的高容量VT/TU交叉連接所面臨的重重困難，但無法徹底克服這些困難。
　　
　　城域網核心服務以及接入傳輸服務基于靜態設置的固定帶寬容器，這些容器位于STS-N層級或VT-N層級（由SONET定義）以及AU-N層級或TU-N層級（由SDH定義）。
　　
　　最近在城域網核心和接入網絡中部署的設備基于那些能夠在容量為51.84 兆比特/秒（STS-1）或155.52 兆比特/秒（AU-4）的最小容器中交叉連接用戶服務的架構。然而，服務提供商所提供的能夠創造收入的業務基于速率較低的 T1服務、E1服務以及新興的10/100 以太網服務，這些服務通常無法高效映射到更大的SONET/SDH容器中。
　　
　　我們能夠利用基于SONET的VT1.5（1.728 兆比特/秒）容器或者基于SDH的TU-12（2.304 兆比特/秒）容器（表1）實現集合與交叉連接，借此高效治理T1（1.544 兆比特/秒）、E1（2.048 兆比特/秒）或者10/100以太網服務。這些速率較低的容器最初用來使基于PDH的業務映射至SONET/SDH網絡。除此之外，STS/AU和VT/TU級出現的技術（比如虛擬級聯和LCAS）可以實現靈活的帶寬治理，進而通過這些以前的固定凈荷容器機制高效傳輸10/100 兆比特的以太網服務。表1： VT/TU映射至STS/AU容器
　　

　　盡管VT和TU自從SONET/SDH問世以來便已定義完畢，然而從很多層面講，在整個網絡提供VT/TU支持以確保高效映射、交叉連接和集合低速服務，卻是不切實際的，而且成本極其高昂。最近的技術進步有助于緩減網絡級、網元級和硅晶片級的高容量VT/TU交叉連接所面臨的重重困難，但無法徹底克服這些困難。本文從網絡級展開，旨在深入分析VT/TU交換對所有三個層級的影響。
　　
　　網絡級問題
　　在網絡層級實現VT/TU級交叉連接，可能導致帶寬治理以及自動保護交換和Transmux功能出現問題。在具體設計時讓系統有效解決這些問題需要花費極高的成本，因此服務提供商必須逐步了解并實施每一步，交叉（forklift）"升級并非切實可行的解決方案。
　　
　　從歷史角度講，我們很難在整個城域網中的分插多路復用器（ADM）內實現VT/TU級合并以及交叉連接支持。網元無法以較低的成本、較低的功耗、較小的占地面積切實可行地支持大容量VT/TU交叉連接。系統級功能（比如帶寬設置以及告警監控等等）也很難在VT/TU級操作并未集中分布的網絡中進行治理。
　　
　　到目前為止，城域網主要采用ADM借助點對點及環形架構予以實現，能夠疏導至STS/AU級。很大一部分VT/TU級交叉連接出現在數字交叉連接系統（DCS）之中，此類系統集中分布在城域網核心。
　　
　　對于傳統的網絡拓撲學而言，在特定的城域網中，希望在兩個站點之間連接T1線路的客戶需要在每個站點都設置獨立的T1線路，每個站點都要求回連至城域網外部的DCS，以便完成服務連接。在供給部分充足的接入環狀網專用于支持回程連接的應用中，這樣做可能導致帶寬陷入困境而無法使用。
　　
　　隨著IC技術不斷進步，芯片制造商以及OEM廠商目前可以提供經濟高效、切實可行的大容量ADM，此類多路復用器能夠處理VT/TU級服務。這種新興的分布式解決方案可以替代傳統的集中式VT/TU交叉連接方案，其中用于集合及交叉連接的ADM位于靠近客戶的特定城域網中的VT/TU層級，大大緩減了回程需求。
　　
　　然而，我們另外還必須考慮更加精細的帶寬治理。支持大量分布式網絡元素所必需的軟件的復雜程度和功能都有所增加。在集中式DCS中，帶寬設置、測試接入以及告警監控比大量分布式的網元中的相應過程易于治理。
　　
　　盡管如此，隨著運營商要求更多VT/TU級支持那些靠近城域網接入的網元，新興的發展趨勢卻是分布式解決方案。運營商清楚地熟悉到，未來幾年的基建投資（capex）不會出現什么大的風浪，而且VT/TU處理是一個能夠充分利用現有基本設備的投資領域。
　　
　　更高容量的VT/TU交叉連接的額外激勵因素便是支持Transmux的需求。Transmux是一種完成基于PDH的低速支路（通過不同映射從網絡的每一端進入網絡的T1）連接的過程。
　　
　　例如，在一端，T1通過M13 多路復用器被多路復用至DS3，然后被映射至STS-1。在其他端，T1被直接映射至VT1.5，然后通過純粹的SONET網元被映射至STS-1。為了成功互連這兩種信號，這兩種信號必須在同一點分離為原始的T1格式。
　　
　　從歷史角度講，Transmux功能出現在位于集中式網絡的核心的DCS內。隨著網絡過渡為分布式拓撲，Transmux功能開始出現在那些想在城域網核心和接入網中升級ADM的服務提供商提交的信息查詢（RFI）文件內。要害成果便是那些支持Transmux的網元以更高容量的VT/TU交叉連接為中心，這種連接能夠為點對點T1連接提供框架。
　　
　　APS要求
　　除了需要Transmux功能之外，運營商還需要在VT/TU層級實現分布式自動保護交換（APS），以便保持"99.999%"的可靠性。APS適用于VT/TU層級，由單向路徑切換環（UPSR）定義，在SONET標準的Telcordia GR-1400-Core和子網連接保護（SNCP）以及SDH標準的ITU-T G.841 and ETSI TS 101 009中均有所描述。深入評論APS架構已超出文本的范疇，但有必要重點指出同VT/TU處理相關的若干要害問題。
　　
　　APS可以提供一種機制，幫助系統從（設施保護）或者網元（設備保護）的故障中自動恢復。APS能夠應用于更高的STS/AU層級或者更低的VT/TU層級，具體視所采用的標準以及具體的網絡類型而定。
　　
　　目前，大部分ADM都可以在STS/AU層級支持UPSR或者SNCP，通過軟件提供實施APS切換所必需的大部分算法。硬件具備故障檢測功能，并且支持最終的切換事件，但軟件實際上是用于讀取檢測到的故障、解釋信息、生成經過修改的交叉連接狀態，然后將新的配置寫入硬件。這種方案是一種軟件和處理器密集型的解決方案。
　　
　　對于低容量VT/TU交叉連接而言，上文所述的傳統APS方法通常都是可以治理的。然而，隨著服務提供商向容量更高的VT/TU交叉連接演進，在這些標準設定的性能范圍內應用傳統的APS模式開始變得不合時宜。
　　
　　盡管設備保護不存在任何時間限制，但網絡標準為設施的保護規定了50毫秒的時間限制。網絡必須在這一時間框架內檢測并重新配置所有連接。

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