走向融合的多业务网络

引言：融合是每个电信运营商所要实现的目标。然而电信业迄今为止还没有出现一条能够被所有人接受的融合的道路，融合理想的实现对每个运营商来说仍是一个挑战。

　　简单的解决办法就是在所有网络中部署IP，所有人都已经认识到IP网络的优势，并且试图充分利用这些优势应对转型。但是传统运营商基于电路的一系列现有服务（如ATM、FR和租用线）仍然有着相当高的投资回报，企业用户也仍需依赖这些服务来支撑它们的业务需求。

　　一、融合要考虑的问题

　　1.1统一的承载平台

　　对于提供多种网络业务的网络营运者来说，统一的多业务网络平台只需要规划、建设、运营、管理和维护一个网络，要比多个并行或重叠的网络，如话音网络、FR网络和Internet，更加经济、有效。多种网络业务向一个网络汇聚，从技术上可以分为三个阶段：阶段是基于TDM的技术，采用固定带宽的时隙划分，它不支持突发数据业务的统计复用；第二阶段是基于ATM技术，采用定长的包头和定长载荷的信元为基本传送单元，除了ATM信元长度较小带来的开销之外，还有ATM分段和重组（SAR，Segmentation and Reassembly）过程，特

别是在向高速率演进时面临着相当的难度；第三阶段是基于优化的PSN（Packet Switching Network），这种网络能够支持可变长度的业务流，具备实施优化的网络流量工程（TE）的能力，并且能够对网络业务流进行分类、执行流量管理控制以及按QoS优先等级提供保障机制，例如MPLS网络、按流量工程要求路由和提供区分服务的IP网络。

　　1.2高回报的网络业务

　　随着分组业务占用网络带宽的比率越来越大，针对IP协议对公用网络进行优化也就变得更加具有实际意义。但在部署分组优化的网络时，运营商又正面临一些障碍，尽管Internet业务的增长速度在远高于所有其他的业务，但其每比特的回报却不是的，依照目前情况，甚至可以说其回报是的。例如目前FR业务每比特的回报是比IP业务更高的，而TDM专线业务依旧保持着每比特的回报，甚至要比FR业务还高。因此，在部署优化的PSN时，必须考虑网络能否提供这些高回报的网络业务。

　　1.3网络业务的后向兼容性

　　现有的公用电信网络中已经部署了数量庞大的传统设备－包括TDM、ATM和FR等，这些设备内部不使用IP进行信息处理，设备之间也不是使用 IP协议来进行通信的，但是，运营商还要继续利用这些设备构建各种不同的网络并提供各种应用业务。因此，必须考虑在优化的分组网络上互连这些传统的设备，保证分组设备能与这些传统的网络设备互通以及通过分组网后传统设备之间的互通，从而达到网络业务的后向兼容。

　　二、解决之道

　　如何一方面保留这些高回报的现有服务，同时迁移到融合的IP/MPLS骨干网，满足对基于IP的新型以太网服务的需求呢？IETF的端到端伪线仿真（PWE3，Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）为运营商提供了一种选择。

　　作为一种关键技术，伪线（Pseudo wire）允许服务供应商利用一个基于分组技术的汇聚网络替代目前基于电路的网络，来提供全面的传统以及新兴业务。

　　IETF下属的端到端的伪线仿真（PWE3，Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）工作组负责制定分组交换网（PSN）上仿真层（L1）和第二层（L2）网络业务的机制。PSN包括IPv4、IPv6和 MPLS网络；被仿真的网络业务包括数字TDM专线、帧中继（FR）、ATM（信元及ATM适配层）、HDLC、Ethernet和Ethernet VLAN、PPP等网络业务。

　　在制定和修改PWE3相关协议标准的同时，许多网络设备制造商无论是在新一代的路由器产品，或者MPLS交换路由器产品上，都已经能够提供各种不同的伪线业务。

　　PWE3其初衷是在MPLS上仿真以太网，它是一种在分组交换网络(PSN)上模拟各种点到点业务的机制，被模拟的业务可以通过TDM专线、 ATM、FR或以太网等传输。PWE3利用PSN上的隧道机制来模拟一种业务的必要属性，这里的隧道称为虚拟线(PW)。PWE3可以对特定服务的协议数据单元（PDU）进行封装，PDU里面含有仿真特定服务所必需的数据和控制信息。使用PWE3机制，运营商可以将所有的传送业务转移到一个融合的网络(如 IP/MPLS)之中。从用户的角度来看，可以认为PWE3模拟的虚拟线是一种专用的链路或电路。

　　尽管PWE3对IP/MPS革命来说是一种可靠的机制，但不是所有网络都是基于IP的，实际上，通过其他的技术，服务提供商可以扩大PWE3的用途、仿真这些网络，又用不着在每个节点之间安装IP/MPLS层。虽然PWE3在从市场部署的角度看，仍然处于发展初期，但有许多应用可能非常适用于PWE3。包括阿尔卡特在内的越来越多的厂商正在为这些应用开发基于PWE3的解决方案，以期利用这块新兴市场。另外，除了仿真有线服务外，PWE3还可以仿真无线backhauling、FTTX和DSLAM backhauling。

　　越来越多的运营商开始认识到，PWE3极可能带来更广泛的一系列网络和服务。上个世纪90年代末MPLS刚出来时，早期的应用之一就是用于 VLAN服务。后来，在IEEE内部出现了点对点以及点对多点的二层仿真草案，虽然这些草案初针对的是MPLS上仿真以太网，但终经推广后成了 PWE3。

　　三、MPLS上的PWE3概述

　　作为点到多点二层仿真草案的主要制定者，阿尔卡特朗讯提供了端到端的伪线互连方案，通过7750SR上的 ATM/FR业务端口，用户基于电路连接的CE设备可以连接到运营商IP/MPLS网中，在7750SR的业务端口上进行标识后，每一个用户的电路业务流都会在7750SR中生成一个对应的伪线，这些伪线是承载于运营商网IP/MPLS网络中的LSP上的，每条LSP可以容纳多条伪线。除 了连接性以外，阿尔卡特朗讯的7750SR构建的网络还能够为伪线提供差分的QoS，这里的差分主要是指区别于普通IP业务；因为通常FR、ATM承载的业务对于时延、抖动有更高的要求，通过7750SR的QoS调度机制可以独立的为每个伪线业务划拨独立的带宽资源，保证面相连接的业务以更高的优先级通过运营商网络。

图一：利用PWE3提供跨越IP/MPLS网络的业务连续性

　　MPLS上的PWE3逻辑协议分层表现出紧凑的形式，使得线路的利用率得到提高。MPLS外部标签提供了PSN隧道功能，使用MPLS内部标签提供了PW复用功能。隧道标签和PW标签构成标签栈，遵照的是MPLS标签堆栈的概念。我们知道在向着目的地方向上，MPLS允许在标签交换通路（LSP）的倒数第二跳实行标签弹出，这样PWE3达到MPLS边缘PE时就有可能看不到外部标签。使用内、外部两层标签，使得边缘PE在任何情况下均能至少接收到一个标签，能获取足够的执行输出操作的信息。

　　在内部标签的上面是一种紧凑的格式的控制字，使用控制字携带PWE3包装层和PSN汇聚层所需要的许多信息。控制字中的标记域提供了所需要的净荷汇聚功能；顺序域支持净荷按序地传送和PSN汇聚层中的PSN分段两方面的功能，PSN汇聚层中的PSN分段功能还需要控制字中的分段控制比特域支持；为了MPLS上的PWE3能够正确地使用Ethernet数据链路传送，控制字中需要有长度校正域。

　　某些网络环境下，可能需要使用PWE3/MPLS/IP携带方式，即由IP PSN携带MPLS，再由MPLS携带PWE3。包装后的MPLS帧作为合成的PW-PDU，再使用标准的协议在IP PSN上传送。

　　结束语

　　伪线解决方案正迅速成为运营商服务项目中的必备要素，旨在保证通过基于分组网络实现完整的多业务项目。在传统电信运营商网络情况日趋复杂，网络种类不断增加的情况下，阿尔卡特朗讯基于7750SR的IP/MPLS承载伪线的解决方案能够显著降低网络的基础投资和运营成本，能够成为运营商网络融合的利器。