BWU

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BWU(BandWidthUtilization),即頻寬利用。隨著網際網路和寬頻接入的日益普及,在愈來愈多的各級骨幹傳輸網中,數據業務已逐漸超過語音業務,成為傳輸網的主導業務。

BWUBWU
BWU(BandWidthUtilization),即頻寬利用。隨著網際網路和寬頻接入的日益普及,在愈來愈多的各級骨幹傳輸網中,數據業務已逐漸超過語音業務,成為傳輸網的主導業務。在進行數據業務傳輸時,傳統的SDH傳輸網路必須將數據業務適配進TDM網路,從而導致傳輸頻寬利用率很低;而將適應數據業務的區域網路簡單地擴張到城域網和廣域網,又無法提供相應的QoS和網路保護。因此,如何有效地提高數據業務傳輸的頻寬利用率,從而節省設備投資和網路建設費用,是下一代傳輸網路必須面對和解決的主要問題之一。

RPR融合了傳統SDH網路和數據網路的優點,構造了適應乙太網數據傳輸的二層網路,可在現有的光網路上提供具備QoS管理和高效率的數據業務傳輸,是最有效的乙太網數據業務傳輸方式。

RPR的頻寬利用機制

RPR作為改進的乙太網二層協定,具備了適應乙太網業務的統計復用功能,同時由於環形網路結構和量身打造的協定,RPR可在保證網路性能的同時,實現網路頻寬的高效利用。RPR的頻寬利用機制可描述如下:

*RPR環任一節點上多個LAN連線埠在入環時的統計復用和負載均衡過程,使各節點能最大限度地利用入環頻寬;

*環上各個節點共享環上頻寬的統計復用功能;

*採用2層保護倒換機制,無需預留保護頻寬;

*採用目的地剝離的RPRMAC協定,實現傳輸頻寬的空間再利用;

*具備乙太網業務的組播和廣播功能,組播和廣播業務無需通過人工指配,可由RPR幀頭判別實現,從而大大節省組播和廣播通道。

由於具備了上述特點,RPR在傳輸數據業務時,其頻寬利用率可大大提高,同時快速的環保護倒換及相應的QoS機制又保證了數據業務傳輸的性能質量,使其成為面向數據的城域網廣域網的主要解決方案之一。

相比之下,儘管SDH在物理上可以環網的形式出現,但其本質上採用的是點對點的業務連線方式,在進行數據業務傳輸時,也只能採用點對點的連線模式,即將數據業務映射進SDH虛容器後,建立點對點的SDH通道連線。顯然,這種方式無法實現環上各點對於通道頻寬的共享,同時由於SDH環網的保護必須占用一半的環網頻寬,因此其頻寬利用無法實現上述RPR第二和第三條的頻寬利用機制;在某些網路業務連線的模式下,亦不可能實現第四條和第五條的頻寬利用機制,其頻寬利用遠小於RPR方式。RPR的頻寬利用率分析:與傳統SDH的比較

為了進一步考察和分析RPR對於頻寬利用率的提高,可通過幾種典型的業務模式和套用類型,比較RPR和傳統的SDH傳輸方式的頻寬需求情況。

*網路業務模式一(AnytoAny):該網路業務為完全均勻分布的點到點業務,即各節點間均有業務連線(FullMesh)。設各點間頻寬要求為1個GbE,若採用傳統SDH的點對點方式,則環上頻寬容量需求約為5個GbE,考慮到保護頻寬,要求有10個GbE的頻寬容量。而採用RPR,即使僅考慮環上的空間復用,在環上的任一截面上任一時刻的最大頻寬容量需求為3個GbE,故3個GbE的頻寬容量即可滿足頻寬需求(在考慮統計復用情況下可進一步節省頻寬)。

*網路業務模式二(PointtoMultipoint):該網路業務為匯聚型業務,即點對多點套用模式。在匯聚型業務模式下,點對點的頻寬容量需求為3個GbE,考慮保護頻寬則總容量為6個GbE。而在不考慮統計復用的情況下,RPR方案只需3個GbE的頻寬容量即可滿足頻寬需求。

*網路業務模式三(Broadcasting):該網路業務為廣播方式。在廣播方式下,SDH點對點連線方案要求環頻寬容量為5個GbE,考慮保護頻寬則總容量為10個GbE。而RPR方案只需1個GbE的頻寬容量即可滿足頻寬需求。

在上述比較中,三種套用均只利用了RPR環的空間復用、廣播功能及保護頻寬節省,而未涉及RPR的統計復用特性。事實上,如在上述套用比較中利用RPR的統計復用特性,則可進一步提高RPR的頻寬利用率,減少投資成本。

RPR的頻寬利用率優勢與網路的業務模式很有關係。考慮到在實際套用中,現有的乙太網城域網區域網省乾網大多為匯聚型(點到多點)和網狀網(任意點對點)模式業務,故在僅考慮這兩種網路業務模式的情況下,同時考慮到根據CoS和保證QoS而預留的某些頻寬裕量,可以認為其頻寬利用率可大約提高6倍(假定統計復用的頻寬利用效率為3∶1)。

RPR的頻寬利用率分析:與VCAT的比較

在下一代SDH的平台上,除了RPR以外,還在傳統SDH技術的基礎上發展了某些新技術,如GFP、VCAT/LCAS等。這些技術主要針對SDH網路中的數據業務傳輸,其中VCAT的著眼點亦在於提高傳統SDH平台傳輸數據業務的頻寬利用率。

VCAT對於提升頻寬容量利用率的貢獻體現在兩個方面:

通過將SDH虛容器的級聯細化,即將原有的VC12、VC4、VC4-4c、VC4-16c細分成VC12-nv、VC4-nv,從而可根據業務容量的大小,配置相應的虛容器級聯,以便通過量體裁衣方式提高頻寬利用率;

由於級聯的顆粒細化,易於對不同的業務進行指配匯聚,從而使得SDH虛容器的填充度提高;

儘管VCAT可以有效地提高頻寬利用率,但這種提升存在著兩個方面的限制:首先,SDH虛容器的最小顆粒為VC12,無法通過進一步的顆粒細化實現更精確的量體裁衣;其次,VCAT作為SDH層面上的技術,採用的是TDM復用,虛容器容量的配置均需人工指配,本質上不適應數據業務的隨機性、突發性,無法做到頻寬資源的統計復用。

相比之下,RPR則具有更小的顆粒,同時具有統計復用特性,可以實現頻寬資源的自動共享。由於VCAT不具備統計復用的功能,不同的節點或連線埠的乙太網業務必須占用不同的SDH管道;而RPR的統計復用功能則使不同節點或連線埠的乙太網業務可以共享相同的頻寬資源,從而大大提高網路頻寬的利用率。

事實上,VCAT作為傳統SDH連續級聯的改進,本質上仍然採用點對點的方式建立傳輸通道。

需要特別指出的是,RPR與VCAT並不矛盾和衝突。事實上,VCAT是SDH層即物理層上的技術,RPR則是數據層上的技術,兩者完全可以共存共榮,在將RPR映射到SDH層面時,可以利用VCAT,以進一步提高數據業務傳輸的頻寬利用率。

分析結果表明,RPR的頻寬利用率較傳統的SDH方式有顯著提高,即使採用VCAT,其傳輸效率也難以與RPR相匹敵。傳輸頻寬的節省,意味著網路建設投資的節省。在數據業務迅速增長的今天,廣泛地採用RPR技術對於數據傳輸網路的建設無疑有著極為重要的意義。

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