刘铠
摘 要 文章研究了政企客户专线接入的主要方式,结合政企客户业务需求和传送技术的特点,提出了几种典型的政企客户专线接入组网方案。经过不同角度的分析和比较,探讨了在具体应用时接入技术的选择策略,给出了建议。
关键词 数据专线;SDH;PTN;PON;VPN;接入技术
中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)13-0038-03
随着信息技术的广泛应用,政府部门的运行越来越依赖OA办公、会议电视、视频监控等系统,数据专线互联需求增长迅猛;伴随经济的快速发展,需跨地区进行资源配置的企业,其总部与各分部、子公司之间的专线通信需求也越来越多。政企客户ARPU值高、离网率低,是运营商重点关注的优质客户,政企客户专线现已成为运营商增长最为迅速的一项重要通信业务。如何建设符合客户要求的政企客户专线网络,满足政企客户差异化的需求,是本文最为关注的问题。
1 专线接入业务特点
政企客户专线是运营商利用自有通信网络资源或租用其他运营商的资源,为政企客户在其机构网点间提供的高质量专用传输通道。政企客户专线有点对点、点对多点以及多点对多点三种形式,可实现多种速率的带宽和多种类型的接口,满足其访问互联网或各分支机构之间的业务传送需求。根据政企客户业务特点的不同和对安全级别要求的差异可采用不同的技术进行接入,具有度身定制、保密性好、稳定且灵活的特点。
政企客户由于其用户性质与业务内容等因素,对专线接入业务通常有如下要求。
1)重安全:专网业务的数据必须确保安全性。
2)高可靠:能够提供电信级的高业务可靠性。
3)广覆盖:网络需具备较强的覆盖能力。
4)易扩展:业务承载专网须能同步扩展至新增分支机构。
5)多带宽:可提供2~10M、155M(STM-1)、622M(STM-4)、2.5G(STM-16)、FE(百兆以太网)、GE(千兆以太网)等不同类型的多种速率带宽。
从网络拓扑结构来说,政企客户专线业务的信息流向基本为集中型,故组网结构基本为星型或树型。
2 专线接入技术方案
目前政企客户专线接入业务中应用最为广泛的主要包括SDH/MSTP、PTN、PON 及以太网等接入技术,下面将对这几类专线接入的技术方案进行分析和探讨。为便于讨论,本文假设某政企客户X局拟租用专线,组建“中心节点→一级分支机构→二级分支机构”形式的专用网络,网络拓扑为星型结构。从二级分支机构(以下称所)到一级分支机构(以下称分局)需要的接入带宽为2M或4M,从分局到中心节点(以下简称市局)需要的接入带宽为10M或20M,接口类型均为以太网接口。
1)SDH/MSTP接入方案(方案1)。SDH即同步数字序列,是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体,并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDH提供完全透明的物理通道,网络时延小、传输质量高、安全性好,有2M、155M、622M、2.5G等多种速率的带宽可供选择。MSTP即多业务传送平台,是在SDH的基础上将传送网和业务网一体化的多业务平台。MSTP提供统一的网管,通过在SDH设备上增加数据接口板,可同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送。
本方案如图1所示。客户就近接入局站或传输汇聚节点的SDH传输设备,利用电信广为覆盖的SDH传送网,为各所至分局、各分局至市局提供所需上联专线电路。在各所、分局和市局需增配MSTP数据接口板提供数据处理功能,接口类型为FE和GE接口。
SDH的专线接入方案安全性好、可靠性高,但因其带宽由用户独占,故资源利用率低,建设成本较高。
图1 SDH/MSTP 接入的组网方案
2)PTN接入方案(方案2)。
图2 PTN接入的组网方案
PTN即分组传送网,可理解为分组化的MSTP。从技术原理上来看,PTN与SDH/MSTP在一些特性上很类似,包括较高的安全性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、丰富的接口等。PTN基于分组交换、面向连接,能承载多种业务,可与IP/MPLS以多种方式互连互通,无缝承载核心IP业务。PTN具备电信级的OAM,可快速完成点对点连接通道的保护切换,进行端到端的QoS保证,从而实现高效的网络保护。
本方案如图2所示。PTN网络的汇聚层与接入层采用环型拓扑结构,客户就近接入局站或传输汇聚节点的PTN传输设备,然后采用双节点挂环的方式上联至PTN传送网汇聚层,为各所到分局、各分局到市局提供所需上联专线通道,接口类型为FE 和GE接口。PTN网络采用双节点挂环的结构,可有效预防汇聚节点和骨干节点的单节点失效风险。
PTN与SDH/MSTP技术的不同之处主要在于交换方式和传送颗粒大小上。SDH属于电路交换,传统SDH传输网业务调度颗粒小,传送容量有限,在传送大颗粒业务时会存在一定困难。PTN采用的是分组交换技术,适合各种粗细颗粒业务,接入带宽升级灵活,带宽利用率也更高。在汇聚层两者的组网速率差别不大,在接入层PTN采用GE速率组网,较之SDH/MSTP能够提供更高的带宽。
3)PON接入方案(方案3)。PON即无源光网络,是由光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)、光网络单元(ONU)组成的点到多点的信号传输系统。目前常用的有EPON(以太网无源光网络)和GPON(千兆无源光网络)等。PON采用单纤波分复用技术,仅用一芯光纤即可实现双向传输,最大传输物理距离可达20 km。PON的下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽,上行利用时分复用(TDMA)共享带宽,上下行均可达千兆速率(GPON下行2.5G、上行1.25G,EPON上下行均为1.25G)。保护方式有TYPE A/B/C/D四种,其中最常用的是TYPE B和TYPE C保护方式。TYPE B方式通过采用N:2的分光器,在OLT和分光器间实现端口与光纤的备份;TYPE C方式中,OLT和ONU均提供2个端口,使用2个独立的ODN网络连接,实现OLT和ONU间全备份。endprint
本方案如图3所示,采用GPON技术将政企客户X局的各个所接入,通过OLT汇聚后,连接到IP城域网汇聚交换机,保护方式为TYPE B方式。分局和市局则直接经IP城域网汇聚交换机接入IP城域网,与各所在IP城域网路由器SR上实现MPLS VPN的连接。
图3 PON接入的组网方案
目前电信IP城域网由核心路由器(CR)、业务路由器(SR)、宽带远程接入服务器(BRAS)、以及汇聚交换机等网络设备组成,利用IP城域网可开展MPLS VPN专线业务。MPLS VPN是IP VPN技术的一种,它基于MPLS(多协议标记交换)技术,可将现有IP网络分解为逻辑上互相隔离的网络,为不同政企集团客户提供有QoS保障的专线互连业务。因其灵活性与可扩展性强,在网络资源分配、QoS保障及维护监控方面的巨大优势,已逐渐成为VPN的主流技术。在城域的核心和汇聚层面,IP城域网资源分布丰富,但要解决客户终端到城域网的业务传送,还需在接入层利用PON或以太网等技术加以实现。本方案采用GPON技术接入,使用TYPE B的保护方式可保护分光器至OLT段的光纤与端口,具备一定的安全性。
4)以太网接入(方案4)。以太网(Ethernet)是现今局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网有多种类型,包括标准以太网(10M)、百兆以太网(FE)、千兆以太网(GE)、万兆以太网(10GE)等。其传输介质也有多种,双绞线、同轴电缆、光纤等均可。根据板件和传输介质的不同,以太网的传输距离一般为几百米到几千米,万兆以太网的传输距离更可达70 km。目前,绝大多数以太网皆采用星型拓扑结构,以交换机或集线器等专门的网络设备作为核心节点,通过双绞线将局域网中的各台主机接入,各核心节点之间采用光纤互连。
本方案与PON接入方案大体类似,差别在于接入部分采用的是以太网技术。如图4所示,采用以太网交换机接入政企客户X局的各所,经汇聚交换机级联后连接到IP城域网路由器。分局和市局则直接通过IP城域网汇聚交换机接入IP城域网,在IP城域网路由器SR上与各所实现MPLS VPN的连接。
图4 以太网接入的组网方案
以太网技术的优点很多,包括成本低、通用性好、支持的终端多等,但因其从本质上说仍是一种局域网技术,故在网络的覆盖范围、大规模网络的管理、QoS保障及网络安全性等方面仍有很多不足。
5)其他专线接入技术。20世纪八九十年代,DDN、FR、ATM、ISDN等技术曾不同程度地用于中国电信的政企客户专线业务,随着通信网络朝着IP化方向发展演进,上述技术已逐渐被新的IP 技术所取代;xDSL技术近年来在接入层面得到广泛应用,ADSL、HDSL/SHDSL等接入技术利用铜线接入资源可为用户提供较高的带宽,但相对于敷设光缆来说成本要高,并且管道资源占用要多。宽带接入网的发展方向是光进铜退,光纤接入才是未来用户需求的主流,故本文在此不再对这些方案做进一步的探讨。
3 方案比较与选择策略
3.1 接入方案比较
SDH/MSTP、PTN、PON和以太网四种专线接入的技术方案各具特点。总体说来,SDH/MSTP方案技术成熟、现网资源丰富、网管功能强、运维简便,在高端用户中需求较多;缺点是带宽分配不够灵活、承载以太网业务的带宽利用率较低、大颗粒业务承载能力不足、接入成本相对较高。PTN技术发展迅速,其接口统一,采用统计复用的方法进行业务传送,带宽利用能力强,可实现带宽共享及端口速率动态调整,网络承载效率远远高于SDH/MSTP。PON技术是近年来的热点,最大的优势是节省光纤资源,减少了硬件层次,建设成本低,便于维护,是宽带接入最经济有效的技术手段。以太网技术主要用于局域网,组网灵活简单、易于实现,但作为一种接入技术,仍存在许多问题需要解决。
1)安全性:SDH/MSTP方案采用VLAN隔离和VC物理隔离,可为用户提供完全物理隔离的点到点电路;PTN方案采用VLAN隔离并采用端到端隧道逻辑隔离,逻辑隔离的隧道之间完全隔离、任何报文无法跨隧道,客户数据安全可靠;PON方案与以太网接入方案基于IP网络,可为用户提供逻辑隔离的点到点、点到多点或多点到多点的专线连接。目前IP VPN专线已比较接近SDH电路的水平,提供的专线业务可相互隔离,确保客户信息安全。相较而言,方案1与方案2的安全性较高,方案3与方案4安全性略低。
2)可靠性:SDH传送网具备多种级别的保护,包括MSP环保护、SNCP 1+1保护、设备保护等,提供的专线电路达到电信级,可靠性很高;PTN传送网通过引入控制平面可在网络出现故障后快速切换,同时自动寻找并建立新的保护路由,真正提供抗多点多次失效的高可靠性;IP VPN的可靠性在城域网的核心层与汇聚层较高,在接入层面相对低些。方案3采用TYPE B保护方式的GPON接入,分光器到OLT段的端口与光纤实现了保护;方案4采用以太网技术接入,接入层面不提供保护。相比之下,方案1与方案2可靠性较高,方案3与方案4可靠性较低。
3)扩展性:SDH技术提供的点到点的连接关系固定,需对网络进行调整才能改变,扩展性较差;另外3个方案则无需对网络进行调整,只需通过网管即可对连接关系进行灵活设置,扩展性较好。
4)提供带宽:SDH/MSTP方案提供的带宽一般为2~10M,较难扩展到更高带宽;其他3个方案采用的都是FE或GE接口,传输速率高,并可根据需要对带宽进行灵活设置,如初期设为2M,后期若有需求再扩展为10M或100M。
5)建设成本:一般说来,政企客户专线业务的电路局向多、流量小,为使网络具有较高的使用效率,需要网络具备较强的统计复用能力,而SDH传送网统计复用的功能弱,造成网络利用率低,建设成本成倍增加。PTN以分组交换为核心,具备强大的带宽统计复用能力,更适应分组业务的高效传输,提高了网络利用率,但受现网资源条件所限,故现阶段建设成本难以降低。方案3和方案4采用IP VPN技术,不同客户可共用同一个IP网络,建立逻辑上私有的数据传输通道,网络资源可统计复用,网络利用率高、建设成本低。endprint
6)网络运维:SDH网管功能很强,其数据帧中具有传输告警、监控以及故障分析等字节,传输故障定位容易,维护难度较低。PTN支持层次化OAM功能,可实现精细化的故障和性能监控,具有完善的保护和恢复机制,维护较为简便。GPON方案与以太网方案都基于IP技术,而IP的数据帧在传输层面缺乏管理开销,故需借助仪表分析传输故障原因及对故障定位,维护难度较高。
几类专线接入技术方案的比较情况如表1所示。
3.2 技术选择策略
综上所述,无论是SDH/MSTP、PTN的专线接入方案、还是基于IP技术的GPON与以太网接入方案,都可以为政企客户搭建其专属的专线网络。SDH/MSTP与PTN方案在安全性和可靠性方面优势明显,但经济性较差(SDH/MSTP扩展性也较差);GPON与以太网接入方案的经济性和扩展性较好,但在安全性与可靠性方面尚有不足。实际建设过程中,应根据客户的具体需求进行方案选择。
若客户对安全性和可靠性要求较高(如政府部门、公安系统、金融机构等),方案1或方案2应作为主要接入方式,方案
表1 专线接入技术方案比较
比较项目 评价 接入技术
技术成熟度 高 MSTP/SDH
中 PTN、PON、以太网
安全性 高 MSTP/SDH、PTN
中 PON、以太网
可靠性 高 MSTP/SDH、PTN
中 PON、以太网
扩展性 强 PTN、PON、以太网
弱 MSTP/SDH
接入带宽 大 PTN、PON、以太网
小 MSTP/SDH
现网资源 多 MSTP/SDH、PON
中 PTN、以太网
纤芯占用 多 MSTP/SDH、PTN
少 PON、以太网
建设成本 高 MSTP/SDH、PTN
低 PON、以太网
网络运维 易 MSTP/SDH、PTN
难 PON、以太网
2可为首选。部分高服务等级客户会明确要求只能以MSTP方式接入,因MSTP网络在传送大颗粒业务时存在一定困难,此情况下可通过两网对接的方式来解决问题。即在用户端用MSTP接入,在汇聚层通过MSTP与PTN设备的GE端口进行对接,将业务在两网间转移,由PTN网络来承载。此外,若政企客户的分支机构较多,其中心节点也应优先考虑采用PTN技术接入。
若客户对于经济性和扩展性要求较高(如普通企业、商业公司等),方案3或方案4应作为主要接入方式。如采用方案3的PON技术解决接入,则EPON与GPON可并重,同等成本条件下优选GPON。方案4与方案3类似,在某些场景下可与方案3结合使用,例如在楼内局域网采用以太网方案,楼外广域范围采用GPON接入,具体可根据实际情况进行选择。
总之,政企客户专线接入的建设应综合考虑客户需求特点、现网资源、建设成本、组网合理性、运维管理等多种因素,才能更好地进行技术方案的选择和网络部署。
4 结束语
政企客户专线作为政府部门和企业信息化建设的基础,对于运营商拓展新的集团话音、数据等业务具有十分重要的意义,是各大运营商竞争的焦点。因政企客户专线业务点多面广、网络建设投资大、维护成本高,故在选择专线接入的具体技术时,必须综合考虑客户的详细需求和侧重点,同时应充分利用现网资源,采用更为经济、灵活和高效的方案。随着经济的飞速发展,各种数据业务需求的激增,政企客户对运营商的传送网也提出了更高的要求。如何利用现有资源,以较低成本建设网络,最大程度地满足政企客户差异化的业务需求,是值得我们不断探讨与研究的课题。
参考文献
[1]肖萍萍.SDH原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[2]王晓义,李大为,田君.PTN网络建设及其应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.
[3]张鹏,阎阔.FTTx PON技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.
[4]陈君,张安军,梅仪国.面向全业务的传送接入网建设策略探讨[J].移动通信,2009(15).
[5]张纬卿.PTN技术概览及作为综合业务传送网应用价值的探讨[J].邮电设计技术,2012(01).endprint
6)网络运维:SDH网管功能很强,其数据帧中具有传输告警、监控以及故障分析等字节,传输故障定位容易,维护难度较低。PTN支持层次化OAM功能,可实现精细化的故障和性能监控,具有完善的保护和恢复机制,维护较为简便。GPON方案与以太网方案都基于IP技术,而IP的数据帧在传输层面缺乏管理开销,故需借助仪表分析传输故障原因及对故障定位,维护难度较高。
几类专线接入技术方案的比较情况如表1所示。
3.2 技术选择策略
综上所述,无论是SDH/MSTP、PTN的专线接入方案、还是基于IP技术的GPON与以太网接入方案,都可以为政企客户搭建其专属的专线网络。SDH/MSTP与PTN方案在安全性和可靠性方面优势明显,但经济性较差(SDH/MSTP扩展性也较差);GPON与以太网接入方案的经济性和扩展性较好,但在安全性与可靠性方面尚有不足。实际建设过程中,应根据客户的具体需求进行方案选择。
若客户对安全性和可靠性要求较高(如政府部门、公安系统、金融机构等),方案1或方案2应作为主要接入方式,方案
表1 专线接入技术方案比较
比较项目 评价 接入技术
技术成熟度 高 MSTP/SDH
中 PTN、PON、以太网
安全性 高 MSTP/SDH、PTN
中 PON、以太网
可靠性 高 MSTP/SDH、PTN
中 PON、以太网
扩展性 强 PTN、PON、以太网
弱 MSTP/SDH
接入带宽 大 PTN、PON、以太网
小 MSTP/SDH
现网资源 多 MSTP/SDH、PON
中 PTN、以太网
纤芯占用 多 MSTP/SDH、PTN
少 PON、以太网
建设成本 高 MSTP/SDH、PTN
低 PON、以太网
网络运维 易 MSTP/SDH、PTN
难 PON、以太网
2可为首选。部分高服务等级客户会明确要求只能以MSTP方式接入,因MSTP网络在传送大颗粒业务时存在一定困难,此情况下可通过两网对接的方式来解决问题。即在用户端用MSTP接入,在汇聚层通过MSTP与PTN设备的GE端口进行对接,将业务在两网间转移,由PTN网络来承载。此外,若政企客户的分支机构较多,其中心节点也应优先考虑采用PTN技术接入。
若客户对于经济性和扩展性要求较高(如普通企业、商业公司等),方案3或方案4应作为主要接入方式。如采用方案3的PON技术解决接入,则EPON与GPON可并重,同等成本条件下优选GPON。方案4与方案3类似,在某些场景下可与方案3结合使用,例如在楼内局域网采用以太网方案,楼外广域范围采用GPON接入,具体可根据实际情况进行选择。
总之,政企客户专线接入的建设应综合考虑客户需求特点、现网资源、建设成本、组网合理性、运维管理等多种因素,才能更好地进行技术方案的选择和网络部署。
4 结束语
政企客户专线作为政府部门和企业信息化建设的基础,对于运营商拓展新的集团话音、数据等业务具有十分重要的意义,是各大运营商竞争的焦点。因政企客户专线业务点多面广、网络建设投资大、维护成本高,故在选择专线接入的具体技术时,必须综合考虑客户的详细需求和侧重点,同时应充分利用现网资源,采用更为经济、灵活和高效的方案。随着经济的飞速发展,各种数据业务需求的激增,政企客户对运营商的传送网也提出了更高的要求。如何利用现有资源,以较低成本建设网络,最大程度地满足政企客户差异化的业务需求,是值得我们不断探讨与研究的课题。
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6)网络运维:SDH网管功能很强,其数据帧中具有传输告警、监控以及故障分析等字节,传输故障定位容易,维护难度较低。PTN支持层次化OAM功能,可实现精细化的故障和性能监控,具有完善的保护和恢复机制,维护较为简便。GPON方案与以太网方案都基于IP技术,而IP的数据帧在传输层面缺乏管理开销,故需借助仪表分析传输故障原因及对故障定位,维护难度较高。
几类专线接入技术方案的比较情况如表1所示。
3.2 技术选择策略
综上所述,无论是SDH/MSTP、PTN的专线接入方案、还是基于IP技术的GPON与以太网接入方案,都可以为政企客户搭建其专属的专线网络。SDH/MSTP与PTN方案在安全性和可靠性方面优势明显,但经济性较差(SDH/MSTP扩展性也较差);GPON与以太网接入方案的经济性和扩展性较好,但在安全性与可靠性方面尚有不足。实际建设过程中,应根据客户的具体需求进行方案选择。
若客户对安全性和可靠性要求较高(如政府部门、公安系统、金融机构等),方案1或方案2应作为主要接入方式,方案
表1 专线接入技术方案比较
比较项目 评价 接入技术
技术成熟度 高 MSTP/SDH
中 PTN、PON、以太网
安全性 高 MSTP/SDH、PTN
中 PON、以太网
可靠性 高 MSTP/SDH、PTN
中 PON、以太网
扩展性 强 PTN、PON、以太网
弱 MSTP/SDH
接入带宽 大 PTN、PON、以太网
小 MSTP/SDH
现网资源 多 MSTP/SDH、PON
中 PTN、以太网
纤芯占用 多 MSTP/SDH、PTN
少 PON、以太网
建设成本 高 MSTP/SDH、PTN
低 PON、以太网
网络运维 易 MSTP/SDH、PTN
难 PON、以太网
2可为首选。部分高服务等级客户会明确要求只能以MSTP方式接入,因MSTP网络在传送大颗粒业务时存在一定困难,此情况下可通过两网对接的方式来解决问题。即在用户端用MSTP接入,在汇聚层通过MSTP与PTN设备的GE端口进行对接,将业务在两网间转移,由PTN网络来承载。此外,若政企客户的分支机构较多,其中心节点也应优先考虑采用PTN技术接入。
若客户对于经济性和扩展性要求较高(如普通企业、商业公司等),方案3或方案4应作为主要接入方式。如采用方案3的PON技术解决接入,则EPON与GPON可并重,同等成本条件下优选GPON。方案4与方案3类似,在某些场景下可与方案3结合使用,例如在楼内局域网采用以太网方案,楼外广域范围采用GPON接入,具体可根据实际情况进行选择。
总之,政企客户专线接入的建设应综合考虑客户需求特点、现网资源、建设成本、组网合理性、运维管理等多种因素,才能更好地进行技术方案的选择和网络部署。
4 结束语
政企客户专线作为政府部门和企业信息化建设的基础,对于运营商拓展新的集团话音、数据等业务具有十分重要的意义,是各大运营商竞争的焦点。因政企客户专线业务点多面广、网络建设投资大、维护成本高,故在选择专线接入的具体技术时,必须综合考虑客户的详细需求和侧重点,同时应充分利用现网资源,采用更为经济、灵活和高效的方案。随着经济的飞速发展,各种数据业务需求的激增,政企客户对运营商的传送网也提出了更高的要求。如何利用现有资源,以较低成本建设网络,最大程度地满足政企客户差异化的业务需求,是值得我们不断探讨与研究的课题。
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