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綜合業(yè)務(wù)交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的初衷

2002/07/22

　想必大家都還記得綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)這個(gè)名詞，雖然ISDN已經(jīng)成為昨天的技術(shù)，但其初衷卻是直到如今仍然成立：統(tǒng)一的接入、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。寬帶ISDN（B-ISDN）則是另一個(gè)意義上的失敗，ATM作為預(yù)定的承載技術(shù)輸給了IP技術(shù)，很難說(shuō)是技術(shù)還是商業(yè)的原因。多年來(lái)我們所希望的三網(wǎng)合一、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)，但并不意味著這一夢(mèng)想已經(jīng)破滅；相反，綜合業(yè)務(wù)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)——我們希望是分組網(wǎng)，是管理、運(yùn)營(yíng)、成本所期望的唯一的網(wǎng)，乃是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備提供商所共同奮斗的方向。

　　朝這個(gè)方向所做的努力至少包括以下重要技術(shù)：

　　MPLS：統(tǒng)一承載層多種協(xié)議，如ATM、IP、ETHERNET等；

　　IP區(qū)分業(yè)務(wù)：IP層對(duì)于支持多種業(yè)務(wù)所做的努力；

　　RPR（Resilient Packet Ring）：局域網(wǎng)相對(duì)于電信級(jí)運(yùn)營(yíng)需求支持的努力，為統(tǒng)一接入網(wǎng)的前奏；

　　POS（Packet Over SDH/SONET）：對(duì)傳統(tǒng)電信網(wǎng)加入對(duì)分組交換的支持。

　　移動(dòng)通信對(duì)于分組交換的支持，如GPRS、CDMA1X、CDMA2000、WCDMA等；

　　軟交換：把傳統(tǒng)交換設(shè)備納入IP交換的努力……

　　從以上技術(shù)的方向可以看出，下一代網(wǎng)絡(luò)必是分組（IP）網(wǎng)無(wú)疑，這一點(diǎn)也許在大多數(shù)人看來(lái)是不言自明的，但在分組交換尚不足以良好支持QoS的今日，斷言分組交換必然勝過(guò)虛電路交換的ATM等技術(shù)并不純粹是理論上的一句話(huà)。試想，有哪一個(gè)運(yùn)營(yíng)商敢于明言會(huì)采納MPLS作為未來(lái)的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)呢？運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備提供商對(duì)于向全I(xiàn)P網(wǎng)挺進(jìn)的策略可以有短期和長(zhǎng)期的兩種。短期策略側(cè)重于ATM技術(shù)，而長(zhǎng)期策略則定位目標(biāo)于全I(xiàn)P網(wǎng)，銜接手段則是依靠MPLS和二層對(duì)于QoS的支撐技術(shù)。

　　兼顧核心和邊緣

　　實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)需要從核心到邊緣的支持，需要建立于統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)之上。雖然設(shè)備在功能和性能上具有統(tǒng)一性，但邊緣和核心設(shè)備則各有特點(diǎn)，如表1所示。

　　目前的邊緣設(shè)備還遠(yuǎn)未達(dá)到綜合業(yè)務(wù)交換平臺(tái)的水平，最接近的設(shè)備應(yīng)該是邊緣路由器，但現(xiàn)今的邊緣路由器很少能做到兼顧各種協(xié)議和需求，往往在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，需設(shè)置分立的多個(gè)設(shè)備，不僅成本高，而且管理復(fù)雜，互通性也差。

　　綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)的主導(dǎo)廠家有Cisco、Nortel、Lucent、Alcatel、Marconi等，全球市場(chǎng)份額占有率依次是（2001年數(shù)據(jù)）： 18.2%、28.7%、27.1%、19.1%、4.3%，可見(jiàn)主要是電信設(shè)備制造商。新介入公司有Aplion、Equipe、Gotham、Vivace和Wavesmith。這些公司的目標(biāo)都一樣：為下一代公眾網(wǎng)絡(luò)提供有功能和性能保障的綜合業(yè)務(wù)交換機(jī)（路由器）。

　　ATM仍在等待？

　　盡管ATM技術(shù)隱于幕后，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備提供商并未放棄ATM，ATM交換機(jī)作為綜合業(yè)務(wù)交換機(jī)仍然是令人放心的首選。

　　實(shí)際上，基于ATM的交換機(jī)是電信運(yùn)營(yíng)商的選擇對(duì)象，而路由器則是ISP所青睞的設(shè)備，這反映出二者所支持業(yè)務(wù)的區(qū)別，但從兩種設(shè)備所支持的協(xié)議來(lái)看，差別正在變小。真正的差異在于ATM對(duì)于QoS有細(xì)粒度的支持，用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)的質(zhì)量可以從速率、延時(shí)和抖動(dòng)等參數(shù)上加以規(guī)定；而IP路由器則是從流量工程等較宏觀的層次上對(duì)整體QoS有所把握，這主要是由于缺乏鏈路級(jí)的QoS支持。二者的共同之處集中于IP和MPLS上。 ATM電路交換的基本技術(shù)非常不適合IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸，所以ATM企圖通過(guò)MPLS來(lái)達(dá)到向IP的過(guò)渡。但ATM層次絕不是必需的，分組交換通過(guò)合理的硬件級(jí)隊(duì)列算法仍然可以獲得對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的支持：簡(jiǎn)單的先進(jìn)先出式排隊(duì)不能滿(mǎn)足所有連接對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的需求，即使線(xiàn)路的帶寬無(wú)限大；假如IP路由器的隊(duì)列算法能夠充分地客戶(hù)化，即根據(jù)用戶(hù)的業(yè)務(wù)需求而規(guī)定隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)和隊(duì)列容量，那么就會(huì)給予實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)以一個(gè)上限保證，即可以保證一定數(shù)量和質(zhì)量的業(yè)務(wù)連接，超過(guò)這個(gè)限度則只能提供最大努力式的傳輸。這里要提的是，ATM等虛電路交換的一個(gè)隱含的條件是呼叫阻塞機(jī)制，不能滿(mǎn)足QoS的呼叫被拒絕，而實(shí)際上單純拒絕總不如讓網(wǎng)絡(luò)提供給用戶(hù)一個(gè)選擇質(zhì)量降級(jí)連接的機(jī)會(huì)，并且通過(guò)使用適應(yīng)性編碼等技術(shù)，不僅能夠提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，也能夠提高呼叫處理能力。Atrica的核心級(jí)A-8000城域網(wǎng)交換機(jī)對(duì)電路仿真支持很好，算是以太網(wǎng)對(duì)提供IP綜合業(yè)務(wù)的一個(gè)嘗試。

　　MPLS乃是關(guān)鍵

　　MPLS不僅可以提供宏觀的流量工程管理，也可以對(duì)單個(gè)的連接進(jìn)行管理（需要底層支持），還能有效提供VPN等高級(jí)業(yè)務(wù)，因此作為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)而被廣泛關(guān)注。而且MPLS另一個(gè)使命是統(tǒng)一ATM交換機(jī)和IP路由器，從而保護(hù)現(xiàn)有投資，因此備受運(yùn)營(yíng)商歡迎。但保守的運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為三年之內(nèi)不會(huì)考慮采用MPLS，原因是MPLS的最終標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)未形成；而少數(shù)運(yùn)營(yíng)商，例如Bell Sourth則表示已經(jīng)開(kāi)始MPLS的試驗(yàn)。從技術(shù)上講，MPLS應(yīng)首先在網(wǎng)絡(luò)核心實(shí)現(xiàn)互通，隨著支持從低層（鏈路層）向高層（應(yīng)用層、API）的滲透，再在邊緣和終端側(cè)實(shí)施。

表1 核心設(shè)備與邊緣設(shè)備的特點(diǎn)
核心設(shè)備	邊緣設(shè)備
接口種類(lèi)較少，但高速：oc-48、oc-192、10ge等	接口種類(lèi)繁多，面向各種客戶(hù)
對(duì)各種協(xié)議運(yùn)行要有性能保證	協(xié)議種類(lèi)繁多，面向各種應(yīng)用
支持大量呼叫處理	直接面向客戶(hù)、支持越多越好
支持大量虛電路	提供多種業(yè)務(wù)接口，如vpn、ip電話(huà)等

表2 支持各種交換方式的設(shè)備
信元交換	包交換	比特交換
cisco mgx 8000系列	alcatel 7670	marconi bxr-48000
nortel passport 20000	lucent tmx 880	gotham gn 1600/400
marconi asx-4000m	vivace viva 5100	wavesmith dn 4100/2100
marconi tnx-1100	aplion orchestra
alcatel 7470
lucent gbx 500/gx 550

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