新型协议及设备架起连通以太网与 SONET 世界的桥梁

新型协议及设备架起连通以太网与 SONET 世界的桥梁

     通信领域受控于两种截然不同的技术，即：用于局域网（LAN）中内部业务通信的以太网；以及广域网（WAN）中的 SONET/SDH。在网络可靠性至关重要的企业环境中，以太网已经成为普遍使用的数据网络协议。以太网具有简单、高效和可靠性极高等优点，适用于 LAN 环境。
    
     如果将目光从企业上转移开，那么网络则需要承载上百或上千位客户的语音通信和数据服务。业经验证，SONET（和国际性的 SDH）已成为在用于城域及长距离网络服务技术中具有最高性能和可靠性的技术。SONET网络可以提供非常快速的恢复时间（不到50毫秒），其不仅可支持高达 40Gbps的高线路速率，并且由于固有的多路技术支持，其还具有很高的可扩展性。其他的城域网传输技术经数据服务试用后，没有一项技术可与 SONET 固有的性能及可靠性相媲美。
    
     企业中的协议及城域网中的协议之间存在着不匹配现象。当前，这一问题正通过添加与网络路由器（该路由器可将企业桥接到城域传输网络上）相连的高成本 SONET 接口得以解决。
    
     电信运营商正在四处寻求能够更简单地在城域 SONET 基础设施上传输以太网数据服务的解决方案。但到目前为止，仍然没有一种标准机制能够实现此类传输。虚级联 (VC) 和通用成帧程序 (GFP) 的推出建立了 SONET 或 SDH 上千兆位以太网传输基于标准的机制。虽然这两种技术并非专用于千兆位以太网传输，但却正好适用于该应用。
    
     虚级联
    
     虚级联是对独立 SONET 通道 (STS-1 或 STS-3c) 进行分组，以便创建更大汇聚有效负载的过程。例如，可通过虚拟地级联 21 个 STS-1 通道来创建一个 1Gbps 数据通道。从数据客户机的角度出发，其可作为一个单独的汇聚有效负载，而从 SONET 角度出发，它则像 21 个独立的 STS-1 通道，这些通道可以跨越标准的 SONET 基础设施进行传输，且无需了解这些通道之间的关系。这便是虚级联的关键所在。有效负载可以大小不一，以适用于不同的客户机数据通道，而在进行数据传输的 SONET 网络上无需任何交互。结果是事半功倍的。首先，可以更好地使用 SONET 网络——只使用与客户机需求数量相等的带宽。其次，与底层基础设施支持相比，这可能创建更大的汇聚数据通道——例如，可以使用两个独立 OC-12 SONET 链路中的 STS-1 成员通道创建一个 1G 数据通道，且无需使用复杂的第二层链接汇聚技术。
    
     为了支持发散路径，虚级联有效负载的接收器必须能够重新排列每个组成组件（成员通道）以提取原始数据。每个成员通道都可能经历不同的网络传输时间，因此虚级联的组将看到其成员通道之间不同的延迟。这种不同延迟必须通过 VC 接收器进行补偿，并且需要 SONET 有效负载的缓冲。
    
     在恰当大小的 SONET 通道上支持千兆位以太网传输可以实现超量预定广域带宽的能力，从而可为客户提供子速率业务功能（sub-rate services）。这种分块式的千兆位以太网服务将使用标准以太网反压输出到客户机（中断帧流量控制），以防止任何包损失，从而使客户机提供的负载高于网络所提供的负载。以 50Mbps 的增量提供数据服务等同于通道化 SONET 网络的 STS-1 粒度。使用超量预定不仅可以提供量身定制的客户机服务，而且还能够在单个 SONET 连接上承载更大数量的千兆位以太网通道，并无需采用统计多路技术。
    
     采用通用成帧协议的数据封装
    
     在任何介质上的数据传输都需要方案对每个包进行定界。千兆位以太网（例如， 1000BASE-LX）使用 8B10B 控制代码确定每个帧的起点和终点。该类编码将导致额外 25% 的带宽要求，因此对于广域链接而言并无太大的吸引力。在 SONET 上建立的包定界(packet delineation) 技术是 HDLC 或 Packet over SONET (POS)定界。HDLC 使用控制字节确定数据帧的起点和终点。如果这些控制字节值出现在数据帧内，那么将添加扩展字节 (escape byte) 表明其是真正的数据字节。控制字节的扩展将造成带宽扩展，根据承载的数据，扩展程度会有所不同，最坏的情况是连续使用控制字节的数据帧，这将导致带宽加倍的扩展代码现象。
    
     ANSI T1X1.5 和 ITU 用于定界数据包的最新标准是通用成帧程序 (GFP)。GFP 使用长度字段和 HEC 字段来描绘数据流中的每个帧。HEC 字段用于查找帧的起点，然后长度字段确定该帧的长度。之后，有效HEC 字段将再次确定下一个帧的起点，依次类推。使用 GFP 将千兆位以太网映射到 SONET不会受到可变带宽扩展的影响，因此只要带宽保证即可，无需过量提供带宽。
    
     PMC-Sierra 的 ARROW-2xGE
    
     面对已安装和不断发展的 SONET / SDH 城域网络对专用线路数据传输日益增长的需求，PMC-Sierra 的 ARROW-2xGE 成为第一款能提供满足以上需求功能的设备。通用成帧程序和虚级联为将千兆位以太网映射到恰当尺寸的 SONET 通道提供了标准机制。该设备集成了 SERDES、PHY、千兆位以太网媒体接入控制器 (MAC)、封装处理器 (GFP / HDLC / X.86 LAPS)、虚级联引擎、SONET/SDH 路径处理器（包括 VC-3s 到 AU-4 的 TUG-3 映射）和必要的背板驱动器（运行并保护 4x622Mbps 或 2.5Gbps 串行背板的接口）。
    
     ARROW-2xGE 将置于分插复用器 (ADM) 的支路卡或 SONET/SDH 交叉连接上，其可将以太网传输服务添加到现有 SONET 设备中，从而可在现有 SONET 网络上启用以太网传输服务。
    

     总结
    
     虚级联和通用成帧程序一道可提供一种有效方法，其能以有效方式将以太网业务添加到 SONET 网络。只需采用像 PMC-Sierra ARROW-2xGE 这样的芯片就很容易构成合适的解决方案，该设备能够在单设备中实施所有必要的功能。采用全包网络替代 SONET/SDH 基础设施是种昂贵的备选方案，对于现有 TDM 服务，该方案并不适合。
    
     在无需对现有基础设施进行大的翻修的情况下，电信运营商就可以通过SONET 上的以太网传输来提供的新型高性能数据业务。IT 经理通过采用适用于 LAN 和 WAN 的通用网络技术，可从高性能的WAN 连接及降低的操作成本中获益。可靠传输的需求及新的虚级联和 GFP 标准的出现将使 SONET 网络的使用寿命远远超过最近几年的预言。
    
     Jon Ames
     产品营销经理
     PMC-Sierra公司光纤组网部
     美国加利福尼亚州，圣克拉拉
     info@pmc-sierra。com