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综合业务交换平台实现统一的初衷

2002/07/22

　想必大家都还记得综合业务数字网这个名词，虽然ISDN已经成为昨天的技术，但其初衷却是直到如今仍然成立：统一的接入、统一的网络。宽带ISDN（B-ISDN）则是另一个意义上的失败，ATM作为预定的承载技术输给了IP技术，很难说是技术还是商业的原因。多年来我们所希望的三网合一、综合业务网还远未实现，但并不意味着这一梦想已经破灭；相反，综合业务统一网络——我们希望是分组网，是管理、运营、成本所期望的唯一的网，乃是网络运营商和设备提供商所共同奋斗的方向。

　　朝这个方向所做的努力至少包括以下重要技术：

　　MPLS：统一承载层多种协议，如ATM、IP、ETHERNET等；

　　IP区分业务：IP层对于支持多种业务所做的努力；

　　RPR（Resilient Packet Ring）：局域网相对于电信级运营需求支持的努力，为统一接入网的前奏；

　　POS（Packet Over SDH/SONET）：对传统电信网加入对分组交换的支持。

　　移动通信对于分组交换的支持，如GPRS、CDMA1X、CDMA2000、WCDMA等；

　　软交换：把传统交换设备纳入IP交换的努力……

　　从以上技术的方向可以看出，下一代网络必是分组（IP）网无疑，这一点也许在大多数人看来是不言自明的，但在分组交换尚不足以良好支持QoS的今日，断言分组交换必然胜过虚电路交换的ATM等技术并不纯粹是理论上的一句话。试想，有哪一个运营商敢于明言会采纳MPLS作为未来的综合业务平台呢？运营商和设备提供商对于向全IP网挺进的策略可以有短期和长期的两种。短期策略侧重于ATM技术，而长期策略则定位目标于全IP网，衔接手段则是依靠MPLS和二层对于QoS的支撑技术。

　　兼顾核心和边缘

　　实现综合业务网需要从核心到边缘的支持，需要建立于统一的综合业务平台之上。虽然设备在功能和性能上具有统一性，但边缘和核心设备则各有特点，如表1所示。

　　目前的边缘设备还远未达到综合业务交换平台的水平，最接近的设备应该是边缘路由器，但现今的边缘路由器很少能做到兼顾各种协议和需求，往往在进行网络建设时，需设置分立的多个设备，不仅成本高，而且管理复杂，互通性也差。

　　综合业务平台的主导厂家有Cisco、Nortel、Lucent、Alcatel、Marconi等，全球市场份额占有率依次是（2001年数据）： 18.2%、28.7%、27.1%、19.1%、4.3%，可见主要是电信设备制造商。新介入公司有Aplion、Equipe、Gotham、Vivace和Wavesmith。这些公司的目标都一样：为下一代公众网络提供有功能和性能保障的综合业务交换机（路由器）。

　　ATM仍在等待？

　　尽管ATM技术隐于幕后，运营商和设备提供商并未放弃ATM，ATM交换机作为综合业务交换机仍然是令人放心的首选。

　　实际上，基于ATM的交换机是电信运营商的选择对象，而路由器则是ISP所青睐的设备，这反映出二者所支持业务的区别，但从两种设备所支持的协议来看，差别正在变小。真正的差异在于ATM对于QoS有细粒度的支持，用户对业务的质量可以从速率、延时和抖动等参数上加以规定；而IP路由器则是从流量工程等较宏观的层次上对整体QoS有所把握，这主要是由于缺乏链路级的QoS支持。二者的共同之处集中于IP和MPLS上。 ATM电路交换的基本技术非常不适合IP数据报传输，所以ATM企图通过MPLS来达到向IP的过渡。但ATM层次绝不是必需的，分组交换通过合理的硬件级队列算法仍然可以获得对实时业务的支持：简单的先进先出式排队不能满足所有连接对业务质量的需求，即使线路的带宽无限大；假如IP路由器的队列算法能够充分地客户化，即根据用户的业务需求而规定队列的优先级和队列容量，那么就会给予实时业务以一个上限保证，即可以保证一定数量和质量的业务连接，超过这个限度则只能提供最大努力式的传输。这里要提的是，ATM等虚电路交换的一个隐含的条件是呼叫阻塞机制，不能满足QoS的呼叫被拒绝，而实际上单纯拒绝总不如让网络提供给用户一个选择质量降级连接的机会，并且通过使用适应性编码等技术，不仅能够提高网络带宽的利用率，也能够提高呼叫处理能力。Atrica的核心级A-8000城域网交换机对电路仿真支持很好，算是以太网对提供IP综合业务的一个尝试。

　　MPLS乃是关键

　　MPLS不仅可以提供宏观的流量工程管理，也可以对单个的连接进行管理（需要底层支持），还能有效提供VPN等高级业务，因此作为下一代网络的核心技术而被广泛关注。而且MPLS另一个使命是统一ATM交换机和IP路由器，从而保护现有投资，因此备受运营商欢迎。但保守的运营商认为三年之内不会考虑采用MPLS，原因是MPLS的最终标准还远未形成；而少数运营商，例如Bell Sourth则表示已经开始MPLS的试验。从技术上讲，MPLS应首先在网络核心实现互通，随着支持从低层（链路层）向高层（应用层、API）的渗透，再在边缘和终端侧实施。

表1 核心设备与边缘设备的特点
核心设备	边缘设备
接口种类较少，但高速：oc-48、oc-192、10ge等	接口种类繁多，面向各种客户
对各种协议运行要有性能保证	协议种类繁多，面向各种应用
支持大量呼叫处理	直接面向客户、支持越多越好
支持大量虚电路	提供多种业务接口，如vpn、ip电话等

表2 支持各种交换方式的设备
信元交换	包交换	比特交换
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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