高速接入：萬兆全光以太環(huán)網
一． 城域接入
1. 高速接入需求
帶寬提速是現代信息社會高速發(fā)展的一個顯著特征。從運營商角度看，家庭寬帶的提速需求，嶄露頭角的IPTV運營，2G/3G以及LTE基站和核心網的建設，營業(yè)網點和OSS系統的擴容，都對傳送網提出IP化、寬帶化及綜合接入需求；從政企客戶角度看，其專線分支數量和帶寬也都呈幾何級數增長（如表1所示）。必須要有一種接入平臺，能夠滿足上述業(yè)務的IP/ETH化、高速綜合接入。
表1. 各項目帶寬需求
2. 傳統接入方式
傳統的接入方式有ADSL/VDSL、LAN以及SDH/MSTP，當前新型的PON接入方式在運營商的力推之下，正逐漸成為主流。
xDSL：銅纜接入方式，一般出以太接口。下行速率通常不超過20M，實踐中距離控制在2km左右，屬于典型的"最后一公里"接入。
PON：光纖接入方式，ONU接口豐富，可以提供FE/GE/POTS等接口。上行帶寬可動態(tài)分配，且與分光比有關。按1:16均分計算，每個分支100M左右。下行帶寬依據系統負荷而定，輕載時單用戶可達200~300M左右。覆蓋范圍以OLT為中心，理論可達15km以上，實踐中控制在10km內，一般2~5km。
LAN：LAN接入速率較高，可達100M以上，一般都是以太接口。電纜接入覆蓋幾百米到幾公里，光纖對開可達十幾公里。在某種意義上，LAN與PON是同一接入類型。
SDH/MSTP：在城域范圍內（30~150km）為基站回傳和IP接入提供通道，接口為PDH/SDH/ATM/ETH等，分支速率從2M到10M。
3. 接入模式分析
上述接入方式中只有PON在帶寬、接口、綜合接入等方面滿足三重播放等高速帶寬綜合業(yè)務的接入需求。但PON接入存在 一些局限。
首先，難以保證網絡的可靠性。由于PON基于裸纖網，主干保護倒換速度達不到電信級要求，這就要求OLT到ONU距離不能太遠，否則很難保障線路安全，維護也相當困難，比如道路開挖、工程施工、頻繁的網絡割接等，都會影響到光纜安全，導致網絡故障。實踐中一般控制在5~6公里以內。
其次，無法覆蓋城域。其理論覆蓋范圍為20km，但工程實踐一般在15km，且前面也提到OLT至ONU半徑不能太大。因此，城域范圍內，PON網絡注定要成為依附于城域接入或傳輸網的邊緣接入網。
第三，不能承載2G/3G/LTE基站等業(yè)務。除了其網絡不可靠以外，電信業(yè)務與寬帶業(yè)務混傳也帶來了遭受網絡攻擊的危險。此外，LTE要求NodeB之間互聯，而OLT的二層匯聚功能較強，分支間的三層轉發(fā)功能很弱，不適合做基站接入。
對于PON的定位，工程實踐中都是作為IP城域網的邊緣接入技術。為了滿足較大范圍的覆蓋和高帶寬增值業(yè)務接入，運營商一般都建設多個匯聚局所，將OLT位置下沉到匯聚點或用戶邊緣，上行通過光纖直連或傳輸網接入城域網匯聚節(jié)點。而基站業(yè)務采用SDH/MSTP或其他新型的IP化傳送技術如IP RAN或PTN（如圖1所示）。
圖1. PON在城域網的位置
二． CE接入模式：萬兆全光以太環(huán)網
鑒于CE具備取代SDH/MSTP，成為新一代傳送主流技術的條件，而SDH/MSTP在2G/3G 基站回傳網絡或IP城域網架構中又被認為是屬于接入層的部分，從這個角度可認為CE是一種接入網。CE接入不僅有效避免了前述幾種接入模式的缺陷，而且可以像SDH/MSTP那樣在城域范圍內提供接高速、可靠的綜合業(yè)務接入。是城域高速接入的最佳技術。
CE作為一個完整的傳送體系，可分為核心、匯聚和接入層。典型的CE接入模式特色可以總結為一句話：萬兆全光以太環(huán)網（以下以H3C CE方案為例說明）。
1. 全萬兆
H3C CE從接入層到核心層實現了全萬兆對稱通道。接入層采用CE3000系列，每個節(jié)點可以提供至少24個GE光口接入，上行萬兆，匯聚層采用CE5000系列，實現萬兆端口線速轉發(fā)。
IP城域網萬兆接入
傳統IP城域網大多采用xDSL、SDH/MSTP和PON完成接入。由于用戶普遍的帶寬提速要求，例如中國電信已經把100M接入做為家庭寬帶的標準，因此xDSL和SDH/MSTP已很難滿足上述要求，PON雖然可以完成小范圍的高速接入，但由于上文所述的局限，缺乏城域范圍傳送的條件，需要依附于一個高速的城域接入和傳送平臺。CE的城域覆蓋和萬兆接入，正好迎合了這個要求。。
通過CE接入，有效節(jié)約了OLT、SW等設備上行光纖，保障了光纖網絡安全，提高了鏈路利用率（如圖2所示）。
#p#
圖2. 傳統IP接入與CE接入模式對比
基站萬兆接入
當前3G技術正在向LTE及4G演進。3G基站的帶寬一般在30~50M左右，而LTE則有可能升至300M。這么大的一個帶寬，需要傳送網具備百兆、千兆接入能力。
對于3G基站，為保護已有MSTP投資，可擴容MSTP第二平面，但運營商基本都在壓縮這部分投資，尋求新的大容量IP化傳送網，而CE具備了絕大部分場景所需的條件，。對于LTE基站，靠擴容顯然不夠，應該直接接入CE萬兆環(huán)，通過CE直達交換局所。
圖3. 基站萬兆接入
其他萬兆接入方式
當前業(yè)界有一種觀點，即通過城域波分做萬兆接入和傳送。波分的確可以提供大容量、高帶寬的接入。但由于其技術發(fā)展等因素限制，目前波分只能提供物理層的透傳，即點到點透傳，而無法區(qū)分業(yè)務并處理，因此波分可以稱之為光纖傳送網，而不是承載網。其只能在業(yè)務設備與業(yè)務設備之間搭路修橋，CE設備也可以由它來對接。而CE作為一種業(yè)務承載網，不僅做業(yè)務傳送，且對業(yè)務做相應處理，如業(yè)務匯聚和交換、各類業(yè)務的區(qū)分服務和QoS、安全等。舉一個例子：在云計算中，云端和云際的業(yè)務流量不僅會形成浪涌，而且其方向不定，隨機性大。CE作為高速的業(yè)務轉發(fā)平臺，可為城域范圍的數據中心DC間提供超高速云間專線。對于波分而言，則需要對DC進行全連接，這顯然非常浪費資源（如圖4所示）。
圖4. 城域波分專線與CE提供超高速云專線的對比
此外，目前波分還處于價格非常高昂的時代，據統計， DWDM/OTN每個波道大約需要25~40萬。對于運營商來說，將波分部署在接入層顯然代價過于昂貴。而相比之下，CE價格相當低，具備非常好的性價比，更容易受到運營商的青睞。
2. 全光網
傳統的SDH的EoP低速接入（2M~8M），必定會引入協轉和光纖收發(fā)器，并容易在局端造成堆疊，過多的協轉和光收發(fā)器不但難于管理，且易出故障，由于沒有網管功能往往用戶投訴后才發(fā)現和處理故障。MSTP的EoS接入（2M~50M）雖不使用協轉，但一般仍需光收發(fā)器從局端拉遠至用戶。目前業(yè)界還有MSAP，試圖通過局端設備內置SDH模塊并插卡化來避免堆疊并改善網管，但用戶端光纖收發(fā)器仍是故障點，且依托SDH的低速接入是其致命缺陷。
#p#
圖5. 光電混合接入的問題
而CE"全光網"意味著用戶和局端光纖對接，克服了光電轉換和協議處理的問題，并提供2M~1000M的接入能力。對于帶寬需要匯聚的低速用戶，在局端可通過PON/OLT接入2~5KM范圍內的用戶。PON網絡具備較完善的網管功能，便于故障的發(fā)現和排除。
圖6. 光纖直驅方式
3. 以太環(huán)網
我們知道，SDH大量使用環(huán)網以便對業(yè)務實施保護。現在尚未完全標準化的PTN也提出了共享環(huán)保護技術。H3C CE具有相應環(huán)網結構，通過"RRPP+"技術起到媲美SDH的<50ms的保護倒換效果。支持各類環(huán)網拓撲，如相切環(huán)、相交環(huán)等，可實現覆蓋整個城域的40G/100G骨干環(huán)和萬兆接入環(huán)分級網絡結構。這使得CE具備傳統傳送網的行為特征。
以太環(huán)網部署有以下優(yōu)點：
網絡投資小
RRPP在部署時，由于其接口都是普通以太光口，不需要特殊的接口板，因此其部署快速，節(jié)省投資。
環(huán)網可以對傳統的分組交換設備雙歸部署起到很好的替代作用，極大減少了雙歸造成的鏈路消耗，節(jié)約了寶貴的光纖資源，降低了工程實施復雜度。
鏈路利用率高
傳統的SDH環(huán)網具有多種環(huán)保護方式，但無論哪種，都需要50%的資源來進行冗余備份，這使得其鏈路使用率<50%。而CE的環(huán)保護技術屬于統計復用，不需要特別的冗余資源，其鏈路使用率可以>50%。
三層到邊緣
H3C CE環(huán)網可實現三層能力部署到環(huán)網邊緣，支持MPLS/VPLS，可有效支持用戶的L2/L3多業(yè)務傳送需求。相比之下，SDH/MSTP無法提供L3功能，PTN標準目前尚不支持L3功能。
跨環(huán)端到端保護
傳統的SDH無法做復雜的跨環(huán)保護，只能通過SNCP（子網連接保護）、DNI（雙節(jié)點互連）等手段完成跨環(huán)通道保護。
SDH中PP通道保護是無法跨環(huán)保護的，而MSP的保護能力也有限。如下圖：
圖7. SDH MSP跨環(huán)保護
SNCP（子網連接保護）采用發(fā)端雙發(fā)，收端選收方式，當在業(yè)務中斷或性能劣化等條件形成時，將觸發(fā)收端的倒換動作。這種方式靈活，但必須對需要保護的每個通道進行配置，工作量大且復雜。
#p#
圖8. SNCP保護
由于CE可以提供一個端到端虛電路服務，跨環(huán)的PW偽線保護就成了一個很重要的課題。通過IRF2虛擬化技術和RRPP環(huán)保護的結合，可以提供U-PW在接入側的保護方案。匯聚核心側通過IRF2和LACP，可以確保鏈路和節(jié)點安全，也即保障了LSP隧道和N-PW安全。H3C CE支持多協議棧，待PTN標準確定后，將完全支持MPLS-TP，實現MPLS APS等保護機制。通過上述技術，完整的保護了端到端的PW安全。
圖9. H3C CE跨環(huán)保護
三． 結束語
總結以上分析，我們有理由相信，CE作為各類接入方式中的最佳技術，通過不斷地技術優(yōu)化和大量工程部署，必將成為主流的新一代IP化承載和接入平臺。
四． 獨立附圖：接入方式對比
【編輯推薦】
