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新型Sonet/SDH訊框器為多協定服務奠定基礎

上網時間: 2003年12月14日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:訊框器  Sonet/SDH  虛串聯  通用成訊框協議  鏈路容量調整機制 

編者按:新型訊框器IC為Sonet/SDH市場帶來了兩項有別於前代晶片的重要革新:虛串聯(VC)和通用成訊框協議(GFP)。它們使得單個晶片可以支援多速率、多協定和多訊息通道的Sonet/SDH解決方案,而這樣的解決方案正是目前服務供應商的關鍵競爭力。

在通訊世界,‘坐享其成’的時代已經結束。大多數公共和私用通訊網路繼續把傳輸業務的重點從語音流轉向數據流。經過時間考驗且已廣泛部署的語音網路必須在不增加營運費用的前提下更有效地提供數據服務。

這並不是一個微不足道的挑戰,因為Sonet/SDH網路最初的設計目標是為了支援時分再使用的流量,而不是像典型的數據通訊中那種很難預測的流量。在設備、軟體、技術以及網路管理等方面業已投入的龐大資金使得廠商必須利用現有的基礎設備。

對於服務供應商和設備製造商而言,這種產業環境帶來了以下技術和商業挑戰:

*廠商和設備製造商必須充分利用現有的基礎設備,在無需全面升級網路和追加投資的前提下獲取更多收入。

*服務供應商必須能透過新型的差異化服務,開闢新的收入管道。隨著本地乙太回路和都會區域乙太網路等新興接取技術進入市場,一個至關重要的問題是如何以最低的成本、最小的工作量以及最少的負面影響將它們連接到現有的網路基礎設備上。

*服務供應、升級和維護的價格應該適應新的經濟現實。廠商需要靈活性和可升級能力,以保護他們在基礎設備上的投資。他們希望在展開每項新服務時只需逐步增加資本開支,因而提高投資回報。

*設備需要提供更高的埠密度,並減少體積、功耗和成本。OEM廠商需要設計再使用技術,以便使他們能夠重覆利用硬體(板卡)、軟體和知識產權(IP)。這還應該結合可擴展的模組化硬體,如多通道、多速率訊框器和即插即用的光模組。目標是節省開發時間,並削減與研發、部署和營運有關的成本。

Sonet/SDH網路的關鍵元件之一是訊框器。訊框是在位元流內指明或標記通道的技術,它為通訊提供了基礎時隙結構以及管理、故障隔離和分區協議選擇等功能。圖1:本例顯示一個整合了GFP、虛串聯和LCAS的OC-48管道,它使網路可以在Layer 1提供可擴充的數據服務

新型訊框IC為Sonet/SDH市場帶來了兩項有別於前代晶片的重要革新:虛串聯(VC)和通用成訊框協議(GFP)。它們整合了傳統訊框器及其輔助元件的功能,使得單個晶片可以支援多速率、多協定和多訊息通道的Sonet/SDH解決方案,而這樣的解決方案正是目前多服務供應商的關鍵競爭力。

串聯是一種把大量獨立訊號整合在一起,以製作一個超速率邏輯通道的方法,目的是提供比一個訊號能享用的更多頻寬。連續串聯要求網路的所有中間節點都支援類似的串聯功能。但在已部署的Sonet/SDH網路中,許多網路不能支援所有種類的連續串聯,如果要升級或更新這些設備,其高昂的成本令人望而卻步。

由國際電聯(ITU)開發的虛串聯規格允許廠商基於STS-1或STS-3/VC-4訊號指配OC-48 (Sonet)或STM-16 (SDH)管道。因此,設計者能夠把恰當數量的STS-1或VC-4訊號整合在一起以支援Gigabit乙太網路數據流,同時指配另一組STS-1/VC-4訊號流以支援光纖通道服務。最終,虛串聯技術使得設備供應商和服務供應商能夠為數據應用提供多個頻寬合適的通道。

我們以採用傳統技術在Sonet上傳輸Gigabit乙太網路數據包(GEoS)為例,當使用STS-21c (1.244Gbps)串聯訊息通道時,頻寬利用率僅為84%。傳統的串聯方法允許廠商把容量劃分為STS-1(51Mbps)、STS-3/STM-1(155Mbps)或STS-12/STM-4(622Mbps)等幾個等級。然而,混合與匹配不同的管道是很難的,因為無法保證網路中恰好存在相同的管道。

新方法利用虛串聯來支援大小不同的管道,因而解決了這個問題。借助虛串聯,GEoS網路供應商可以在數據傳輸應用中達到95%的利用率:STS-1-21v用於在Sonet上傳輸GE數據流,VC-4-7v用於在SDH上傳輸GE數據流,餘下的STS-1/VC-4訊息通道則用於傳送語音。在某些多協定應用中,虛串聯可以使浪費的容量減少達75%。

此外,虛串聯可以創造新的服務等級,因而擴展收入管道。透過虛串聯,服務供應商可以為虛串聯組中需要業務級保證的訊號指配‘保護頻寬’,並從中收取額外費用。

GFP是應用EoS技術的關鍵要素。根據ITU G.7041規格的定義,GFP是一種與協議無關、能傳送任何數據包的訊框描述和封包機制。

GFP是一種把可變長度的有效載荷映射到Sonet/SDH同步載荷封包中的成訊框過程。GFP的價值在於它為本地數據協議(如乙太網路和光纖通道等)提供了簡單的封包方案。GFP有兩種方式:訊框映射和透明封包。對於Gigabit乙太網路和網際網路協定,訊框映射是最有效和最通用的方法。圖2:在本例中,一個攜帶七個訊息通道的STS-1管道能夠透過鏈路容量調整機制(LCAS)確保網路的可靠性。

GFP允許在Sonet/SDH網路上靈活有效地傳輸多種協議。它具有極低的開銷需求和強韌的訊框描述。

隨著連接到Sonet/SDH網路上的數據業務不斷增多,服務供應商需要透過簡單的軟硬體設計,找到一種高效的方法來支援多協定傳輸。借助GFP與虛串聯,他們可以提高設備和網路的效率,並降低成本。

GFP和虛串聯是通用的實現技術,而鏈路容量調整機制(LCAS)和針對SDH的鏈路接取過程則是製造商的可選方案。LCAS可以被認為是虛串聯的補充,它允許設計者即時調整虛串聯組的容量。因此,廠商和設備製造商能夠根據終端用戶需求和網路條件的變化,調整STS-1/VC-4數量。LCAS還允許在網路內動態地調節STS-1/VC-4容器的數目。

即時調整

對於服務供應商來說,採用LCAS的回報是能夠提供即時的可擴充數據服務,並維持傳輸的服務等級協議(SLA)。虛串聯本身不能提供即時的、無差錯的調整,因為在改變管道的容量大小時要求管道兩端必須同步。儘管這種同步可以由軟體在數秒時間內完成,但服務供應商在跨越不同的營運服務系統(OSS)時面臨挑戰,因為他們目前不支援無縫的交接。在這種環境下,如果沒有LCAS,即時頻寬調整是很難實現的。

LCAS的結構給那些試圖內建這種支援能力的OEM廠商增加了一定的設計複雜度和風險。不過,支援LCAS的訊框器提供了針對此問題的低成本、低風險解決方案。

半導體技術的進步為晶片設計者帶來更高的性能和增加功能的空間。例如,GFP、虛串聯和LCAS已經被整合在下一代Sonet/SDH訊框器中。這些新晶片的擴展功能和模組性改變了OEM廠商的設計約束,並為服務供應商帶來新等級的靈活性。其它Sonet/SDH訊框器IC則著眼於解決GEoS的多協定和多速率問題。這些新元件將Gigabit乙太網路與分插再使用、虛串聯和其它功能整合在一塊晶片上,減少了OEM的上市時間,並改善了系統的成本、功耗和尺寸。

雖然乙太網路是一種更簡單、更廉價的解決方案,但它不是專為Sonet/SDH網路的環形拓樸所最佳化的。因此,乙太網路通常不能充分利用已部署的環形拓樸功能來提高系統可用性。新的GEoS解決方案能透過利用GFP/虛串聯的優勢,在現有的Sonet/SDH環形網上傳輸GE數據訊框。這種能力使得數據客戶能夠更迅速地利用Sonet/SDH網路,並降低EoS應用的總體系統成本。

作者:Chris Hamilton


區域行銷總監


Nathaniel Grier


行銷總監


Agere系統公司光纖網路IC部門




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