基于电信级以太环网RERP技术的宽带接入网解决方案

基于电信级以太环网RERP技术的宽带接入网解决方案

1 需求分析

运营商的IP城域网在全业务运营时代扮演着越来越重要的角色，一方面要实现对互联网业务、NGN语音业务、ICT专线/专网业务以及IPTV业务进行综合承载，另一方面随着移动基站向IP分组化的过渡，未来在IP城域网上还要承载移动基站的IP回传。IP城域网作为一个综合业务的承载平台，必须为相关业务提供高性能、高可靠性、高安全性及必要的服务质量保证。

运营商IP城域网分为两个层面，即城域骨干网和宽带接入网。其中，城域骨干网按照功能分为核心层和业务接入控制层，一般采用高端路由器、BRAS组网；宽带接入网是业务控制点以下的部分，提供个人宽带业务及大客户专线/专网业务的接入和汇聚，宽带接入网按功能可以再分为汇聚层和接入层，一般采用交换机的二层技术组网。IP城域网的组网结构如下图所示：

以前各运营商IP城域网改造的主要思路是：网络路由化、扩大三层网络规模并减小二层网络规模、业务节点端局化、服务质量差异化、加固网络安全等。

对于宽带接入网，随着IP城域网的路由化改造，业务控制点的BRAS和SR会逐渐下移，实现业务节点的端局化，因此宽带接入网的汇聚层会移向城域网边缘。对于BRAS和SR下面的二层的网络，为了保障汇聚层的可靠性必须增加二层的冗余链路；为了避免出现环路，传统上只能利用生成树协议，包括传统的STP和收敛更快的RSTP/MSTP，但由于生成树收敛时间、易动荡及兼容性的问题而实际建网中极少采用。

另一方面，随着宽带接入网的汇聚层边缘化，会面临汇聚节点相互之间距离远，光纤资源不充足的问题。运营商的物理光缆一般都是采用环形组网，有单环、相交环或嵌套环等，这样导致汇聚层到业务控制层之间缺乏点到点的光缆路由。如果在汇聚层到业务控制层之间实施二层双归属的可靠组网，则会导致光纤资源的浪费严重。另外，从可靠性上考虑，当物理光缆出现中断时，多个汇聚点到BRAS/SR都会出现链路的中断，对网络的稳定性影响较大。

当地域跨度非常大，如超过100km时，运营商一般都在汇聚节点到业务控制节点部署传输网络，各汇聚节点都通过传输链路实现到BRAS/SR的连接，汇聚层的可靠性可以通过传输网络的自愈特性得到保障，这种方式是运营商经常采用的模式。但是最近几年，随着网络的应用的复杂，特别是基于P2P的应用产生的大量的流量，一般2.5G的传输网络甚至是10G的传输网络在容量上已经达到饱和。而且由于在传输网络上还承载很多传统的基于TDM的语音及专线应用，这对IP城域网的扩容带来很大的限制，如果要升级传输网络到更大带宽的波分系统成本过高。

基于以上分析，在IP城域网的宽带接入层面，由于光缆的环形物理拓扑结构及基于传统传输存在带宽扩容限制及成本的原因，因此需要一种新的解决方案实现汇聚层到业务控制层面的二层高可靠性组网，电信级城域网以太环网技术以低成本、高可靠的优势可以很好地解决该问题。

2 锐捷网络电信级城域以太环网RERP技术介绍

电信级城域以太环网是针对环形拓扑结构而设计的，可以为用户提供50毫秒级的运营业务保护和快速恢复能力，达到传统系统的保护能力。在RFC3619(EAPS)中有关于以太环网保护技术的初步描述，但由于只是一个参考草案，目前业界仅有少数厂商提供了相关的产品实现。锐捷网络基于对万兆以太网技术的深刻理解，在RFC3619的基础上，自主开发了RERP（Rapid Ethernet Ring Protection protocol）协议，即快速以太网保护协议，并已在锐捷网络的RG-S5750系列、RG-S8600系列和RG-S9600系列等高端交换机上实现。

RERP电信级以太环网协议是锐捷网络自主开发的电信级以太网保护协议，通过纯粹软件的方式在环形的组网中实现50ms的传输级收敛保护时间，可以在运营商的IP城域网汇聚层提供高可靠的组网，满足一些对时延、抖动敏感的语音业务、视频等业务的要求，比如3G及NGN等业务对高服务器质量的要求。RERP的组网示意图如下：

锐捷网络电信级城域以太环网RERP技术具有以下特点：

（1）高可靠

部署在IP城域网汇聚层的RERP电信级以太环网，可以有效解决业务控制层以下二层网络的可靠性，避免部署传统生成树协议在收敛时间、稳定性及兼容性上的缺陷。RERP技术可以在单环和相交环的拓扑结构下提供50~100ms的快速收敛，完全可以满足IP城域网多业务承载的要求。目前，RERP已经通过信息产业部电信传输研究所的相关测试。

（2）低成本

通过软件方式实现的RERP技术，集成在锐捷自主产权的RGOS软件平台上，不与特殊的硬件绑定。与传统的RPR（弹性分组网）等技术相比，可以避免采用单独硬件板卡的成本投入，并且节约对设备主机槽位的占用。在部署RERP时，只需要从组网的角度考虑选择不同型号的设备及不同规格的业务板卡。

从光缆资源利用方面而言，采用RERP技术组建环网拓扑可以与光缆的实际物理路由吻合，避免了传统的双归属组网架构对光缆资源的浪费，也避免了传统通过新建或扩容传输资源的方式来满足可靠性要求的成本投入。

（3）高稳定

RERP协议在设计之初就充分考虑环网的稳定性，在设计上保障RERP协议报文在环网上的绝对优先转发，即使在环网出现流量拥塞时，也能保证环网拓扑的稳定，避免出现因为RERP协议报文丢失出现的环网的异常收敛和动荡。

另外在设计上，RERP环网上除了主控节点外，还定义了一个备份主控节点，当主控节点出现故障时，备用主控节点会接管以太环网的管理，这是RERP有别于其他厂商的实现方式，该设计可以进一步提高环网的健壮性和稳定性。

（4）灵活组网

锐捷网络的电信级以太环网RERP技术除了支持单环组网外，还支持相切环组网和相交环组网，可以根据光缆的实际物理路由选择不同的组网架构。

RERP技术还可以配合锐捷的REUP技术混合组网，进一步提高组网的灵活性。REUP（Rapid Ethernet Uplink Protection），即快速以太网上连保护协议，可以在二层双上行连接的环境下提供亚秒级的快速上行链路切换。

（5）易扩展

锐捷网络的电信级以太环网RERP技术支持采用GE链路组网。当千兆环网带宽不满足业务承载需求时，可以通过GE链路聚合的方式实现以太环网带宽的扩展。同时，RERP技术支持非对称带宽的环网组网，即同一环网上部分链路是单GE链路，部分链路是聚合的N*GE链路。未来还可以通过更换10GE板卡升级到10G环网。

对于RERP环网的转发性能，除了可以通过链路集合或升级板卡的方式提高环网带宽外，由于RERP支持RG-S8600系列交换机与RG-S5750系列交换机混合组网，因此还可以通过更换部分环网节点设备而提高环网的数据转发能力。

从组网架构上分析，利用RERP技术组建灵活相切环和相交环组网的特性还可以实现汇聚层网络规模的不断扩展和延伸。

（6）多业务承载

锐捷网络的电信级以太环网RERP技术可以结合QinQ或灵活QinQ技术，解决运营商IP城域网中VLAN的资源不足的问题。另外在电信级以太环网上可以部署三层业务，比如IGP、BGP路由协议或组播业务等。

3[FS:Page] 锐捷网络高端交换机产品简介

作为主流数通设备厂家，锐捷网络现拥有高、中、低端全系列交换机产品线。自2003年开始，锐捷网络始终保持在高端产品研发方面的持续投入，并在技术上不断创新，相继推出了SPOH、三平面分离、CSS、NFPP、RGOS等技术。

RG-S8600是锐捷网络推出的面向十万兆平台设计的下一代高密度多业务IPv6核心路由交换机，支持下一代的以太网100G速率接口，提供14横插槽设计、10竖插槽设计和6横插槽设计三种主机：RG-S8614、RG-S8610和RG-S8606。RG-S8600系列高密度多业务IPv6核心路由交换机提供4.8T/3.2T/1.6T背板带宽，并支持将来更高带宽的扩展能力，可实现高达1786Mpps/1190Mpps/595Mpps的二/三层包转发速率可为用户提供高密度端口的高速无阻塞数据交换。

RG-S8600系列采用电信级可靠性设计，支持冗余引擎、冗余电源及冗余风扇，并通过硬件方式提供多种安全防护能力，例如NFPP、CPP、防DDOS攻击、非法数据包检测、数据加密、防源IP地址欺骗等等，避免了传统软件实现方式对整机性能的影响，提高设备自身的安全性。

RG-S8600系列交换机完全适合IP城域网多业务综合承载的要求，设备支持灵活QinQ、二层和三层的MPLS VPN和VPLS，支持层次化QoS等。

RG-S5750系列交换机是锐捷网络推出的融合了高性能、高安全、多智能、易用性的新一代万兆机架式多层交换机。提供非常灵活的千兆端口复用组合，既可以提供24个或48个10/100/1000M自适应的千兆电口，又可以提供24个SFP千兆光口，同时提供PoE远程供电的接口。另外，RG-S5750系列交换机支持10GE接口的扩展。

RG-S5750在仅1U的空间内可以提供高达240Gbps的背板带宽和102Mpps的高速转发，设备内在安全机制可以有效防范和控制病毒传播和黑客攻击，如预防Dos攻击、防黑客IP扫描等。另外RG-S5750支持灵活QinQ和RERP及REUP。