Cisco光城域網(wǎng)技術白皮書[001]

1、1 / 24 Cisco 光城域網(wǎng)技術白皮書 概述 客戶局域網(wǎng)速度的提高和復雜性的增加， 要求服務供應商在為客戶站點提供新型高帶寬 服務的同時，改善其現(xiàn)有的服務質量。服務供應商面臨的商業(yè)挑戰(zhàn)是： 在尋找一種途徑來滿 足客戶的各種要求的同時，能從可實現(xiàn)贏利增長的新投資中獲得快速回報。 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡 賴賃軔。 城域邊緣聯(lián)網(wǎng)解決方案 城域邊緣網(wǎng)絡將用戶連接到更廣的公共網(wǎng)絡中。 這里我們強調(diào)的是服務的多樣性和客戶 的反應?？蛻艟钟蚓W(wǎng)速度的提高和復雜性的增加， 要求服務供應商在為客戶站點提供新型高 帶寬服務的同時，改善其現(xiàn)有的服務質量。服務供應商面臨的商業(yè)挑戰(zhàn)是： 在尋找一種途徑 來滿足客戶的各種

2、要求的同時，能從可實現(xiàn)贏利增長的新投資中獲得快速回報。 聞創(chuàng)溝燴鐺險 愛氌譴凈禍測。 客戶局域網(wǎng)（LAN ）通過辦公樓、園區(qū)和路邊的業(yè)務接入點來連接。 LAN 逐漸超越了 其名義上的局域性，因為 LAN 可以通過公共網(wǎng)絡中的高速服務連接很多站點。對于企業(yè)客 戶來講，他們最關心的是是否有一種可負擔得起的高速服務， 能滿足他們的全面通信需求。 殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟婭驟。 1 Pop Metro Edge 111 PoP Long Haul/ Metr0 馳 1 Core PoF 麗呦 Stoic? Metro Edge 1 - PoP Long Haul/Extended Long Haul-長距

3、離 /超長距離 思科光設備產(chǎn)品包括針對于企業(yè)接入點的多業(yè)務生成平臺（ MSPP）、城域邊緣和局間設 備。思科 COMET MSPP 支持 DS1， DS3， EC1， OC-3/3c， OC-12/12c， OC-48/48C，和 OC-192/192C TDM 業(yè)務，以及非 TDM 服務，范圍從 10/100-Mbps 直到吉比特和 10 吉比特 以太網(wǎng)?？梢愿鶕?jù)企業(yè)的任何要求，滿足具有企業(yè)系統(tǒng)連接（ ESCON ）、光連接（FICON ）、 光通道和其它連接要求的存儲區(qū)域網(wǎng)絡（ SAN ）的所有需求，同時還可滿足話音、視頻、 LAN 數(shù)據(jù)流量的需要。服務供應商可將 MSPP 應用于整個網(wǎng)絡

4、中，并可通過添加一塊相關 接口卡來升級任意服務，來降低庫存、維護和培訓成本。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐顧葒。 城域光聯(lián)網(wǎng)解決方案 用于業(yè)務連續(xù)性、存儲整合和多業(yè)務集成的城域光聯(lián)網(wǎng) 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾。 城域光網(wǎng)絡的應用 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點鉍。 思科城域網(wǎng)廈礴懇蹣駢時盡繼價騷巹癩。 用于業(yè)務連續(xù)性、存儲整合和多業(yè)務集成的城域光聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)商務應用的迅猛增長對全球企業(yè)和服務供應商網(wǎng)絡提出了巨大的需求。 關 鍵任務應用，如電子商務、客戶關系管理、存儲網(wǎng)絡以及新興的應用如流式媒體等，正在影 響著從接入網(wǎng)絡到城域和廣域網(wǎng)絡的整個網(wǎng)絡。 這些技術挑戰(zhàn)正影響著各行各業(yè)， 從金融業(yè) 務、保健和教育

5、到電信業(yè)務供應商。 （如圖 1）煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊。 2 / 24 圖 1 對于城域光存儲網(wǎng)絡的新興需求 圖注： Fiber SP 光纖服務提供商 IXC 長途電信局 SSP 業(yè)務交換點 Acess 接入 Wavelength SP 波長 SP ILEC 傳統(tǒng)本地電信運營商 Finan cial Com mun ity 金融機構 Utilities 公共部門 Government 政府 Education 教育 Healthcare 醫(yī)療 Storage Connectivity 存儲連接 Disaster Recovery 災難恢復 Serving Aggregation 10GE 業(yè)

6、務匯聚 10G 以太網(wǎng) Backbone Consolidation 骨干網(wǎng)整合鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴縈詰。 由于商業(yè)服務對消費者的日常生活變得至關重要，他們希望快速、不間斷地訪問企業(yè)的 系統(tǒng)和資料。同時，在存儲需求方面空前的增長迫使企業(yè)重新評估如何以及在何處滿足這種 穩(wěn)步增長的需求。針對這一問題，新的存儲區(qū)域網(wǎng)絡和網(wǎng)絡連接存儲技術已經(jīng)出現(xiàn)。 這些技 術使企業(yè)能夠擴展自身的存儲能力， 提供更大地理范圍內(nèi)的存取能力， 同時提高了對他們存 儲資源的整體管理能力。籟叢媽羥為贍債蟶練淨櫧撻。 運營商在城區(qū)部署光纜為引人注目的裸光纖（也譯作黑光纜）和高帶寬技術的使用打下 了基礎。曾經(jīng)由 T1 和 T3 設

7、施管理的網(wǎng)絡連接，現(xiàn)在則需要光通道、 ESCON （企業(yè)系統(tǒng)連 接）、千兆以太網(wǎng)才能滿足需要，未來更需要 10G 以太網(wǎng)。這種需要，以及光技術的進步， 如密波分復用技術（DWDM），已經(jīng)極大地提高了傳輸能力并顯著降低了成本，對為城域市 場提供裸光纖和高帶寬業(yè)務的運營商具有極大經(jīng)濟吸引力。 預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥。 城域光網(wǎng)絡的應用 對于正在通過城域網(wǎng)絡（MAN）不斷擴展的網(wǎng)絡來說，業(yè)務連續(xù)性、存儲合并和多業(yè)務集 成是三種關鍵應用。 業(yè)務連續(xù)性和災難恢復 企業(yè)的金融、生產(chǎn)和客戶關系管理部門需要采取戰(zhàn)略手段以保持應用服務全天候運行， 同時切實保護企業(yè)關鍵信息以避免損壞和丟失。 在當今的競爭性商業(yè)

8、環(huán)境中， 系統(tǒng)中斷對一 個企業(yè)來說是破壞性的。經(jīng)紀公司和其它金融機構在系統(tǒng)崩潰時每小時會損失上百萬美元。3 / 24 甚至零售業(yè)企業(yè)在用戶不能下訂單時每小時也會損失成百上千美元。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨。 用于存儲的業(yè)務連續(xù)性策略必須解決數(shù)據(jù)備份和災難恢復問題。備份和復制包括：數(shù)據(jù) 存檔，用于防止數(shù)據(jù)丟失和損壞；數(shù)據(jù)的遠程復制，用于內(nèi)容的分發(fā)、應用測試、災難保護 和數(shù)據(jù)中心移植。實時災難恢復解決方案，如同步鏡像，通過將關鍵任務數(shù)據(jù)安全地遠程鏡 像，以避免災難發(fā)生時的數(shù)據(jù)丟失， 為企業(yè)的數(shù)據(jù)操作提供了安全措施，確保為雇員、 用戶 和合作伙伴提供不間斷的服務。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵。 圖 2

9、 業(yè)務連續(xù)性和災難恢復的應用 SfMlI Datv Cvnhir 更1 SkirigB Serw GE PC Storage Seresr ESCON 圖注: Small Data Center 小型數(shù)據(jù)中心 Hosts 主機 Storage Server 存儲服務器 ONS15540 ONS15540 FC 光通道 GE 千兆以太網(wǎng) ESCON 企業(yè)系統(tǒng)連接 Main Data Center 主數(shù)據(jù)中心 Standby Data Center 備用數(shù)據(jù)中心擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報贏。 這些業(yè)務連續(xù)性應用，以及相關的存儲區(qū)域網(wǎng)絡 （SAN）技術，如光通道和企業(yè)系統(tǒng)連接 （ESCON ）等，需要一

10、個能容錯、高帶寬和低延遲的網(wǎng)絡 （如圖 2 所示）。對于同步鏡像，密 波分復用技術（DWDM ）光網(wǎng)絡的低延遲為避免對應用性能的負面影響是非常重要的。 贓熱 俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢。 存儲整合 如圖 3 所示，網(wǎng)絡連接存儲（NAS）可與存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN ）集成以支持基于 IP 存儲合 并和文件共享。NAS 在很多應用領域都是非常有效的，包括合作開發(fā)、工程、電子郵件、 網(wǎng)頁和普通文件服務等。因為 NAS 將存儲抽象到文件系統(tǒng)級，所以它可以在多個用戶和應 用間非常有效地管理唯一數(shù)據(jù)的共享。 NAS 使用已被普遍理解的技術如 IP、以太網(wǎng)、網(wǎng)絡 文件系統(tǒng)（NFS）和通用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)（CIFS），

11、部署和運營的復雜性非常低。 壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴 氈淚躋馱。 FSCON 4 / 24 圖 3 SAN 和 NAS 集成的應用5 / 24 FC SAN1 Storage Device 存儲設備 Server/FC 服務器/光通道 Server/iSCSI 服務器/互聯(lián)網(wǎng)小型計算機接口（ iSCSI） Sever 服務器 Client 客戶 Main Campus Network 主園區(qū)網(wǎng)絡 Block 模塊 File 文件 FC Network 光通道網(wǎng)絡 iSCSI 互聯(lián)網(wǎng)小型計算機接口 FCIP IP 光通道（Fiber Channel over IP） IP Network IP 網(wǎng)絡 E

12、xtension across Metro Area 通過城域的擴展 FC 光通道 GE 千兆以太網(wǎng) Cisco ONS 15540 思科 ONS 15540 Optical MAN 光城域網(wǎng) FC SAN2 光通道 SAN2 Office Network 辦公網(wǎng)絡蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅籜葦。 要通過一個城域環(huán)境實現(xiàn)業(yè)務連續(xù)性和存儲合并的全部好處、 心之外，需要一個能夠滿足存儲應用特殊需要的網(wǎng)絡基礎設施。 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和多業(yè)務集成 今天的企業(yè)和服務供應商繼續(xù)支持多種多樣的網(wǎng)絡技術如 步光網(wǎng)絡）、ATM （異步傳輸模式）、時分復用（TDM）、光通道和ESCON （企業(yè)系統(tǒng)連接） 等。其中一些技術具有戰(zhàn)

13、略意義， 能滿足特殊的業(yè)務需求。 而另外一些技術的存在純粹是由 Block IL Bloch 圖注: FC htebADrli Drvicn SflTOL1 FC Office NTK!urk Cisco ONS 1554C FC SAN 2 Ertoncn 4icrxj s 帖砒饒Area SitiMdge Mn Cam( (xiii NejtADr-k FC FC 計呦gu DMIC# DpilCdl VAN ii 光通道 SAN1 把存儲網(wǎng)絡擴展到數(shù)據(jù)中 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌。 IP （互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議） 、SONET （同 6 / 24 于歷史原因。企業(yè)必須管理和支持這些技術， 同時優(yōu)化

14、對現(xiàn)有預算和資源的使用。 將這些網(wǎng) 絡技術合并為一個普通的光基礎結構可以降低成本并簡化運營。 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆銃。 圖 4 多業(yè)務集成的應用7 / 24 Legacy Services 傳統(tǒng)業(yè)務 Data Networking 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 GE/10GE 千兆以太網(wǎng)/ 10G 以太網(wǎng) Storage 存儲 T3/E3 T3/E3 OC12c OC12c OC48c OC48c Optical Backbone 光骨干網(wǎng) ATM/SONET ATM/SONET （異步傳輸模式/同步光網(wǎng)絡） FICON FICON Fiber Ch光通道 OC-3/STM1 OC-3/STM1 驅躓髏彥浹綏譎

15、飴憂錦諑瓊。 透明的光接口可以承載多種業(yè)務流量，包括千兆和 10G 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、ESCON （企 業(yè)系統(tǒng)連接）、FICON （光通道連接）和光通道存儲網(wǎng)絡，還有 SONET （同步光網(wǎng)絡）和 OC-3、OC-12 及 OC-48 速率 ATM （異步傳輸模式）。由多個波長承載不同類型的業(yè)務流量 可以多路復用于一對光纖上，實現(xiàn)多業(yè)務傳輸。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻鵬。 思科城域網(wǎng) 思科 ONS 15540 擴展業(yè)務平臺 思科 ONS 15540 擴展業(yè)務平臺是一種用于城域網(wǎng)的 DWDM 光傳輸多路復用器。它使用 DWDM 技術以及服務終端和分插多路復用技術，支持高達 32 （波長）的協(xié)議，并支

16、持以 16Mbps 到 2.5Gbps、每單位 10Gbps 的速率進行與比特率無關的業(yè)務流量操作。 鍬籟饗逕瑣筆 襖鷗婭薔嗚訝。 思科 ONS 15540 擁有每光纖對 320Gbps 和 32 波長的合并能力，可以傳輸大量高速業(yè)務 流量如 ESCON （企業(yè)系統(tǒng)連接）、FICON （光通道連接）、光通道和千兆以太網(wǎng)。思科 ONS 15540 支持多種存儲網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和傳統(tǒng)的 SONET （同步光網(wǎng)絡）應用。 構氽頑黌碩飩薺齦 話騖門戲。 思科 ONS 15252/15201 思科 ONS 15252/15201 城域 DWDM 家族為企業(yè)和運營商業(yè)務接入點 （POP） 提供了即時波 長。

17、其容量可以一種經(jīng)濟的方式逐信道增加。思科 ONS 15252 是一種多通道設備，思科 ONS 15201 則是一種單通道設備節(jié)點。兩者占地面積都非常小而且耗電低。思科 ONS 15252/15201 以各種線速（最大可達 2.5Gbps）支持大量的業(yè)務流量類型 （SDH/SONET、千兆 以太網(wǎng)）。通道保護選擇包括：不保護、客戶層保護和（光通道）光纖保護。 輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂 號澩蠐鑭。 思科 ONS 15454 光傳輸平臺 思科 ONS 15454 光傳輸平臺是當今光網(wǎng)絡中一個關鍵的組成模塊， 它具備提供下一代傳 輸性能和經(jīng)濟性的能力。它在單一平臺內(nèi)結合了傳統(tǒng)的 SONET TDM 的優(yōu)點和統(tǒng)

18、計多路復 用技術。思科 ONS 15454 可以合并傳統(tǒng)的設備如 DS1、DS3、STS1、OC3、OC12、OC48， 包括.0Qr$9rincis Optiul Backhir?-nfr 圖注: 8 / 24 多波長 DWDM 光纖，還支持數(shù)據(jù)接口，如以太網(wǎng)、 ATM 和視頻。這大大提高了傳輸 層的效率，顯著地降低了初期和生命周期內(nèi)的部署成本。單一思科 ONS 15454 機架 層現(xiàn)在 可支持 OC3/C、OC12/C、OC48/C 甚至 OC192。堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅瀝紕。 戰(zhàn)略性合作關系 思科系統(tǒng)公司已經(jīng)組織了戰(zhàn)略聯(lián)盟，為其用戶提供一種以用戶為中心的一攬子解決方 案。為實現(xiàn)這一共同承

19、諾而提供的解決方案和業(yè)務，涵蓋產(chǎn)品、應用、系統(tǒng)集成，最佳方案 專門用于確?？蛻舫蔀樾陆?jīng)濟中成功的全球性網(wǎng)絡化組織。 關鍵的合作關系包括： 識饒鎂錕縊 灩筧嚌儼淒儂減。 AT&T Ultravailable （超可靠）寬帶網(wǎng)絡是一種定制設計的管理方案，為需要不間斷訪問他 們商業(yè)運作的客戶提供專用、高速的光網(wǎng)絡和最新的光網(wǎng)絡技術。 凍鈹鋨勞臘錯癇婦脛糴鈹賄。 EMC 正利用思科的光技術確保正在部署的 EMC 存儲和存儲區(qū)域網(wǎng)絡解決方案的可靠性、 高性能和安全性。 IBM 正將電子商務解決方案與思科光網(wǎng)絡技術集成在一起， 以提供強勁的存儲網(wǎng)絡，如 IBM Copy Services（拷貝服務

20、），以滿足企業(yè)間大范圍數(shù)據(jù)可用性需 求。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦聰櫻。 Metromedia Fiber Networks（MFN） （ Metromedia 光網(wǎng)絡公司），是一家領先的可管理光網(wǎng)絡業(yè) 務供應商。該公司已經(jīng)使用思科技術部署了高級應用服務，如存儲區(qū)域網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)鏡像、災 難恢復、數(shù)據(jù)庫和的高分辨率視頻網(wǎng)絡，擴展了他們的 WaveChannel 光網(wǎng)絡解決方案。鯊腎 鑰詘漣鉀溈懼統(tǒng)庫搖飭。 比較 Metro WDM （城域波分復用）系統(tǒng)：單向 vs雙向實施 簡介與宗旨碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞鷥膠。 實現(xiàn)雙向傳輸 閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖輛塤。 相同波長上的雙向傳播 氬嚕躑竄貿(mào)懇彈濾頷澩紛釓。 增

21、加光放大功能釷鵒資贏車贖孫滅獅贅慶獷。 從不同的基礎開始慫闡譜鯪逕導嘯畫長涼馴鴇。 結論諺辭調(diào)擔鈧諂動禪瀉類謹覡。 術語表嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈癱懇。 簡介與宗旨 盡管最初只是推出用來緩和長途傳輸骨干網(wǎng)中的帶寬問題，采納基于 WDM 的傳輸系統(tǒng)的 做法在城域網(wǎng)領域也迅速傳播開來。由于系統(tǒng)部署在不同的地理位置，所以長途網(wǎng)絡和 Metro WDM 系統(tǒng)不再可能分得一清二楚。 第一代 Metro WDM 產(chǎn)品僅僅是小型的長 途傳輸 WDM 系統(tǒng)，旨在用于信道數(shù)更少、比特率最高為 2.5Gbps 的點到點應用中?？蛇_到的系統(tǒng) 傳輸距離是 50-80 公里，而且無需使用放大器。 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫圓鍰。

22、 如今，特別為城域網(wǎng)設計的第二代 WDM 產(chǎn)品已經(jīng)面世。它支持的新特性有： lOGbps 傳輸；更多信道數(shù)量；環(huán)路、網(wǎng)狀環(huán)路和全網(wǎng)狀體系結構的靈活設計。 這些新功能與大城市 聚集對更廣闊覆蓋范圍的需求一直在促使向在 Metro WDM 解決方案中使用可選 的放大 器。鑒于上述原因，除在 G.652 類光纖上進行最遠達 200 公里的有限色散傳輸外，Metro WDM 系統(tǒng)現(xiàn)在正面臨著大多數(shù)同類長途產(chǎn)品所獨有的傳輸問題。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞闋簣。 由于今后幾年中 Metro WDM 產(chǎn)品市場可望迅速增長，很多廠商已經(jīng)在競爭舞臺上亮 相，紛紛宣布他們的解決方案性能更好并且價格更低。 與此同時，眾

23、多新服務供應商一直在 力促系統(tǒng)廠商提供能夠最佳地支持他們的商業(yè)模式的優(yōu)化解決方案。 在天花亂墜的廣告宣傳 背后，人們目前很難清楚地了解這些產(chǎn)品的真正特點。 紂憂蔣氳頑薟驅藥憫騖覲債。9 / 24 顯而易見，大量 Metro WDM 產(chǎn)品擁有一個差分特性，即，系統(tǒng)運營要求的光纖數(shù)量是 否最少。大多數(shù) WDM 產(chǎn)品只要求一個光纖對就可以實現(xiàn)節(jié)點間的全雙工互連 （單向系統(tǒng)） 但是，為了更好地滿足光纖受限制的網(wǎng)絡的需要，某些用于城域網(wǎng)應用的 WDM 產(chǎn)品可以 在單根光纖上實現(xiàn)全雙工傳輸（雙向傳輸） 。穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧漲負。 圖 1 雙向和單向 WDM 系統(tǒng)的不同光纖要求 圖注： Fiber :光纖

24、 Bidirectional :雙向 Uni direct ional :單向 雙向和單向 WDM 系統(tǒng)的實施將導致不同要求間的平衡問題，從而影響總成本、設計靈 活性、系統(tǒng)可靠性、性能和容量。本文件試圖就此話題進行闡述， 解釋兩種方法的不同之處 及各自的優(yōu)缺點。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻減棲。 返回頂部 實現(xiàn)雙向傳輸 要了解雙向 WDM 系統(tǒng)如何操作非常簡單，但只有深入思考才能了解雙向系統(tǒng)運行的原 理。為了實現(xiàn)全雙工傳輸和單根光纖作業(yè)，多年來人們嘗試了不止一種解決方案?；旧?， 我們必須使用合適的設備把同一根傳輸光纖上的逆?zhèn)鞑バ盘柗蛛x出來。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼鏗 穎。 第一種方法稱作頻段分離。由于

25、對光組件的要求不太高，所以它是第一個投入實際運用 的解決方案。發(fā)送信道被劃分為兩個或四個組（子波段） ，它們以相反方向傳輸業(yè)務。波段 被分離，并由沿傳輸介質插入線路的光設備結合。 為了防止信號沿光纖傳輸時相鄰波段互相 干擾以及更易于分離波段，各波段之間會保留光譜間隙，又叫 ”保護帶。需要保護帶是致使 雙向 WDM 系統(tǒng)對頻譜帶寬利用率不高的另一個原因，它從根本上限制了可發(fā)送信道的數(shù) 量。擠貼綬電麥結鈺贖嘵類羋罷。 為了減少波段分離的問題，某些廠商一直致力于采用不同方法以實現(xiàn)雙向傳輸。他們在 兩個傳輸方向上使用交織信道而不在相鄰子波段上對信道進行分組。 這意味著偶數(shù)信道將從 東向西傳播，而奇數(shù)信道則與之相