RPR技術

RPR技術又稱彈性分組環是一個高效的最佳化協定，可以在環網上傳輸IP數據業務，同時提供小於50ms的保護倒換。RPR將充分套用到城域網和廣域網中，提供高速、可靠的園區網和數據中心的連線。RPR還可以運行在SDH上，RPR MAC和第1層是獨立的，它可以在標準的乙太網物理層和SDH幀傳輸上運行。RPR一個很大的套用就是套用在SDH環物理層和乙太網物理層。RPR對SONET/SDH是一個補充，SONET/SDH分為獨特的兩層：靜態的時分復用層和監視映射層。RPR用統計的分組交換代替靜態的時分復用，用於控制從環或SDH傳輸層上的節點上下流量，同時提供小於50ms的恢復保護。

基本介紹

• 中文名：RPR技術
• 別名：光乙太網彈性分組環技術
• 運用領域：電腦
• 類型：最佳化協定

背景

IP數據業務的快速發展，使乙太網區域網路飛速發展，這就需要一個高速的MAN或WAN把它們連線起來，很多廠商提出了IP over ATM或IP over SDH的方案，利用的協定有MPoA和PoS，但是它們都有一個缺點，就是當第2層的服務進入第1層的WAN結構時，它們的頻寬是靜態分配的，這樣頻寬的利用率不高。一個好的解決方法是採用光乙太網RPR技術（Optical Ethernet RPR），它使RPR環上的設備共享環上的所有或部分的頻寬。

乙太網IP數據採用盡力傳送的機制，是現在廣泛採用的區域網路技術，具有很好的擴展性，很適應現在的突發性數據業務，但是，QoS沒有保障，保護倒換的能力也很差。SDH設備具有小於50ms的倒換時間，有多種保護方式，具有良好的QoS，但是SDH採用的是固定傳送頻寬，傳送IP數據業務的效率不高，造成很大的浪費，SDH對數據業務的傳送不是最佳的選擇。

概念

RPR是一個高效的最佳化協定，可以在環網上傳輸IP數據業務，同時提供小於50ms的保護倒換。RPR將充分套用到城域網和廣域網中，提供高速、可靠的園區網和數據中心的連線。RPR還可以運行在SDH上，RPR MAC和第1層是獨立的，它可以在標準的乙太網物理層和SDH幀傳輸上運行。RPR一個很大的套用就是套用在SDH環物理層上，另一個就是乙太網物理層。RPR對SONET/SDH是一個補充，SONET/SDH分為獨特的兩層：靜態的時分復用層和監視映射層。RPR用統計的分組交換代替靜態的時分復用，用於控制從環或SDH傳輸層上的節點上下流量，同時提供小於50ms的恢復保護。

關鍵技術

網路都有其物理結構和邏輯結構，物理結構的選擇受到經濟可行性的限制，而邏輯結構的選擇則要依賴其運行的業務。網路更需要一個彈性的邏輯結構，因為這樣更有利於業務的運行，即要求在物理結構上自由選擇邏輯結構。光纖環是一個非常有效的物理結構，而RPR就是在這種環上運行分組交換業務，它提供在這種環上選擇所有邏輯結構的彈性。在電路交換中，每個電路的頻寬是固定的，不可能根據業務的情況預先分配頻寬，這樣對於現在的數據業務，尤其是IP業務，利用率非常低，RPR通過分組的優先權動態地提供虛擬的頻寬分配表，以便充分地利用頻寬。RPR一個很大的優點就是有效的利用頻寬，它採用以下技術：

統計的空間復用技術

RPR協定的主要特徵是統計空間復用技術（Spatial Reuse），即空間的再利用能力，套用在環形的拓撲結構中增加環的傳輸效率。它容許信息在傳送點和接收點沿著環雙方向傳送，並不利用環上其他段的頻寬，在接收節點把信息從環上剝離下來，環上其他段的頻寬可以被其他分組利用。接收點從環上剝離信息，和以前的基於環的協定如令牌環網、光纖分布數字接口（FDDI）不同，它會排除流量中被源節點占用的多餘頻寬，信息剝離後並不占用頻寬。空間再利用的機制在城域網中是非常有用的，它大大提高了頻寬的利用率和有效頻寬。

環級匯聚

RPR第二個特徵是環級匯聚（Ring-level Aggregation）而不是節點級的匯聚，寬環匯聚容許通過統計復用容納更多的用戶，提供統計的流量，容許高的頻寬預定率。RPR環中每一個節點都執行SRP公平算法。

拓撲的自動識別技術

在RPR環中，每個節點掌握著環的狀態信息，在平時，節點沒有任何拓撲更新的信息，當環初始化、新節點加入、環保護切換時，自動識別模式啟動，節點觸發器向環中的所有具有邏輯地址的節點發出Layer2訊息，各個節點根據這個訊息判斷發生狀態變化的節點和它的鏈路狀態。這樣在非常短的時間內，所有RPR環上的節點都收集到環的狀態信息，其中包括在環的兩個方向上到達另外節點需要的段數、環上每個光纖的狀態。

消除備份頻寬的技術

RPR為SDH傳輸提供了快速的保護和檢測能力。另外，RPR提供這些能力時，並不需要額外的備份頻寬，這點不同於SDH。這樣可以節省環上50%的保護頻寬備份。

多等級業務的保護機制

RPR非常適合在MAN和WAN的環境中提供業務保護。RPR在監控網路性能的同時，快速的恢復網路、保護倒換的時間小於50ms，類似SDH中

用例

隨著時間的推移，特別是Internet的超常規發展，網路所承載的業務流量發生了很大的變化。一方面網路中的業務流量持續不斷呈指數型增長；另一方面數據業務流量漸漸超過其他的業務而成為網路中占主導地位的業務流量。面臨著這些改變，現有的城域網技術也漸漸暴露出了很多問題。因此，很多運營商都意識到必須將他們現有的針對話音最佳化的網路演變成針對數據最佳化的網路。近兩年來各種新一代的城域網技術層出不窮，其中彈性分組數據環（RPR -Resilient Packet Ring）技術以其技術的先進性、投資的有效性、性能的優越性、支持業務的多樣性，提供了一個很好的解決方案。

眾所周知，SDH和乙太網在處理城域網環形結構上的數據業務時都不是很理想。SDH具有環形拓撲結構的優勢，但是不能很有效地處理數據業務，浪費環上的頻寬。乙太網本身很適合數據業務的傳輸，但卻很難在環網上提供電信級的服務。RPR技術吸收了SDH和乙太網技術的優點，為運營商和專網用戶提供了一個面向IP分組最佳化、又同時支持TDM業務交換的解決方案。RPR技術從2001年起一經提出，就名列世界10大電信熱點技術之一，在2002年更被評為世界10大電信熱點技術之首。

RPR的具體實現方案可以分為三類：獨立式的基於2層的RPR實現方案；基於路由器的單卡RPR實現方案；基於MSTP的RPR實現方案。對於這三種RPR的實現方案，都各有廠家推出相應的產品。獨立式的基於2層的RPR實現方案主要適用於IP城域網的接入層和匯聚層，是目前最成熟的一種解決方案。有的廠家將MPLS技術、時鐘同步技術、CWDM技術和電視視頻廣播技術與這種2層的實現方案結合在一起，從而提供面向IP最佳化，並同時支持TDM業務的寬頻多業務解決方案。另外，有的廠家推出的基於2層的RPR產品具有很強的組網能力，可以支持線性、相切環、相交環等拓撲結構以及雙節點互連（DNI）跨環保護等。具有這些增強功能的基於2層的RPR產品也可以套用於小城市中IP城域網的核心層。

基於路由器的單卡RPR實現方案主要套用於IP城域網的核心層和匯聚層，多數廠家都是以現有的路由器產品為平台，通過增加板卡來實現RPR的功能。這種實現方案可以看作是對現有路由器組網的一種最佳化，在節省光纖資源的同時，可以大大加強其保護性能，獲得50ms的環路保護功能。

基於MSTP的RPR實現方案，實際上是在MSTP環網頻寬上劃分出獨立的通道來支持RPR技術。與傳統SDH相比，雖然MSTP引入了2層交換技術以實現乙太網業務的頻寬共享，並通過GFP實現乙太網幀到SDHVC容器的映射，以及採用了虛級聯和LCAS技術增強虛容器頻寬分配的靈活性和可靠性。但是由於乙太網技術套用於環型網時固有的缺點，很多廠家都在考慮將RPR技術引入新一代的MSTP中，從而為支持數據業務提供全面的解決方案。

在TDM業務占主導地位時，基於MSTP的RPR實現方案將成為最佳的多業務傳輸平台，但是其產品的商用還有待時日；而在數據業務占主導地位時，獨立的基於2層的RPR實現方案將成為最佳的多業務傳輸平台，目前這種實現方案已經有了較成熟的產品並得到了大量的套用。在IP城域網中由於處理的業務主要是數據，所以可以預計獨立的基於2層的RPR實現方案以及基於路由器的RPR實現方案作為一種很好的最佳化解決方案將廣泛套用於IP城域網的建設中。