RPR技术浅析
近两年来各种新一代的城域网技术层出不穷，其中弹性分组数据环（ＲＰＲ－Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ ＩＥＥＥ ８０２．１７）技术以技术的先进性、投资的有效性、性能的优越性、支持业务的多样性为城域网提供了一个很好的解决方案，受到了人们的青睐。
历史上，ＳＯＮＥＴ已经成为人们选择的传输方式，因为它不仅能够恢复光纤的传输损耗，还能够有效地支持环形拓扑结构。弹性分组数据环ＲＰＲ技术是为了满足基于分组城域网的要求而设计的新型网络体系结构和技术；是一种由分组交换节点组成的环形网络，相邻的节点通过一对光纤连接；其网络拓扑是基于两个相反方向传输的环。
一、ＲＰＲ的技术特点
１．传输带宽的有效复用
传统的ＳＯＮＥＴ网络需要环带宽的５０％作为冗余，ＲＰＲ则不然，它仍然保持类似于ＳＯＮＥＴ ＰＳ的保护机制，利用两个反向旋转的环来控制数据业务量，特别是采用了空间重用协议ｐａｔｉａｌ Ｒｅｕｓｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，简称ＳＲＰ）。空间重用是指在空间上没有重复的业务流，各业务流可以互不影响地利用各自的线路带宽。简单地说就是正常情况下，数据在源节点和目标节点之间的最短弧上传输，并在同一时间内可以有多个节点相互通信。这样，多个节点可以同时收发分组，提高了环带宽的利用率，特别在环上节点数较多的情况下，带宽的利用率改善尤为明显。
为了大幅度提高数据业务传输的带宽利用率，ＲＰＲ采用了下述四种带宽复用方式：
-环上任意节点上多个ＬＡＮ端口在入环时的统计复用和负载均衡过程中，使各节点能最大限度地利用入环带宽。
-环上各个节点共享环上带宽的统计复用功能。
-采用２层保护倒换机制，无须预留保护带宽。
-采用目的地剥离的ＲＰＲ ＭＡＣ协议，实现传输带宽的空间再利用。
２．快速的环保护倒换（５０ｍｓ）功能
ＲＰＲ传输能够提供５０ｍｓ的源路由保护，正常情况下，ＲＰＲ的两根光纤都是工作光纤。当发生光纤中断或节点故障时，节点光纤入口物理层设备检测到错误，并将该信息通知ＭＡＣ层，把故障路径方向的数据流切换到反方向光纤；同时发出一个控制信令分组通知其他节点，其余节点收到这个控制信令分组后，也把所有业务转移到有效环上。ＲＰＲ的这种基于源路由的保护倒换机制，可以实现把数据转换到最佳路径上去。在保护切换过程中，会按照业务流的不同服务等级决定倒换次序和带宽分配策略。
３．拓扑的自动发现
即环上各节点均知道环上其他节点的识别号以及相应的连接关系。每隔一段固定的时间或者当ＲＰＲ光纤环在初始化过程中加入或者删除节点、某节点失效或光纤中断而引发环保护倒换时，环上的节点向单环或双环上发送拓扑发现分组来实现自动拓扑发现功能。其他节点接受到该拓扑发现分组后，把本节点的ＭＡＣ地址以及节点状态（如是否处于倒换状态等）附件在该分组后面，然后向下游节点转发。如果节点在倒换状态下，则分组被倒换到反向环上传输，其他节点收到倒换的拓扑发现分组后，如果分组中的环标记和当前环标记不同时，不在进行分组ＡＣ操作。
最后当发出拓扑发现分组的节点收到返回的分组时，把拓扑发现分组从环上剥离，同时根据分组中的信息计算更新本地的拓扑图。最终ＲＰＲ环上每个节点详细掌握着网络的拓扑图和每条链路的状态。拓扑自动发现使得网络初始化配置变地极其简单，并避免了手工配置带来的错误。拓扑自动发现功能是ＲＰＲ中各项主要功能的基础，不仅对于路由寻找、保护倒换至关重要，同时也大大有利于网络的ＯＡＭ。
４．接入控制与公平算法
由于ＲＰＲ环的统计复用性质，其带宽的管理和控制是分布式的，即有各节点的控制算法来集体确定。为保证各节点的业务均有平等享有带宽的权利，公平算法应使各节点入环的业务在存在竞争的情况下机会均等。同时为保证业务传输的ＱｏＳ，在进行接入控制时可根据ＩＥＥＥ８０２．１ｐ，设立各业务等级（ＣｏＳ）队列，以保证各点的高等级业务优先于低等级业务。
５．简单的业务提供
ＲＰＲ的目标之一是分布式接入。分布式接入、快速保护和业务的自动重建为节点的快速插入和删除提供了即插即用机制。ＲＰＲ也是一项在环内使用共享宽带的分组交换技术，每一个节点都知道环的可用容量。在传统的电路交换模式下，全网络型连接需要(ｎ＾２ －ｎ)２（ｎ的平方减去ｎ的差除以２，ｎ为节点数）个点到点连接，而ＲＰＲ只须一个与环的业务连接，简化了工作。
二、ＲＰＲ的实现方案
ＲＰＲ的具体实现方案可以分为三类：独立式的基于２层的ＲＰＲ实现方案；基于路由器的单ＲＰＲ实现方案；基于ＭＳＴＰ的ＲＰＲ实现方案。
对于这三种ＲＰＲ的实现方案，均有厂家推出相应的产品。独立式的基于２层的ＲＰＲ实现方案主要适用于ＩＰ城域网的接入层和汇聚层，是目前最成熟的一种解决方案。有的厂家将多协议标记交换（ＭＰＬＳ）技术、时钟同步技术、ＣＷＤＭ技术和电视视频广播技术与这种２层的实现方案结合在一起，从而提供面向ＩＰ优化，并同时支持ＴＤＭ业务的宽带多业务解决方案。
另外，有的厂家推出的基于２层的ＲＰＲ产品具有很强的组网能力，可以支持线性、相切环、相交环等拓扑以及双节点互连（ＤＮＩ）跨环保护等，这些增强功能的基于２层的ＲＰＲ产品可以应用于小城市中的ＩＰ城域网的核心层。
三、ＲＰＲ的应用前景
ＲＰＲ在传输以数据为主的业务时，其带宽利用率与ＳＯＮＥＴ技术相比可提高２－８倍，同时快速的环保护倒换及相应的ＱｏＳ机制又保证了数据业务传输的性能质量，使其成为面向数据的城域网的主要解决方案之一。随着ＲＰＲ技术的不断完善，其应用将越来越广泛。
