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1 引 言 目前我國電信市場不斷發展，城域網絡作為接入網和骨干網之間起銜接作用的網絡，接入業務的種類日趨多樣化，包括語音業務、以太網業務、幀中繼業務、存儲區域網業務以及專線業務等，其帶寬顆粒包括2 M帶寬的TDM，34M帶寬的WDM，100 M帶寬的以太網業務和1000 M帶寬的以太網業務等，而骨干網絡上的承載層其最小的帶寬顆粒為155 M。所以如何把多業務類型、多速率的接入業務和類型簡單的高速骨干網合理、經濟地銜接起來就是城域網絡急需解決的首要任務。 SDH技術發展至今已經是一種成熟、標準的技術。利用SDH 同步復用、標準化的光接口、強大的網管能力、靈活的網絡拓撲能力和高可靠性的優點，多業務傳輸平臺MSTP在傳統SDH的基礎上實現了TDM，ATM，以太網等業務的接入、處理和傳送，提供餓統一網管的多業務節點，其功能模型如圖1所示。 MSTP可以在以太網和SDH之間引入智能的中間適配層如RPR和 MPLS技術，并結合多種技術來提高設備的數據處理與QoS支持能力，并通過GFP協議完成以太網幀到SDH虛容器的封裝映射，同時利用虛級聯和LCAS技術增強虛容器帶寬分配的靈活性和效率。 2 城域網中MSTP的核心技術 MSTP保留了SDH的傳統優勢并在不斷地進行著技術更新，自2001年發展至今已經經歷過3次大的飛躍，下面對其當前的核心技術進行簡要介紹。 2．1 VC級聯 VC級聯的概念是在ITU-T G．7070中定義的，分為連續級聯和虛級聯2種。連續級聯是將幾個相連的容器結合成一個大的容器并通過SDH系統傳輸，各個VC在SDH的幀結構中是連續的，共用相同的通道開銷(POH)，有時也直接簡稱其為級聯。 VC虛級聯是指SDH中用來承載以太網業務的各個VC在SDH的幀結構中是獨立的，其位置可以靈活處理。通過連續級聯和虛級聯技術，可以實現對以太網帶寬和SDH虛通道之間的速率適配。尤其是虛級聯技術，克服了級聯由于帶寬顆粒較大導致傳輸效率較低的缺點，可以分別映射各獨立的容器到一個虛的級聯鏈路，將從VC-4到VC-12等不同速率的小容器進行組合利用，提供了更精細的帶寬顆粒度，較大的提高了傳輸效率，如表1所示。 此外，他能使運營商根據用戶業務需要有效地調整傳輸容量。采用VC虛級聯技術，還可以實現多徑傳輸。VC虛級聯特點是將不連續的SDH同步凈荷(數據)按級聯的方法，構成一個虛級聯信號組(VCG)進行傳輸，以達到匹配業務帶寬的目的。在SDH網絡中，VC虛級聯的實現比較簡單，惟一要注意的是確保參與VCAT的虛容器序列號SQ的傳送，要保證在系統的接收端能夠將傳送信號的VC進行正確的排隊重組。 2．2 鏈路容量調整機制LCAS LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)是在ITU-T G．7042中定義的，可以根據業務流量對所分配的虛容器帶寬進行動態調整，并且在調整過程中不會對數據的傳送性能有影響。LCAS是一個雙向的協議，他通過使用請求／應答機制實時地在收發節點之間交換表示狀態的控制分組來動態調整業務帶寬。LCAS可以將有效凈負荷自動映射到可用的VC上，從而實現帶寬的連續調整，不僅提高了帶寬指配速度，對業務無損傷，而且當系統出現故障時，可以動態調整系統帶寬，無需人工介入。 LCAS和虛級聯VCAT功能的實現都是通過同一個字節來完成的，其控制包結構如圖2所示。在VC-3／VC-4中采用H4字節，由其構成2個復幀，第一個復幀由16幀組成，第二個復幀的長度為256幀。要完成一組VC控制信息的傳輸至少需要16幀，即2 ms的時間。 而在VC-12中，LCAS的實現是通過K4字節中的比特2完成的，其中比特1傳送信號標志，即VC-12承載的信號類型。比特2傳送虛級聯序號SQ和LCAS控制信號。K4是4幀的復幀結構，周期為500 μs。LCAS控制信息由32復幀構成，完成一組LCAS信息的單向傳送需要16 ms，因此當由于"斷纖"或"缺陷"等原因導致刪除虛級聯組成員時，VC-3／4虛級聯組對業務的影響時間短一些，而VC-12虛級聯組的業務受損時間要長一些。 2．3 通用成幀協議(GFP) 目前MSTP行業標準中定義了3種標準封裝以太網幀的協議：PPP(Point-to-Point Protocol)，LAPS(Link Access Proce-dure-SDH)，GFP(Generic Framing Proce-dure)。從3種數據封裝映射方式來看，相對于PPP和LAPS，GFP協議的標準化程度更高，適用程度更廣，是數據業務封裝映射到SDH／OTN的標準方式之一，具有良好的市場前景。通用成幀規程GFP是一種通用映射技術，他可將變長或定長的數據分組，進行統一的適配處理，實現數據業務在多種高速物理傳輸通道中的傳輸。一方面，GFP采用靈活的幀封裝以支持固定或可變長度的數據，GFP能對可變長度的用戶協議數據單元PDU進行全封裝，免去對數據的拆分、重組和幀的填充，簡化了系統的操作，提高了系統的處理速度和穩定度；另一方面，GFP不像LAPS以特定字符7E填充幀頭來確定幀邊界，GFP使用類似于ATM中基于差錯控制的幀定界方式，以幀頭錯誤檢驗HEC為基礎，通過2字節的當前幀凈荷長度和2字節的幀頭錯誤檢驗來確定幀的邊界，這種方式可減少邊界搜索處理時間，對于有較高同步需求的數據鏈路來說相當重要，同時他也克服了靠幀標志定位帶來的種種缺點，進一步加快了處理速度，適應下一代MSTP高速的要求。 GFP標準定義了2種模式：透明映射模式和幀映射模式。透明映射的GFP(GFP-T)是一種面向塊狀碼的數據流模式，用透明映射的方式及時處理而不必等待整個幀的到達，實現對時延敏感的存儲區域網SAN的線路碼的高效和透明地傳輸，他面對的是光纖通道(Fiber Channel)接口的數據流。幀映射的GFP(GFP-F)是一種面向PDU的數據流模式，可以將客戶信號幀完全地映射進一個可變長度的GFP幀，支持包顆粒級別的速率適配和復用，以便實現虛容器級別的流量工程和匯聚。他用作傳輸IP協議、和以太網的數據流。 2．4多協議標記交換(MPLS)及彈性分組環(RPR) 為了滿足客戶層對以太網業務的需求，更好地引入QoS，實現帶寬的公平使用，MSTP在SDH和以太網之間引入了智能適配層，其實現技術主要有MPLS和RPR兩種。MPLS技術通過LSP,標簽棧突破了VLAN在核心節點的4096地址空間限制，并可以為以太網QoS和網絡資源優化提供很好的支持。內嵌MPLS功能的MSTP可以較好地實現VLAN地址擴展并提供電路端到端的QoS保證，而且可以提供新型以太網業務(如L2VPN)，靈活控制帶寬顆粒。 RPR技術為全分布式接入，提供了快速分組環保護，支持功態帶寬分配、空間重用和額外業務。內嵌RPR功能的MSTP支持環內的帶寬共享與統計復用，結合空間重用技術(SRP)，使得環網的帶寬利用效率得到很大提高；通過快速的環網保護機制實現了50 ms的電信級保護；執行公平算法，實現了環路帶寬的公平利用；內嵌RPR可以將基于端口、VLAN ID，VLAN優先級、MAC地址等不同特征的業務，分類映射進A，B，C三種業務等級。通過對承諾速率(CIR)、額外信息速率(EIR)的設置，實現與小舊等級業務相對應的QoS保證。 3 MSTP的主要應用及未來發展 3．1 MSTP可以提供以太網的透明傳送功能 MSTP可以將來自用戶以太網的信號不經過L2交換，直接映射到SDH的虛容器(VC)中，然后通過SDH網絡進行點到點傳送。目前，10 Mb／s，FE甚至GE業務可以通過多種途徑在網絡中傳送，比如10 Mb／s和FE、業務可以采用VC-12或VC-3的虛級聯方式承載，而GE業務則可采用VC-4或VC-3／STS-1連續級聯的方式來承載。 3．2 MSTP可以提供ATM處理模塊 對于ATM業務接入，比如多點DSLAM接人到ATM骨干交換機的應用場合，通過VP／VC信元交換和統計復用功能，可以將若干節點分別接入的多個155 Mb／s時隙收斂到SDH環的一個155 Mb／s時隙，實現1∶N業務收斂功能，節省了帶寬資源，同時所有業務可以共享ATM的VP-Ring保護。若SDH的通道或復用段保護啟用，則可以方便的屏蔽掉ATM的VP-Ring保護。 針對未來3G移動通信技術的BTS接入到NodeB或NodeB接入到RNC的應用場合，在無線接入層采用具有ATM處理能力的MSTP設備可以大大簡化網絡結構。采用MSTP組成的自愈環結構可以覆蓋多個基站，解決了多個Node B的業務上聯問題，該環網的速率可以達到155 Mb／s或更高速率的STM-N，隨著業務的發展，可以通過增加多個ATM 155 Mb／s方式進行擴容，以滿足3G無線容量的增加。此外，ATM處理模塊還可以提供PVC專線和ATM組播業務。 3．3 MSTP在未來智能光網絡的應用 下一代傳送網絡的遠期目標是：采用自動交換傳送網ASTN的體制，在現有的MSTP傳送平面上，引入一個智能化的、通過軟交換指令實現的控制平面，借以實現動態的SDH電路配置、光波長路由配置和最靈活的各級帶寬分配。 傳統的SDH電路配置實際上是在網管系統的強行干預下而實現的永久性連接，耗時、耗力，而且效率根本不高，即使配置成功后也不會輕易更改。智能光網絡的本質就是將傳統的永久性連接(PC)改造成為軟永久性連接(SPC)甚至交換式連接(SC)。業務層設備根據自身的需要，通過UNI信令發起帶寬申請，控制層面的各智能網元內部設置呼叫控制器、連接控制器、路由控制器、協議控制器、策略控制器和鏈路資源管理器等構件，分工協作，共同完成智能化控制功能。智能網元間通過I-NNI或E-NNI信令協議處理，采取網絡拓撲結構自動識別以及自動鄰居發現等機制迅捷地建立連接通道，快速地為業務層網絡建立承載通路，而且按照網絡實際情況的需要，已經建立起的通路可以隨時被釋放和拆除，或換到新的連接通路。這樣，整個傳輸網發生了革命性的變化，從原來靜態的網絡升級為交互式的、可以直接進行帶寬租賃和盈利的智能光網絡。 4 結 語 多業務傳輸平臺MSTP的出發點是充分利用人們所信賴的SDH技術，特別是其保護恢復能力、確保的延時性能和強大的網管能力，將其加以改進以適應多業務應用，支持二層乃至三層的數據智能。思路是將多種不同業務直接或經過處理后再通過VC級聯等方式映射進不同的SDH時隙，而將SDH設備與二層乃至三層分組設備在物理上集成為一個實體，構成業務層和傳送層一體化。 不同MSTP設備的互通性是規劃電信網絡中的關鍵因素，同時也是決定MSTP能否大規模應用的關鍵因素。自2004年起中國電信、中國移動、中國聯通等各大運營商已組織了一系列由國內外主流MSTP制造商參加的大規模設備測試并取得了實質性的突破，在世界電信領域率先實現了GFP映射、VC虛級聯和LCAS三種類型的互通。這些成果將在許多方面直接或間接地加速今后運營商將MSTP應用于城域傳送網。而在MSTP設備上實現RPR，MPLS以及ASON層面的互通和組網將會成為業界關注的下一個焦點。 |
