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1 引 言 目前我國(guó)電信市場(chǎng)不斷發(fā)展，城域網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)之間起銜接作用的網(wǎng)絡(luò)，接入業(yè)務(wù)的種類日趨多樣化，包括語音業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、幀中繼業(yè)務(wù)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)業(yè)務(wù)以及專線業(yè)務(wù)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(wǎng)業(yè)務(wù)和1000 M帶寬的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等，而骨干網(wǎng)絡(luò)上的承載層其最小的帶寬顆粒為155 M。所以如何把多業(yè)務(wù)類型、多速率的接入業(yè)務(wù)和類型簡(jiǎn)單的高速骨干網(wǎng)合理、經(jīng)濟(jì)地銜接起來就是城域網(wǎng)絡(luò)急需解決的首要任務(wù)。 SDH技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。利用SDH 同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強(qiáng)大的網(wǎng)管能力、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰透呖煽啃缘膬?yōu)點(diǎn)，多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP在傳統(tǒng)SDH的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了TDM，ATM，以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供餓統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，其功能模型如圖1所示。 MSTP可以在以太網(wǎng)和SDH之間引入智能的中間適配層如RPR和 MPLS技術(shù)，并結(jié)合多種技術(shù)來提高設(shè)備的數(shù)據(jù)處理與QoS支持能力，并通過GFP協(xié)議完成以太網(wǎng)幀到SDH虛容器的封裝映射，同時(shí)利用虛級(jí)聯(lián)和LCAS技術(shù)增強(qiáng)虛容器帶寬分配的靈活性和效率。 2 城域網(wǎng)中MSTP的核心技術(shù) MSTP保留了SDH的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)并在不斷地進(jìn)行著技術(shù)更新，自2001年發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷過3次大的飛躍，下面對(duì)其當(dāng)前的核心技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。 2．1 VC級(jí)聯(lián) VC級(jí)聯(lián)的概念是在ITU-T G．7070中定義的，分為連續(xù)級(jí)聯(lián)和虛級(jí)聯(lián)2種。連續(xù)級(jí)聯(lián)是將幾個(gè)相連的容器結(jié)合成一個(gè)大的容器并通過SDH系統(tǒng)傳輸，各個(gè)VC在SDH的幀結(jié)構(gòu)中是連續(xù)的，共用相同的通道開銷(POH)，有時(shí)也直接簡(jiǎn)稱其為級(jí)聯(lián)。 VC虛級(jí)聯(lián)是指SDH中用來承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的各個(gè)VC在SDH的幀結(jié)構(gòu)中是獨(dú)立的，其位置可以靈活處理。通過連續(xù)級(jí)聯(lián)和虛級(jí)聯(lián)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)帶寬和SDH虛通道之間的速率適配。尤其是虛級(jí)聯(lián)技術(shù)，克服了級(jí)聯(lián)由于帶寬顆粒較大導(dǎo)致傳輸效率較低的缺點(diǎn)，可以分別映射各獨(dú)立的容器到一個(gè)虛的級(jí)聯(lián)鏈路，將從VC-4到VC-12等不同速率的小容器進(jìn)行組合利用，提供了更精細(xì)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(yùn)營(yíng)商根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需要有效地調(diào)整傳輸容量。采用VC虛級(jí)聯(lián)技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)多徑傳輸。VC虛級(jí)聯(lián)特點(diǎn)是將不連續(xù)的SDH同步凈荷(數(shù)據(jù))按級(jí)聯(lián)的方法，構(gòu)成一個(gè)虛級(jí)聯(lián)信號(hào)組(VCG)進(jìn)行傳輸，以達(dá)到匹配業(yè)務(wù)帶寬的目的。在SDH網(wǎng)絡(luò)中，VC虛級(jí)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，惟一要注意的是確保參與VCAT的虛容器序列號(hào)SQ的傳送，要保證在系統(tǒng)的接收端能夠?qū)魉托盘?hào)的VC進(jìn)行正確的排隊(duì)重組。 2．2 鏈路容量調(diào)整機(jī)制LCAS LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)是在ITU-T G．7042中定義的，可以根據(jù)業(yè)務(wù)流量對(duì)所分配的虛容器帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并且在調(diào)整過程中不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的傳送性能有影響。LCAS是一個(gè)雙向的協(xié)議，他通過使用請(qǐng)求／應(yīng)答機(jī)制實(shí)時(shí)地在收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間交換表示狀態(tài)的控制分組來動(dòng)態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)帶寬。LCAS可以將有效凈負(fù)荷自動(dòng)映射到可用的VC上，從而實(shí)現(xiàn)帶寬的連續(xù)調(diào)整，不僅提高了帶寬指配速度，對(duì)業(yè)務(wù)無損傷，而且當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)帶寬，無需人工介入。 LCAS和虛級(jí)聯(lián)VCAT功能的實(shí)現(xiàn)都是通過同一個(gè)字節(jié)來完成的，其控制包結(jié)構(gòu)如圖2所示。在VC-3／VC-4中采用H4字節(jié)，由其構(gòu)成2個(gè)復(fù)幀，第一個(gè)復(fù)幀由16幀組成，第二個(gè)復(fù)幀的長(zhǎng)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(shí)間。 而在VC-12中，LCAS的實(shí)現(xiàn)是通過K4字節(jié)中的比特2完成的，其中比特1傳送信號(hào)標(biāo)志，即VC-12承載的信號(hào)類型。比特2傳送虛級(jí)聯(lián)序號(hào)SQ和LCAS控制信號(hào)。K4是4幀的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，周期為500 μs。LCAS控制信息由32復(fù)幀構(gòu)成，完成一組LCAS信息的單向傳送需要16 ms，因此當(dāng)由于"斷纖"或"缺陷"等原因?qū)е聞h除虛級(jí)聯(lián)組成員時(shí)，VC-3／4虛級(jí)聯(lián)組對(duì)業(yè)務(wù)的影響時(shí)間短一些，而VC-12虛級(jí)聯(lián)組的業(yè)務(wù)受損時(shí)間要長(zhǎng)一些。 2．3 通用成幀協(xié)議(GFP) 目前MSTP行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中定義了3種標(biāo)準(zhǔn)封裝以太網(wǎng)幀的協(xié)議：PPP(Point-to-Point Protocol)，LAPS(Link Access Proce-dure-SDH)，GFP(Generic Framing Proce-dure)。從3種數(shù)據(jù)封裝映射方式來看，相對(duì)于PPP和LAPS，GFP協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化程度更高，適用程度更廣，是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)封裝映射到SDH／OTN的標(biāo)準(zhǔn)方式之一，具有良好的市場(chǎng)前景。通用成幀規(guī)程GFP是一種通用映射技術(shù)，他可將變長(zhǎng)或定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)分組，進(jìn)行統(tǒng)一的適配處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，GFP能對(duì)可變長(zhǎng)度的用戶協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU進(jìn)行全封裝，免去對(duì)數(shù)據(jù)的拆分、重組和幀的填充，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的操作，提高了系統(tǒng)的處理速度和穩(wěn)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(cuò)控制的幀定界方式，以幀頭錯(cuò)誤檢驗(yàn)HEC為基礎(chǔ)，通過2字節(jié)的當(dāng)前幀凈荷長(zhǎng)度和2字節(jié)的幀頭錯(cuò)誤檢驗(yàn)來確定幀的邊界，這種方式可減少邊界搜索處理時(shí)間，對(duì)于有較高同步需求的數(shù)據(jù)鏈路來說相當(dāng)重要，同時(shí)他也克服了靠幀標(biāo)志定位帶來的種種缺點(diǎn)，進(jìn)一步加快了處理速度，適應(yīng)下一代MSTP高速的要求。 GFP標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)流模式，用透明映射的方式及時(shí)處理而不必等待整個(gè)幀的到達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)延敏感的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN的線路碼的高效和透明地傳輸，他面對(duì)的是光纖通道(Fiber Channel)接口的數(shù)據(jù)流。幀映射的GFP(GFP-F)是一種面向PDU的數(shù)據(jù)流模式，可以將客戶信號(hào)幀完全地映射進(jìn)一個(gè)可變長(zhǎng)度的GFP幀，支持包顆粒級(jí)別的速率適配和復(fù)用，以便實(shí)現(xiàn)虛容器級(jí)別的流量工程和匯聚。他用作傳輸IP協(xié)議、和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)流。 2．4多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)及彈性分組環(huán)(RPR) 為了滿足客戶層對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求，更好地引入QoS，實(shí)現(xiàn)帶寬的公平使用，MSTP在SDH和以太網(wǎng)之間引入了智能適配層，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要有MPLS和RPR兩種。MPLS技術(shù)通過LSP,標(biāo)簽棧突破了VLAN在核心節(jié)點(diǎn)的4096地址空間限制，并可以為以太網(wǎng)QoS和網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化提供很好的支持。內(nèi)嵌MPLS功能的MSTP可以較好地實(shí)現(xiàn)VLAN地址擴(kuò)展并提供電路端到端的QoS保證，而且可以提供新型以太網(wǎng)業(yè)務(wù)(如L2VPN)，靈活控制帶寬顆粒。 RPR技術(shù)為全分布式接入，提供了快速分組環(huán)保護(hù)，支持功態(tài)帶寬分配、空間重用和額外業(yè)務(wù)。內(nèi)嵌RPR功能的MSTP支持環(huán)內(nèi)的帶寬共享與統(tǒng)計(jì)復(fù)用，結(jié)合空間重用技術(shù)(SRP)，使得環(huán)網(wǎng)的帶寬利用效率得到很大提高；通過快速的環(huán)網(wǎng)保護(hù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了50 ms的電信級(jí)保護(hù)；執(zhí)行公平算法，實(shí)現(xiàn)了環(huán)路帶寬的公平利用；內(nèi)嵌RPR可以將基于端口、VLAN ID，VLAN優(yōu)先級(jí)、MAC地址等不同特征的業(yè)務(wù)，分類映射進(jìn)A，B，C三種業(yè)務(wù)等級(jí)。通過對(duì)承諾速率(CIR)、額外信息速率(EIR)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)與小舊等級(jí)業(yè)務(wù)相對(duì)應(yīng)的QoS保證。 3 MSTP的主要應(yīng)用及未來發(fā)展 3．1 MSTP可以提供以太網(wǎng)的透明傳送功能 MSTP可以將來自用戶以太網(wǎng)的信號(hào)不經(jīng)過L2交換，直接映射到SDH的虛容器(VC)中，然后通過SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送。目前，10 Mb／s，F(xiàn)E甚至GE業(yè)務(wù)可以通過多種途徑在網(wǎng)絡(luò)中傳送，比如10 Mb／s和FE、業(yè)務(wù)可以采用VC-12或VC-3的虛級(jí)聯(lián)方式承載，而GE業(yè)務(wù)則可采用VC-4或VC-3／STS-1連續(xù)級(jí)聯(lián)的方式來承載。 3．2 MSTP可以提供ATM處理模塊 對(duì)于ATM業(yè)務(wù)接入，比如多點(diǎn)DSLAM接人到ATM骨干交換機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合，通過VP／VC信元交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，可以將若干節(jié)點(diǎn)分別接入的多個(gè)155 Mb／s時(shí)隙收斂到SDH環(huán)的一個(gè)155 Mb／s時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)1∶N業(yè)務(wù)收斂功能，節(jié)省了帶寬資源，同時(shí)所有業(yè)務(wù)可以共享ATM的VP-Ring保護(hù)。若SDH的通道或復(fù)用段保護(hù)啟用，則可以方便的屏蔽掉ATM的VP-Ring保護(hù)。 針對(duì)未來3G移動(dòng)通信技術(shù)的BTS接入到NodeB或NodeB接入到RNC的應(yīng)用場(chǎng)合，在無線接入層采用具有ATM處理能力的MSTP設(shè)備可以大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用MSTP組成的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可以覆蓋多個(gè)基站，解決了多個(gè)Node B的業(yè)務(wù)上聯(lián)問題，該環(huán)網(wǎng)的速率可以達(dá)到155 Mb／s或更高速率的STM-N，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可以通過增加多個(gè)ATM 155 Mb／s方式進(jìn)行擴(kuò)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(yè)務(wù)。 3．3 MSTP在未來智能光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 下一代傳送網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)期目標(biāo)是：采用自動(dòng)交換傳送網(wǎng)ASTN的體制，在現(xiàn)有的MSTP傳送平面上，引入一個(gè)智能化的、通過軟交換指令實(shí)現(xiàn)的控制平面，借以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的SDH電路配置、光波長(zhǎng)路由配置和最靈活的各級(jí)帶寬分配。 傳統(tǒng)的SDH電路配置實(shí)際上是在網(wǎng)管系統(tǒng)的強(qiáng)行干預(yù)下而實(shí)現(xiàn)的永久性連接，耗時(shí)、耗力，而且效率根本不高，即使配置成功后也不會(huì)輕易更改。智能光網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)就是將傳統(tǒng)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(yè)務(wù)層設(shè)備根據(jù)自身的需要，通過UNI信令發(fā)起帶寬申請(qǐng)，控制層面的各智能網(wǎng)元內(nèi)部設(shè)置呼叫控制器、連接控制器、路由控制器、協(xié)議控制器、策略控制器和鏈路資源管理器等構(gòu)件，分工協(xié)作，共同完成智能化控制功能。智能網(wǎng)元間通過I-NNI或E-NNI信令協(xié)議處理，采取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)識(shí)別以及自動(dòng)鄰居發(fā)現(xiàn)等機(jī)制迅捷地建立連接通道，快速地為業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)建立承載通路，而且按照網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況的需要，已經(jīng)建立起的通路可以隨時(shí)被釋放和拆除，或換到新的連接通路。這樣，整個(gè)傳輸網(wǎng)發(fā)生了革命性的變化，從原來靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為交互式的、可以直接進(jìn)行帶寬租賃和盈利的智能光網(wǎng)絡(luò)。 4 結(jié) 語 多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP的出發(fā)點(diǎn)是充分利用人們所信賴的SDH技術(shù)，特別是其保護(hù)恢復(fù)能力、確保的延時(shí)性能和強(qiáng)大的網(wǎng)管能力，將其加以改進(jìn)以適應(yīng)多業(yè)務(wù)應(yīng)用，支持二層乃至三層的數(shù)據(jù)智能。思路是將多種不同業(yè)務(wù)直接或經(jīng)過處理后再通過VC級(jí)聯(lián)等方式映射進(jìn)不同的SDH時(shí)隙，而將SDH設(shè)備與二層乃至三層分組設(shè)備在物理上集成為一個(gè)實(shí)體，構(gòu)成業(yè)務(wù)層和傳送層一體化。 不同MSTP設(shè)備的互通性是規(guī)劃電信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵因素，同時(shí)也是決定MSTP能否大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。自2004年起中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通等各大運(yùn)營(yíng)商已組織了一系列由國(guó)內(nèi)外主流MSTP制造商參加的大規(guī)模設(shè)備測(cè)試并取得了實(shí)質(zhì)性的突破，在世界電信領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)了GFP映射、VC虛級(jí)聯(lián)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(yùn)營(yíng)商將MSTP應(yīng)用于城域傳送網(wǎng)。而在MSTP設(shè)備上實(shí)現(xiàn)RPR，MPLS以及ASON層面的互通和組網(wǎng)將會(huì)成為業(yè)界關(guān)注的下一個(gè)焦點(diǎn)。 |
