试论MSTP技术在城域传输网中的应用

M S T P的出现, 不仅减少了大量独立的业务节点和传送节点设备, 简化了节点结构, 降低了设备成本, 减少了机架数、机房占地、功耗和架间互联, 简化了电路指配, 加快了业务提供速度, 改进了网络扩展性, 节省了运营维护和培训成本, 还可以支持各种数据、业务。特别是集成了以太网、帧中继、A T M乃至I P选路功能后, 可以通过统计复用和超额订购业务来提高T D M通路的带宽利用率, 减少局端设备的端口数, 使现有S D H基础设施最佳化。另外, M S T P可以为任何端口提供一层、二层乃至三层业务的任意结合而不管物理接口类型是什么。

1 MSTP技术特点

针对城域网提出的M S T P是基于S D H的多业务传输平台, 以M S T P设备进行组网带来了许多不同于以往的新特点。

1.1 具有严格的延时和抖动保障机制

采用M S T P设备进行组网, 实现以太网多业务等级, 保障带宽的业务具有严格的延时和抖动保障机制。

1.2 实现端到端的流量控制

可在保证业务质量的基础上根据用户的最初约定来公平地提供带宽接入, 实现端到端的流量控制。

1.3 提供更小颗粒带宽业务租用

除支持传统V C 1 2/V C 3/V C 4业务基本颗粒外, 还提供更灵活的带宽颗粒, 实现100Kbits/s的带宽颗粒, 运营商可以为用户提供更小颗粒带宽的业务租用。

1.4 提高带宽利用率

可在不需要S D H层面保护的情况下实现以太网分组环小于5 0 m s的业务保护, 提高带宽利用率。

1.5 支持多点方式

M S T P专线支持点到点、点到多点及多点到多点的方式。

1.6 基于S D H网络的多业务传送

M S T P基于S D H网络的多业务传送, 其中二层协议可以采用ATM、Ethernet或直接由S D H来承载数据。

2 MSTP在城域网中的应用

目前, 全球对网络带宽的要求以超过“摩尔定律”3 0 0%的速度飙升。城域网上的数据业务流量已超过了传统的语音业务, 如何高效、低成本地构建能支撑大量数据业务的宽带城域网已成为众多运营商和设备制造商共同追逐的焦点之一。

现在的电信网络遵循开放系统互联 (OSI) 的7层机制, SDH和波分复用 (WDM) 划归物理层:A T M、帧中继 (F R) 、以太网、R P R被划归到数据链路层, 即第二层, 所以人们经常说的以太网交换是二层交换;M P L S比较特殊, 被划归到第二层与第三层之间, 属于一种隧道 (Tunnel) 技术, 但总体上, 属于第二层的成分比较多:第三层就是I P层, 再往上的层次跟物理层的传送网关系不大, 这里无需赘述。谈到下一代电信网络, 众口一致的观点就是层次要精简, 业界普遍认可的层次为3层 (ITU-T SGl3目前规范的初步架构也是3层) 。首先, 传送层依然要保留, 但主体不是S D H或M S T P, 而是以W D M制式为主的光传送层面;承载层将把当前O S I中的二层和三层进行融合, 相应的网络也称作基于包交换的承载网;再往上就是业务层。

M S T P已经融人了众多的二层数据技术, 像A T M、以太网、R P R乃至M P L S都相继成为M S T P的重要功能模块, 运营商存建设城域传送网时选择的余地也越来越大。当然, 这几种制式和功能模块之间不是相互排斥的关系, 而是优势互补的关系。M S T P尽管具备顽强的生命力, 但在“下一代网”的浪潮中, 也会有两种转向:一是逐步退出传送网络的核心层, 在边缘网络中发挥作用;二是M S T P把数据处理的比重逐渐加大, 演化成为事实上的以分组交换为核心的承载网设备。

汇聚层网络结构多采用环形结构, 多业务传送节点M S T P有着较多的应用, 采用M S T P技术, 可以实现在传输设备中直接提供以太网或A T M接口, 降低传输成本, 适合作为网络边缘的融合节点。如果以数据业务为主, 也可以采用R P R技术组网。汇聚层负责将本地交换局连接到骨干节点, 以多业务颗粒汇聚、传送、调度和处理为核心, 对带宽的需求多变化, 要求可扩展性高、成本低。由于业务多为汇聚型, 因此拓扑结构以环网为主。在汇聚层应用M S T P技术, 可以优化对数据业务的传送, 提高带宽利用率, 同时利用M S T P的L 2交换和汇聚功能, 可以节省汇聚节点的业务端口, 降低网络成本。因此, 要求应用于汇聚层的M S T P有比较完善的L 2交换和汇聚功能。

接入层主要负责商业大楼以及大客户的接入。接入层多采用环网结构, 可以根据业务类型选择S D H或R P R技术。接入层的M S T P设备要求结构紧凑、配置灵活、业务接口丰富、低成本以及完善的L 2交换和汇聚功能。接入层M S T P可以替代部分数据网络设备, 降低网络成本。

M S T P技术在现有城域传输网络中备受关注, 得到了规模应用, 并且即将作为业界的一项行业标准而发布。与其他技术相比它的优势在于:解决了S D H技术对于数据业务承载效率不高的问题;解决了A T M/I P对于T D M业务承载效率低、成本高的问题;解决了IP QOS不高的问题;解决了R P R技术组网限制问题, 实现双重保护, 提高业务安全系数;增强数据业务的网络概念, 提高网络监测、维护能力;降低业务选型风险;实现降低投资、统一建网、按需建设的组网优势;适应全业务竞争需求, 快速提供业务。

3 MSTP在3G传输网中的应用

M S T P继承了传统S D H设备对时分复用 (T D M) 业务的支持能力, 同时又具有对动态A T M、I P业务传输的支持能力, 并可通过成熟的环网保护机制对业务进行保护。所以, M S T P成为3 G传输网的理想解决方案。如何更好地与将要大规模部署的3 G网络相结合, 为3 G业务提供更好的传输通道, 已经成为M S T P建设要重点考虑的问题。M S T P对数据业务的支持能力越来越强, 这一趋势可以通过M S T P设备所支持的六个主要功能来体现。

3.1 通用成帧规程 (GFP) 功能

G F P封装协议可透明地将上层的各种数据信号封装映射到S D H/O T N等物理层通道中传输。它不仅支持点到点的拓扑结构, 还支持环网结构, 它是正在广泛应用的先进的数据封装协议。

3.2 虚级联 (V C) 和链路容量调整方案 (LCAS) 功能

V C技术为传送网提供了一种更加灵活的通道容量组织方式, 避免了带宽的浪费, 能更好地满足数据业务传输要求。LCAS链路动态带宽调整协议具有动态调整V C组成员数量的功能, 它提供了平滑改变传送网中VC信号带宽以自动适应业务带宽需求的机制。V C和L C A S功能是以太网业务互通的重要功能, 适用于复杂网络拓扑的网状网, 实现了网管系统电路配置属性的互操作。

3.3 二层交换功能

以太网交换可以实现以太网接口侧不同以太网端口与系统侧不同V C容器之间的包交换以及不同以太网端口之间的包交换。通过二层交换可以实现点到多点、多点到多点的数据业务, 增加了光传输网络的业务种类。

3.4 RPR功能

RPR是IEEE 802.17定义的一种在环形结构上优化数据业务传送的新型M A C层协议。M S T P具有T D M业务、A T M业务或以太网业务的传送功能, M S T P设备内嵌了RPR功能后, 就具备了增强的以太网业务带宽共享和公平竞争性等能力, 可以实现具备动态公平共享、业务分类和快速保护功能的以太环网。

3.5 MPLS技术

M P L S是一种利用标签引导数据高速、高效传输的新技术, 它支持端到端及多种新兴业务, 不仅能作为业务适配层, 还能作为业务的控制层。其面向连接的接入控制特征能够提供基于全网的业务连接能力, 不仅适用于多环, 还适用于网状网等各种组网形式, 从整体上提高M S T P系统的性能。

3.6 ATM功能

A T M设备由于成本高、协议结构复杂、话音时延等原因, 没有被大规模应用, 但在部分城市已经建设了A T M设备M S T P具有A T M业务或以太网业务的带宽统计复用功能, 为了充分利用现有的网络资源, M S T P可以集成A T M功能, 在一定程度上优化整个网络的结构。

4 MSTP的技术发展

M S T P近两年来在世界各地得到了快速发展和广泛应用。据相关机构预测, 全球M S T P市场将以每年l 8%的速度增长, M S T P技术及产品凌厉的增长势头说明市场需求是十分旺盛的, 这也说明这项技术代表了传送网络前进的一大趋势。

中兴通讯的M S T P产品实现了多种数据功能的融合, 包括以太网/A T M/R P R, 以及M P L S等;实现了V C/G F P/L C A S互通性, 是业内完成互通次数最多的厂家之一;具备流量监管功能, 引入了W F O、R P R的公平算法等。

U T斯达康针对城域网和本地网的特点, 开发出新一代多业务传送平台Net Ring系列产品, 它采用了最先进的芯片技术和体系构架, 在系统功能、集成度、功耗和性价比等方面均处于世界领先水平。该产品引入G F P、L C A S、以太网二层交换、R P R等多种技术, 大大提高了数据业务传输的效率和能力:支持各种复杂的网络拓扑结构, 提供强大的多业务综合管理能力。

港湾网络的M S T P解决方案, 采用MPLS+RPR的策略, 便于承载Internet接入业务, 实现全网数据业务的统计复用和端到端业务的Q O S保证, 提升了网络价值。此外, 为了保证系统的开放性、标准性, 该方案提供了标准的S D H/P D H接口, 全面兼容传统S D H网络, 支持T D M业务的互联互通;同时, 提供了标准的数据网络侧接口, 采用G F P/V C A T/L C A S数据接口, 支持各种级联方式, 实现分组业务的互联互通。

经过近几年的发展和应用, 基于S D H的M S T P已成为城域传送网最合适的主流技术。如何进一步提高网络资源利用率和网络服务质量, 是人们最关心的问题。随着网络中数据业务比重逐渐增大, 要适应数据业务不确定性和不可预见性的特点, M S T P技术必须进一步优化数据业务传送机制, 逐步引进智能特性, 向A S O N演进和发展。目前, 部分厂家的M S T P已逐步融入上述一种或几种新技术, 可以预见, 新一代M S T P将把V C A T、G F P、L C A S、R P R、M P L S等几种标准功能集成在一起, 并逐步引入A S O N, 出现G M P L S的概念, 采用独立的控制层面, 实现各类业务端到端的调度和保护, 最终形成真正的自动交换传送网。

5 结语

随着网络中数据业务分量的加大, M S T P正从简单支持数据业务的透传方式向更加灵活有效支持数据业务的新一代系统演进和发展。最新的发展是支持通用组帧程序 (GFP) 、LCAS、RPR和ASON标准。特别是实现了在协议层面上的多厂家设备互联互通后, 可以避免支路口互联带来的网管复杂性和成本开销。有利于M S T P的广泛应用。

摘要：本文介绍了MSTP技术的特点, 论述了MSTP在城域网及3G传输网中的应用, 并分析了MSTP的技术发展。

关键词：MSTP技术,城域传输网