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新一代城域MSTP的技术和应用发展
网友分享于:Jan 1, 1970 8:00:00 AM    来源: IT货架   
李芳


  一、引言

  近年来,随着数据业务的迅速发展,城域传送网已成为电信运营商开拓用户市场和增强业务提供能力的关键。因此,如何有效地支持数据业务是新一代城域传送网建设所面临的关键问题。此外,话音和TDM专线业务仍是运营商收入的主要来源,所以如何在保证TDM业务传送的同时提供数据业务的传送和处理功能是市场发展的需求。于是,以SDH为基础的多业务传送平台(MSTP)技术应运而生,并已成为近期城域光传送网的一个主流解决方案。因此,建议运营商在保护已有SDH网络投资的基础上,应用新一代的MSTP技术来提高城域传送网的业务提供能力,在保证TDM业务传送需求的同时,优化数据业务的传送效率,这是解决城域传送网问题的有效途径。

  新一代MSTP技术还处在不断发展和完善之中,如何有效地应用MSTP所提供的数据业务处理能力,并和城域数据网络有机结合,这也成为电信业内正在深入探讨的一个热点。

  二、新一代MSTP的关键技术

  相比于初期的仅支持以太网透传或二层交换功能的MSTP来说,新一代MSTP是以支持GFP封装协议、VC虚级联和链路容量自动调整机制(LCAS)以及弹性分组环(R PR)和多协议标签交换(MPLS)等关键技术为特征,更好地提供了对以太网业务的透传、汇聚和二层交换处理功能。新一代MSTP的功能结构如图1所示。


图1 基于SDH的MSTP的功能框图


  (1)GFP封装协议是ITU-T G.7041规范的一种通用成帧规程,可透明地将上层的各种数据信号封装映射到SDH/OTN等物理层通道中传输。GFP有2种映射方式,即帧映射(GFP-F)是面向协议数据单元(PDU)的,透明映射(GFP-T)是面向8B/10B块状编码的。GFP具有通用、简单、灵活和高效等特点,标准化程度高,是目前正在广泛应用的、先进的数据封装协议,大多数厂商的MSTP产品都采用GFP封装方式,中国几大电信运营商组织的多次MSTP互通测试已充分验证了其互通性。

  (2)ITU-T G.707规范的VC虚级联技术就是将多个VC捆绑在一起作为一个虚级联组(VCG)形成逻辑链路,为了标识同一个虚级联组中的不同成员,在SDH帧的通道开销中定义了复帧指示器(MFI)和序列指示器(SQ)。虚级联组中的各个成员可以通过不同的路径到达接收端,接收端通过这两个指示器可以将经过不同路径,有着不同时延的成员正确地组合在一起。VC虚级联的最大优势在于为SDH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,更好地满足了数据业务的传输。

  (3)LCAS是ITU-T G.7042规范的一种可以在不中断数据流的情况下,动态调整VC虚级联组成员数量的功能,提供了平滑地改变传送网中虚级联信号带宽以自动适应业务带宽需求的机制。LCAS技术是建立在VC虚级联基础之上的一个源、宿端之间的双向握手协议,使得VC虚级联的管道变得有“弹性”。LCAS一方面解决了承载业务的安全性问题,即当在不同路径传输的VCG中的部分成员失效时,LCAS可以自动检测并删除失效成员,调整链路带宽,而保证业务的继续传输。另一方面,实现了带宽的按需分配,即可以根据用户数据流量的变化通过网管来灵活地调整链路容量,实现了在VCG组内增加或删除VC成员时对业务无损伤。总之,GFP,VC虚级联和LCAS三种技术的结合使得基于SDH的MSTP对数据业务的传送更加高效、灵活和富有弹性。

  (4)RPR是IEEE802.17定义的一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议。内嵌了RPR功能后,增强了新一代MSTP设备的以太网业务带宽共享和公平竞争性,其亮点是实现具有动态公平共享、业务分类和快速保护的以太环网。在此之前,MSTP的以太环网功能一般是利用二层交换来实现(如单生成树、基于VLAN的多生成树或其它私有协议)。与此相比,RPR实现的以太环网在业务处理速度、扩展性、CoS、保护倒换时间、带宽利用率、抑制广播风暴、拓扑自动发现等多方面都具有较强优势,特别是具有了环路带宽的公平分配机制,克服了生成树(STP)的固有缺陷。

  (5)由于MPLS技术在端到端的业务配置,QoS,VPN等方面具有优势,因此已成为新一代MSTP技术发展的一个趋势,它优化了传统MSTP基于VLAN的业务流分类和QoS能力,解决了VLAN的可扩展性问题,并使MSTP提供端到端的L2VPN业务成为可能。内嵌MPLS的MSTP是把以太网业务或VLAN业务加上内层MPLS标签(VClabel),形成虚拟电路(VC),并将源地址和目的地址相同的多个VC加上外层MPLS隧道标签(TunnelLabel)后进行复用,建立一条MPLS的标记交换路径(LSP),以太网业务和VLAN业务在LSP中按外层MPLS标签进行转发。隧道标签用于标识MPLS数据包从源节点传送到目的节点,VC标签用于标识以太网数据从入口UNI传送到出口UNI。

  近年来,RPR和MPLS两个技术正在融合以催生新一代MSTP的应用和发展。二者的结合主要是提高MSTP能以太网业务提供能力,并解决QoS方面的要求。另一方面,利用MPLS还可实现RPR的跨环组网能力,有利于全网端到端业务的配置、保护和网络资源优化。

  在新一代MSTP的产品化方面,已有五、六个国内外厂家的STM-64或STM-16 MSTP设备支持内嵌RPR功能,两个国内厂家还可提供内嵌RPR功能的STM-1/4MSTP产品。目前,各厂家产品都支持RPR环路的自动拓扑发现功能、业务分类(COS)、STEERING(源路由)或WRAP(环回)保护以及RPR保护和SDH环保护之间的协调。但在某些方面还不完善,如在RPR环路带宽的配置方面,目前一般是支持VC4-4V/C或1个VC4,VC-3,还不能充分实现灵活的颗粒和带宽分配,只有少数产品支持相对完善的环路带宽公平算法,大多数还不能支持基于节点权重的公平机制。另外,RPR的环间互联和跨环组网能力相对较弱,目前仅1个厂家的MSTP设备可支持两个RPR相切环或相交环组网,而其他厂家在跨环时均需终结以太网业务,即通过以太网业务口转接。在RPR的维护管理方面,大多数厂家的网管还不能支持RPR业务拓扑的管理和环路带宽资源的统计。在内嵌MPLS功能方面,由于国内外的标准化工作正在进行,因此各厂家的实现情况差异较大。目前,已有三、四个厂家的MSTP产品可实现MPLS标签的静态指配和交换,部分厂家还支持1:1的LSP端到端保护。相信随着标准化的完善,MPLS技术将逐渐在MSTP设备研制和城域传送网络建设中得到广泛应用。

  三、新一代MSTP的应用和发展

  运营商在建设新一代城域传送网时,要考虑充分适应今后网络和业务的发展趋势。从网络演进来看,必将朝着网络结构简单化、业务接入综合化和容量增大化的方向发展。从业务发展来看,虽然目前国内运营商的业务仍以TDM业务为主,但数据业务必将成为今后发展的重点,特别是银行、证券等集团用户对各分支机构之间的业务数据传送需求正在,快速增长。集团用户的数据专线互联是当前经济收益较高的一种业务,城域电信运营商应借助新一代MSTP的技术优势,大力发展企业的VPN业务,实现网络增值。

  随着新一代MSTP技术的不断完善和城域网业务的发展,新一代MSTP的应用将会逐渐明朗,并可提供以下几种城域以太网业务的应用方案,实现城域传送网和数据网的紧密有机结合。

  (1)点到点的以太网透传业务。是一条点对点的以太网业务连接,类似于传统的TDM专线,区别是用户的UNI接口是一对以太网端口。运营商可以在城域MSTP设备的任意两个端口之间开通以太网专线,点到点透传方案适合于对业务服务质量、带宽保证和安全性要求较高的客户。

  (2)点到多点的以太网业务汇聚。由于城域数据业务多呈星型分布,因此需要实现多个节点到中心节点的以太网业务的汇聚,例如银行、大型企业需要实现分支机构到总部的互联。新一代MSTP可通过二层交换、VLAN或MPLS等多种方式支持此应用方案。

  (3)多点到多点的以太网业务交换。在多个节点之间实现以太网业务的互联,该应用方式适用于构建集团用户内部的数据专用网、企业局域网等。新一代MSTP可通过二层交换或以太环网技术来实现。

  四、结束语

  结合RPR和MPLS的双重优势,新一代MSTP技术使建设一个可扩展、调度能力强、有QoS保证的城域传送网成为可能。它不但能很好地解决提供最大收益的TDM业务的传送,同时大大提高了对数据业务的支持能力和带宽利用率。我们相信,随着国际和国内标准化的完善,以及以太网业务应用模式的逐步推广,融合了RPR和MPLS技术的新一代MSTP必定会在城域传送网有良好的应用前景,有利于运营商降低运营成本,快速提供新业务,增加业务收入,提升自身的竞争优势。另方面,随着城域运营商对业务、网络和管理智能化的不断需求,新一代MSTP将逐渐具备ASON功能,并率先应用在北京、上海、广州这样的超大型城市,解决城域电路调度频繁、业务开通时间紧等问题。进一步增强城域光传送网的动态调度能力,并灵活支持各种新业务,为不同的客户提供差异化的服务。

  
摘自 泰尔网

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