城域传输网中多业务传输平台的应用

1 引 言

　　SDH技术发展至今已经是一种成熟、标准的技术。利用SDH 同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活的网络拓扑能力和高可靠性的优点，多业务传输平台MSTP在传统SDH的基础上实现了TDM，ATM，以太网等业务的接入、处理和传送，提供饿统一网管的多业务节点，其功能模型如图1所示。

　　MSTP可以在以太网和SDH之间引入智能的 中间适配层如RPR和 MPLS技术，并结合多种技术来提高设备的数据处理与QoS支持能力，并通过GFP协议完成以太网帧到SDH虚容器的封装映射，同时利用虚级联和LCAS 技术增强虚容器带宽分配的灵活性和效率。

　　2城域网中MSTP的核心技术

　　MSTP保留了SDH的传统优势并在不断 地进行着技术更新，自2001年发展至今已经经历过3次大的飞跃，下面对其当前的核心技术进行简要介绍。

　　2.1 VC级联

　　VC级联的概念是在ITU-T G.7070中定义的，分为连续级联和虚级联2种。连续级联是将几个相连的容器结合成一个大的容器并通过SDH系统传输，各个VC在SDH的帧结构中是连续的，共用相同的通道开销(POH)，有时也直接简称其为级联[3，4]。

 VC虚级联是指SDH中用来承载以太网业务的各个VC在 SDH的帧结构中是独立的，其位置可以灵活处理。通过连续级联和虚级联技术，可以实现对以太网带宽和SDH虚通道之间的速率适配。尤其是虚级联技术，克服 了级联由于带宽颗粒较大导致传输效率较低的缺点，可以分别映射各独立的容器到一个虚的级联链路，将从VC-4到VC-12等不同速率的小容器进行组合利 用，提供了更精细的带宽颗粒度，较大的提高了传输效率，如表1所示。

　　此外，他能使运营商根据用户业务需要有效地调整传输容量。采用VC虚级联技术，还可以 实现多径传输。VC虚级联特点是将不连续的SDH同步净荷(数据)按级联的方法，构成一个虚级联信号组(VCG)进行传输，以达到匹配业务带宽的目的。在 SDH网络中，VC虚级联的实现比较简单，惟一要注意的是确保参与VCAT的虚容器序列号SQ的传送，要保证在系统的接收端能够将传送信号的VC进行正确 的排队重组。

　　2.2 链路容量调整机制LCAS

　　LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)是在ITU-T G.7042中定义的，可以根据业务流量对所分配的虚容器带宽进行动态调整，并且在调整过程中不会对数据的传送性能有影响。LCAS是一个双向的协议，他 通过使用请求/应答机制实时地在收发节点之间交换表示状态的控制分组来动态调整业务带宽。LCAS可以将有效净负荷自动映射到可用的VC上，从而实现带宽 的连续调整，不仅提高了带宽指配速度，对业务无损伤，而且当系统出现故障时，可以动态调整系统带宽，无需人工介入[5]。

　　LCAS和虚级联VCAT功能的实现都是通过同一个字节来完成的，其控制包结构如图2所示。在VC-3/VC-4中采用H4字节，由其构成2个复帧，第一 个复帧由16帧组成，第二个复帧的长度为256帧。要完成一组VC控制信息的传输至少需要16帧，即2 ms的时间[6]。

　　而在 VC-12中，LCAS的实现是通过K4字节中的比特2完成的，其中比特1传送信号标志，即VC-12承载的信号类型。比特2传送虚级联序号SQ和 LCAS控制信号。K4是4帧的复帧结构，周期为500 μs。LCAS控制信息由32复帧构成，完成一组LCAS信息的单向传送需要16 ms，因此当由于"断纤"或"缺陷"等原因导致删除虚级联组成员时，VC-3/4虚级联组对业务的影响时间短一些，而VC-12虚级联组的业务受损时间要长一些。

2.3 通用成帧协议(GFP)

　　目前MSTP行业标准中定义了3种标准封装以太网帧的协议：PPP (Point-to-Point Protocol)，LAPS(Link Access Proce-dure-SDH)，GFP(Generic Framing Proce-dure)。从3种数据封装映射方式来看，相对于PPP和LAPS，GFP协议的标准化程度更高，适用程度更广，是数据业务封装映射到 SDH/OTN的标准方式之一，具有良好的市场前景。通用成帧规程GFP是一种通用映射技术，他可将变长或定长的数据分组，进行统一的适配处理，实现数据业务在多种高速物理传输通道中的传输。一方面，GFP采用灵活的帧封装以支持固定或可变长度的数据，GFP能对可变长度的用户协议数据单元PDU进行全封 装，免去对数据的拆分、重组和帧的填充，简化了系统的操作，提高了系统的处理速度和稳定度;另一方面，GFP不像LAPS以特定字符7E填充帧头来确定帧边界，GFP使用类似于ATM中基于差错控制的帧定界方式，以帧头错误检验HEC为基础，通过2字节的当前帧净荷长度和2字节的帧头错误检验来确定帧的边 界，这种方式可减少边界搜索处理时间，对于有较高同步需求的数据链路来说相当重要，同时他也克服了靠帧标志定位带来的种种缺点，进一步加快了处理速度，适应下一代MSTP高速的要求。

　　GFP标准定义了2种模式：透明映射模式和帧映射模式。透明映射的GFP(GFP- T)是一种面向块状码的数据流模式，用透明映射的方式及时处理而不必等待整个帧的到达，实现对时延敏感的存储区域网SAN的线路码的高效和透明地传输，他 面对的是光纤通道(Fiber Channel)接口的数据流。帧映射的GFP(GFP-F)是一种面向PDU的数据流模式，可以将客户信号帧完全地映射进一个可变长度的GFP帧，支持 包颗粒级别的速率适配和复用，以便实现虚容器级别的流量工程和汇聚。他用作传输IP协议、和以太网的数据流。

　　2.4多协议标记交换 (MPLS)及弹性分组环(RPR)

　　为了满足客户层对以太网业务的需求，更好地引入QoS，实现带宽的公平使用，MSTP在SDH 和以太网之间引入了智能适配层，其实现技术主要有MPLS 和RPR两种。MPLS技术通过LSP,标签栈突破了VLAN在核心节点的4096地址空间限制，并可以为以太网QoS和网络资源优化提供很好的支持 [7]。内嵌MPLS功能的MSTP可以较好地实现VLAN地址扩展并提供电路端到端的QoS保证，而且可以提供新型以太网业务(如L2VPN)，灵活控 制带宽颗粒。

　　RPR技术为全分布式接入，提供了快速分组环保护，支持功态带宽分配、空间重用和额外业务。内嵌RPR功能的 MSTP支持环内的带宽共享与统计复用，结合空间重用技术(SRP)，使得环网的带宽利用效率得到很大提高;通过快速的环网保护机制实现了50 ms的电信级保护[8];执行公平算法，实现了环路带宽的公平利用;内嵌RPR可以将基于端口、VLAN ID，VLAN优先级、MAC地址等不同特征的业务，分类映射进A，B，C三种业务等级。通过对承诺速率(CIR)、额外信息速率(EIR)的设置，实现 与小旧等级业务相对应的QoS保证。

　　3 MSTP的主要应用

　　3.1 MSTP可以提供以太网的透明传送功能

　　MSTP可以将来自用户以太网的信号不经过L2交换，直接映射到SDH的虚容器(VC)中， 然后通过SDH网络进行点到点传送。目前，10 Mb/s，FE甚至GE业务可以通过多种途径在网络中传送，比如10 Mb/s和FE、业务可以采用VC-12或VC-3的虚级联方式承载，而GE业务则可采用VC-4或VC-3/STS-1连续级联的方式来承载[9， 10]。

　　3.2 MSTP可以提供ATM处理模块

　　对于ATM业务接入，比如多点DSLAM接人到ATM骨干交换 机的应用场合，通过VP/VC信元交换和统计复用功能，可以将若干节点分别接入的多个155 Mb/s时隙收敛到SDH环的一个155 Mb/s时隙，实现1∶N业务收敛功能，节省了带宽资源，同时所有业务可以共享ATM的VP-Ring保护。若SDH的通道或复用段保护启用，则可以方便的屏蔽掉ATM的VP-Ring保护。

针对未来3G移动通信技术的BTS接入到NodeB或NodeB接入到RNC的应用场合，在 无线接入层采用具有ATM处理能力的MSTP设备可以大大简化网络结构。采用MSTP组成的自愈环结构可以覆盖多个基站，解决了多个Node B的业务上联问题，该环网的速率可以达到155 Mb/s或更高速率的STM-N，随着业务的发展，可以通过增加多个ATM 155 Mb/s方式进行扩容，以满足3G无线容量的增加。此外，ATM处理模块还可以提供PVC专线和ATM组播业务。