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摘要:阐述了MSTP技术的引入、概念、发展阶段,介绍了MSTP技术的原理、特点及应用。
关键词:MSTP 原理 特点 应用
随着IP数据、话音、图像等多种业务传送需求的不断增长,电力系统中原有的以承载话音为主要目的城域网在容量以及接口能力上都已经无法满足业务传输与汇聚的要求,通过时隙映射和交叉连接功能以及端到端的质量保证机制的SDH承载网已不能满足以包交换为传送机制的IP数据业务的大幅度、高速发展这一需求。现代城域网建设的一个主要的出发点就是要求城域网能够很好地支持多种业务类型,不但能支持传统的业务----话音业务,而且还要能支持新兴业务----数据业务。业务传送环境的巨大变化,使得MSTP的概念出现了,MSTP(Multi-Service Transport Platform)——基于SDH的多业务平台(基于SDH的多业务节点)技术应运而生。MSTP(多业务传送平台)技术对SDH进行改造,将问题解决在网络的边缘(接入端),使IP业务在SDH网络中也能有良好的通过性,这样不仅可以使现有的网络资源得到更为合理的利用,而且SDH本身具有的一些特性也可以弥补以太网的一些不足,例如QoS问题。它有别于传统的SDH设备。从网络定位上讲,MSTP应处在网络接入部分,用户侧--面向不同的业务接口,网络侧——面向SDH传输设备;形象的讲,MSTP就象一个长途客/货枢纽站,如何有效的将客货分离,按照不同的需求安全、快捷的运送到目的地,是其追求的目标。
以SDH为基础的多业务传送平台(MSTP)设备,国外称为多业务提供平台(MSPP)或下一代SONET/SDH。MSTP设备,首先是融合了最新的SDH(TDM)和IP(数据)技术,它还可以方便地引入WDM技术。所以,MSTP它融合了最新的TDM、IP数据和WDM(即电路、分组和光域)三方面的技术,它既能与已大量建成的SDH网络兼容又能使现存的网络升级,使之以一套网络即能提供先进、宽带、高收益的业务(IP、数据、语音、图像等)。MSTP技术的发展主要体现在对以太网业务的支持上,以太网新业务的QoS要求推动着MSTP的发展。一般认为MSTP技术发展可以划分为三个阶段:
第一代MSTP的特点是提供以太网点到点透传。它是将以太网信号直接映射到SDH的虚容器(VC)中进行点到点传送。由于业务粒度受限于VC,一般最小为2Mbit/s因此,第一代MSTP还不能提供不同以太网业务的QoS区分、流量控制、多个以太网业务流的统计复用和带宽共享以及以太网业务层的保护等功能。
第二代MSTP的特点是支持以太网二层交换。它是在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点对点链路之间实现基于以太网链路层的数据帧交换。相对于第一代MSTP,第二代MSTP做了许多改进,它可提供基于802.3x的流量控制、多用户隔离和VLAN划分、基于STP的以太网业务层保护以及基于802.1p的优先级转发等多项以太网方面的支持。目前正在使用的MSTP产品大多都属于第二代MSTP技术。但是,与以太网业务需求相比,第二代MSTP仍然存在着许多的不足,比如不能提供良好的QoS支持,业务带宽粒度仍然受限于VC,基于STP的业务层保护时间太慢,VLAN功能也不适合大型城域公网应用,还不能实现环上不同位置节点的公平接入,基于802.3x的流量控制只是针对点到点链路,等等。
最近才出现的第三代MSTP的特点是支持以太网QoS。在第三代MSTP中,引入了中间的智能适配层、通用成帧规程(GFP:Generic Framing Procedure)高速封装协议、虚级联和链路容量调整机制(LCAS)等多项全新技术。第三代MSTP是以VC虚级联,GFP,LCAS和RPR为特征的。VC虚级联更好地解决了与传统SDH网互联的问题,同时提高了带宽的利用率;GFP提高了数据封装的效率,更加健壮可靠,多物理端口复用到同一通道减少了对带宽的需求,支持点对点和环网结构,并实现不同厂家间的数据业务互联;LCAS大大提高了以太网一层透传的业务可靠性和带宽的利用率;RPR解决了基于以太网二层环的公平接入和保护的问题,并通过双向利用带宽大大提高了带宽利用率。因此,第三代MSTP可支持QoS、多点到多点的连接、用户隔离和带宽共享等功能,能够实现业务等级协定(SLA)增强、阻塞控制以及公平接入等,此外,第三代MSTP还具有相当强的可扩展性。可以说,第三代MSTP为以太网业务发展提供了全面的支持。
一、 MSTP概念
MSTP(基于SDH 的多业务传送平台)是指,基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。它源自于中国信息产业部的标准。它的理念是以SDH技术为基础,构建一个平台,这平台既能支持传统的语音业务,也能满足日益增长的数据等新业务。基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外,还具有以下主要功能特征。
(1)具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能;
(2)具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能包括点到点的透明传送功能;
(3)具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能;
(4)具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。
充分发挥MSTP平台的业务功能,并不是简单地与数据业务网发生重叠,而是通过与数据业务网络的紧密结合,从全面意义上实现一个低成本而又充满竞争力的城域网。
MSTP与以太网业务互通的三种方式:
(1)以太网接口直接互联,只需要注意以太网接口的协商方式的一致就可以完成。
(2)以太网业务穿通其他厂家SDH网络的互通,而两端的SDH为同一厂商,对于VC级联的以太网业务要求中间的SDH网络支持VC级联。
(3)不同厂家以太网映射和封装协议互通。
二、 MSTP工作原理
MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能,并对网络业务支撑层加以改造,以适应多业务应用,实现对二层、三层的数据智能支持。即将传送节点与各种业务节点融合在一起,构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点,称为融合的网络节点或多业务节点,主要定位于网络边缘。MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器(DXC)、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备,从传送网转变为传送网和业务网一体化的多业务平台,即基于SDH技术的多业务传送平台(MSTP),进行统一控制和管理。基于SDH的MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务,特别是以TDM业务为主的混合业务。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商,应用于局间或POP间,还适合于大企事业用户驻地。而且即便对于已敷设了大量SDH网的运营公司,以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务,有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。所以,它将成为城域网近期的主流技术之一。
三、MSTP的特点
(1)继承了SDH技术的诸多优点:如良好的网络保护倒换性能、对TDM业务较好的支持能力、QoS设置等。
(2)支持多种物理接口:由于MSTP设备负责业务的接入、汇聚和传输,所以MSTP必须支持多种物理接口,从而支持多种业务的接入和处理。常见的接口类型有:TDM接口(T1E1、T3E3)、SDH接口(OC-NSTM-M)、以太网接口(10 100BaseT、GE)、POS接口。可以根据业务的需要,工作在端口组方式和VLAN方式,其中VLAN方式可以分为接入模式和干线模式。
(3)支持多种协议:MSTP对多业务的支持要求其必须具有对多种协议的支持能力,通过对多种协议的支持来增强网络边缘的智能性;通过对不同业务的聚合、交换或路由来提供对不同类型传输流的分离。
(4)支持多种光纤传输:MSTP根据在网络中位置的不同有着多种不同的信号类型,当MSTP位于核心骨干网时,信号类型最低为OC-48并可以扩展到OC-192和密集波分复用(DWDM);当MSTP位于边缘接入和汇聚层时,信号类型从OC-3OC-12开始并可以在将来扩展至支持DWDM的OC-48。
(5)提供集成的数字交叉连接交换:MSTP可以在网络边缘完成大部分交叉连接功能,从而节省传输带宽以及省去核心层中昂贵的数字交叉连接系统端口。
(6)支持动态带宽分配:由于MSTP支持G.7070中定义的级联和虚级联功能,可以对带宽进行灵活地分配,带宽可分配粒度为2MB,一些厂家通过自己的协议可以把带宽分配粒度调整为576kbit/s,即可以实现对SDH帧中列级别上的带宽分配;通过对G.7042中定义的LCAS的支持可以实现对链路带宽的动态配置和调整。
(7)链路的高效建立能力:面对城域网用户不断提高的即时带宽要求和IP业务流量的增加,要求MSTP能够提供高效的链路配置、维护和管理能力。
(8)协议和接口的分离:一些MSTP产品把协议处理与物理接口分离开,可以提供″到任务端口的任何协议″的功能,这增加了在使用给定端口集合时的灵活性和扩展性。
(9)提供综合网络管理功能:MSTP提供对不同协议层的综合管理,便于网络的维护和管理。
四、MSTP的优势
(1)现阶段大量用户的需求还是固定带宽专线,主要是2Mbit/s、10/100Mbit/s、34Mbit/s、155M bit/s。对于这些专线业务,大致可以划分为固定带宽业务和可变带宽业务。对于固定带宽业务,MSTP设备从SDH那里集成了优秀的承载、调度能力,对于可变带宽业务,可以直接在MSTP设备上提供端到端透明传输通道,充分保证服务质量,可以充分利用MSTP的二层交换和统计复用功能共享带宽,节约成本,同时使用其中的VLAN划分功能隔离数据,用不同的业务质量等级(CoS)来保障重点用户的服务质量。
(2)在城域汇聚层,实现企业网络边缘节点到中心节点的业务汇聚,具有节点多、端口种类多、用户连接分散和较多端口数量等特点。采用MSTP组网, 可以实现IP 路由设备10M/100M/1000M POS和2M/FR业务的汇聚或直接接入,支持业务汇聚调度,综合承载,具有良好的生存性。根据不同的网络容量需求,可以选择不同速率等级的MSTP设备。
五、 MSTP的应用
MSTP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。它的技术优势与其他技术相比在于:解决了SDH技术对于数据业务承载效率不高的问题;解决了ATM/IP 对于TDM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RPR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。MSTP能提供的七种重要业务能力如下:
TDM 专线
E1、E3、DS0～1、DS3、STM-x等基于SDH的数字专线主要面向中高端大客户(如金融业、政府、大型企业)的互连或上网,可靠性需要很高。MSTP能够提供TPS保护、SDH层的保护、设备级的保护等。MSTP现在对低阶调度能力的支持越来越强,甚至核心层设备也支持大容量的低阶调度能力,加上ASON的应用,尤其是ASON对VC12级别配置的支持,无疑对开展基于MSTP的TDM专线业务很重要。
点到点 Ethernet 专线
点到点Ethernet专线是现在MSTP提供的最主要的数据专线业务,由于企业通信业务现在主要是数据业务,长途话音IP化趋势很快,而Ethernet作为一种成本低、标准化程度高、被广泛使用的专线接入方式将逐步成为专线的主要接入方式之一。现在MSTP上提供点到点专线能够支持对接入带宽的限制(CAR能力)、对流的分类和调度能力、对VLAN的支持及VLAN嵌套的支持能力、以太网的TPS保护、组播、流(stream)到MPLS隧道的映射等等。
点到多点汇聚型 Ethernet 专线
点到多点汇聚型专线主要是满足企业总部和各个分部之间的互连应用,总部只要利用一个Ethernet接口接到MSTP设备上就能够通过MSTP网络,建立和各个分部之间的点到多点的连接。他是利用MSTP上Ether?net板卡上的L2交换和L2汇聚能力来实现的,MSTP的Ethernet板卡能够支持的VCG方向数是个重要指标,现在一般能够支持16～128个方向。
波分专线
金融行业数据中央的备份业务,往往需要支持业务透明、低成本、高可靠性、高带宽的专线链路,波分专线是理想的选择。他是通过单独的波分设备或MSTP内置的波分模块提供波分专线来实现的。波分专线需要端到端保护能力、对各种数据接口的支持能力等,能够提供从34M到10G级别的SDH/SONET、ATM、IP、GE/FE、FC/ESCON等多种物理接口的提供、复用及灵活上下路的能力。
SAN 专线
随着计算和存储设备的分离,远程主机需要能够访问存储设备,MSTP能够提供FC接口及FC拉远能力,还能够提供IBM主机之间的ESCON、FICON互连专线。
MPL SVPN业务
现在商用的MSTP还主要是提供专线业务,MSTP能够通过嵌入MPLSPE的功能实体来提供MPLSVPN业务。
专线业务的端到端管理
专线端到端的管理有两种办法:一是基于网管的方案,这是现在大部分主流厂家采用的方式,也是在相关信令协议成熟之前唯一能够使用的方式;二是基于信令的方式,能够采用GMPLS/MPLS来建立物理层或MPLS层面的隧道,而采用PWE3/IPTN(IP电信网)信令建立PW层面的电路。新一代MSTP的关键技术和发展方向。
六、小结
随着网络中数据业务比重的增加,MSTP技术也正逐渐从简单的支持数据业务的固定封装和透传的方式向更加灵活有效支持数据业务的自动交换光网络ASON演进和发展。从目前的发展需求看,主要有以下3个方面:
GFP成为各厂商以太网业务处理的唯一封装标准。GFP进一步降低了接收机实施复杂性,设备尺寸和成本,使GFP特别适合于高速传输链路应用。
LCAS将发展为全动态调整带宽。随着光传送网络的智能化发展,按需动态分配以太业务带宽、实施传输网带宽运营将是未来ION的主要应用之一。LCAS所实现的虚级联带宽动态调整无疑为实现端到端的带宽智能化分配提供了可能和有效的手段。
MPLS技术支持全动态自动建立链路和标签转发,实现自动路由统一。MPLS支持大规模层次化的网络拓扑结构,具有良好的网络扩展性并能够有效地实施流量工程,支持大规模虚拟专用网和提供有效的QoS保证。
下一代的MSTP将VC级联,GFP,LCAS、RPR、MPLS和ASON几种标准功能集成在一起,配合核心智能光网络的自动选路和指配功能,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。不仅大大增强自身灵活有效支持数据业务的能力,而且可以将核心智能光网络的智能扩展到网络边缘。综上所述,由于MSTP广泛应用于城域传输网络,激发了城域传输网络的活力,带给运营商更大的利益空间。各大设备供应商也在不断地针对MSTP进行研究与开发,MSTP的内涵也在逐步得到丰富。相信MSTP的发展依然存在巨大的空间,本身技术的能量也同样具有巨大的潜力等待挖掘。MSTP将在城域建设中起到决定性的作用,成为网络建设的首选方案。
参考文献:
[1]曹蓟光,吴英桦. 多业务传送平台(MSTP)技术与应用. 北京:人民邮电出版社,2003.
[2]IEEE RFC 2544. Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices .
[3]IEEE RFC 1242. Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices.
[4]YD/T 1238-2002. 基于SDH的多业务传送节点技术要求. 北京:人民邮电出版社,2002.
[5]YD/T 1276-2003. 基于SDH的多业务传送节点测试方法. 北京:人民邮电出版社,2003.
[6]YD/T 5119-2005. 基于SDH的多业务传送节点(MSTP)本地网光缆传输工程设计规范. 北京:北京邮电大学出版社,2006.
[7]ITU-T Y.17ethoam. OAM Functions and Mechanisms for Ethernet based networks.
[8]ITU-T Y.1541. Network Performance Objectives for IP-Based Services.
作者简介:王慧卿(1973-),女,山西太原人,山西省电力通信中心工程师,主要从事电力系统通信研究;刘延江(1973-),男,山东莱芜人,山西鲁晋王曲发电有限公司工程师,从事发电研究。
关键词:MSTP 原理 特点 应用
随着IP数据、话音、图像等多种业务传送需求的不断增长,电力系统中原有的以承载话音为主要目的城域网在容量以及接口能力上都已经无法满足业务传输与汇聚的要求,通过时隙映射和交叉连接功能以及端到端的质量保证机制的SDH承载网已不能满足以包交换为传送机制的IP数据业务的大幅度、高速发展这一需求。现代城域网建设的一个主要的出发点就是要求城域网能够很好地支持多种业务类型,不但能支持传统的业务----话音业务,而且还要能支持新兴业务----数据业务。业务传送环境的巨大变化,使得MSTP的概念出现了,MSTP(Multi-Service Transport Platform)——基于SDH的多业务平台(基于SDH的多业务节点)技术应运而生。MSTP(多业务传送平台)技术对SDH进行改造,将问题解决在网络的边缘(接入端),使IP业务在SDH网络中也能有良好的通过性,这样不仅可以使现有的网络资源得到更为合理的利用,而且SDH本身具有的一些特性也可以弥补以太网的一些不足,例如QoS问题。它有别于传统的SDH设备。从网络定位上讲,MSTP应处在网络接入部分,用户侧--面向不同的业务接口,网络侧——面向SDH传输设备;形象的讲,MSTP就象一个长途客/货枢纽站,如何有效的将客货分离,按照不同的需求安全、快捷的运送到目的地,是其追求的目标。
以SDH为基础的多业务传送平台(MSTP)设备,国外称为多业务提供平台(MSPP)或下一代SONET/SDH。MSTP设备,首先是融合了最新的SDH(TDM)和IP(数据)技术,它还可以方便地引入WDM技术。所以,MSTP它融合了最新的TDM、IP数据和WDM(即电路、分组和光域)三方面的技术,它既能与已大量建成的SDH网络兼容又能使现存的网络升级,使之以一套网络即能提供先进、宽带、高收益的业务(IP、数据、语音、图像等)。MSTP技术的发展主要体现在对以太网业务的支持上,以太网新业务的QoS要求推动着MSTP的发展。一般认为MSTP技术发展可以划分为三个阶段:
第一代MSTP的特点是提供以太网点到点透传。它是将以太网信号直接映射到SDH的虚容器(VC)中进行点到点传送。由于业务粒度受限于VC,一般最小为2Mbit/s因此,第一代MSTP还不能提供不同以太网业务的QoS区分、流量控制、多个以太网业务流的统计复用和带宽共享以及以太网业务层的保护等功能。
第二代MSTP的特点是支持以太网二层交换。它是在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点对点链路之间实现基于以太网链路层的数据帧交换。相对于第一代MSTP,第二代MSTP做了许多改进,它可提供基于802.3x的流量控制、多用户隔离和VLAN划分、基于STP的以太网业务层保护以及基于802.1p的优先级转发等多项以太网方面的支持。目前正在使用的MSTP产品大多都属于第二代MSTP技术。但是,与以太网业务需求相比,第二代MSTP仍然存在着许多的不足,比如不能提供良好的QoS支持,业务带宽粒度仍然受限于VC,基于STP的业务层保护时间太慢,VLAN功能也不适合大型城域公网应用,还不能实现环上不同位置节点的公平接入,基于802.3x的流量控制只是针对点到点链路,等等。
最近才出现的第三代MSTP的特点是支持以太网QoS。在第三代MSTP中,引入了中间的智能适配层、通用成帧规程(GFP:Generic Framing Procedure)高速封装协议、虚级联和链路容量调整机制(LCAS)等多项全新技术。第三代MSTP是以VC虚级联,GFP,LCAS和RPR为特征的。VC虚级联更好地解决了与传统SDH网互联的问题,同时提高了带宽的利用率;GFP提高了数据封装的效率,更加健壮可靠,多物理端口复用到同一通道减少了对带宽的需求,支持点对点和环网结构,并实现不同厂家间的数据业务互联;LCAS大大提高了以太网一层透传的业务可靠性和带宽的利用率;RPR解决了基于以太网二层环的公平接入和保护的问题,并通过双向利用带宽大大提高了带宽利用率。因此,第三代MSTP可支持QoS、多点到多点的连接、用户隔离和带宽共享等功能,能够实现业务等级协定(SLA)增强、阻塞控制以及公平接入等,此外,第三代MSTP还具有相当强的可扩展性。可以说,第三代MSTP为以太网业务发展提供了全面的支持。
一、 MSTP概念
MSTP(基于SDH 的多业务传送平台)是指,基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。它源自于中国信息产业部的标准。它的理念是以SDH技术为基础,构建一个平台,这平台既能支持传统的语音业务,也能满足日益增长的数据等新业务。基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外,还具有以下主要功能特征。
(1)具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能;
(2)具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能包括点到点的透明传送功能;
(3)具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能;
(4)具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。
充分发挥MSTP平台的业务功能,并不是简单地与数据业务网发生重叠,而是通过与数据业务网络的紧密结合,从全面意义上实现一个低成本而又充满竞争力的城域网。
MSTP与以太网业务互通的三种方式:
(1)以太网接口直接互联,只需要注意以太网接口的协商方式的一致就可以完成。
(2)以太网业务穿通其他厂家SDH网络的互通,而两端的SDH为同一厂商,对于VC级联的以太网业务要求中间的SDH网络支持VC级联。
(3)不同厂家以太网映射和封装协议互通。
二、 MSTP工作原理
MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能,并对网络业务支撑层加以改造,以适应多业务应用,实现对二层、三层的数据智能支持。即将传送节点与各种业务节点融合在一起,构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点,称为融合的网络节点或多业务节点,主要定位于网络边缘。MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器(DXC)、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备,从传送网转变为传送网和业务网一体化的多业务平台,即基于SDH技术的多业务传送平台(MSTP),进行统一控制和管理。基于SDH的MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务,特别是以TDM业务为主的混合业务。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商,应用于局间或POP间,还适合于大企事业用户驻地。而且即便对于已敷设了大量SDH网的运营公司,以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务,有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。所以,它将成为城域网近期的主流技术之一。
三、MSTP的特点
(1)继承了SDH技术的诸多优点:如良好的网络保护倒换性能、对TDM业务较好的支持能力、QoS设置等。
(2)支持多种物理接口:由于MSTP设备负责业务的接入、汇聚和传输,所以MSTP必须支持多种物理接口,从而支持多种业务的接入和处理。常见的接口类型有:TDM接口(T1E1、T3E3)、SDH接口(OC-NSTM-M)、以太网接口(10 100BaseT、GE)、POS接口。可以根据业务的需要,工作在端口组方式和VLAN方式,其中VLAN方式可以分为接入模式和干线模式。
(3)支持多种协议:MSTP对多业务的支持要求其必须具有对多种协议的支持能力,通过对多种协议的支持来增强网络边缘的智能性;通过对不同业务的聚合、交换或路由来提供对不同类型传输流的分离。
(4)支持多种光纤传输:MSTP根据在网络中位置的不同有着多种不同的信号类型,当MSTP位于核心骨干网时,信号类型最低为OC-48并可以扩展到OC-192和密集波分复用(DWDM);当MSTP位于边缘接入和汇聚层时,信号类型从OC-3OC-12开始并可以在将来扩展至支持DWDM的OC-48。
(5)提供集成的数字交叉连接交换:MSTP可以在网络边缘完成大部分交叉连接功能,从而节省传输带宽以及省去核心层中昂贵的数字交叉连接系统端口。
(6)支持动态带宽分配:由于MSTP支持G.7070中定义的级联和虚级联功能,可以对带宽进行灵活地分配,带宽可分配粒度为2MB,一些厂家通过自己的协议可以把带宽分配粒度调整为576kbit/s,即可以实现对SDH帧中列级别上的带宽分配;通过对G.7042中定义的LCAS的支持可以实现对链路带宽的动态配置和调整。
(7)链路的高效建立能力:面对城域网用户不断提高的即时带宽要求和IP业务流量的增加,要求MSTP能够提供高效的链路配置、维护和管理能力。
(8)协议和接口的分离:一些MSTP产品把协议处理与物理接口分离开,可以提供″到任务端口的任何协议″的功能,这增加了在使用给定端口集合时的灵活性和扩展性。
(9)提供综合网络管理功能:MSTP提供对不同协议层的综合管理,便于网络的维护和管理。
四、MSTP的优势
(1)现阶段大量用户的需求还是固定带宽专线,主要是2Mbit/s、10/100Mbit/s、34Mbit/s、155M bit/s。对于这些专线业务,大致可以划分为固定带宽业务和可变带宽业务。对于固定带宽业务,MSTP设备从SDH那里集成了优秀的承载、调度能力,对于可变带宽业务,可以直接在MSTP设备上提供端到端透明传输通道,充分保证服务质量,可以充分利用MSTP的二层交换和统计复用功能共享带宽,节约成本,同时使用其中的VLAN划分功能隔离数据,用不同的业务质量等级(CoS)来保障重点用户的服务质量。
(2)在城域汇聚层,实现企业网络边缘节点到中心节点的业务汇聚,具有节点多、端口种类多、用户连接分散和较多端口数量等特点。采用MSTP组网, 可以实现IP 路由设备10M/100M/1000M POS和2M/FR业务的汇聚或直接接入,支持业务汇聚调度,综合承载,具有良好的生存性。根据不同的网络容量需求,可以选择不同速率等级的MSTP设备。
五、 MSTP的应用
MSTP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。它的技术优势与其他技术相比在于:解决了SDH技术对于数据业务承载效率不高的问题;解决了ATM/IP 对于TDM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RPR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。MSTP能提供的七种重要业务能力如下:
TDM 专线
E1、E3、DS0～1、DS3、STM-x等基于SDH的数字专线主要面向中高端大客户(如金融业、政府、大型企业)的互连或上网,可靠性需要很高。MSTP能够提供TPS保护、SDH层的保护、设备级的保护等。MSTP现在对低阶调度能力的支持越来越强,甚至核心层设备也支持大容量的低阶调度能力,加上ASON的应用,尤其是ASON对VC12级别配置的支持,无疑对开展基于MSTP的TDM专线业务很重要。
点到点 Ethernet 专线
点到点Ethernet专线是现在MSTP提供的最主要的数据专线业务,由于企业通信业务现在主要是数据业务,长途话音IP化趋势很快,而Ethernet作为一种成本低、标准化程度高、被广泛使用的专线接入方式将逐步成为专线的主要接入方式之一。现在MSTP上提供点到点专线能够支持对接入带宽的限制(CAR能力)、对流的分类和调度能力、对VLAN的支持及VLAN嵌套的支持能力、以太网的TPS保护、组播、流(stream)到MPLS隧道的映射等等。
点到多点汇聚型 Ethernet 专线
点到多点汇聚型专线主要是满足企业总部和各个分部之间的互连应用,总部只要利用一个Ethernet接口接到MSTP设备上就能够通过MSTP网络,建立和各个分部之间的点到多点的连接。他是利用MSTP上Ether?net板卡上的L2交换和L2汇聚能力来实现的,MSTP的Ethernet板卡能够支持的VCG方向数是个重要指标,现在一般能够支持16～128个方向。
波分专线
金融行业数据中央的备份业务,往往需要支持业务透明、低成本、高可靠性、高带宽的专线链路,波分专线是理想的选择。他是通过单独的波分设备或MSTP内置的波分模块提供波分专线来实现的。波分专线需要端到端保护能力、对各种数据接口的支持能力等,能够提供从34M到10G级别的SDH/SONET、ATM、IP、GE/FE、FC/ESCON等多种物理接口的提供、复用及灵活上下路的能力。
SAN 专线
随着计算和存储设备的分离,远程主机需要能够访问存储设备,MSTP能够提供FC接口及FC拉远能力,还能够提供IBM主机之间的ESCON、FICON互连专线。
MPL SVPN业务
现在商用的MSTP还主要是提供专线业务,MSTP能够通过嵌入MPLSPE的功能实体来提供MPLSVPN业务。
专线业务的端到端管理
专线端到端的管理有两种办法:一是基于网管的方案,这是现在大部分主流厂家采用的方式,也是在相关信令协议成熟之前唯一能够使用的方式;二是基于信令的方式,能够采用GMPLS/MPLS来建立物理层或MPLS层面的隧道,而采用PWE3/IPTN(IP电信网)信令建立PW层面的电路。新一代MSTP的关键技术和发展方向。
六、小结
随着网络中数据业务比重的增加,MSTP技术也正逐渐从简单的支持数据业务的固定封装和透传的方式向更加灵活有效支持数据业务的自动交换光网络ASON演进和发展。从目前的发展需求看,主要有以下3个方面:
GFP成为各厂商以太网业务处理的唯一封装标准。GFP进一步降低了接收机实施复杂性,设备尺寸和成本,使GFP特别适合于高速传输链路应用。
LCAS将发展为全动态调整带宽。随着光传送网络的智能化发展,按需动态分配以太业务带宽、实施传输网带宽运营将是未来ION的主要应用之一。LCAS所实现的虚级联带宽动态调整无疑为实现端到端的带宽智能化分配提供了可能和有效的手段。
MPLS技术支持全动态自动建立链路和标签转发,实现自动路由统一。MPLS支持大规模层次化的网络拓扑结构,具有良好的网络扩展性并能够有效地实施流量工程,支持大规模虚拟专用网和提供有效的QoS保证。
下一代的MSTP将VC级联,GFP,LCAS、RPR、MPLS和ASON几种标准功能集成在一起,配合核心智能光网络的自动选路和指配功能,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。不仅大大增强自身灵活有效支持数据业务的能力,而且可以将核心智能光网络的智能扩展到网络边缘。综上所述,由于MSTP广泛应用于城域传输网络,激发了城域传输网络的活力,带给运营商更大的利益空间。各大设备供应商也在不断地针对MSTP进行研究与开发,MSTP的内涵也在逐步得到丰富。相信MSTP的发展依然存在巨大的空间,本身技术的能量也同样具有巨大的潜力等待挖掘。MSTP将在城域建设中起到决定性的作用,成为网络建设的首选方案。
参考文献:
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作者简介:王慧卿(1973-),女,山西太原人,山西省电力通信中心工程师,主要从事电力系统通信研究;刘延江(1973-),男,山东莱芜人,山西鲁晋王曲发电有限公司工程师,从事发电研究。