一、當前本地網絡結構及存在的問題
在當前的本地網中,數據業務通常由SDH和分離的FR、ATM和IP網提供,這種重疊的網絡結構是多年來應新業務的發展而逐步形成的。這種結構有利于各業務網的單獨規劃和運營管理,但隨著不同種類業務的數量和流量增加,特別是在當前IP業務高速增長和客戶需求多樣化的環境中,這種網絡結構造成傳輸網資源嚴重浪費、網絡統一規劃和管理困難、各業務網間互通復雜、網絡發展不適應業務多樣化需求等問題,使建設和運營成本越來越高,越來越難以滿足市場發展變化的需要。
而在承載數據業務方面,現有的傳輸網絡已經不能適應當前數據業務發展的要求。本地網原有的SDH設備主要提供面對TDM業務的E1/E3/E4,155M/622M/2.5G接口,但數據業務的接口有多種(如以太網為10M/100M/1G),在利用SDH設備提供數據業務時還需外加接口轉換設備;并且原有傳輸網絡采用的是點到點的半永久連接,而數據業務是面向統計復用的動態連接;在承載IP數據方面,現有本地傳輸網也存在不足:當前IP城域網基本上為獨立組網,絕大部分業務直接承載在物理光纖網絡上。這種組網方式的好處是節省傳輸設備投資,使組網成本大大降低,但采用裸纖互連IP設備,加快了光纜線路資源的消耗,而且裸纖直連無法實現鏈路保護,不便于業務管理和提供電信級業務。
由此可見,當前本地網中各數據業務網的獨立發展給傳輸網的規劃和發展帶來了很多問題,特別是在IP業務高速增長和客戶需求多樣化的環境中,各業務網單獨組網復雜低效,造成傳輸網資源嚴重浪費、設備和運營成本高以及業務提供緩慢等問題。
二、MSTP技術的引入
隨著Internet的飛速發展、寬帶城域網的興起以及話音、數據、圖像等多種業務的傳送需求的不斷增長,當前的業務傳送環境已發生了很大的變化,傳輸和數據技術的融合趨勢已十分明顯;赟DH 的多業務傳送節點MSTP已成為當前城域傳送網的主流技術。MSTP技術就是在SDH技術的基礎上集成了對多種業務(主要是以太網業務和ATM業務)的支持功能,實現對城域網業務的匯聚。由于MSTP能對多種技術進行優化組合,提供多種業務的綜合支持能力,使電信運營商和服務提供商可以在網絡傳輸層、交換層以及路由層上向用戶提供新型捆綁服務。它在大大減少開通新型服務所需時間的同時,提高了添加、轉移或撤消客戶的靈活性。另外,MSTP可以通過整合接入功能層所需的不同設備的類型和數量,來簡化邊緣網絡結構,從而減少所需網絡管理系統的數量以及安裝、配置和維護網絡所需的資源。由于MSTP設備既具備技術的先進性,又直接面向現在城域網的建設需求,更為重要的是其可以節約建設成本和維護成本,具有良好的投資回報率,因此受到廣泛的關注,也是當前工程應用的熱點。在南平本地SDH環網III期擴容工程就使用了華為OptiX Metro系列 MSTP設備,實現南平本地網十縣(市)以太網業務的透傳、交換和匯聚,滿足專線上網、企業專網的應用。
三、MSTP的關鍵技術
MSTP技術源于SDH,是在傳統的SDH設備上增加了以太網和ATM業務的接入、處理、傳送能力,并提供統一網管的多業務節點。它既繼承了SDH穩定、可靠的特性,又融合了數據網靈活、多樣的業務處理能力。MSTP的關鍵技術主要有以下幾項:
1. 級聯
VC級聯的概念是在ITU-T G.707中定義的,分為相鄰級聯和虛級聯兩種。相鄰級聯指SDH中用來承載以太網業務的各個VC在SDH的幀結構中是連續的,共用相同的通道開銷(POH);虛級聯指SDH中用來承載以太網業務的各個VC在SDH的幀結構中是獨立的,其位置可以靈活處理。
2. 通用成幀規程GFP
GFP是ITU-T G.7041定義的一種鏈路層標準,是一種對于以幀為單位組織的數據業務的簡單有效的封裝方式,它既可以在字節同步的鏈路中傳送長度可變的數據包,又可以傳送固定長度的數據塊,是一種簡單而又靈活的數據適配方法。GFP采用了與ATM技術相似的幀定界方式,可以透明地封裝各種數據信號,利于多廠商設備互聯互通。
3. 鏈路容量調整機制LCAS
LCAS可以在不中斷數據流的情況下動態調整虛級聯個數,它所提供的是平滑地改變傳送網中虛級聯信號帶寬以自動適應業務帶寬需求的方法。LCAS可以將有效凈負荷自動映射到可用的VC上,從而實現帶寬的連續調整,不僅提高了帶寬指配速度、對業務無損傷,而且當系統出現故障時,可以動態調整系統帶寬,無須人工介入,在保證服務質量的前提下,使網絡利用率得到顯著提高。
4.多協議標簽交換MPLS
MPLS是一種多協議標簽交換標準協議,它將第三層技術(如IP路由等)與第二層技術(如ATM、幀中繼等)有機地結合起來,從而使得在同一個網絡上既能提供點到點傳送,也可以提供多點傳送;既能提供原來以太網的服務,又能提供具有很高QoS要求的實時交換服務。MPLS技術使用標簽對上層數據進行統一封裝,從而實現了用SDH承載不同類型的數據包;贛PLS的MSTP設備不但能夠實現端到端的流量控制,而且還具有公平的接入機制與合理的帶寬動態分配機制,能夠提供獨特的端到端業務QoS功能。通過嵌入二層MPLS技術,允許不同的用戶使用同樣的VLAN ID,從根本上解決了VLAN地址空間的限制。此外,由于MPLS中采用標簽機制,路由的計算可以基于以太網拓撲,大大減少了路由設備的數量和復雜度,從整體上優化了以太網數據在MSTP中的傳輸效率,達到了網絡資源的最優化配置和最優化使用。
四、 MSTP技術在本地網的應用
MSTP技術可支持多樣化的業務端口配置,并提供帶有QoS保護的業務延伸手段,可以靈活地融合到現有業務網的接入層或匯聚層。在本地網中,可將MSTP技術應用于重點客戶專線的接入以及城域網的接入層或匯聚層。
1、實現對重點客戶專線的可靠接入
本地網的大客戶專線主要有數據專線和傳輸電路專線兩大類,尤其是E1專線在當前的企業專網中得到了普遍應用。為了節約成本,大客戶專線在初期建設時多采用PDH光端機和光纖直連方式實現低成本的接入,并使用了大量的E1/V.35、E1/Ethernet接口轉換器以及光電轉換器,在組網上則多采用星型網絡和光纖直驅方式(如2M業務通過獨立的SDH、PDH設備傳輸,IP、ATM業務通過光纖直連)。由于企業用戶的分布比較分散,在建網時也無法預期下一個新增加的企業用戶的地理位置,不同大客戶的專網多為獨立組建,結構復雜凌亂,不但消耗了大量的光纖資源,而且無法提供端到端QoS保證。
考慮到大客戶數量較多,地點分布零散,業務需求各不相同,如果把所有大客戶專網納入統一的傳輸平臺,則投資成本過高。因此,目前可針對大客戶業務的種類、數量并考慮到服務等級、投資成本等因素,分期、分層對大客戶網絡進行優化、改造,在部分大客戶專網中引入MSTP設備,采用環形和星形網絡拓撲結合的方式,逐步實現對不同等級客戶的不同服務質量保障,具體方案如下:將大客戶網絡分為核心層和接入層,將業務發展良好、業務集中、業務種類復雜的大客戶專網和重點客戶納入核心層。通過對光纜線路資源進行優化,在核心層引入MSTP設備組成環網,建立專有的大客戶專線業務網,提供豐富的業務種類和可定制服務(ATM、Ethernet以及2M專線等業務),網絡的結構、容量、管理和發展均以滿足大客戶業務的開展為基準;將業務數量少、業務種類較單一、節點多且分布零散的大客戶分支機構及小型客戶納入接入層,出于成本考慮,接入層仍保持星型組網或光纖直連方式,今后可根據客戶業務的發展,逐步進行改造。
總之,對本地大客戶網絡的優化應結合業務自身的應用特點,采用多種技術實現方式,使大客戶網絡具有很大的靈活性和可擴展性,能夠適應用戶端數量和位置不斷增長變化的市場需要,并達到差異性服務的要求。
2、實現傳輸網絡與數據網絡的融合
在本地網絡規劃時,可考慮利用MSTP所提供的對多種業務的綜合支持能力,對多種技術進行優化組
合,實現傳輸網與數據網絡的融合。在與IP網絡的融合及業務延伸方面,MSTP設備可以提供以太網透傳、二層交換及匯聚模式,通過標準的FE、GE接口實現與IP核心網的連接或邊緣層的延伸和融合;而在與基礎數據網絡的融合及業務延伸方面,MSTP可以提供155M、622M的ATM接口以及E1接口來分別實現與ATM交換網、DDN數據網的連接,并提供標準的用戶側ATM接口和V.35接口,在不新建基礎數據網絡的情況下完成業務網絡的延展,靈活地滿足客戶的特定需求。目前可結合傳輸、數據網絡的整合優化工作,在充分利用現有網絡資源的情況下,在光纖資源緊張、并且有新增語音業務和數據專線業務等多種業務需求的節點引入MSTP設備。并結合傳輸網的發展,逐步把部分大量使用光纖的數據業務通過傳輸設備接入,以解決光纖大量使用后難于管理,不易維護,而且安全性較低等問題。
3、將MSTP作為數據業務網接入層的必要補充
數據網和傳統的PSTN網絡所面對的用戶的分布情況不同,數據網是根據客戶的分布情況進行覆蓋,而不象PSTN或移動網絡那樣以地域進行覆蓋,因此很難在真正意義上實現普遍服務的用戶覆蓋。并且數據網的星型接入方式對近距離的接入比較理想,成本低廉,但對于遠距離客戶的接入,一般會出現較多的光纖轉接,維護和安全性能也無法保證等問題。因此,在本地網絡規劃時,可考慮將MSTP技術作為數據業務網接入層的必要補充,使數據網可以提供末梢遠距離組網和安全保證,實現端到端的全業務覆蓋。例如,利用MSTP技術可將多個以太網業務匯聚在同一光路上傳送,并可通過物理隔離、邏輯隔離、流量限制的方法實現最終用戶的各種接入,既解決了光纖不足的問題,也解決了L2匯聚造成的隔離和流量控制問題,可實現城域用戶密集區域的覆蓋;利用已經存在的MSTP網絡(假設運營商已經因PSTN網絡或大客戶專線覆蓋了SDH網),以增加以太網單板的方式,可實現DSLAM設備的接入,甚至可以實現DSLAM設備到最終用戶側的以太網接入,解決由于布點距離受限(光纖直連距離存在光口傳送距離和長距離維護的限制)的本地網或城域用戶分散區域的覆蓋。
五、應用MSTP技術時必須注意的問題
1、必須明確MSTP技術的應用模式與業務網之間的關系
MSTP技術是目前數據業務高速增長的環境下發展的產物,它正不斷地朝著面向業務的趨勢發展,而這種發展趨勢不可避免地會在定位上與數據網之間形成部分重疊。因此,在引入MSTP時應明確,要充分發揮MSTP平臺的業務功能,并不是簡單地與數據業務網發生重疊,而是通過與數據業務網絡的緊密結合,從全面意義上實現一個低成本而又充滿競爭力的城域網;要明確MSTP技術的應用模式與業務網之間的關系,充分考慮與城域IP網、本地SDH網的統籌規劃。
MSTP主要定位在城域網的匯聚層與接入層,為業務網提供接入與延伸手段,而不是完全替代業務網。在本地網絡規劃時, 應根據現有的網絡結構、目前的業務需求以及今后的業務定位,進行自我分析和自我定位,通過與數據業務網絡的緊密結合,充分發揮MSTP平臺的業務功能,使網絡整體性能和總成本實現最優化。
(2)做好MSTP設備的選型工作
目前大部分廠商的MSTP產品對數據業務的支持能力各有不同,有的只能實現對數據業務的透明傳輸,而有的則具有二層交換能力;有的只支持以太網業務,而有的則同時支持以太網、RPR和ATM。并且由于以太網映射方式和帶寬管理等有著不同的實現方式,目前不同廠家的設備還無法實現互連互通。因此在設備選型時應充分考慮MSTP產品對不同高層業務的支持方式以及與現有網絡的互聯互通等問題,要測試MSTP產品是否適用于運營商的應用環境。通過對技術和產品進行深入探討,平衡技術和產品的先進性和成熟度的關系,才能夠挑選出最為理想MSTP的產品和技術的組合,從全面意義上實現一個低成本而又有競爭力的城域網。在MSTP設備的選擇上,應盡量采用同廠商設備,以加強業務的互通性和可管理性,并注意與現有主流設備的兼容。
(3)充分利用現有資源,提高傳輸設備的利用率
在應用MSTP技術時,還需根據業務需要和光纜資源情況來選擇合適的組網方案,要充分考慮現有資源的消化利用、新增投資的最小化、網絡的安全穩定性以及技術的可實現性等問題,堅持以應用推動網絡建設的原則,積極整合和優化現有傳輸設備、傳輸通路組織和光纜線路資源,并注意與現有設備的融合。能夠利用現有設備升級而代價又比較小的話,應盡量采取升級方式來實現MSTP功能,努力提高傳輸設備和通道的利用率。如:南平本地網SDH環網II期建于2002年,使用的是華為公司Optix2500+設備,不具備MSTP特性。而南平本地SDH環網III期工程使用華為公司Optix2500+(Metro3000)設備,具有MSTP特性。在南平本地SDH環網III期工程建設時,就充分利用II期傳輸網的剩余通道以及設備的空閑槽位,在七個利舊站點中通過更換原有設備的主控板,并進行單板、系統軟件版本升級來實現MSTP功能,同時在原有設備上增配ET1板(以太網處理板),實現了IP業務的接入和處理,最大限度的發揮傳輸網的效率。
六、小結
總之,MSTP平臺是傳統的SDH技術在目前數據業務高速增長的環境下豐富和發展的產物,它繼承了SDH穩定、可靠的特性,并融合了數據網靈活、多樣的業務處理能力,可大量應用于大客戶專線、以太網接入以及DDN專線等業務的接入,并將在數據城域網業務方面發揮越來越重要的作用,有利地推動城域傳輸網絡的發展。<