MSTP在城域網(wǎng)中應(yīng)用探討

摘要　在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上，MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）吸收了以太網(wǎng)、ATM、MPLS、RPR（彈性分組環(huán)）等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)業(yè)務(wù)接口進(jìn)行了豐富，成為城域網(wǎng)的熱點(diǎn)技術(shù)。本文主要從應(yīng)用角度出發(fā)，分析了MSTP在承載大客戶以太網(wǎng)專線、軟交換、3G等業(yè)務(wù)方面的應(yīng)用模式，為城域網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展開拓思路。

1、引言

從目前來看，以MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）為代表的城域傳送網(wǎng)技術(shù)和以以太網(wǎng)為代表的IP城域網(wǎng)技術(shù)成為現(xiàn)階段的主流技術(shù)，并且呈現(xiàn)相互融合的態(tài)勢(shì)。本文主要從MSTP的應(yīng)用角度出發(fā)，分析其在專線、新業(yè)務(wù)承載等方面與其他技術(shù)的差異和競爭，從而為城域網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展開拓思路。

2、MSTP在城域網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

MSTP吸收了以太網(wǎng)、ATM、MPLS、RPR（彈性分組環(huán)）等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)業(yè)務(wù)接口進(jìn)行了豐富，并且在業(yè)務(wù)接口板增加了以太網(wǎng)、ATM、MPLS、RPR等處理能力，從而成為統(tǒng)一以上業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)。

MSTP技術(shù)是分階段性不斷發(fā)展的，最早的MSTP設(shè)備核心技術(shù)主要是GFP、VCAT、LCAS等基于SDH傳輸層面的功能。2003年下半年中國電信北京研究院對(duì)16個(gè)廠家的MSTP設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果是10個(gè)廠家支持標(biāo)準(zhǔn)的GFP封裝并實(shí)現(xiàn)了互通，9個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)了VC-12/VC-3/VC-4的VCAT的互通，7個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)了VC-12/VC，3/VC-4的LCAS的互通。GFP、VCAT、LCAS互聯(lián)互通標(biāo)志著MSTP發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段，意味著以后城域網(wǎng)的建設(shè)即使在多廠商SDH環(huán)境下，F(xiàn)E、GE也成為透明通道。

MSTP技術(shù)在隨后幾年中迅速發(fā)展，以太網(wǎng)二層交換、ATM交換、靜態(tài)MPLS交換、內(nèi)嵌RPR等功能逐漸完善，新一代的MSTP設(shè)備日益成熟。中國電信北京研究院、信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所等單位先后對(duì)MSTP設(shè)備的以太網(wǎng)功能進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試，包括基于VLAN的匯聚、MPLS的互通、MSTP提供跨省以太網(wǎng)專線的測(cè)試（EPL/EVPL專線）、MSTP提供跨境以太網(wǎng)專線（EPL專線）的測(cè)試等，測(cè)試結(jié)果表明即使在多廠家的環(huán)境下，MSTP也能提供各種類型的以太網(wǎng)專線，并且不僅在城域范圍內(nèi)，甚至可跨長途網(wǎng)和跨國際網(wǎng)。

目前，各個(gè)主流傳輸設(shè)備廠家，如華為、中興、烽火、阿爾卡特、愛立信、北電、思科等都能提供成熟商用的MSTP設(shè)備。如北京、廣州、南京、杭州等大部分中大型城市都已建設(shè)了MSTP網(wǎng)絡(luò)，并且開展了豐富的業(yè)務(wù)。由于MSTP網(wǎng)絡(luò)是在SDH網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，在接入層新增具有MSTP功能的設(shè)備，對(duì)SDH核心網(wǎng)無需改動(dòng)，因此從SDH網(wǎng)絡(luò)過渡到MSTP網(wǎng)絡(luò)難度不大。目前對(duì)于MSTP的應(yīng)用主要有以下幾種：

●IP城域網(wǎng)，采用MSTP的GE透傳實(shí)現(xiàn)路由器之間的互連。

●新建小區(qū)，采用MSTP的FE透傳實(shí)現(xiàn)DSLAM到BRAS的互連。

●寫字樓等大客戶的互聯(lián)網(wǎng)接入專線，采用MSTP的FE透傳功能實(shí)現(xiàn)客戶交換機(jī)到IP城域網(wǎng)邊緣路由器的互連。

●銀行等大客戶的數(shù)據(jù)專線，采用MSTP的VLAN匯聚功能實(shí)現(xiàn)分支到總部的互連。

從以上應(yīng)用可以看出，MSTP設(shè)備已經(jīng)深入城域網(wǎng)的各個(gè)層面，核心層層面承載了路由器的互連，匯聚層承載了DSLAM到BRAS的互連，接入層承載了大客戶的互聯(lián)網(wǎng)接入和數(shù)據(jù)專線。但是，MSTP的許多功能并沒有得到充分利用，如MSTP二層交換功能、內(nèi)嵌RPR功能、MPLS功能等。除了個(gè)別由于設(shè)備功能限制以外，主要是由于以下幾個(gè)原因：

●專線目標(biāo)客戶不明確，MSTP提供的以太網(wǎng)專線和其他多種專線技術(shù)不能區(qū)分，商業(yè)模式不清晰。

●承載新業(yè)務(wù)方案不明確，對(duì)于NGN、3G等業(yè)務(wù)沒有成熟的組網(wǎng)方案。

●運(yùn)維體制不明確，傳統(tǒng)的傳輸和數(shù)據(jù)專業(yè)分開維護(hù)，對(duì)于MSTP提供城域網(wǎng)業(yè)務(wù)沒有維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

因此，有必要對(duì)MSTP在具有多種業(yè)務(wù)傳送要求的城域網(wǎng)中的應(yīng)用模式進(jìn)行深入討論。

3、MSTP應(yīng)用模式分析

3.1　MSTP專線業(yè)務(wù)的競爭分析

MSTP在城域網(wǎng)中的一個(gè)重要功能就是提供專線服務(wù)，包括互聯(lián)網(wǎng)接入專線和企業(yè)互連專線。其競爭業(yè)務(wù)主要有：（1）傳統(tǒng)的DDN、FR等低速專線；（2）傳統(tǒng)的E1、E3、STM，1等數(shù)字專線；（3）ATM專線；（4）新興的MPLS VPN等。各類專線的對(duì)比分析見表1。

表1　各類專線的對(duì)比分析

對(duì)于第一類、第二類專線，如果客戶側(cè)接口是DDN、FR專用的低速接口，可以利用MSTP設(shè)備提供此類接口，做成DDN、FR、N×64 kbit/s仿真業(yè)務(wù)。如果客戶側(cè)接口是FE接口，MSTP設(shè)備提供數(shù)據(jù)接口，直接和客戶的交換機(jī)/路由器對(duì)接，替代以前的PDH設(shè)備和協(xié)議轉(zhuǎn)換器。目前，應(yīng)用最廣的是MSTP提供2-100 Mbit/s的點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)透傳專線（EPL），代替固定速率的PDH/SDH專線，并且利用LCAS實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬的動(dòng)態(tài)調(diào)整和平滑升級(jí)。圖1顯示了MSTP提供大客戶專線的組網(wǎng)模式。

圖1　MSTP提供大客戶專線組網(wǎng)模式

對(duì)于第三、第四類專線，MSTP和ATM、MPLS VPN在技術(shù)上各有特點(diǎn)。

●MSTP的特點(diǎn)是接口豐富，有嚴(yán)格的帶寬保證和安全隔離，可以組簡單的二層網(wǎng)絡(luò)，具有50 ms的網(wǎng)絡(luò)自愈性。缺點(diǎn)是配置復(fù)雜，沒有路由功能，互通性差，二層處理能力受限。

●ATM的特點(diǎn)是綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，能靈活地分配帶寬，但是設(shè)備昂貴。

●MPLS VPN的特點(diǎn)是二、三層處理功能強(qiáng)大，配置簡單，互通性好，缺點(diǎn)是沒有嚴(yán)格的帶寬保證和安全隔離，網(wǎng)絡(luò)自愈時(shí)間長。

因此三者在應(yīng)用中，目標(biāo)客戶各有側(cè)重。MSTP主要為對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性和網(wǎng)絡(luò)安全性要求高，有一定支付能力的客戶提供專網(wǎng)服務(wù)，如政府、銀行、稅務(wù)、大型企業(yè)等，可以充分發(fā)揮其多業(yè)務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議、信息共享、內(nèi)部VoIP等業(yè)務(wù)。同時(shí)可以共享一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)出口，減少分開接入互聯(lián)網(wǎng)的專線成本，真正實(shí)現(xiàn)無地域限制的虛擬局域網(wǎng)。圖2給出了MSTP提供虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式。

圖2　MSTP提供虛擬局域網(wǎng)組網(wǎng)模式

3.2　MSTP作為IP新業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)方案

MSTP作為新業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)，對(duì)于NGN、3G等業(yè)務(wù)均可以承載。以NGN為例，MSTP對(duì)AG上行的承載主要有以太網(wǎng)匯聚的方式和MSTP內(nèi)嵌RPR環(huán)網(wǎng)的方式，如圖3所示。

圖3　MSTP承載NGN業(yè)務(wù)組網(wǎng)

前者各AG上行的FE/GE業(yè)務(wù)將承載在MSTP的不同VC通道，獨(dú)占帶寬，可以保證各類業(yè)務(wù)的QoS和安全，在核心節(jié)點(diǎn)處通過GE匯聚進(jìn)入到骨干路由器。后者利用MSTP的部分VC開通RPR環(huán)網(wǎng)，RPR技術(shù)提供QoS，支持公平算法和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)。這兩種方式都可以利用LCAS對(duì)業(yè)務(wù)帶寬進(jìn)行平滑調(diào)整，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。同時(shí)，MSTP網(wǎng)絡(luò)還提供了其他業(yè)務(wù)的接入，網(wǎng)絡(luò)利用率進(jìn)一步提高。在具體的組網(wǎng)中，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行選擇。如果若干個(gè)AG可以接入一個(gè)MSTP環(huán)網(wǎng)，則MSTP內(nèi)嵌RPR方案是最優(yōu)方案。如果若干個(gè)AG接入到不同的MSTP環(huán)網(wǎng)或者M(jìn)STP設(shè)備沒有條件組環(huán)，則通過匯聚型的MSTP以太網(wǎng)專線的方式接入到骨干路由器，這是一種比較靈活的方案。

3G的NodeB到RNC之間的傳輸和NGN中AG上連的傳輸方式一樣，只不過Node B提供的傳輸接口為IMA 2 Mbit/s或者STM-1（ATM），MSTP則提供E1/STM-1等速率的ATM透傳電路和VP Ring 2種方案，2種方案的考慮和NGN中組網(wǎng)的考慮一致。

4、MSTP和以太網(wǎng)的比較

盡管MSTP具有了以太網(wǎng)、ATM等二層的處理能力，但是必須看到：

●MSTP是一種以電路交換為主的承載網(wǎng)絡(luò)，目前對(duì)于數(shù)據(jù)幀的處理還只是在接口板上，必須經(jīng)過GFP封裝進(jìn)入SDH的幀，然后進(jìn)行傳送，因此處理能力有限，效率不高。

●即使是采用了以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)或者RPR環(huán)網(wǎng)技術(shù)，所有端口的業(yè)務(wù)可以共享環(huán)網(wǎng)帶寬，但是帶寬的增長必然受到SDH環(huán)網(wǎng)帶寬的限制，統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力有限。至今為止，MSTP內(nèi)嵌RPR的技術(shù)在城域網(wǎng)中還沒有得到應(yīng)用。

●MPLS是MSTP向前發(fā)展的一個(gè)方向，但是目前MSTP設(shè)備中MPLS作用僅限于提供VLAN之外的第二層標(biāo)簽，目的是進(jìn)行業(yè)務(wù)隔離。真正能和路由器互通的MPLS功能并沒有在MSTP設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

●相比之下，以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，帶寬調(diào)整靈活，可以通過增加板卡和光纖連接迅速擴(kuò)容，統(tǒng)計(jì)復(fù)用的效率高，某些交換機(jī)具備了三層功能，可以和路由器聯(lián)合組網(wǎng)，缺點(diǎn)是QoS問題一直沒有很好的解決方案。

5、結(jié)語

目前，還沒有一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以真正解決帶寬突發(fā)性和QoS的問題，MSTP和以太網(wǎng)都在尋找各自的解決方案，MSTP的立足點(diǎn)還是有TDM要求的多業(yè)務(wù)接入，有一定的數(shù)據(jù)處理能力，作為過渡方案可以承載目前的NGN和3G業(yè)務(wù)，但是在NGN和3G完全I(xiàn)P化以后，MSTP將逐漸退出城域IP承載網(wǎng)，從而成為完全為大客戶提供專線的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)、MPLS或者其他新的傳送技術(shù)將會(huì)擔(dān)負(fù)起承載IP的重任，通過和CWDM/DWDM結(jié)合，構(gòu)建新一代的城域IP傳送網(wǎng)絡(luò)。