MSR——一種新型寬帶城域網(wǎng)技術(shù)

武漢郵科院烽火網(wǎng)絡(luò)公司 鄧?yán)镂?余少華

　　隨著IP技術(shù)的飛速發(fā)展電信業(yè)務(wù)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生著急劇變化，IP業(yè)務(wù)在近幾年內(nèi)呈指數(shù)式爆炸性增長，預(yù)計在未來幾年中IP業(yè)務(wù)量將超過話音業(yè)務(wù)量成為電信網(wǎng)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的電信網(wǎng)是為傳送話音而設(shè)計，采用TDM和電路交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，不適合傳送IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和視頻等多業(yè)務(wù)。為適應(yīng)未來話音、數(shù)據(jù)和視頻“三網(wǎng)融合”的需要，有必要建設(shè)寬帶綜合城域網(wǎng)。下面對幾種寬帶城域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹。

一、采用POS＋SDH/WDM技術(shù)

　　光纖通信以其巨大帶寬成為物理層的首選技術(shù)。眾所周知，現(xiàn)有的電信骨干傳輸網(wǎng)主要采用SDH/SONET技術(shù)。SDH/SONET技術(shù)十分適合傳輸采用TDM技術(shù)的話音業(yè)務(wù)，它具有良好的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和自愈功能。另外一方面，目前的IP網(wǎng)絡(luò)還十分依賴電信網(wǎng)，如電信運營商外的ISP均靠租用電信線路。因此寬帶城域網(wǎng)的第一種方案很自然就是采用POS技術(shù)＋SDH/WDM技術(shù)。該方案采用SDH設(shè)備或者WDM設(shè)備作為傳輸網(wǎng)絡(luò)，在高速路由器上采用POS技術(shù)，高速路由器提供SDH接口與相關(guān)的SDH設(shè)備或WDM設(shè)備相連接。該方案的特點是可以充分利用現(xiàn)有的城域網(wǎng)中已有的SDH和WDM設(shè)備，保護(hù)已有的網(wǎng)絡(luò)投資。

　　目前POS有兩種，一種是IETF定義的采用IP/PPP/HDLC/SDH結(jié)構(gòu)的IP over SDH，另外一種是ITU-T X.85/Y.1321定義的采用IP/LAPS/SDH結(jié)構(gòu)的POS。采用X.85的好處是有：

（1）設(shè)備簡單；

（2）效率高；

（3）與PPP/HDLC方式等效并兼容；

（4）給運營商帶來的好處是IP包的性能可大大改善。

　　由于POS技術(shù)本身屬于點到點技術(shù)，以及SDH技術(shù)本身的缺陷（SDH適合傳送采用TDM技術(shù)的話音業(yè)務(wù)，不太適合傳送IP業(yè)務(wù)），因此無論是采用哪種POS技術(shù)，在光城域網(wǎng)中采用POS＋SDH ADM環(huán)時，它有以下缺陷：

(1) 通過數(shù)據(jù)通信信道（DCC，再生段的D1-D3字節(jié)、復(fù)用段的D4-D12字節(jié)）對高階虛容器和低階虛容器的端到端蹤跡連接配置周期長。

(2) 有多種設(shè)備層次：再生段、復(fù)用段、高階虛容器、低階虛容器，因此開發(fā)的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜。

(3) 將分組映射到HOVC、LOVC或它們的相鄰級聯(lián)和SDH/SONET虛級聯(lián)時昂貴和低效。

(4) 要求網(wǎng)絡(luò)時鐘精確同步，否則將降低系統(tǒng)性能或系統(tǒng)失效。

(5) 要求支持TMN (電信管理網(wǎng)絡(luò))，否則不同廠商的設(shè)備不能實現(xiàn)互聯(lián)以及操作維護(hù)。

二、采用EOS技術(shù)＋SDH/WDM平臺

　　如前所述，目前電信骨干網(wǎng)主要采用SDH技術(shù)，但在局域網(wǎng)中，主要采用以太網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)和SDH技術(shù)為目前通信網(wǎng)絡(luò)中的兩大主流技術(shù)，而且兩者均已經(jīng)有上千億美元的投資。在全世界通信網(wǎng)向IP網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的過程中，保護(hù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)投資就顯得十分重要。為了在城域網(wǎng)中的現(xiàn)有SDH/SONET傳輸設(shè)備上承載以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，武漢郵科院烽火網(wǎng)絡(luò)公司于1999年在ITU-T提交了X.86 Ethernet over SDH，2001年2月正式批準(zhǔn)。其主要優(yōu)點有：端到端的遠(yuǎn)端性能監(jiān)視，遠(yuǎn)端故障指示，流量控制，低價格和易使用，很低的時延和時延抖動從而可很好地支持實時業(yè)務(wù)，可提供1+1保護(hù)功能的以太網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，可同時支持本端流控和遠(yuǎn)端流控，可最大限度地充分利用現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)等特點。烽火網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的EOS技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，可將數(shù)據(jù)網(wǎng)中以太網(wǎng)與電信網(wǎng)中的SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)靈活地連接起來，其主要應(yīng)用方式包括：（1）在現(xiàn)有SDH/SONET或DWDM上增加以太網(wǎng)的二層或三層交換板，這樣在傳統(tǒng)的SDH或WDM設(shè)備中可提供以太網(wǎng)接口(100Mbps/1000Mbps)。（2）采用1套EOS設(shè)備，放在現(xiàn)有端到端的SDH/SONET（或DWDM）與以太網(wǎng)二層或三層交換機(jī)之間，實現(xiàn)端到端的傳輸連接。（3）在現(xiàn)有的以太網(wǎng)二層或三層交換機(jī)上增加EOS（STM-1/STM-16）接口。為利用POS技術(shù)＋SDH/WDM以及EOS技術(shù)＋SDH/WDM寬帶城域網(wǎng)中提供寬帶接入的全套方案。F-Engine R4202為采用X.85 IP over SDH技術(shù)的交換路由器，它可提供一個上聯(lián)的STM-4 POS接口，下可接8個10/100Mbps的以太網(wǎng)接口，可分別連接多個S2000系列以太網(wǎng)交換機(jī)或F-Engine AM2004、A2001HomePNA接入設(shè)備，以為用戶提供高速以太網(wǎng)接入或HomePNA接入。F-Engine AM1001為采用X.86 EOS技術(shù)的EOS接入設(shè)備，它提供一個STM-1的SDH接口和1個100Mbps以太網(wǎng)接口，可分別連接現(xiàn)有城域網(wǎng)的SDH ADM設(shè)備和以太網(wǎng)交換機(jī)或F-Engine R4001/4101路由器，然后由以太網(wǎng)交換機(jī)或F-Engine R4001/4101路由器連接多個具體用戶。F-Engine S2201為可提供EOS接口的以太網(wǎng)交換機(jī)，其上聯(lián)接口可直接與現(xiàn)有城域網(wǎng)的SDH設(shè)備相連接，下聯(lián)方向通過以太網(wǎng)交換機(jī)或直接與大的集團(tuán)用戶連接，為用戶提供高速網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。F-Engine C15000為一系列的CWDM設(shè)備，用戶也可通過C15000系列CWDM設(shè)備把多個小的子網(wǎng)絡(luò)匯聚到城域網(wǎng)SDH網(wǎng)絡(luò)中。

三、采用MSR的新型寬帶城域網(wǎng)技術(shù)

　　多業(yè)務(wù)環(huán)（Multiple Services Ring，MSR）是武漢烽火網(wǎng)絡(luò)公司代表中國政府向最近（2002年2月27－3月8日）在瑞士日內(nèi)瓦舉行的ITU-T第十七研究組（數(shù)據(jù)網(wǎng)和電信軟件）的全會上提出的一種光城域網(wǎng)方案，該方案已經(jīng)被全會接收，編號暫定為X.msr。按全會要求，力爭在下次全會上使用加速程序正式批準(zhǔn)通過。MSR是一種新型的城域網(wǎng)組網(wǎng)和應(yīng)用模式。MSR是一個雙向?qū)ΨQ二纖環(huán)，主要的光傳送機(jī)制采用千兆以太網(wǎng)和10G以太網(wǎng)中廉價的廣域接口子層（WIS）或 SDH/SONET。MSR既可支持以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、DVB（數(shù)字視頻廣播）、ATM、POS（Packet over SONET/SDH）、X.85和 X.86等業(yè)務(wù)支路，又可以像路由器一樣支持?jǐn)?shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)給MSR節(jié)點上的支路加配業(yè)務(wù)時，它相當(dāng)于一個多業(yè)務(wù)分插復(fù)用設(shè)備組成的環(huán)，支持業(yè)務(wù)的點到點、組播和廣播應(yīng)用。MSR集傳輸和數(shù)據(jù)交換于一體，可以降低傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)交換設(shè)備的復(fù)雜性。MSR設(shè)備廉價、易用、易維護(hù)，是中國在城域網(wǎng)技術(shù)中的一次原創(chuàng)，具有廣闊的市場前景。MSR由一對雙向?qū)ΨQ、反向旋轉(zhuǎn)的光纖環(huán)組成，MSR至少由兩個節(jié)點組成，每個節(jié)點可以上、下一個或多個獨立的支路（如以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、DVB、POS/或ATM端口），也能夠發(fā)送和接收3層（IPv4/IPv6）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包（類似路由器）、控制信令分組和網(wǎng)絡(luò)管理分組。MSR支持這些支路業(yè)務(wù)的多播和廣播、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。匯聚管道可以是STM-4/OC-12、STM-16/OC-48、STM-64/OC-192、千兆以太網(wǎng)和10G以太網(wǎng)等中的任何一種。MSR環(huán)上可以插入或刪除一個節(jié)點，與此同時其他節(jié)點和業(yè)務(wù)可以正常運行，不會造成分組丟失和業(yè)務(wù)丟失。表1列出了每個節(jié)點可以上/下的一個或多個獨立的支路業(yè)務(wù)。MSR環(huán)要求匯聚管道的帶寬大于任何支路的帶寬。如果在協(xié)議棧中LAPS被MSRP代替，沿MSR環(huán)上以太網(wǎng)/GE在SDH/SONET上傳送（Ethernet/GE over SDH/SONET）的機(jī)制與ITU-T建議X.86/Y.1323相同。

表1. 支路內(nèi)的多業(yè)務(wù)類型

　　環(huán)上發(fā)送和接收四種類型的數(shù)據(jù)包：支路的多業(yè)務(wù)包、3層（IPv4/IPv6包）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包（類似路由器）、控制信令包和網(wǎng)絡(luò)管理包，如表2所示。環(huán)上包的工作方式有點到點、多播和廣播。

表2 分組類型

　　一個MSR節(jié)點是一個系統(tǒng)設(shè)備，該設(shè)備有兩個相反方向同時收發(fā)的匯聚管道連接，如一個東向接收、東向發(fā)送，一個西向接收、西向發(fā)送，以及一個或多個獨立的上下支路。MSR節(jié)點的功能也包括接收、發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理分組、控制信令和節(jié)點上的數(shù)據(jù)包。MSR節(jié)點的基本組成部分包括：匯聚管道、支路、第一個工作環(huán)(FWR)、第二個工作環(huán)(SWR)、MSR濾波器單元、MSR調(diào)度單元、成幀器。

　　MSR是新一代的多業(yè)務(wù)光平臺，通過在保留相關(guān)功能的同時，對交換和傳輸進(jìn)行簡化，交換和傳輸進(jìn)行集成，使之成為一體。MSR支持以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、DVB、ATM、POS、X.85和X.86支路業(yè)務(wù)，同時還能以動態(tài)數(shù)據(jù)分組環(huán)的方式工作，像路由器一樣在環(huán)上轉(zhuǎn)發(fā)分組

n在環(huán)上的業(yè)務(wù)可提供單播，組播和廣播模式。MSR屬電信級IP網(wǎng)絡(luò)，環(huán)上的業(yè)務(wù)是透明的，數(shù)據(jù)，視頻和TDM可集成在一塊芯片上，實現(xiàn)三網(wǎng)融合；MSR環(huán)和業(yè)務(wù)是彈性的，MSR即可用于網(wǎng)絡(luò)的接入部分，也可用于網(wǎng)絡(luò)的骨干部分，如MAN，此外，接入環(huán)和骨干環(huán)可以互相嵌套。

　　城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)環(huán)（MSR）是新一代的多業(yè)務(wù)光交換和傳輸平臺，它對交換和傳輸進(jìn)行簡化， 同時也把交換和傳輸這兩項技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的集成，使之成為一個整體。MSR可提供以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)DVB、ATM、POS、X.85和X.86支路業(yè)務(wù)，同時還能以動態(tài)數(shù)據(jù)分組環(huán)的方式工作，像路由器一樣在環(huán)上轉(zhuǎn)發(fā)包括IP包在內(nèi)的分組，在環(huán)上運行的業(yè)務(wù)可提供單播、組播和廣播模式。采用MSR的組網(wǎng)方式使網(wǎng)絡(luò)費用和維護(hù)工作量大大減少。由MSR數(shù)據(jù)節(jié)點機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)屬電信級IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，它同時還有以下特點：

* 環(huán)上的業(yè)務(wù)是透明的；數(shù)據(jù)，視頻和TDM可集成在一塊芯片上，實現(xiàn)三網(wǎng)融合；

* 在50毫秒以內(nèi)實現(xiàn)二層保護(hù)倒換， 具有自動拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和性能管理功能；

* 環(huán)和環(huán)上運行的業(yè)務(wù)具有彈性，可大可小，可多可少；

* 接入環(huán)和骨干環(huán)可以互相嵌套；

* 雙向?qū)ΨQ反轉(zhuǎn)環(huán)都被使用來傳送數(shù)據(jù)，信令和網(wǎng)管幀；

* 群管可以是 STM-16/OC-48， STM-64/OC-192， GE， 10GE， HOVC的級聯(lián)；

* 動態(tài)的節(jié)點添加和刪除；

* 所有支路業(yè)務(wù)，信令和網(wǎng)管幀提供優(yōu)先級隊列和服務(wù)質(zhì)量等級功能，支持三層（包括IP包在內(nèi)）的存儲轉(zhuǎn)發(fā)；

MSR幀格式與群管的類型和速率無關(guān)。

　　MSR和RPR是不同的城域網(wǎng)解決方案，是兩個不同的領(lǐng)域，解決不同的問題。MSR主要強調(diào)的是把多業(yè)務(wù)的傳輸和交換集成在一起，提供一個有機(jī)的整體的解決方案。MSR與RPR(彈性分組環(huán))的主要差別體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）MSR把多業(yè)務(wù)的傳輸和交換集成在一起，提供一個有機(jī)的整體的解決方案；

（2）MSR可用與單纖(接入環(huán))、雙纖和四纖環(huán)，RPR只能用于二纖環(huán)

（3）MSR可用與環(huán)型、T型和鏈型拓?fù)�，RPR只能用于環(huán)型

（4）當(dāng)群管采用SDH/SONET時，MSR可不需要同步網(wǎng)的支持，給組網(wǎng)帶來了靈活性，也降低了運營費用.

（5）同一個MSR環(huán)的群管可在不同的鏈路段采用GE/10GE和SDH/SONET，RPR的鏈路類型必須統(tǒng)一

（6）非常適合于“要求計費管理相對集中，而接入處采用簡單的L1/L2接入的網(wǎng)絡(luò)”，這樣PPPoE和PPPoA可以透明地穿過去，并以廉價的方式提供1+1冗余，而RPR用于接入時PPPoE等無法穿過去，而且它采用L3交換成本太高；

（7）MSR不存在MAC地址(資源)分配的問題；

（8）MSR在提供L3路由交換功能的同時，還能提供各類支路業(yè)務(wù)；

（9）MSR比RPR的成本低，開發(fā)周期短。

摘自《光纖新聞網(wǎng)》