基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)的發(fā)展

信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所 張成良

信息產(chǎn)業(yè)部郵電設(shè)計(jì)院 陳君玲

　　隨著業(yè)務(wù)種類的增加和業(yè)務(wù)量的迅猛發(fā)展，城域網(wǎng)在電信網(wǎng)的作用越來越重要。與骨干網(wǎng)相比，城域網(wǎng)具有業(yè)務(wù)種類多、業(yè)務(wù)調(diào)度轉(zhuǎn)接多、業(yè)務(wù)流量變化大的特點(diǎn)。由于業(yè)務(wù)量急劇增加和業(yè)務(wù)類型的變化，運(yùn)營商面臨著對城域傳送網(wǎng)絡(luò)重新規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)的任務(wù)。如何進(jìn)行有效的規(guī)劃，保證從過去單純滿足話音傳輸為主、相對靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)過渡到支持多業(yè)務(wù)、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)是各個(gè)運(yùn)營商都關(guān)心的問題。

　　城域網(wǎng)技術(shù)具有多樣性，沒有一種像長途傳輸SDH那樣的主流技術(shù)，成本也是對城域網(wǎng)技術(shù)的重要考驗(yàn)。目前城域網(wǎng)主要有三種技術(shù)：基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)（或多業(yè)務(wù)傳送平臺MSTP-Multi-Service Transport Platform）、基于WDM 系統(tǒng)METRO WDM 技術(shù)和RPR彈性分組環(huán)技術(shù)。每種產(chǎn)品都有自己的代表廠商。從應(yīng)用上看，基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)在近 2年內(nèi)將是城域網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。

一、城域傳送網(wǎng)的特點(diǎn)

　　目前在北美市場上已經(jīng)出現(xiàn)長途帶寬過剩,許多長途公司一夜之間破產(chǎn)。帶寬過剩的一個(gè)重要原因在于用戶無法享受帶寬所能提供的各項(xiàng)業(yè)務(wù),在城域網(wǎng)部分出現(xiàn)了瓶頸。某些運(yùn)營公司擁有一定規(guī)模的長途網(wǎng)絡(luò)，卻無法有效地接入用戶。隨著互連網(wǎng)的高速發(fā)展，城域網(wǎng)業(yè)務(wù)量將有比較大的發(fā)展。特別是接入網(wǎng)和各網(wǎng)站鏡像站點(diǎn)的建立，建立高效經(jīng)濟(jì)的支持多業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)已經(jīng)成為各運(yùn)營公司的競爭重點(diǎn)。

　　城域網(wǎng)本來是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)的概念，至少目前從事數(shù)據(jù)的人們談?wù)摰某怯蚓W(wǎng)依然是城域數(shù)據(jù)網(wǎng)。從事數(shù)據(jù)和從事傳輸?shù)娜藗冋務(wù)摰某怯蚓W(wǎng)并不是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)從數(shù)據(jù)組網(wǎng)考慮-例如路由器的配置，一個(gè)從傳輸節(jié)點(diǎn)的考慮，綜合各種業(yè)務(wù)的接入和承載。為了區(qū)別于從事數(shù)據(jù)人們談?wù)摰某怯蚓W(wǎng)，我們稱之為“城域傳送網(wǎng)”。城域傳送網(wǎng)是本地傳送網(wǎng)覆蓋中心城市的部分，也是本地傳送網(wǎng)在城市區(qū)域的具體表現(xiàn),負(fù)責(zé)為同一城市內(nèi)的交換機(jī)、基站、路由器等業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)提供傳輸電路。城域網(wǎng)面向的不僅是普通用戶，更要考慮大客戶和企業(yè)用戶等。城域傳送網(wǎng)具有業(yè)務(wù)需求密集、業(yè)務(wù)量大等特點(diǎn)。由于主要以光纖作為傳輸介質(zhì)，因此又稱為“光城域網(wǎng)”。

城域傳送網(wǎng)的業(yè)務(wù)類型多，需要各種類型接口，如ATM、IP 等。業(yè)務(wù)流量有一定的不確定性，受用戶和應(yīng)用驅(qū)動(dòng)大，靈活性十分重要。電路調(diào)度多，變動(dòng)次數(shù)多，需要有比較強(qiáng)的調(diào)度和電路配置能力。情況有些類似于今天大城市的城市交通，需要大量的立交橋(交叉機(jī))。并且每個(gè)運(yùn)營商、每個(gè)城市都有自己的特點(diǎn)，因此，多樣化是城域網(wǎng)重要特點(diǎn)。

　　對于電信市場放開不久的中國運(yùn)營者來說，并不是所有運(yùn)營商都擁有城域傳送網(wǎng)絡(luò)。一些運(yùn)營公司擁有龐大的城域網(wǎng)，多數(shù)運(yùn)營公司只有部分支離破碎的電路，沒有真正形成網(wǎng)絡(luò)。即使中國電信這樣的運(yùn)營商。其城域網(wǎng)設(shè)計(jì)初始對象主要是基于TDM 電路交換的窄帶業(yè)務(wù)，對數(shù)據(jù)和寬帶業(yè)務(wù)考慮不夠，有時(shí)必須對設(shè)備進(jìn)行升級才能有效支持。傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（例如ATM、IP） 采用的分別組網(wǎng)的手段，并沒有形成統(tǒng)一的傳送平臺，傳送效率低、網(wǎng)絡(luò)層次復(fù)雜。另外可擴(kuò)展性也是一個(gè)問題，一旦引入新的寬帶業(yè)務(wù)或業(yè)務(wù)需求矩陣發(fā)生變化時(shí)，則需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行十分重大的修改，非常不靈活。

　　二、基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)

　　基于SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)是目前應(yīng)用最多的產(chǎn)品。為了適應(yīng)城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)的需求，SDH從單純支持2Mbit/s 、155Mbit/s 等話音業(yè)務(wù)接口向包括以太網(wǎng)和ATM等多業(yè)務(wù)接口演進(jìn)，將多種不同業(yè)務(wù)通過VC或VC 級聯(lián)方式映射入SDH 時(shí)隙進(jìn)行處理。對于以太網(wǎng)一般采用PPP/GFP 映射協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)GE/FE 透明傳輸，有些設(shè)備把 2層交換的功能嵌入了SDH，支持多個(gè)GE口統(tǒng)計(jì)復(fù)用和MAC 層交換，支持VLAN 等應(yīng)用，可以完成2層的所有功能。還有廠商將ATM 交換做到SDH 設(shè)備上，可以完成類似于ATM 交換機(jī)的作用。SDH 多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)將傳送節(jié)點(diǎn)與各種業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)融合在一起，各廠商只是融合程度不同。

　　基于SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)也存在一些不足，它要求各種業(yè)務(wù)必須映射到其特定幀結(jié)構(gòu)，過程復(fù)雜且效率低，特別是其虛容器分配固定，很難滿足具有突發(fā)性的IP業(yè)務(wù)需要。隨著以IP業(yè)務(wù)為代表的新業(yè)務(wù)對傳輸需求的飛速增長，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)需求所占的比例將會不斷下降，這種缺陷將日益明顯。同時(shí)SDH是基于同步方式工作，需要時(shí)鐘處理，成本比較高。

　　基于SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)的出發(fā)點(diǎn)是將2層或3層的功能作為SDH 附加功能來支持完成的。其對 2層或ATM 層處理都是與 SDH 處理相分離的，采用不同的模塊完成，但都可以映射到SDH 的VC 時(shí)隙進(jìn)行重組或交叉到群路接口。從功能上看，MSTP 除了具有SDH 功能外，還具有 2層功能和ATM 功能，下面將分別討論。

1．SDH 功能

　　對基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)，其SDH幀結(jié)構(gòu)、VC映射部分還應(yīng)滿足G.707規(guī)范中對于級聯(lián)、虛級聯(lián)業(yè)務(wù)的要求，包括提供低階通道VC-12、VC-3級別的虛級聯(lián)功能或連續(xù)級聯(lián)和提供高階通道VC-4級別的連續(xù)級聯(lián)功能或虛級聯(lián)，并提供級聯(lián)條件下的VC通道的交叉處理能力。

2．二層處理功能

　　數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展推動(dòng)著運(yùn)營商構(gòu)建新一代的寬帶城域網(wǎng)，以便于向廣大用戶經(jīng)濟(jì)有效、快速動(dòng)態(tài)地提供帶寬業(yè)務(wù)。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透明傳輸功能是指來自以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)幀不經(jīng)過二層交換，直接進(jìn)行協(xié)議封裝和速率適配后，映射到SDH的虛容器（VC）中，然后通過SDH節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送，功能塊模型如圖2所示。

　　基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)支持二層交換功能是指在一個(gè)或多個(gè)用戶側(cè)以太網(wǎng)物理接口與一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)側(cè)的VC通道之間，實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)包交換。

　　以太網(wǎng)是非常重要的一個(gè)業(yè)務(wù)，在局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中應(yīng)用十分多，也是MSTP 發(fā)展的主要推動(dòng)力。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中 MSTP 對以太網(wǎng)支持減少了POTS 口應(yīng)用，可以直接采用GE/FE 接口進(jìn)行傳輸，節(jié)省了系統(tǒng)成本，提高了網(wǎng)絡(luò)靈活性。雖然目前規(guī)范只要求對以太網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行透明傳輸，從實(shí)際應(yīng)用上看，對 2層功能的完全支持是必要的，可以節(jié)省以太網(wǎng)接口。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)支持VLAN 的應(yīng)用，更有利于客戶應(yīng)用。另外通過VC-n虛級聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)帶寬靈活動(dòng)態(tài)指配，節(jié)省了傳輸資源。

　　3．ATM 層處理功能

　　基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)的ATM層處理功能，其相關(guān)的協(xié)議參考模型和分層功能應(yīng)符合建議I.321要求，功能特性應(yīng)符合建議I.731和I.732要求。

　　一般對ATM采用分離交叉/交換矩陣進(jìn)行處理。MSTP 對ATM 業(yè)務(wù)的支持目前仍然有一定的市場，特別是ADSL業(yè)務(wù)的發(fā)展，ADSL承載的寬帶業(yè)務(wù)是基于ATM 的，多個(gè)DSLAM 通過ATM 45Mbit/s接口接入到MSTP上。MSTP完成了小型ATM交換機(jī)的功能，可以對業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用，同時(shí)通過內(nèi)部的交叉矩陣直接映射到SDH的VC 通道中進(jìn)行傳輸，簡化了網(wǎng)絡(luò)層次。目前對ATM 業(yè)務(wù)支持對于一些運(yùn)營商仍是必要的。

　　4．網(wǎng)絡(luò)管理功能

　　基于SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)完成標(biāo)準(zhǔn)管理信息的交換及安全管理、配置管理、故障管理和性能管理。管理對象包括SDH、ATM、以太網(wǎng)�？梢栽谝粋�(gè)平臺上實(shí)現(xiàn)對各種業(yè)務(wù)和SDH通道的統(tǒng)一管理。管理的顆粒可以從SDH的VC 到ATM的VP，再到VLAN 的指配等。另外網(wǎng)管系統(tǒng)還必須具有后向兼容性，可以與過去SDH 網(wǎng)管系統(tǒng)兼容。

　　三、MSTP 的應(yīng)用

　　MSTP 對2層的支持被許多人認(rèn)為是傳輸設(shè)備的重大變化，2層網(wǎng)絡(luò)從單純的局域（一個(gè)學(xué)校、企業(yè)內(nèi)）可以擴(kuò)展到整個(gè)城市甚至長途。但是2層缺少路由功能，必須采用MAC 地址交換，而且存在廣播風(fēng)暴等問題決定了2層的網(wǎng)絡(luò)不能無止境擴(kuò)大，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模達(dá)到一定程度后，必須引入3層及其以上功能（路由器）。MSTP 并不能代替路由器，但在一定程度可以簡化路由器要求，POTS 接口可以改為GE/FE 接口，以降低系統(tǒng)成本城域傳送網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)布局應(yīng)充分考慮IP網(wǎng)、話音、基站、ATM等業(yè)務(wù)的分布，以滿足傳送網(wǎng)對各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的綜合承載。由于IP 業(yè)務(wù)將成為業(yè)務(wù)的主體，因此MSTP傳輸層面與路由器配置配合是一個(gè)很重要問題。目前運(yùn)營商在大中城市城域數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干層面，路由器多采用POTS互聯(lián)方式(2.5Gbit/s SDH接口或者WDM接口)組建。POTS 方式的優(yōu)點(diǎn)是比較成熟，容易維護(hù)管理，缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的連接，靈活性差。因此在城域網(wǎng)骨干層面，則可以采用常規(guī)10Gbit/s SDH或城域WDM 系統(tǒng)，不一定采用具有豐富接口MSTP，骨干路由器要求全網(wǎng)狀連接，可以在骨干傳輸節(jié)點(diǎn)建立全網(wǎng)狀光纖連接或虛擬波長連接。而在大中城市城域數(shù)據(jù)網(wǎng)會聚層面一般采用POTS(2.5Gbit/s或155Mbit/s SDH鏈路)或者千兆以太網(wǎng)(光纖直連)互聯(lián)，則可以采用MSTP來組建，MSTP更大的需求應(yīng)在城域網(wǎng)的會聚層面和接入層面。采用MSTP技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在傳輸設(shè)備上直接提供以太網(wǎng)或ATM接口，降低傳輸成本，適合作為網(wǎng)絡(luò)邊緣的融合節(jié)點(diǎn)，可以應(yīng)用在局間或POP間，乃至大型企事業(yè)用戶駐地，支持混合型業(yè)務(wù)量特別是以TDM業(yè)務(wù)量為主的混合型業(yè)務(wù)。

　　另外，為了提高電路調(diào)度和配置能力，必須提高單節(jié)點(diǎn)設(shè)備的帶寬管理能力和調(diào)度能力，采用高速率的SDH 傳輸系統(tǒng)。因此，10Gbit/s MSTP應(yīng)該在城域網(wǎng)中占有重要地位。40Gbit/s TDM系統(tǒng)也主要會在城域網(wǎng)中應(yīng)用，尤其是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大、中城市。

MSTP比較適合已經(jīng)敷設(shè)大量SDH 網(wǎng)的運(yùn)營公司，可以方便、有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)到分組網(wǎng)的過度。經(jīng)過10多年的不斷改進(jìn)，SDH從傳輸容量、業(yè)務(wù)匯集調(diào)度、恢復(fù)保護(hù)機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)管理、標(biāo)準(zhǔn)化等各個(gè)方面均得到了極大地完善。目前國內(nèi)電信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大量使用了SDH系統(tǒng)，并形成了一個(gè)相對完善的網(wǎng)絡(luò)。對于中國電信這種傳統(tǒng)運(yùn)營商，基于SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)應(yīng)是其應(yīng)用重點(diǎn)。

　　四、總結(jié)

　　基于SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)是SDH 技術(shù)在新技術(shù)條件下的重要發(fā)展，在客觀上大大地延長了SDH 的生命，有些人甚至稱之為“新一代SDH ”。 MSTP比較適合于已經(jīng)敷設(shè)大量SDH網(wǎng)的運(yùn)營公司，可以方便有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)到分組網(wǎng)的過渡，適合支持混合型業(yè)務(wù)量特別是以TDM業(yè)務(wù)量為主的混合型業(yè)務(wù)量，同時(shí)可以保證網(wǎng)絡(luò)管理的統(tǒng)一性。

　　城域網(wǎng)最大的特點(diǎn)是多樣性，每種技術(shù)都有其應(yīng)用空間，我們不能簡單地以一種方式來決定各個(gè)地區(qū)城域網(wǎng)的發(fā)展，應(yīng)根據(jù)城市規(guī)模、業(yè)務(wù)類型、用戶分布等選取合理的技術(shù)，并充分考慮與業(yè)務(wù)層IP 路由器的配置的關(guān)系，考慮兩個(gè)層面的協(xié)調(diào)。同時(shí)發(fā)揮網(wǎng)管系統(tǒng)的強(qiáng)大能力，真正實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)內(nèi)靈活的電路調(diào)度和端到端管理。

摘自　通信世界