在目前城域傳送網(wǎng)的建設(shè)中，有一些概念值得探討，特別是城域傳送網(wǎng)與過去本地傳輸網(wǎng)的關(guān)系、城域傳送網(wǎng)與城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的關(guān)系。目前宣傳比較多的是第三代MSTP更是讓人摸不著頭腦。本文將對城域傳送網(wǎng)與現(xiàn)有傳輸網(wǎng)關(guān)系和MSTP新功能進(jìn)行討論，特別是對于新型MSTP幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)如虛級聯(lián)、LCAS、RPR功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行探討。 

城域傳送網(wǎng)與城市傳輸網(wǎng) 

對于已經(jīng)擁有龐大城市傳輸網(wǎng)的運(yùn)營商(例如中國電信)，城域傳送網(wǎng)已不是一個(gè)新的概念.而城域網(wǎng)建設(shè)應(yīng)該理解為在新引入傳輸設(shè)備采用新一代MSTP(而不是傳統(tǒng)SDH)，對原來SDH進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)增加數(shù)據(jù)處理功能，例如引入支持?jǐn)?shù)據(jù)功能的支路板卡，以便在一個(gè)傳輸平臺上同時(shí)支持TDM和數(shù)據(jù)的傳輸。 

在建設(shè)過程中，新建設(shè)的MSTP(或者對原來SDH數(shù)據(jù)處理板卡擴(kuò)展)應(yīng)與原來SDH系統(tǒng)統(tǒng)一到一個(gè)管理平臺內(nèi)，基于SDH多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)是一種新型SDH，它的核心處理依然基于 SDH VC 通道的，只是外圍增加了以太網(wǎng)處理和一些新功能，網(wǎng)管系統(tǒng)與原來的SDH是后向兼容的。 

新型MSTP關(guān)鍵技術(shù) 

目前有些制造商稱新型MSTP為所謂“第三代MSTP”，其實(shí)很不科學(xué)。MSTP是一種快速發(fā)展的技術(shù)，從2001年以來已經(jīng)出現(xiàn)了幾個(gè)版本，并沒有一個(gè)十分穩(wěn)定的我們可以稱為“一代產(chǎn)品”的版本。而且在2001年國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基于SDH多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)技術(shù)要求》中已經(jīng)包含了“第一代”和“第二代”應(yīng)用，兩者之間的差別在于在二層交換的支持。而目前新型MSTP只是在以前基礎(chǔ)上增加了一些新功能，特別是鏈路容量自動調(diào)整(L CAS ) 機(jī)制、以太環(huán)網(wǎng)帶寬公平接入和擁塞控制等。下面我們將具體討論其實(shí)現(xiàn)機(jī)制和應(yīng)用。 

虛級聯(lián)和LCAS功能 

虛級聯(lián)和LCAS是衡量MSTP帶寬是否有效利用的重要指標(biāo)。虛級聯(lián)實(shí)現(xiàn)了帶寬動態(tài)調(diào)整，通過虛級聯(lián)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬和SDH虛容器之間的適配，比連續(xù)級聯(lián)更好地利用SDH鏈路帶寬，提高了傳送效率；LCAS可以根據(jù)業(yè)務(wù)流量對所分配的虛容器帶寬進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，而且在這個(gè)調(diào)整過程中不會對數(shù)據(jù)傳送性能造成影響。 

在SDH網(wǎng)絡(luò)中，虛級聯(lián)實(shí)現(xiàn)相對簡單，最重要的是參與虛級聯(lián)VC容器序列號SQ的傳送，以保證系統(tǒng)在末端能夠?qū)�傳送信號的VC重新排隊(duì)重組。而在LCAS更多地是實(shí)現(xiàn)雙向通信的控制信息的傳送，如CTRL、MST等。虛級聯(lián)和LCAS功能實(shí)現(xiàn)都是通過同一個(gè)字節(jié)實(shí)現(xiàn)的。在VC-3/VC-4采用的是H4字節(jié)(H4是通道開銷字節(jié))。其構(gòu)成兩重復(fù)幀，第一重復(fù)幀由16幀組成，第二重復(fù)幀長256。要完成一組VCG(虛級聯(lián)組)控制信息的傳輸，需要1復(fù)幀16幀，也就是2ms時(shí)間，一個(gè)VCG最多由256個(gè)VC組成。 

在低階VC-12中，LCAS實(shí)現(xiàn)是通過K4字節(jié)中的比特2來實(shí)現(xiàn)的，其中比特1來傳送信號標(biāo)識，也就是VC-12承載的信號類型。比特2傳送虛級聯(lián)序號和LCAS控制信號。其中K4是4幀的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，也就是每隔500us出現(xiàn)一次。LCAS控制信息是K4的32復(fù)幀構(gòu)成。完成一組LCAS信息單向傳送需要4*125us*32=16ms。 


 

圖 具有RPR功能MSTP實(shí)現(xiàn)框圖 


LCAS確保了工作在虛級聯(lián)狀態(tài)下的SDH通路，在一個(gè)或幾個(gè)VC通路出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸能夠保持正常。一般說通過網(wǎng)管增加或者刪除虛級聯(lián)組中成員時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“不丟包”，即平滑增減；對于因?yàn)椤皵嗬w”或者“告警”等原因?qū)е碌膭h除“虛級聯(lián)組成員時(shí)，有少量丟包，這是由于突發(fā)的系統(tǒng)故障反饋必須從業(yè)務(wù)末端到首端，再從首端到末端，有一個(gè)LCAS信息傳送和系統(tǒng)調(diào)整過程，一般需要幾十ms或者更多。其中VC-3/4虛級聯(lián)組對業(yè)務(wù)的影響小一些，VC-12虛級聯(lián)組業(yè)務(wù)受損時(shí)間長一些，因?yàn)橐獋鬏斖瑯拥腖CAS控制信息內(nèi)容，需要 VC-12復(fù)幀長度更長。 

以太環(huán)網(wǎng)和RPR功能 

以太環(huán)網(wǎng)有幾個(gè)重要特點(diǎn)：一是必須能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)上各節(jié)點(diǎn)共享環(huán)上帶寬，并可實(shí)現(xiàn)公平的使用;二是實(shí)現(xiàn)基于環(huán)上業(yè)務(wù)的保護(hù)；三是可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級和的處理，以開展以太網(wǎng)租用線業(yè)務(wù)。目前實(shí)現(xiàn)以太環(huán)網(wǎng)功能，主要有兩種方式:一種是基于二層交換方式予以實(shí)現(xiàn)，一種是通過內(nèi)嵌的RPR環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。 

*基于二層方式的環(huán)網(wǎng)功能 

基于二層交換可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級和一定的帶寬控制功能。一般是通過對IEEE802 1p幀格式信號的處理實(shí)現(xiàn)。另外可以基于端口或VLAN設(shè)置速率限制(如最小保證帶寬和最大帶寬)，這樣就使系統(tǒng)有了一定帶寬控制機(jī)制，對于環(huán)上富裕的帶寬通過競爭接入。如果系統(tǒng)支持基于VLAN的多生成樹協(xié)議，多個(gè)VLAN生成樹在一個(gè)環(huán)上，可以有效利用被單生成樹禁用環(huán)段的帶寬，結(jié)合COS業(yè)務(wù)分類，CIR和端口限速的技術(shù)，可以在一定程度上解決環(huán)網(wǎng)的帶寬公平性。 

在保護(hù)方面，除了支持傳統(tǒng)的生成樹協(xié)議外，還支持IEEE 802.1w快速生成樹協(xié)議(RSTP)，快速生成樹協(xié)議是生成樹協(xié)議的改進(jìn)，在原有功能的基礎(chǔ)上提高了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的性能。傳統(tǒng)生成樹倒換時(shí)間為42s，從發(fā)現(xiàn)鏈路斷裂、數(shù)據(jù)中斷到數(shù)據(jù)恢復(fù)至少需要三十多秒的時(shí)間，而快速生成樹協(xié)議只需6～8秒的時(shí)間就可以將數(shù)據(jù)流切換到備份鏈路上。 

基于二層交換實(shí)現(xiàn)的以太環(huán)網(wǎng)有比較大的局限性。從環(huán)網(wǎng)帶寬利用看，并不能實(shí)現(xiàn)的帶寬顆粒的靈活指配，同一等級的流量對帶寬的競爭缺乏完善的公平算法。從業(yè)務(wù)優(yōu)先級來看，對輸入信號優(yōu)先級劃分只能按照百分比切割，并不科學(xué)，在保護(hù)上依賴于STP生成樹，倒換速率比較慢，嚴(yán)格意義上二層實(shí)現(xiàn)的以太環(huán)網(wǎng)并不是真正的“分組環(huán)”。 

*基于RPR的環(huán)網(wǎng)功能 

通過RPR模塊實(shí)現(xiàn)以太環(huán)網(wǎng)是目前許多設(shè)備制造商的選擇，RPR可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級處理和帶寬的公平使用。內(nèi)嵌RPR多占用VC-4或VC-4-4c(在10Gb/s=MSTP也可以為VC-4-16c）速率作為共享帶寬，要實(shí)現(xiàn)共享顆粒越小，處理起來越復(fù)雜。 

RPR模塊利用環(huán)路RPR MAC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)文在目的節(jié)點(diǎn)被接收并從環(huán)路剝離，有效利用環(huán)網(wǎng)帶寬。系統(tǒng)具有環(huán)網(wǎng)的帶寬公平共享和優(yōu)先級搶占功能�？梢园巡煌�802.1p值或TOS值的流量映射到RPR環(huán)網(wǎng)的不同服務(wù)類型中，進(jìn)行優(yōu)先級劃分，同一優(yōu)先級的流量可以公平共享環(huán)路帶寬。支持對環(huán)路帶寬的自動調(diào)整，當(dāng)有新的流量產(chǎn)生時(shí)，各流量動態(tài)調(diào)整發(fā)送速率，達(dá)到公平共享帶寬資源。接入的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)映射到RPR MAC 層時(shí)，可以采用 IEEE802.17中定義的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)發(fā)(Remote forwarding)方式，實(shí)現(xiàn)對IEEE802.3 MAC幀的透明傳送；并能夠識別IEEE 802.1q規(guī)定的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)VLAN信息轉(zhuǎn)發(fā)/過濾數(shù)據(jù)幀； 

內(nèi)嵌式RPR支持拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)和環(huán)網(wǎng)智能保護(hù)，針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供小于50ms的快速分組環(huán)保護(hù)，可以保護(hù)由于節(jié)點(diǎn)失效或鏈路失效產(chǎn)生的故障。RPR保護(hù)倒換支持兩種方式，Wrap保護(hù)倒換與Steering保護(hù)倒換，其中Wrap保護(hù)倒換時(shí)間短一些。RPR技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)VLAN地址擴(kuò)展和重用，突破傳統(tǒng)以太網(wǎng)二層交換的4，096個(gè)地址的限制，從而適應(yīng)電信級城域公網(wǎng)應(yīng)用。即使在相同的VLAN ID 的情況下，仍能夠區(qū)分不同用戶的業(yè)務(wù)流，實(shí)現(xiàn)雙VLAN標(biāo)簽的強(qiáng)大功能，以區(qū)分運(yùn)營商和用戶自定義的VLAN標(biāo)簽。 

RPR功能并不排斥二層交換功能(如圖所示)。有些廠商設(shè)備只支持RPR功能，而沒有二層處理。這樣可能會影響RPR功能的發(fā)揮，特別是對業(yè)務(wù)Q0S支持。如果沒有二層處理的話，就無法識別Incoming輸入信號的IEEE802.1p幀結(jié)構(gòu)，對輸入信號的等級無法區(qū)分，系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)基于端口的QoS。另外也無法實(shí)現(xiàn)對VLAN標(biāo)識識別，無法完成基于VLAN的許多功能，如速率限制、帶寬共享等。 

RPR與SDH保護(hù)功能的協(xié)調(diào)工作 

內(nèi)嵌RPR模塊的MSTP必須實(shí)現(xiàn)RPR和SDH復(fù)用段兩重保護(hù)的協(xié)調(diào)工作。當(dāng)光纖切斷時(shí)，一般SDH復(fù)用段保護(hù)功能會啟用，這時(shí)RPR保護(hù)功能是否還有用，這是一個(gè)值得探討的問題。對于該情形有兩種解決方案，一種是參與RPR傳輸?shù)腣C時(shí)隙進(jìn)行SDH復(fù)用段保護(hù)，這時(shí)可以不需要RPR保護(hù)功能(也就是將RPR保護(hù)功能凍結(jié) disable ) 。參與RPR傳輸?shù)腣C時(shí)隙與傳送話音SDH時(shí)隙不同的是在備用時(shí)隙中也傳輸數(shù)據(jù)，而不是將備用時(shí)隙空閑用來保護(hù)。由于空閑時(shí)隙中傳送了業(yè)務(wù)，在SDH進(jìn)行保護(hù)倒換時(shí)對業(yè)務(wù)影響有可能超過50ms，系統(tǒng)倒換后，RPR系統(tǒng)工作在類似”Wrap“狀態(tài)下。 

第二種是參與RPR傳輸VC時(shí)隙不進(jìn)行SDH復(fù)用段保護(hù)，只進(jìn)行RPR保護(hù)，但這需要對SDH復(fù)用段保護(hù)環(huán)進(jìn)行特殊的設(shè)置，使這些時(shí)隙不參與SDH復(fù)用段保護(hù)環(huán)保護(hù)，但是一般來說SDH復(fù)用段保護(hù)的優(yōu)先級比較高，傳輸系統(tǒng)是否有能力予以配置還需要觀察。 

RPR技術(shù)的保護(hù)功能更多地體現(xiàn)在單獨(dú)應(yīng)用上，例如集成在數(shù)據(jù)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)50ms的保護(hù)倒換，如果集成在SDH設(shè)備中，更多的應(yīng)該體現(xiàn)在對帶寬的公平處理、對信號QoS的支持、VLAN地址擴(kuò)展上，保護(hù)功能不是很重要的一個(gè)技術(shù)元素。 

新型MSTP還處于快速發(fā)展之中，其最重要的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了帶寬的公平使用、支持信號QoS的分級、動態(tài)調(diào)整帶寬的LCAS三個(gè)方面，當(dāng)然除了本文討論的內(nèi)嵌RPR環(huán)網(wǎng)功能外，也有廠商采用了MPLS來實(shí)現(xiàn)上述功能，并且可以保證與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的互通。這些新技術(shù)的應(yīng)用都是為了保證MSTP更好地完成對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理和優(yōu)化。 (通信產(chǎn)業(yè)報(bào))