多業務傳輸平臺在信號傳輸中的應用與維護

吳西臨

（重慶廣播電視集團（總臺），重慶 401147）

0 引 言

多業務傳輸平臺（Multi-Service Transmission Platform，MSTP）將同步數字傳輸體制（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）、以太網以及ATM等多種技術進行有機融合。在SDH技術的基礎上，對多種業務的匯聚實現有效適配，達到多業務綜合接入與傳送效果，使SDH由純傳送網變化為傳送網和業務網綜合化的多業務平臺。分析傳輸網絡現狀可知，大多數城域傳輸網絡還是以SDH設備為核心，充分考慮技術的成熟性、可靠性以及成本等因素，MSTP技術融入SDH在城域網的應用中扮演重要角色[1,2]。近些年，數據和寬帶等IP業務增長迅猛，MSTP技術的發展多以支撐以太網業務為主。

1 多業務傳輸平臺技術組成分析

1.1 RPR

RPR技術是新型的媒體訪問控制（Medium Access Control，MAC）層協議，它是在環型結構的基礎上優化數據業務傳送，可以兼容多種物理層，提供語音、視頻以及數據等多種業務服務。同時也具備信號的QoS、帶寬公平算法以及保護倒換3種功能。在MSTP中融入RPR，可以利用到其帶寬的公平機制，在此基礎上完成帶寬使用量的調整，使得環上一切節點具有公平性，實現環路帶寬動態調整與共享的過程[3]。

1.2 MPLS

在功能上，二層交換可以滿足用戶的基本需求，而以太網業務由于沒有連接性質而很難保障QoS。為了實現QoS，需要在以太網和SDH間加入一個智能適配層。MPLS技術在建立標簽交換路徑（Label Switched Path，LSP）之后再進行數據交換，具有標簽的數據會按照預先設定好的路徑進行傳輸，以達到面向連接的目的。傳輸過程如圖1所示。

圖1 數據在MPLS網絡中的傳輸過程

此外，RPR在MAC層中沒有業務層定義，難以提供端到端的以太網業務，更是提供不了跨環的以太網業務。所以，RPR技術必須要和端口識別技術結合在一起，端口識別技術包括了IEEE 802.1D、IEEE 802.1Q以及MPLS等，現在技術人員更多是研究將MPLS技術與RPR相互結合。而IEEE 802.1D和IEEE 802.1Q主要是橋接技術，使用過程中會消耗大量的帶寬，使RPR的空間重用遭到破壞，難以提供業務的隔離效果。MPLS與RPR結合能夠實現端到端的QoS，達到VLAN擴展和業務隔離的目的，而且使得業務功能更加靈活，具有新的以太網業務，如L2 VPN。

IP數據包中多采用傳統的MPLS技術，僅能和二層技術共同提供二層業務。要實現多個二層業務的過程，MPLS就是要對二層業務采取仿真與封裝，建成虛電路，這個過程需要用到Martini MPLS技術或者EoMPLS。EoMPLS技術具有雙層隧道標簽與VC標簽的雙層標簽，其中隧道標簽主要作用是標識業務在網絡中的傳送通道，也叫作隧道標簽交換通道。隧道LSP中的小虛電路采用VC來進行標識，作用是業務的隔離與復用。LSP分為動態與靜態兩種類型，靜態LSP是在網管配置基礎上建立的，動態LSP采用信令協議來建立[4]。

2 多業務傳輸平臺功能模型

多業務傳輸平臺融入SDH的實現方法是通過以傳統的SDH傳輸平臺為基礎，在其上集成了兩層以太網、ATM等處理的處理能力，兼具了SDH的實時業務有效承載能力、網絡二層甚至三層技術兼具的數據業務處理能力，提升了傳送節點承載多類型業務的能力。多業務傳輸平臺的節點功能模型如圖2所示。

圖2 MSTP節點的功能模型

圖2中，RPR表示彈性分組環，MPLS表示多協議標記交換，GFP表示通用成幀規程，LAPS表示鏈路接入規程，PPP表示點到點協議，HDLC表示高層數據鏈路協議，RSOH表示再生段開銷，MSOH表示復用段開銷。多業務傳輸平臺的功能模塊不僅兼顧了SDH功能所需要的功能模塊，也增添了ATM層處理模塊和以太網業務承載需要具備的功能模塊。以定義出發來看，多業務傳輸平臺的傳送設備需要具備ATM接口功能或者以太網接口功能中的一個。

多業務傳輸平臺融入SDH能夠在城域網的各個層面得到應用，包括了核心層、匯聚層以及接入層，適合承載以TDM業務為主的混合型業務。核心層的網絡中，多業務傳輸平臺主要任務是完成城域網核心節點間的高速SDH以及IP、ATM等傳統業務的傳送與調度工作。匯聚層網絡內，多業務傳輸平臺的任務是完成多種類型業務由邊緣層至核心層的匯聚與收斂過程。邊緣層網絡中多業務傳輸平臺的任務是將用戶需求的各種類型業務接入到城域網中[5]。

3 多業務傳輸平臺信號傳輸應用及維護

多業務傳輸平臺為了達到承載數據業務的有效性，如以太網的10 Mb/s、100 Mb/s以及1 000 Mb/s等速率的寬帶數據業務更多是采用VC級聯方式進行。級聯的過程就是將多個虛容器組合在一起，進而形成一個容量更大的組合容器。在特定的機制條件下，最終形成的組合容器仍可以看做是保持比特序列完整的單個容器來使用。ITU-T G.707標準對VC級聯進行了詳細規范[6]。

采取級聯的方式能夠構造出容量不同的組合容器。比如采取VC-3/4級聯能夠實現容量超過一個C-3/4新容器，將5個VC-12進行級聯能夠實現容量超過10 Mb/s新的組合容器。級聯的類型有相鄰級聯與虛級聯兩種方式，這兩種方法均能夠構造出容量是單個VC容量若干倍的新容器，二者的最大區別在于參與級聯VC的分布位置及其所經路由存在差異。連續級聯的實現是相鄰的虛容器級聯合并為一個整體進行傳送。虛級聯采用的多個VC相互獨立且不一定相鄰，VC可以實現分別傳輸，在接收端實現重新組合為連續的帶寬。

為了提供N倍的傳送帶寬，MSTP首先需要提供N倍C-4容量的容器裝載業務。將新的容器看作一個整體，它將在STM-N里占用一個連續的帶寬，裝載的業務在MSTP網絡里走過了同樣的路徑，因此MSTP只需要為其安排統一的通道開銷，形成一個大的虛容器VC-4-Nc。新的虛容器的容量是原VC-4容量的N倍，除了N倍C-4的容量，還有N列開銷的空間，但是SDH可用的通道開銷只有一列，所以除了首列的通道開銷，其余多出來的（N-1）列空間都以固定填充比特代替[7,8]。

當超過單個容量的業務傳輸問題出現時，SDH網絡最早應用的是相鄰級聯技術，不過這種技術的局限性較為明顯[9,10]。第一是信道要求高，難以滿足。第二是相鄰級聯對虛容器存在時隙上的連續相鄰特點，引起網絡中出現很多的虛容器碎片，降低了網絡通道利用率。所以目前的多業務傳送平臺更多是采用的虛級聯方式進行級聯業務傳輸過程。

4 結 論

在近些年通信技術發展過程中，多業務傳輸平臺融入SDH的應用方式已經成為主流的本地傳輸網絡技術。怎樣不斷提升網絡服務質量和網絡資源利用率是運營商特別關注的焦點問題。如今網絡中的數據業務占比逐漸增加，多業務傳輸平臺技術需要不斷優化自身的數據業務傳送機制來適應數據業務所具有的不確定性和不可預見性，通過不斷融入智能特性，逐步發展為自動交換光網絡階段。ASON與多業務傳輸平臺的相互融合，人工維護干預網絡運行的過程越來越少，能夠實現數據業務端的自動過程、自動識別網絡可用資源、自動定位故障以及故障恢復，使得網絡生命周期成本顯著降低。目前，雖然ASON的標準化仍未開始，但是已經不存在重大的技術障礙，在未來一段時間內，ASON的實用化步伐會加快，在光傳送網中加入ASON是重要趨勢。