mstp接入技术的未来发展方向探析

MSTP接入技术的未来发展方向详解文章主要分析了MSTP接入技术的发展现状和未来发展方向，同时指出目前MSTP接入技术的发展仍存在很多问题，相信随着技术的革新，问题都会得到很好的解决。目前MSTP接入技术的发展非常迅速，同时现在也出现了很多问题，可能好多人还不了解MSTP接入技术的发展问题和未来发展方向，没有关系，看完本文你肯定有不少收获，希望本文能教会你更多东西。电信市场已经进入全业务竞争时代，新格局下的运营商面临业务的同质与异质竞争，城域网是省级骨干网和省内骨干网在城域范围内的延伸和覆盖，是联结运营商和用户之间的纽带，面向集团用户和普通用户的电信级公众网络平台成为各运营商增值的砝码。由此，满足数据多业务的需求也成为各设备制造商关注的焦点，MSTP接入技术恰恰是城域网中被广泛使用的SDH和数据业务的最佳结合点，作为城域综合传输技术已获得各综合业务运营商的广泛认可。在基于SDH的多业务传送节点的技术要求国标出台之际，就MSTP接入技术及其发展前景等相关问题，华为技术有限公司副总裁尹绪全有着以下的见解。标准的产生源于实践“标准源于实践，是市场需求的产物。”据尹绪全介绍，“基于SDH的多业务传送节点的技术要求的标准主要是通过调查研究我国传送网的具体特点和运营商对基于SDH的多业务传送节点的应用需求，以及目前技术进步的情况，部分参照我国SDH行业标准和ATM行业标准的基础上制定的。由于基于SDH的多业务传送节点在结构、功能上与传统的SDH系统有很大差别，目前ITU-T及其他国际标准化组织尚无完善与MSTP接入技术相关的建议可参考。”“针对中国目前网上SDH大量应用以及城域数据业务迅猛发展的现状，基于对运营网络的深刻理解，华为早在2000年10月就在业界首次完整的提出了MSTP接入技术的理念，并在2001年实现了具有MSTP接入技术的传送设备的规模商用，其可以充分兼容现有网络，满足现有业务需求，并面向未来业务的发展。”尹绪全回顾了MSTP接入技术标准诞生的历程，“自2000年提出来MSTP接入技术的概念后，华为做了一系列的准备工作，在及时把MSTP接入技术设备推向市场的同时，着手准备相关资料，并充分与几大运营商交流，获得普遍的认同。2001年，作为MSTP接入技术设备的主要供应商，华为受信息产业部委托，主笔起草了基于SDH的多业务传送节点的技术要求标准的草案，于2002年11月正式通过并发布。”MSTP标准所定义的基于SDH的多业务的传送节点是指，基于SDH平台、同时实现TDM、ATM、IP等业务接入、处理和传送，提供统一网管的多业务传送平台。标准规定了基于SDH的多业务传送节点的技术要求，包括节点的基本功能、接口特性、性能参数和指标、保护倒换、网络管理等方面的要求。尹绪全还回顾了最初在MSTP技术上参差不齐、规划思路不同的时期，不同厂商对MSTP的理解存在偏差，甚至排斥。MSTP标准的出台提出了明确的城域网传送网设备总体技术要求，规范了国内城域传输网建设，盘活了网上的SDH设备，明确了城域传输网的发展方向。技术支撑尹绪全在肯定MSTP接入技术优势的同时，指出技术永远不断更新，MSTP接入技术只是整个传输网发展历史长河中一个重要的发展阶段，是目前最为实用的一种城域网技术。国内各大综合电信运营商在考虑新的技术发展时，也必须综合考虑现有投资的合理利用问题，所以采用“渐进的网络演变”方式，既可充分利用现有资源，又可“紧密跟踪国际通信技术发展趋势，积极采用先进技术”。各综合业务运营商在建设城域网时除考虑宽带数据业务外，也需兼顾传统TDM业务，各运营商目前营运收入还是以语音业务为主，因此在已十分成熟的SDH技术基础上承载数据业务的技术在众多城域技术中脱颖而出。随传输及宽带领域中新技术新协议的不断发展和完善，MSTP接入技术也将随之进一步充实和完善。首先，将把为IP业务量身定制的RPR技术引入到MSTP接入技术平台中，通过内嵌RPR的方式在接入层和汇聚层提供IP业务的动态环网共享及环网保护；其次，协议封装效率也在不断提高，LAPS(linkaccessproce-dure-SDH)、GFP(通用成帧规程)等标准的不断完善，将大大提高IP业务的传送效率；此外，在MSTP接入技术传送平台中IP业务的传送效率和质量方面也将进一步提升，如采用LCAS(链路容量调整技术)和虚级联技术提高带宽利用率、实现多径传输，提高业务传输的效率和质量，在数据业务发生突变的时候实时调整带宽，防止IP业务的丢包。最后，随光网络智能化的发展，通过在MSTP接入技术平台上支持GMPLS协议的方式，增加网络的智能化特性。目前华为已参加ITU-T、OIF、IETF3个国际标准化组织，正在积极推动智能光网络相关标准的制定和完善。对光网络的发展华为本着在干线光网络设备上向长距离、大容量、低成本的方向发展；在城域光网络设备上分为两个层面：骨干层上开发大容量节点设备，实现城域网大容量传输调度的要求；在接入层上开发多样性的业务接口，并能实现末端客户的远端接入需求。对于目前在业界被看为低迷状态的光传输市场，尹绪全坚定地把它比喻为“不落的太阳”，随着各种业务商机逐渐形成，基础网络将会持续发展。 MSTP技术新发展和3G传输【2004-03-25 17:23】 【张成良】 【通信世界】一、城域传送网现状 经过前几年大规模DWDM和10Gbit/sSDH建设，各大运营商已经较好地解决了系统容量要求。整个光网络建设重点已由大容量、高速率的长途干线转到了城域传送网。城域网中，语音和专线TDM业务仍然是运营商的主要收入来源，而以IP为代表的数据业务增长迅速，与传统的TDM业务相比，IP业务的流量、流向更为复杂，对带宽、安全性的要求也多种多样。NGN网络的发展是下一个热点，VoIP 的业务会进一步发展，MSTP 通过提供对数据业务的QoS 支持，也可能会成为MSTP 的一个发展方向。一个好的城域传输网络应该是一个通用的传输平台，能高效可靠地传输各种业务。这就需要城域传输网产品在保证对TDM业务支持的同时，支持多种数据接口，优化数据传输效率。 MSTP在传统SDH的基础上，通过引入业务节点功能，支持IP/ATM等多业务处理，成为多业务节点，正逐渐成为城域网建设的主流技术。MSTP的发展方向成为业内新的重要讨论话题。一方面，由于MSTP技术出现的时间不长，其本身本身还在不断自我发展和完善，尤其是MSTP中如何将数据处理功能和数据网络更好地结合，是MSTP发展中上值得进一步探讨的问题。从另一方面来说，在光传输网中引入控制平面，通过ASON/GMPLS实现业务的端到端调度和保护，也是MSTP光网络发展的重要方向。而目前如何更好地与将要大规模建设3G网络相结合，为3G业务提供更好的传送通道已经成为MSTP需要重点考虑的问题。 二、MSTP技术新发展方向 到目前为止，MSTP已经有了基于二层交换、内嵌RPR、内嵌MPLS三个版本，但最终MSTP会演化到哪一种版本，需要由市场来选择决定。下面我们简要看一看几种MSTP的特点。 注：图中(一)、(二)、(三)分别代表3种MSTP存在形态 1.基于二层交换的MSTP 基于二层交换的MSTP引进了二层交换处理模块，实现了基于二层交换的业务汇聚、带宽共享及以太网共享环等功能，大大提高了端口、带宽的利用效率。支持802.1q，实现了多用户间的安全隔离以及VLAN划分；支持基于802.1p的优先级转发，结合端口限速和流量控制，可实现一定程度上的QoS能力。 基于二层交换的以太环网，可使各节点共享环路的带宽，提高了带宽利用率。但由于以太网主要是为点到点和网状拓扑结构而设计的，应用于环型结构时，仍存在以下不足： 每个MSTP设备的以太网处理板卡需要对每个业务进行MAC地址查询，环路节点数量越多，性能越差； 基于二层交换的以太环网存在带宽分配的不公平性，端到端QoS很难保证； 无法解决VLAN地址重用问题。 2.内嵌RPR功能的MSTP 随着802.17化的加快，各厂商私有的协议逐渐融合，逐渐走向标准化。内嵌RPR功能的MSTP支持环内的带宽共享与统计复用，结合空间重用技术(SRP)，使得环网的带宽利用效率得到很大提高；通过快速的环网保护机制实现了50ms的电信级保护；执行公平算法，实现了环路带宽的公平利用；内嵌RPR可以将基于端口、VLANID、VLAN优先级、MAC地址等不同特征的业务，分类映射进A、B、C三种业务等级。通过对承诺速率(CIR)、额外信息速率(EIR)的设置，实现与不同等级业务相对应的QoS保证。 但是内嵌RPR的MSTP仍存在承载数据业务时应用能力的不足，其表现在： VLAN标记数量不足的问题并未得到彻底解决； 只适用于环网拓扑结构； 缺乏端到端标识业务，及跟踪用户流量并保证业务性能的方法。 3.内嵌MPLS功能的MSTP 为了更有效地在传输设备上直接支持VPN，有人提出了在MSTP上引入MPLS功能，通过内嵌MPLS功能，可以较好地实现VLAN地址扩展；可以提供电路端到端的Qos保证；可以提供新型以太网业务(如L2VPN)，灵活控制带宽颗粒。有些还将RPR与MPLS技术进行融合。 目前ITU正在考虑将MPLS功能引入SDH设备，从国内通信标准化的角度出发，在现阶段，可考虑通过Martini草案先实现静态的MPLS，下一阶段再考虑实现动态的MPLS。所谓动态和静态主要指L的建立方式，静态方式LSP的建立是通过网管配置实现，而动态则是采用信令协议方式实现(如目前实现的那样)。 对运营商来说，任何新技术的引入都需要考虑网络的互联互通问题，内嵌MPLS需要考虑传送平面、控制平面以及业务的互联互通。在传送平面上，需要考虑SDHVC的互通；MPLS封装到SDHVC的互通；以太网封装到MPLS的互通，目前看来实现起来并不十分复杂。在控制平面上，需要考虑通过不同厂商网管系统分别或统一集中建立LSP；或者利用RSVP-TE或LDP信令机制动态建立LSP的互通。 MSTP通过引入MPLS功能可以加强对VPN和信号QoS的支持，但是如果采用动态方式，最后就要涉及到三层路由功能，但是目前国内对MSTP的理解实现是 二层以下的功能。能否定义简单的、可操作性强的三3层功能来完成动态信令，完成业务连接建立，同时实现不同厂商MSTP设备间的VPN互通是内嵌MPLS的MSTP发展关键。当然，内嵌MPLS的MSTP最终需要实现MSTP和MPLS路由器实现MPLS互通和与互操作。 三、3G传输解决方案 随着数据业务的飞速发展，数据接入的可移动性要求不断突现，支持高带宽可移动无线数据接入的第三代移动通信技术(3G)浮出水面。目前WCDMA系统主要有R99、R4和R5版本，从目前技术的发展来说，ATM由于一些不可避免的缺陷，无法成为网络的主流承载技术，然而其面向连接的机制提供QOS保证的业务承载，在网络仍具有相当的应用，如果在近期实施WCDMA，R99或R4版本将被采用。在R99或R4版本中，UTRAN网络接口主要采用ATM相关协议，其面向连接的特性可以很好地保证TDM/数据业务质量，并可发挥ATM的统计复用、QoS保证等优势。 对于ATM信元的传输可以采用ATM网络、光纤直联、SDH网络三种方式。如果采用ATM单独组网，由于3G设备具有ATM交换核心功能，ATM在组网时仅仅充当着传输角色，ATM交换特性得不到充分应用，整网解决方案存在着功能重叠。并且相对于SDH系统，ATM 网络在传输组网保护上并没有优势。一般情况下，不推荐使用ATM设备来单独组建传输网。另一种可能的组网方式是点到点光纤直联，这种方式浪费光纤资源，不支持复杂拓扑，组网保护能力与可扩展性差。 目前考虑的重点是SDH来承载3G的传输，特别是引入ATM 功能的MSTP, 可以实现传输和ATM处理很好的结合。在接入层采用具有ATM处理能力的MSTP设备就可以大大简化网络结构，并且实现TDM/ATM处理统一网管。 采用MSTP组成的自愈环结构可以覆盖多个基站。解决多个NodeB的业务上联问题，该环网可以为群路速率155Mbit/s或更高速率STM-N，随着业务的发展，可以通过增加多个ATM155Mbit/s方式进行扩容，以满足3G无线容量的增加。 1.3G传输关注的接口 在WCDMAR99或R4版本中，Iu为RNC与核心网CN的之间的接口，Iur为RNC与RNC之间的接口，Iub接口Iur为RNC与Node B之间的接口。 核心网节点MSC与RNC之间网络资源比较丰富，并且业务已经过RNC的处理和收敛，一般只需要直接提供透传处理即可。因此关注的重点是连接RNC与NodeB的Iub接口之间的业务。 采用ATM可以实现数据和语音的复用，每个Node-B节点将采用多个E1成组的IMA接口，通过统计复用提高多个E1通道间带宽的利用率。 2.3G传输解决方案 N(1)RNC之间及RNC到MSC/SGSN的连接 RNC与核心网设备(如MSC)通常安装在中心节点上，多采用155Mbit/s或更高速率接口互连(如在同一局站则不占用传送网资源)。 RNC与核心网络MSC/SGSN之间的接口采用的是ATM协议。在SDH网络容量丰富的地区，建议采用SDHSTM-1电路进行透明传输。采用STM-1接口通过ATMoverSDH的方式与SDH设备相连。该SDH 网络可以为传统SDH 设备、也可以为具有ATM汇聚、统计复用功能的MSTP设备，但是此时MSTP 完成仅仅是透明传输 STM-1(ATM)，MSTP 本身并没有进行ATM 处理功能。 (2)NodeB与RNC的连接 在3G系统中，在RNC侧，可以由RNC提供多个E1接口或STM-1接口。如果采用E1接口，传输系统只需提供简单的E1电路传输即可满足要求。3G的基站控制器RNC处理能力较2G/2.5G有显著增强，可以支持的基站数量达数百个，但是这意味着在中心RNC需提供大量E1接口，另外需预留大量E1端口用于接口扩容，投资费用高。另外多个Node-B间的带宽无法实现共享，传输带宽需求大。如果RNC采用 STM-1接口，在进入RNC前，多个Node-B业务可进行统计复用，减少了RNC侧接口的数量和投资费用。 下面我们讨论的模型是基于RNC端采用155Mbit/s接口，而在NodeB端，可以采用多个IMA E1或者155Mbit/s 接口。 l Node B采用多个IMA E1 接口 从目前2G无线系统的应用看，基站上联速率为一个或几个2Mbit/s。在3G建设的初期阶段，Node B与RNC之间的连接速率仍然为E1或多个E1。Node B设备提供E1，IMA E1，非信道化STM-1三种接口，而目前主要考虑的是E1和IMA E1接口。无论是E1接口还是IMA-E1接口，都可以通过MSTP实现接入和透明传输。Node-B将提供多个E1成组的IMA接口，通过统计复用提高带宽的利用率。IMA 就是反向复用ATM 技术，IMA 协议栈分为物理层和ATM 信元层。假设所有的信元要通过3个E1链路传送，采用循环复用技术，将所有信元按照顺序在3个链路上轮流分配，然后再进行ICP (即IMA 的控制协议)封装。通过这样的封装，可以实现端口捆绑，由ICP 字节来说明各链路之间的关系，实现了多个E1端口的捆绑，实现了上联通道资源的共享。 一种选择是只有会聚节点MSTP具有IMAE1处理能力，接入层SDH(可以为传统SDH 设备)只需将IMA E1透明传输，汇集传送至汇聚层节点，在汇聚层节点提供ATM处理。在汇聚节点(一般为RNC 节点)，具有ATM交换能力的模块，对接入层上传来自多个Node B IMA E1电路进行处理，业务通过VC-12进入ATM处理板卡，进行进行统计复用汇聚成 VC-4，通过STM-1接口与RNC相接。这样，在全网中只需要通过少量汇聚节点配置的MSTP提供ATM处理卡,即可实现ATM数据处理功能(在Node B传输设备只需要提供 E1透明传输)，通过在汇聚节点结点实现带宽的统计复用大大提高了带宽的利用率。 另外一种选择是接入层每个MSTP都具有IMAE1的处理能力(如上图所示)，直接将来自Node B 的IMA E1 解封装进行处理后统计复用到VC-4，在各Node B 间构成一个容量为VC-4 ATM VP ring，也就是在各Node B 之间共享一个VC-4 ，与RNC通过STM-1 接口相连。 (2)NodeB采用ATM155M接口 在高业务区节点地区，NodeB也可以直接提供ATMSTM-1接口上联，通过接入层MSTP设备提供ATMSTM-1的接入并上传至RNC。这对传输设备并没有特殊要求，ATM处理基本上在RNC 与Node B完成，传统SDH 就可以满足需求。从目前容量看，相当长的时间Node B上行，可采用622M组环。接口仍以多个E1为主。 3.小结 WCDMAR5及以后的版本趋向于使用以IP为基础的系统。目前新一代MSTP设备已经可以支持IP的接口，还应针对不同的业务提供相应的QoS的保证，特别是内嵌MPLS功能MSTP更好地支持了QoS和VPN 的应用，从而很好很好地满足纯IP 3G网络的发展需求。 3G对骨干网传输系统要求变化不大，重点在RAN无线接入部分。MSTP可实现多种业务在统一传输平台的传送，在与3G业务组网时，可通过灵活地配置相关模块，满足3G多种信号的传输要求。 四、结束语 多业务处理、强大调度功能将是传输设备发展的重要方向。网络的发展导致传输网与业务网关系越来越紧密，MSTP在借鉴数据网、交换网等行之有效的技术基础上与时俱进，越来越将传送节点与业务节点紧密结合。MSTP可实现多种业务在统一传输平台的传送，在与业务组网时，可通过灵活地满足多种信号的传输要求。 在短短的3年中，MSTP已经出现了几种形式，应该说，截至到目前为止，还没有出现一种标准的MSTP格式，但最终MSTP会演化到哪一种版本并没有定论，还需要与业务网结合，例如目前与3G系统传输的结合就是其最新发展之一。 关于MSTP发展的新思考发布时间：2004.03.04 15:49 来源：通信产业报 作者：刘西恒 近一两年来，城域多业务传送平台MSTP技术在应用中遇到不少新问题，业内不少人并对其未来研究的方向仍不甚明了。业界在MSTP领域比较关注的内置MPLS的应用特性如何？MPLS在MSTP技术中的定位和发展方向又是怎样？MSTP在未来城域网中的应用前景是否一片光明？ MSTP发展过程中隐忧不断 MSTP是一个以传统的SDH为基础平台，融合IP、ATM、RPR等多种业务处理功能的传送网技术，在现在的城域传输网中，MSTP已经成为最主要的传送技术之一。 MSTP在处理各类城域网业务传送的同时，自身也不断完善和发展。在如今的城域业务中出现的一些新问题，特别是在IP数据业务方面的一些需求，使得城域网络对MSTP的功能完善有着更为强烈的要求。现有的MSTP国家标准提出以太网GFP、VCAT、LCAS、L2 SWITCH、STP等技术要求，已经能够通过MSTP的以太网单元，实现了IP数据业务的透传、汇聚、二层交换、环路共享等功能。但经过几年的发展变化，MSTP技术在城域网得到更多应用的同时，随着IP数据网和MSTP网络的结合，在IP数据业务处理上也面临了一些新的问题。 首要的障碍是以太网业务传送的透明性不够。目前业界的MSTP普遍以L2交换和VLAN映射为主，如果在用户接入侧的终端数据设备和IP网络侧数据交换设备之间形成一个基于VLAN的L2交换和管理层面，数据网的IP包需要经过L2交换和VLAN管理，那么网络的透明性和安全性就不够； 其次是IP VPN端到端无法实现。目前IP数据网络可以通过MPLS建立VPN网络，如果MSTP以太网处理仅仅基于MAC帧处理，那么VPN需要统一规划，并且MSTP的以太网处理很难通过MPLS帧。即使一些厂家通过嵌套方式可以进行超长帧进行端到端传送，那也需要在VPN的建立上出现数据网VPN端到端和MSTP端到端的两步实现现象，整个网络VPN无法端到端实现。 最后的问题是从IP网络或者NGN网络发展来看，MSTP透传以太网的方式肯定会向多点汇聚、局部枢纽调度的方向发展，然而MSTP目前的以太网技术基于L2交换，L2交换满足汇聚要求的同时，由于VLAN的限制，因此在实现大规模网络业务流量调度要求上也很难得到保证。另外MSTP即便基于VC12/VC4的SDH调度，固定连接的模式仍无法满足数据网络带宽动态分配的要求。可以看出，调度效率存在问题，因此从承载层的业务模式上说，需要一种类似于PVC的调度结构来实现在交换节点业务有保证的动态带宽输导。 以上的问题在MSTP仅仅解决城域网透传或者简单汇聚业务时并没有完全凸现，但随着数据城域网的发展和对承载层要求的不断提高，必然要求MSTP在技术本身上需要一个新的解决办法。 基于MPLS的MSTP技术将难题迎刃而解 基于MPLS的MSTP技术是解决城域网高速发展过程中承载层新需求的方法之一。通过将MSTP以太网处理单元用MPLS处理更替，使得MSTP网络的以太网处理层从L2交换向标签交换改变，调整了以太网单元在以太网业务处理时对MAC帧的管理状态。MPLS通过多标签方式，在整个MSTP的以太网处理层能够建立大量透明的LSP通道，使业务通过打标签的方式在MSTP网络中隔离传送和交换，在网络的汇聚节点和枢纽节点实现多方向LSP的业务调度。同时，随着MPLS标准化进程接近尾声，在接入层和核心网IP数据设备之间，可以使MSTP和IP数据设备标签共享。如果数据网承载层采用了基于MPLS的MSTP技术，那么IP VPN的建立将直接在数据网络管理系统实现，标签穿透整个MSTP网络，VPN业务真正实现端到端。MPLS优化了L2网络基于VLAN的流分类和QOS管理处理，使得在网络规模增大以后，在业务流的管理上和业务流的保证性上有较高的提升，这也是NGN网络之所以采用MPLS的原因之一。 此外，基于MPLS的MSTP技术的融入，也改变了传输网络VC12/VC4调度的习惯，使得MSTP网络的业务调度带宽动态分配，节省大量的线路和调度管理资源。但由于考虑到VC4或者VC4级联的容量较大，采用MPLS的LSP调度直接替代所有的VC交叉不仅在成本上还是比较高，而且如果取代所有VC的SDH调度，会使LSP数量呈数量级增长，增加LSP的处理和管理难度，因此基于MPLS的MSTP在未来定位上还主要是面向VC4以下业务的调度。MPLS调度和VC4调度甚至VC12/VC3调度将不断融合，发挥各自的优势，MSTP网络调度的未来将是LSP+VC4+VC12+VC-nc或者MPLS OVER VC4的承载和调度模式。 MSTP的MPLS技术主要面向以太网业务的标签传送和调度，因此传送层的MPLS不同于业务处理层设备的MPLS，交换的需求通过LSP交换和VC的交叉融合实现，大容量的标签交换需求不强烈。基于两者区别，因而绝大多数的MSTP供应厂家并没有在完整的标签交换上下太多功夫，而是在适当的设备上采用各种大小的LSP交换模块，通过LSP交换模块的组合构建一个以太网输导网络。 MSTP在未来城域网中商机连连 最初MSTP设计初衷是包罗万象，能够在城域网的接入层和汇聚层面接入和替代部分数据设备和其他业务设备。可是随着网络的不断发展，MSTP的定位更加清晰，MSTP利用自身SDH成熟平台的优势和同数据网结合紧密的优势，发挥了自身在城域网中的作用。 MSTP在城域网最直接的业务就是大客户专线，经过DDN、帧中继和2M专线多年的发展，客户在对专线的认同度不断提高，政府、金融、企业、小区、教育网等用户都表现了对专线业务的需求。但随着大客户内部网络的改造和升级，专线业务量不断增大，特别是DDN网络容量已经很难满足企业专线带宽的要求。而帧中继专线也因为用户端设备的IP化导致效率降低，大量的客户从租用DDN、帧中继向自购终端路由器租用E1电路方式转化，同时由于E1业务容量上的受限、终端路由器的投资和