（电磁场与微波技术专业论文）基于资源优化的分组传送网生存性关键技术研究.pdf

独创性( 或创新性) 声明 1 u l liiii l l li ii i i i ii i111 y 17 6 0 4 9 4 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意r 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 灰园 勺v 叼y 日期： 21 1 里：2 ：兰 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密 论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：皇! ! ! ：工2 日期：2 业平l - 基于资源优化的分组传送网生存性关键技术研究 摘要 随着互联网技术的蓬勃发展及宽带数据业务的爆炸式增长，传送 网承载的业务正在从以t d m 为主向以i p 为主转变，传统的面向t d m 业务的s d h 传送网技术己难以满足i p 化数据业务的传送需求，迫切 需要一个智能的传送层面将各类业务高效、灵活地梳理到光纤巨大的 带宽通道中，并保证业务的可靠性、可管理性和可扩展性。 分组传送网( p t n ，p a c k e tt r a n s p o r tn e t w o r k ) 正好满足了以上 需求，使得t d m 向分组化的平滑演进成为可能。分组传送网能够灵 活智能地建立网络连接、合理高效地调度网络资源，并能提供快速、 可靠的业务保护恢复手段。其中，生存性技术是保证分组传送网性能 的关键技术，用于在网络发生任何故障后能尽快将受影响的业务重新 倒换到备份或者空闲资源上以减少损失，其实现主要参考两方面因素 恢复时间和保护资源。本论文在国家8 6 3 项目“基于t - m p l s 的 电信级分组传送网络 的支持下，从这两个方面对分组传送网生存性 进行了深入研究，围绕资源优化的生存性技术取得了若干具有创新性 的成果，主要的工作和创新点包括以下几个方面： 第一，根据t - m p l s 相关标准及技术原理设计了基于t - m p l s 的 分组传送网实验网架构，提出t - m p l s 节点功能模型及多业务传送的 封装解封装解决方案，并在此基础上参与完成硬件传送平台及控制 平面仿真软件，为分组传送网中各种功能及优化算法的研究提供分析 验证手段。 第二，等价多路径能有效地实现负载分担及流量均衡，但将引入 网络管控上的困难。论文基于网络电信级的可管可控需求，分析不同 的o a m 功能在包含等价多路径域的分组传送网中的实现并提出相应 的节点处理及帧扩展方案。笔者通过扩展o a m 帧功能及节点对o a m 帧的处理，在包含等价多路径的分组传送网中实现了端到端路径的 o a m 功能。同时提出o a m 节点功能模型，通过o a m 功能的实现， 分析发送周期及网络拓扑等对o a m 性能的影响。 第三，针对快速重路由技术中用于保护的链路带宽消耗大的问 题，基于共享风险链路组( s r l g ) 的共享保护思想，提出基于共享 的资源预留及建路机制。并在此基础上，提出基于源节点计算的共享 保护路由算法，以实现保护路径间资源共享最大化。另外，考虑工作 路径对保护路径选择的影响，对提出的共享保护路由算法进行改进， 实现工作路径与保护路径占用总资源更少。同时，考虑资源在权重中 的影响比例，对链路权重进行修改，使提出的共享保护路由算法能够 适应各种因素对链路权重的影响。 第四，在分析分组传送网组播生存性的基础上，提出两种组播生 存性技术。一种是探测重路由路径的快速组播恢复技术。该技术定义 重路由探测消息，通过泛洪该消息完成重路由路径的快速寻找，实现 在节约网络资源的同时尽可能缩短恢复时间。另一种是在组播快速重 路由技术中，提出避免路径重复及回路的组播树保护技术。该技术通 过扩展协议信令及节点处理，利用组播树中故障无关节点，以避免保 护路径和组播工作路径重复或形成回路，达到减少资源浪费、实现资 源优化的目的。 关键词：分组传送网生存性资源优化快速重路由组播 一 l r e s o u r c eo p t i m i z a t i o n b a s e dr e s e a r c ho n k e yp r o b l e m so fs u r v i v a b i l i t y t e c h n o l o g i e si np a c k e tt r a n s p o r t n e t w o r k s a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t o fi n t e r n e t t e c h n o l o g y , a n dt h e e x p l o s i v eg r o w t ho fb r o a d b a n dd a t as e v i c e s ，t r a n s f e ro fs e r v i c eo n t r a n s p o r tn e t w o r kh a sh a p p e n e df r o mt d mt oi et r a n d i t i o n a ls d h t r a n s p o r tn e t w o r kw h i c hi sm a i n l yf o rt d mc a n n tm e e tt h er e q u i r e m e n t o fi ps e r v i c e st r a n s p o r t t h e na ni n t e l l i g e n tt r a n s p o r tl a y e ri sn e e d e dt o p a dt h eh u g ec a p a c i t yo ff i b e rw i t hk i n d so fs e r v i c ee f f i c i e n t l ya n d f l e x i b l y , a n d t h e t r a n s p o r tl a y e r s h o u l d g u a r a n t e e t h e r e l i a b i l i t y , m a n a g e a b i l i t ya n de x p a n d a b i l i t yo fs e r v i c e a p p e a r a n c eo fp t n ( p a c k e tt r a n s p o r tn e t w o r k ) t r a n s p o r tl a y e r m e e t st h er e q u i r e m e n t sa b o v e ，a n di tm a d et h es m o o t he v o l u t i o nf r o m t d mt oi pb e c o m ep o s s i b l e p a c k e tt r a n s p o r tn e t w o r k ( ，p t n ) c a n a u t o m a t i c a l l y e s t a b l i s h d y n a m i ct r a f f i c c o n n e c t i o n sa n de f f e c t i v e l y c o n f i g u r en e t w o r kr e s o u r c e s a n d a l s om u l t i p l es c h m e sf o r r a p i d r e s t o r a t i o na r ep r o v i d e di np t n t h e s ei n c r e d i b l en e t w o r kf u n c t i o n sa r e r e a l i z e dd u et oc o n t r o lp l a n eb a s e do ng m p l s s u r v i v a b i l i t yi st h ek e y t e c h n o l o g yw h i c hg r e a t l yi m p a c t st h ep e r f o r m a n c eo fo p t i c a ln e t w o r k s i t i su s e dt os w i t c ht h es e r v i c ei n t e r r u p t e dt ob a c k u pr e s o u r c ew h e nf a u l t h a p p e n e st or e d u c et h el o s so fs e r v i c e t h e r ea r et w om a i n l yf a c t o r si n s u r v i v a b i l i t yt e c h n o l o g y , o n e i s p r o t e c t i o nt i m e ，a n dt h eo t h e r i s p r o t e c t i o nr e s o u r c e t h es u r v i v a b i l i t yp r o b l e m sa r ei n v e s t i g a t e di nd e p t h i nt h ea b o v et w oa s p e c t si nt h i sp a p e rw i t ht h es u p p o r to ft h eh i g h t e c h r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n tp r o g r a mo fc h i n a t h em a i ni n n o v a t i v e c o n t r i b u t i o n sa b o u ts u r v i v a b i l i t yb a s e do nr e s o u r c eo p t i m i z a t i o na r el i s t e d a sf o l l o w s f i r s t l y , a c c o r d i n gt o t h et - m p l ss t a n d a r d sa n dt h e o r y , n e t w o r k a r c h i t e c t u r eo fp a c k e tt r a n s p o r tn e t w o r k ( p a n ) b a s e do nt - m p l sa n d t h ef u n c t i o no fn o d e sa r ed e s i g n e d ，i n c l u d i n gc o n t r o lu n i t ，m a n a g e m e n t u n i ta n ds w i t c h i n ga n df o r w a r d i n gu n i t a d a p t a t i o na n dc a r r i e ro f m u l t i s e r v i c ei nn o d ei n t e r f a c e sa r er e s e a r c h e dt or e a l i z et h ea c c e s so f m u l t i - s e r v i c e o a mf u n c t i o ni s i m p l e m e n t e dt om a n a g ea n dc o n t r o lt h e n e t w o r ka n df i n i s ht h ef u n c t i o n so f r i n gp r o t e c t i o n s e c o n d l y , e q u a lc o s tm u l t ip a t ht e c h n o l o g y ( e c m p ) c a nr e a l i z el o a d b a l a n c e ，b u ti tw i l lb r i n gt h ep r o b l e m so fm a n a g e m e n ti np a n i nt h e p a p e rt h ec a r r i e r - g r a d em a n a g e m e n ti sc o n s i d e r e d ，a n do a m f u n c t i o n si n e c m pd o m a i na r er e s e a r c h e d o a mf r a m e sa r ee x p a n d e da n ds u b p a t h i d e n t i f i c a t i o ni sa d d e d ，t h e nt h ef u n c t i o ni nt h es o u r c ea n de n dn o d e so f e c m pd o m a i ni sm o d i f i e d ，t of i n i s he n dt oe n do a mf u n c t i o ni nt h e d o m a i ni n c l u d i n ge c m p t h i r d l y , b a s e do np r e v i o u ss t u d y , s h a r e d b a n d w i d t hr e s e r v a t i o na n d b a c k u pp a t he s t a b l i s h m e n ts t r a t e g yi sp r o p o s e dt os o l v et h ep r o b l e mo f l a r g e r e s o u r c ec o n s u m p t i o ni n f a s tr e r o u t e r s v pp r o t o c o lh a sb e e n e x p a n d e dt or e a l i z eb a n d w i d t hs h a r i n ga m o n gb a c k u pp a t h so fd i f f e r e n t s e r v i c el s p sd u r i n gt h ee s t a b l i s h m e n to f b a c k u pp a t h ar o u t i n g a l g o r i t h mf o rb a c k u pp a t hc o m p u t a t i o na n di t se n h a n c e m e n ta r ep r o p o s e d t os o l v eo u tt h ep r o b l e mo fs h a r i n ga m o n gb a c k u pp a t h st h a tb e l o n gt o d i f f e r e n ts r l gw o r kp a t h s f o u r t h l y , b a s e do ns u r v i v a b i l i t yo fm u l t i c a s t ，t w oa s p e c t s a r e r e s e a r c h e da c c o r d i n gt ot h ef e a t u r eo fm u l t i c a s tt r e e o nt h eo n eh a n d ， p r o t e c t i o nt i m ei sc o n s i d e r e d ar e s t o r a t i o nt e c h n o l o g yo ff i n d i n gb a c k u p p a t hi sp r o p o s e dt or e d u c et h ep r o t e c t i o nt i m ea n ds p e e du p t h ep r o t e c t i o n o nt h eo t h e rh a n d ，p r o t e c t i o nr e s o u r c ei sc o n s i d e r e d af a s tr e r o u t e p r o t e c t i o ns t r a t e g yo fa v o i d i n gp a t hr e p e a ta n dl o o pi sr a s e dt oi m p l e m e n t r e s o u r c eo p t i m i z a t i o n k e yw o r d s ：p a c k e t t r a n s p o r tn e t w o r k ( p an ) ，s u r v i v a b i l i t y t e c h n o l o g y ，r e s o u r c eo p t i m i z a t i o n ，f a s tr e r o u t e ，m u l t i c a s t 目录 符号说明v i i 第1 章绪论1 1 1 传送网技术的发展1 1 1 1 传送网技术的发展历程l 1 1 2 传送网面临的挑战3 1 1 3下一代传送网体系架构要求4 1 1 4 分组传送网技术的研究走向6 1 2 分组传送网生存性问题9 1 3 国内外研究进展。1 0 1 4 论文的主要工作和创新点1 2 参考文献15 第2 章基于t - m p l s 的分组传送网节点及平台研究。1 8 2 1t - m p l s 技术原理1 8 2 1 1 m p l s 面向传送的简化。1 8 2 1 2 t - m p l s 的分层与适配。1 9 2 2t - m p l s 实验网结构设计方案2 l 2 3 节点功能模型2 2 2 3 1 管理单元2 3 2 3 2 控制单元2 4 2 3 3 分组交换转发单元2 5 2 3 4 业务适配与传输接口2 6 2 4 多业务封装解决方案。2 6 2 4 1 以太网业务2 6 2 4 2 t d m 业务。2 7 2 4 3 自适应时钟恢复2 8 2 5t - m p l s 传送平台设计3 0 2 5 1 t - m p l s 硬件传送平台3 0 2 5 2t - m p l s 软件仿真平台3 4 2 6 ，j 、结3 8 参考文献3 8 第3 章基于等价多路径的o a m 功能4 0 3 1 分组传送网中的等价多路径技术4 0 3 2 基于等价多路径的o a m 功能需求4 l 3 2 1 t - m p l s 网络发展o a m 的动力4 2 3 2 2基于等价多路径的o a m 功能需求。4 3 3 3 基于等价多路径的o a m 功能实现4 4 3 3 1 问题描述4 4 v 3 3 2 基于等价多路径的o a m 实现技术。4 6 3 4o a m 节点功能模型及实现5 2 3 4 1 o a m 节点功能模型5 2 3 4 2 节点o a m 帧处理流程及性能分析5 3 3 5 小结5 7 参考文献5 7 第4 章基于资源优化的快速重路由技术研究6 0 4 1 分组传送网生存性技术6 0 4 1 1 t o m p l s 线性保护倒换机制6 0 4 1 2环网保护6 3 4 1 3基于快速重路由的生存性技术6 6 4 2 基于共享风险链路组的建路机制6 8 4 2 1 s r l g 概念及网络模型6 8 4 2 2 基于s r l g 分离的资源共享及建路机制6 9 4 3 基于s r l g 分离的共享保护路由算法7 4 4 3 1 基于源节点计算的共享保护路由算法7 4 4 3 2 算法改进考虑工作路径的选路7 6 4 3 3 算法调整考虑影响链路权重因素7 7 4 3 4 仿真结果7 8 4 4d 、结8 3 参考文献8 3 第5 章基于资源优化的组播生存性技术研究。8 6 5 1 组播生存性8 6 5 2 已有组播生存性技术。8 7 5 2 1 保护技术8 7 5 2 2 恢复技术9 0 5 3 快速寻找重路由路径的组播恢复技术研究。9 2 5 3 1 快速寻找路径的重路由恢复策略9 3 5 3 2 性能分析9 9 5 3 3仿真结果1 0 0 5 4t o m p l s 组播保护技术研究。1 0 2 5 4 1 基于资源优化的m e s h 网组播保护方案1 0 2 5 4 2 仿真结果1 1l 5 5 小结1l2 参考文献1 l2 论文总结与展望。1 1 5 j 改谢1 1 7 攻读博士期间学术成果1 1 9 北京邮电大学博士学位论文符号说明 a p s a r f r r b a s e l i n e f r r b r a s c c c i l c i r c o p s c v d l w c f r r d m d s l a m d w d m e c m p e i r e r o f r r f r r t p g f p g m p l s l b f r r l c a s l d p l m l s p l o c 符号说明 a u t o m a t i cp r o t e c t i o ns w i t c h i n g a v o i dr e p e a t f a s tr e r o u t e b a s e l i n e f a s tr e r o u t e b r o a d b a n dr e m o t ea c c e s ss e r v e r c o n t i n u i t ya n dc o n n e c t i v i t yc h e c k c o m m o ni n t e r w o r k i n gi n d i c a t o r s c o m m i t t e di n f o r m a t i o nr a t e c o n n e c t i o no r i e n t e dc i r c u i ts e r v i c e c o n n e c t i v i t yv e r i f i c a t i o n d y n a m i cl i n kw e i g h tc o n f i g u r a t i o n f a s tr e r o u t e d e l a ym e a s u r e m e n t s d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n ea c c e s sm u l t i p l e x e r d e n s ew a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x e q u a l - - c o s tm u l t i p a t h e x c e s si n f o r m a t i o nr a t e e x p l i c i tr o u t eo b j e c t f a s tr e r o u t e f a s tr e r o u t i n g t r a n s p o r tp r o f i l e g e n e r a if r a m ep r o c e d u r e g e n e r a l i z e dm u l t ip r o t o c o ll a b e ls w i t c h i n g l o c a ib a c k u p f a s tr e r o u t e l i n kc a p a c i t ya d j u s t m e n ts c h e m e l a b e id i s t r i b u t i o np r o t o c o l l o s sm e a s u r e m e n t l a b e ls w i t c h e dp a t h l o s so f c o n t i n u i t y v i l 自动保护倒换 避免路径重复及回路 的组播树保护 基本的快速重路由 宽带接入服务器 连通性检测 公共互通指示器 承诺信息速率 面向连接的分组交换 连通确认 基于动态链路权重配 置的路由算法 时延测量 数字用户线接入复用 器 密集波分复用 等价多路径 超出信息速率 显示路由对象 快速重路由 具有传输属性的快速 重路由技术 通用成帧规程 通用多协议标签交换 基本本地快速重路由 链路容量调整方案 标签分发协议 丢失测量 标签交换路径 连接丢失 北京邮电大学博+ 学位论文符号说明 m e p m e g m i p m p l s t p m s t p o t n p b b t e p b t p h p p l n o p l r 刚 p w p o s q f r r r r d i r o m f r r r r o s d h s e r o s l a s n m p s m t r r s r l g t - l s p t - m p l s t m - s p r i n g m e ge n dp o i n t m a i n t e n a n c ee n t i t yg r o u p m e gi n t e r m e d i a t ep o i n t t r a n s p o r tp r o f i l ef o rm p l s m u l t i - s e r v i c ep r o v i s i o n i n gp l a t f o r m o p t i c a lt r a n s p o r tn e t w o r k p r o v i d e rb a c k b o n eb r i d g e - t r a f f i ce n g i n e e r i n g p r o v i d e rb a c k b o n et r a n s p o r t p e n u l t i m a t eh o pp o p p i n g p r o t e c t e dl i n k o r n o d eo b j e c t p o i n to fl o c a lr e p a i r p a c k e tt r a n s p o r tn e t w o r k p s e u d o w i r e p a c k e to v e rs d h s o n e t q u i c k l yf i n d i n gr o u t e r e r o u t e r e m o t ed e f e c ti n d i c a t i o n o p t i m i z e dm u l t i c a s t f a s tr e r o u t i n g r e c o r dr o u t eo b j e c t s y n c h r o n o u sd i g t i a lh i e r a r c h y s e c o n d a r ye x p l i c i tr o u t eo b j e c t s e r v i c el e v e la g r e e m e n t s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l s o u r c em u l t i n o d et i e e s h a r e dr i s kl i n kg r o u p s t r a n s p r o t - l a b e ls w i t c h e dp a t h t r a n s p o r t - m u l t ip r o t o c o ll a b e ls w i t c h i n g t - m p l ss h a r e dp r o t e c t i o nr i n g v i i i 维护实体组端点 维护实体组 维护实体组中间点 m p l s 传送属性 多业务传送平台 光传送网 基于流量工程的供应 商骨干桥接 供应商骨干网传输 倒数第二跳弹出 被保护对象 本地修复节点 分组传送网 伪线 基于s d h 的包传输 快速寻找路径的重路 由机制 远端故障指示 优化的组播快速重路 由技术 记录路由对象 同步数字体系 二级显示路由对象 服务等级协定 简单网络管理协议 源节点至故障下游邻 节点的恢复方式 共享风险链路组 传送标签交换路径 传送多协议标签交换 t - m p l s 共享保护环 北京邮电大学博士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 随着数据业务的迅猛发展，传送网承载的业务从以t d m 为主向以i p 为主转 变，未来业务网络的i p 化、宽带化和移动化三大特点正逐渐凸显出来，传统的 面向t d m 业务设计的s d h 传送网技术已难以满足i p 化数据业务的传送需求。 然而传送网业务的分组化趋势并不意味着传送网的完全i p 化，在经济有效的光 层带宽复用和调度技术出现之前，仍然需要一个智能的传送层面将各类业务高 效、灵活地填充到光纤巨大的带宽通道中去，i p 层与传送层的融合焦点依然是 承载效率和业务的可靠性、可管理性和可扩展性。分组传送网( p t n ，p a c k e t t r a n s p o r tn e t w o r k ) 传送层的引入正好满足了以上需求，使得t d m 至分组化的 平滑演进成为可能。 本章回顾了传送网的发展历程，分析了传送网面临的挑战，研究下一代传送 网的体系架构及发展方向，并基于此，提出分组传送网生存性的重要性，并围绕 此对论文的研究内容进行综述。 1 1传送网技术的发展 1 1 1 传送网技术的发展历程 近二十年来，通信产业始终处于高速发展的阶段，通信网络的容量也随之不 断扩充，这带来了底层业务承载和传送技术的更新和升级，促成了电信传送网技 术的不断演进。图1 1 抽象地显示了传送网发展的历史【1 捌。 业务接口 一 电层 光层 光纤媒质 p d hs d hd w d m 交叉交叉 一一一 一一 id w d m l ( c )( d ) ( e ) 图1 1 传送网的演进川 北京邮电大学博士学位论文第1 章绪论 光通信伊始，人们开发了p d h 设备( 图1 1 a ) ，该类设备在业务接口侧提 供了2 m b i t s ( 或1 5 m b i t s ) 的基群接口。虽然被称作是光的处理，但基本上是 5 b 6 b 码型和l b l h 码型的电信号层处理。自2 0 世纪9 0 年代开始，s d h 设备 ( 图1 1 b ) 通过同步性能的改善，首次提供了灵活的业务颗粒( 如虚容器v c 1 2 和虚容器v c 4 ) 调度能力，将传送网的组网和保护功能发挥得淋漓尽致。因而， s d h 技术作为传送网主要技术，以其特有的优势在传送网中占据了绝对主导地 位，为电信运营商业务的发展发挥了巨大作用。 但近年来，i pv p n 、i n t e m e t 业务、网络视频等业务发展非常迅速，3 g 回传 及无线业务的i p 化趋势明显，而通信网原有的语音电话业务也正在向i p 化的方 向发展，传送网承载的业务发生了巨大的变化，i p 业务己占传送网所承载业务 量的绝大部分。面向t d m 业务设计的s d h 传送网技术已难以满足数据业务的 传送需求，主要的问题在于1 3 j ： 1 ) 基于固定的v c 容器作为传送单位，粒度大、种类少，适配分组业务的 效率低，难以动态共享； 2 ) 基于电路连接的传送业务配置复杂，实现数据业务所要求的全互联的维 护成本昂贵； 3 ) 业务种类简单，难以满足新型动态数据业务的要求； 4 ) 由于i p 业务本身的带宽突发性和高峰均值比等特点，使得基于电路交换 的永久连接和固定的传输网带宽的利用率很低，随着业务的发展，加大传输带宽 与提高带宽利用率两者之间的矛盾日益突出。 面对电信业务的加速数据化和i p 化以及多样化的业务环境，s d h 技术加强 了支撑数据业务的能力并向多业务平台发展，形成s d h 多业务传送平台( m s t p ) ( 图1 1 d ) 。s d h 多业务平台的基本思路是将不同的业务，通过v c 级联等方 式映射进不同的s d h 时隙，而s d h 设备与二层设备乃至三层分组设备在物理上 集成为一个实体，构成具有业务层和传送层一体化的网络节点。该技术在传统 s d h 基础上，通过i p a t m 等多业务接入能力的引入，在业务接口上提供了以 太网类接口和a t m 类接口，是一个可以直接与数据业务进行接口的传送平台。 在现有网络环境下，m s t p 在承载原有t d m 业务的同时，可以开展多种高可靠 性、大容量的新业务，如以太网专线、点到多点以太网、以太环网等业务；为大 客户提供综合接入；实现d s l a m 到b r a s 的接入与汇聚；作为3 g 业务的传输 手段等。 作为s d h 设备的改进，m s t p 所改善的是在用户接口一侧，但是内核一侧 却仍然是电路交换结构。因此，可以说m s t p 技术向包处理或l p 化的程度不够 彻底，难以满足以分组业务为主的应用需求。随着t d m 业务的相对萎缩及“全 2 北京邮电大学博士学位论文 第1 章绪论 i p 环境”的逐渐成熟，传送设备要从“多业务的接口适应性”转变为“多业务 的内核适应性”( 图1 1 e ) ，分组传送网迎合了这种趋势，通过智能的传送层面 将各类业务高效、灵活地填充到光纤巨大的带宽通道中去，实现t d m 至分组化 的平滑演进成为可能。 1 1 2 传送网面临的挑战 当以d w d m 为代表的超大容量、超高速、超长距离传输技术在扩展着自己 领域的时候，传送技术在业务接口侧出现的问题业务的接口不匹配导致必须 重新审视和探索新的传送网结构。 随着以i n t e m e t 为代表的数据业务和多媒体业务的不断发展，以及电信运营 格局的变化，业务的传送环境发生了很大变化【4 1 。传送网在业务接口层的基础结 构被打破了，以2 m b i t s ( 或1 5 m b i t s ，或s d h l 5 5 m b i t s ) 为颗粒的基本单位不 再是普遍的用户接口。新业务的接口主要是针对数据应用，同时一些传统的业务 也转移到l p 的承载方式，如v o l p 语音业务。业务的接口形式也变成了以太网接 口、p o s 接口以及少数的a t m 接口。 应当说，作为传送技术与数据通信技术融合( 某种意义上的妥协) ，m s t p 传送技术及设备在传送网向分组传送( 交换) 方向前进了一步。m s t p 中通过使 用g f p 封装、v c 虚级联、l c a s ( 链路容量调整) 等关键技术【5 1 ，对新业务提 供延伸的接口。引入m s t p 以后，对于现有的i p 城域网和a t m 网，m s t p 可以 为其提供接入和汇聚，扩大以太网业务与a t m 业务的覆盖范围，确保各网络协 调发展和相互配合，因而m s t p 上通过数据接口功能的增加，实现了对现有数据 业务的有效补充，保护了现有投资。 但是m s t p 传送技术及设备也碰到一些制约因素。首先，利用m s t p 实现 各类业务网在汇聚层和接入层的合网建设，必然会带来如何进行网络和业务管理 等问题，因此在引入m s t p 的同时，还要注意适当重组业务流程和网络管理流程， 以适应业务综合和网络融合的趋势。其次是m s t p 处理颗粒( 接口速度) 的不匹 配：m s t p 以2 m b i t s 速率及其虚级联来转送以太网业务。事实上，m s t p 的内 核是v c 1 2 或者v c 4 的交叉粒度来完成以太网的分组传送。在面向群路侧的处 理对象是v c 一4 ，不清楚也不能适应v c - 4 内包的传送。对于以太网而言，包长 是变化的，流量是突发的。传统的s d h 传送网对于基于分组化的业务和新的业 务提供方式，存在着诸如业务适配处理复杂，带宽效率低，成本高，网络扩展性 差等缺点。对于m s t p 的交换平台，核心结构为交叉式电路方式的时隙交换，不 能有效利用统计复用特性。 既然m s t p 在下一代传送技术候选存在问题，现在发展迅速的a s o n 是否 北京邮电大学博士学位论文第l 章绪论 能成为下一代传送技术呢? 答案是否定的。a s o n 严格来说不是一种传送设备， 而是一种控制平面。而且当今的a s o n 的连接或是a s o n 设备的处理粒度也是 v c 4 ，即便是将来可以在基于波分层面的2 5 g b i t s 的调度和基于v c 1 2 颗粒的 调度，其所处理的对象也无根本性的变化。 根本的原因在于，i p 包交换无疑已经牢牢占据了现代网络的统治地位。因 此下一代的承载传送网必然是基于分组的。 早期的研究提出了i p o v e r w d m 的概念，连所有2 层功能都舍弃，将i p 包 直接调制到波长上，似乎路由器接一个光接口就是未来的网络。这种模型认为i p 等数据包通过相应的封装技术( 例如p o s 、g f p ) 就可以直接由w d m 或o t n 网 络传送，从而省去了a t m 甚至s d h s o n e t 层面。同时，只需过度建设超大容 量的光传输网，i p 业务的业务质量(