MSTP标准化进程和技术发展.doc

MSTP标准化进程和技术发展 （2006-3-8）本文关键字:LAN宽带VPNQoSLMDS以太网无线接入城域网MPLSSDHWDMATM802.3IEEE摘要：多业务传送节点(MSTP)技术作为近年来城域传送网技术的发展重点，在近5年时间内取得了巨大的进步，MSTP的标准化进程随着技术发展，也取得了较多成果。 MSTP技术从初期的对透传和二层交换的要求，发展到对内嵌弹性分组环(RPR)和进一步的对内嵌MPLS的要求，还制订了相关的测试方案。文章详细介绍了MSTP的标准化成果和未来的工作重点，并对技术发展进行了简要的分析。关键词：城域传送网；SDH；MSTP；标准化；以太网 1 概述近年来城域传送网建设方兴未艾，随着通信网络运营商的竞争重点从骨干网转向城域网，建立高效经济的支持多业务的城域传送网已经成为运营商的共同目标，多种新技术层出不穷。城域光传送网的主要技术包括同步数字体系(SDH)、以SDH为基础的多业务传送节点(MSTP)、城域波分复用(WDM)环网、粗波分复用(CWDM)以及弹性分组环(RPR)；城域宽带无线接入技术主要有本地多点分配业务(LMDS)、自由空间光通信(FSO)。目前在城域传送网中解决多业务传输最有生命力，技术更新最快的就是MSTP技术，它主要适用于现有的城域传送网，解决时分复用(TDM)业务远大于IP业务的承载需求。MSTP对传统的SDH设备进行了改进，具有在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接入、汇聚和传输能力，是目前城域传送网最主要的实现方式之一。MSTP最大特点体现在对以太网业务的处理上：初期的MSTP具有以太网透传功能，当时设备具有较好的带宽保证特性和安全性，但带宽利用率较低，组网灵活性不够；随着业务需求和技术发展，MSTP逐渐具备二层交换功能，可实现基于以太网链路层的数据帧交换，提供了更大的组网灵活性，适合于用户数量多但业务量小且带宽动态变化的以太网业务接入。现阶段MSTP技术的主要特征是引入了中间的智能适配层，可支持多点到多点的连接，具有可扩展性，支持用户隔离和带宽共享，支持服务质量(QoS)、服务等级协议(SLA)增强、阻塞控制以及公平接入。从目前的技术发展来看，中间的智能适配层主要有多协议标签交换(MPLS)和弹性分组环(RPR)两种。内嵌RPR的MSTP设备使得MSTP设备具有RPR的特点，RPR技术不仅能有效地支持环形拓扑结构及其快速恢复，同时具备数据传输的高效、简单和低成本等典型以太网特性。内嵌MPLS的MSTP是目前被业界非常看好的一个发展趋势，MPLS不仅可以作为以太网的业务适配层，还可作为以太网业务的控制层，其面向连接的接入控制特征能够提供基于全网的流量工程，从整体上提高了MSTP系统的流量均衡能力。MPLS将为以太网业务服务质量、服务等级能力的增强和网络资源优化利用提供很好的支持。MSTP技术的标准化也经历了类似的发展，从初期的MSTP技术要求中对透传和二层交换等的规范，发展到对内嵌RPR的MSTP的要求和进一步的内嵌MPLS的MSTP的要求，同时还制订了相关的测试方法，并进一步关注互联互通、业务和智能等方面的发展。2 MSTP标准化进程MSTP技术的标准化是从2002年开始的，当时MSTP设备还处于发展的初期阶段，大多支持以太网透传功能，小部分支持以太网的二层交换功能，对于ATM功能的支持也有限。2002年，中国通信标准化协会启动了基于SDH的多业务传送节点(MSTP)技术要求内嵌RPR功能部分的制订工作，于2003年完成了该标准和相关的测试方法。2004年，中国通信标准化协会启动了基于SDH的多业务传送节点(MSTP)技术要求内嵌MPLS功能部分的制订工作，于2005年完成了该标准，相关的测试方法已经立项，正在进展当中。目前已经发布的MSTP标准有：基于SDH的多业务传送节点技术要求1。 基于SDH的多业务传送节点测试方法2。 基于SDH的多业务传送节点(MSTP)技术要求内嵌RPR功能部分3。 基于SDH的多业务传送节点(MSTP)测试方法内嵌RPR功能部分4。 2.1 MSTP技术要求2002年发布的基于SDH的多业务传送节点技术要求是第一个关于MSTP的技术标准，规定了节点的基本功能、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。标准中所定义的基于SDH的多业务传送节点是指基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外，还应具有以下主要功能特征：具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能；具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能，包括点到点的透明传送功能；具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能；具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。基于SDH的多业务传送节点基本功能模型如图1所示。鉴于当时的设备和技术现状，标准规定了以太网透传功能为MSTP设备必须支持的功能，其他以太网功能如以太网二层交换、以太环网等都作为可选项，以太网数据帧的封装协议有GFP、PPP和LAPS3种协议可选，ATM功能和以太网功能任选其一(在以太网业务较多的情况下，一般ATM功能作为可选项)。基于SDH的多业务传送节点测试方法在技术要求的基础上，对所有的可选和必选功能都规范了详细的测试方法。该标准在MSTP的发展过程中起到了非常重要的作用，为初期的MSTP生产、建设和测试等提供了主要的技术依据。目前随着技术的发展，MSTP对于以太网功能的支持越来越强，MSTP设备已经能够支持其中大多数选项功能。2.2 内嵌RPR的MSTP近年来IEEE标准组织成立了IEEE 802.17组，制订弹性分组环(RPR)MAC标准，该MAC能够通过桥接承载以太网业务，并且该MAC能够封装后在SDH上传送。IEEE 802.17 MAC具有双向环形拓扑、50 ms环保护能力、业务分类能力，能够支持实时、近实时业务以及传统的尽力而为业务，并且在低等级业务时能够实现环上各节点的环业务量加权公平排队。鉴于IEEE 802.17 MAC的以上优点，有必要在基于SDH的多业务传送节点设备中引入RPR技术。基于SDH的多业务传送节点技术要求内嵌RPR功能部分标准在这种大背景下开始制订，规定了基于SDH的MSTP设备上实现RPR功能的总体技术要求，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。适用于实现RPR功能，提供统一网管的MSTP设备。直接接入或经过汇聚的以太网业务映射到RPR MAC层时，应采用IEEE 802.17中定义的传送方式，实现对IEEE 802.3 MAC帧的透明传送；应支持IEEE 802.3 MAC和IEEE 802.17 RPR MAC之间的桥接处理功能，桥接处理遵循IEEE 802.1d或其他方式；RPR MAC层必须符合IEEE 802.17标准的规定，包括RPR MAC帧结构、RPR MAC层控制功能，相关的技术细节参考IEEE 802.17，同时可采用虚容器(VC)级联通道作为RPR环路的传送通道。内嵌RPR的MSTP的功能框图如图2所示。在内嵌RPR的基于SDH的多业务传送节点技术要求的基础上，信息产业部还制订并发布了相应的节点测试方法。2.3 内嵌MPLS的MSTP为了支持新兴的以太网业务，需要在以太网和SDH间引入一个中间的智能适配层来处理以太网业务的QoS要求，MPLS技术便应运而生。它既融合IP和ATM技术的优势，又能克服它们各自的缺陷，满足了快速发展的用户需求。MPLS技术主要是在以太网和SDH间引入一个中间智能适配层，来将以太网的业务要求适配、映射到SDH通道上，它采用GFP高速封装协议，同时支持虚级联和LCAS以及新兴的以太网业务。内嵌MPLS的MSTP的功能框图如图3所示。基于SDH的多业务传送节点技术要求内嵌MPLS功能部分规定了基于SDH的MSTP设备上实现内嵌MPLS功能的总体技术要求，包括MSTP的功能模型、功能要求、控制面功能、数据面功能、接口特性、性能参数和指标、保护倒换、网络管理方面的要求。适用于SDH设备上实现内嵌MPLS功能，提供以太网业务端到端的QoS处理、二层VPN以太网业务，同时提供统一网管的MSTP，可以提供端到端的QoS、VLAN扩展、业务隔离、比VC-12更小的业务颗粒及新型的以太网业务二层VPN；另一方面，MPLS技术可以和RPR技术结合，很好地弥补RPR缺少业务隔离，只能单环组网的缺陷。在内嵌MPLS的基于SDH的MSTP技术要求的基础上，相应的测试方法已经立项，正在制订。2.4 其他相关标准随着MSTP技术标准逐步推进，相关的配套技术标准也进一步启动。目前已经完成报批的技术标准有通用成帧规程(GFP)技术要求，规定了GFP，内容包括GFP的帧格式、客户帧到GFP的映射过程，GFP的互通、性能和管理。GFP将各种客户信号的可变长的净荷封装到ITU-T G.707和G.709分别定义的SDH和OTN信号格式。目前已经征求意见的技术标准有SDH虚级联及链路容量调整机制技术要求，规定了SDH VC虚级联以及基于虚级联的链路容量调整机制(LCAS)的技术要求，主要包括相邻级联和虚级联的定义及其转换、LCAS的基本方法、LCAS控制包定义、LCAS基本操作过程、LCAS和非LCAS的互通、性能要求以及管理要求等。随着MSTP技术要求的逐步完善，已经立项拟在明年进一步完成基于SDH的多业务传送节点技术要求互联互通部分和基于SDH的多业务传送节点测试方法互联互通部分。同时从传送网承载以太网的角度，中国通信标准化协会也立项开展了传送网承载以太网技术要求的研究，拟在网络分层结构、以太网UNI和NNI接口、设备功能模块特性、OAM功能要求和业务框架等方面展开进一步的研究。3 结束语MSTP技术经过近5年的发展，已经从初期支持以太网透传业务，发展到二层交换，并增加了对中间适配层的支持，相关的技术标准与设备开发同步或略有超前，对设备研发、工程建设和相关测试提供了较完善的技术依据。从技术发展的角度来看，MSTP逐步开始引入控制平面，向智能的MSTP逐渐过渡。但是MSTP技术面临的主要问题是如何与业务结合，使其真正发挥在网络中的功能，得以更广泛的应用。标准化组织也正在开展这些方面的研究工作，