SDH新业务应用(共153页).ppt

1、【本章内容简介】【本章内容简介】本章分两节来阐述本章分两节来阐述MSTP和和RPR这两种新技术。这两种新技术。第一节系统介绍了第一节系统介绍了MSTP的发展历程、的发展历程、概念及其功能模型，以太网业务在概念及其功能模型，以太网业务在MSTP上的传送实现方法，上的传送实现方法，MSTP的组网保护建的组网保护建议，议，MSTP对对3G业务的支持。业务的支持。第二节系统介绍了弹性分组环（第二节系统介绍了弹性分组环（RPR）技术的发展历程及其概念，技术的发展历程及其概念，RPR结构描述结构描述和和MAC参考模型，参考模型，RPR拓扑发现及网络保拓扑发现及网络保护功能和护功能和MSTP内嵌内嵌RPR技

2、术的实现。技术的实现。【本章重点难点】【本章重点难点】MSTP的功能模型，的功能模型，以太网业务在以太网业务在MSTP上的传送实现方法，上的传送实现方法，RPR结构描述，结构描述，RPR的的MAC参考模型，参考模型，RPR网络保护，网络保护，RPR带宽的公平调度。带宽的公平调度。7.1 7.1 多业务传送平台技术多业务传送平台技术7.2 7.2 弹性分组环技术弹性分组环技术小结小结7.1.1基于基于SDH的多业务传送的多业务传送平台技术的发展历程平台技术的发展历程由于传统的由于传统的SDH技术主要为语音业务技术主要为语音业务设计，存在包括传送突发数据业务效率低设计，存在包括传送突发数据业务效率

3、低下、保护带宽至少占用下、保护带宽至少占用50%的资源、传输的资源、传输通道不能共享，导致资源利用率低、电路通道不能共享，导致资源利用率低、电路须通过网管配置、不能动态地改变带宽等须通过网管配置、不能动态地改变带宽等诸多问题。诸多问题。对于对于SDH系统的未来走向，业界有两系统的未来走向，业界有两种声音：一是种声音：一是SDH系统需要不断增强和完系统需要不断增强和完善，以确定其下一代网络架构基础的地位，善，以确定其下一代网络架构基础的地位，这一声音主要来自传统电信运营商；一是这一声音主要来自传统电信运营商；一是IP网络架构才是通信的未来，实施网络架构才是通信的未来，实施“capandgrow”

4、策略（即停止一切新的策略（即停止一切新的TDM投投资，所有的改造、扩容、新建均采用下一资，所有的改造、扩容、新建均采用下一代技术产品）以简化代技术产品）以简化SDH网络并最终放弃网络并最终放弃SDH网络架构才是明智之举。网络架构才是明智之举。但是不管最终怎样，至少在以后相当但是不管最终怎样，至少在以后相当长一段时间里长一段时间里SDH网络的基础地位是不会网络的基础地位是不会改变的。改变的。因为目前的因为目前的SDH网络已经庞大得让传网络已经庞大得让传统的电信运营商无法从容地放弃（据调查统的电信运营商无法从容地放弃（据调查我国各类电信运营商对我国各类电信运营商对SDH的总投资在的总投资在2000

5、亿人民币左右），经历网络泡沫的痛亿人民币左右），经历网络泡沫的痛楚之后，在没有足够的可预见收入能使他楚之后，在没有足够的可预见收入能使他们的们的“capandgrow”计划显得物有所值的计划显得物有所值的情况下，运营商是不会再去一味盲目地追情况下，运营商是不会再去一味盲目地追求新技术的，他们更多地考虑如何保持网求新技术的，他们更多地考虑如何保持网络的平滑演进。络的平滑演进。在今天电信市场竞争日益激烈的情况在今天电信市场竞争日益激烈的情况下，传统电信运营商必须细分客户市场，下，传统电信运营商必须细分客户市场，提供差异化服务，而网络支撑能力和运维提供差异化服务，而网络支撑能力和运维能力则是能否将差

6、异化思想真正付诸实施能力则是能否将差异化思想真正付诸实施的关键。的关键。SDH系统已被日益成熟的系统已被日益成熟的WDM系统系统逐渐逼至网络的边缘，网络边缘便意味着逐渐逼至网络的边缘，网络边缘便意味着接入业务（信号）的多样性，虽然通过映接入业务（信号）的多样性，虽然通过映射、级联等相应技术手段，传统的射、级联等相应技术手段，传统的SDH技技术可以传输几乎所有的数据格式（术可以传输几乎所有的数据格式（IP、ATM等），然而传统等），然而传统SDH技术的带宽是通技术的带宽是通过集中网管系统指配的，而且以过集中网管系统指配的，而且以4倍带宽增倍带宽增减，这便与数据业务带宽动态的特性相悖。减，这便与数

7、据业务带宽动态的特性相悖。传统电信运营商对增长迅猛的数据业传统电信运营商对增长迅猛的数据业务需求，当务之急便是寻求一种基于务需求，当务之急便是寻求一种基于SDH网络架构的、支持多业务的、高集成度的、网络架构的、支持多业务的、高集成度的、高智能化的、标准统一的传输解决方案来高智能化的、标准统一的传输解决方案来同时承载同时承载TDM和数据业务，动态配置信道和数据业务，动态配置信道带宽，以改进和完善既有带宽，以改进和完善既有SDH网络，整合网络，整合分离的分离的SDH层、层、ATM层和层和IP层，保护现有层，保护现有投资，提高网络生存能力。投资，提高网络生存能力。于是，被称为下一代于是，被称为下一代

8、SDH技术的多业技术的多业务传送平台（务传送平台（MSTP）技术应运而生。）技术应运而生。MSTP技术就是依托技术就是依托SDH技术平台，技术平台，进行数据和其他新型业务的功能扩展。进行数据和其他新型业务的功能扩展。MSTP构建统一的城域多业务传送网，构建统一的城域多业务传送网，将传统话音、专线、视频、数据、将传统话音、专线、视频、数据、VOIP、IPTV等业务在接入层分类收敛，并统一送等业务在接入层分类收敛，并统一送到骨干层对应的业务网络中集中处理，从到骨干层对应的业务网络中集中处理，从而实现所有业务的统一接入、统一管理、而实现所有业务的统一接入、统一管理、统一维护，提高了端到端电路的统一维

9、护，提高了端到端电路的QoS能力。能力。伴随着电信网络的发展和技术进步，伴随着电信网络的发展和技术进步，从从2000年开始，年开始，MSTP快速经历了从支持快速经历了从支持以太网透传的第一代到支持二层交换的第以太网透传的第一代到支持二层交换的第二代再到当前支持以太网业务二代再到当前支持以太网业务QoS的新一的新一代（第三代）代（第三代）MSTP的发展历程。的发展历程。中国通信标准协会于中国通信标准协会于2002年发布了关年发布了关于于MSTP的行业标准，的行业标准，基于基于SDH的多业的多业务传送节点的技术要求务传送节点的技术要求（编号：（编号：YD/T12382002）。）。同时，中国通信标

10、准协会还制订了同时，中国通信标准协会还制订了基于基于SDH的多业务传送平台的测试方的多业务传送平台的测试方法法，对厂家设备的入网验证，为多厂家，对厂家设备的入网验证，为多厂家互通性测试方面提供了一个行业标准。互通性测试方面提供了一个行业标准。7.1.2MSTP的概念及其功能的概念及其功能模型模型1MSTP的概念的概念基于基于SDH的的MSTP是指基于是指基于SDH平台，平台，实现实现TDM、ATM及以太网业务的接入处理及以太网业务的接入处理和传送，并提供统一网管的多业务综合传和传送，并提供统一网管的多业务综合传送设备。送设备。MSTP技术的基本特征是通过对以太技术的基本特征是通过对以太网数据帧

11、和网数据帧和ATM信元的封装，实现基于信元的封装，实现基于SDH的多业务综合传送。的多业务综合传送。MSTP技术是为适应城域综合传送网技术是为适应城域综合传送网建设要求，从建设要求，从SDH技术发展起来的一种新技术发展起来的一种新兴综合传送技术，是传统兴综合传送技术，是传统SDH技术的延续技术的延续和发扬，它的出现延长了和发扬，它的出现延长了SDH技术的寿命。技术的寿命。MSTP技术具有如下几个主要特点。技术具有如下几个主要特点。（1）支持多种业务接口）支持多种业务接口（2）带宽利用率高）带宽利用率高（3）组网能力强）组网能力强（4）可实现统一、智能的网络管理，）可实现统一、智能的网络管理，具

12、有良好的兼容性和互操作性具有良好的兼容性和互操作性2MSTP功能模型功能模型MSTP设备应具有设备应具有SDH处理功能、处理功能、ATM业务处理功能、以太网业务处理功能、以太网/IP业务处理功业务处理功能，关于能，关于MSTP设备的功能模型在设备的功能模型在YD/T12382002基于基于SDH的多业务传送节点的多业务传送节点技术要求技术要求中做了规定。其整体功能模型中做了规定。其整体功能模型如图如图7-1所示。所示。图图7-1 基于基于SDH的多业务传送节点基本功能模型的多业务传送节点基本功能模型（1）SDH功能功能（2）以太网透传功能）以太网透传功能图图7-2 以太网业务透传功能块基本模型

13、以太网业务透传功能块基本模型（3）以太网二层交换功能（可选）以太网二层交换功能（可选）图图7-3 以太网二层交换功能块基本模型以太网二层交换功能块基本模型（4）以太网接口映射到）以太网接口映射到SDHVC的的要求要求（5）以太环网功能）以太环网功能（6）ATM功能功能图图7-4 ATM处理功能块基本模型处理功能块基本模型7.1.3以太网业务在以太网业务在MSTP上上的传送实现的传送实现由于由于SDH技术本身就是为技术本身就是为TDM业务业务的传输而优化设计的，所以的传输而优化设计的，所以MSTP技术对技术对TDM业务能够提供很好的支持，能够满足业务能够提供很好的支持，能够满足TDM业务的功能和

14、性能要求。业务的功能和性能要求。迄今为止，迄今为止，MSTP的的ATM功能应用较功能应用较少，本节内容主要分析以太网业务在少，本节内容主要分析以太网业务在MSTP上的传送实现。上的传送实现。以太网处于以太网处于OSI模型的物理层和数据模型的物理层和数据链路层，遵从网络底层协议。链路层，遵从网络底层协议。以太网业务是指在以太网业务是指在OSI第二层采用以第二层采用以太网技术来实现数据传送的各种业务。太网技术来实现数据传送的各种业务。以太网业务在以太网业务在MSTP上的传送实现过上的传送实现过程：以太网业务通过程：以太网业务通过Eth端口进入，经过业端口进入，经过业务处理、二层交换、环路控制后，再

15、对其务处理、二层交换、环路控制后，再对其进行封装、映射，然后通过进行封装、映射，然后通过SDH交叉连接，交叉连接，加上复用段开销、再生段开销最终形成加上复用段开销、再生段开销最终形成STM-N线路信号发送出去。线路信号发送出去。以太网业务在以太网业务在MSTP上的传送过程及上的传送过程及每个环节涉及的相关内容如图每个环节涉及的相关内容如图7-5所示。所示。图图7-5 以太网业务在以太网业务在MSTP上的传送过程上的传送过程其中其中Eth端口、端口业务处理、二层端口、端口业务处理、二层交换等内容在相关通信课程中已学习过，交换等内容在相关通信课程中已学习过，这里不再阐述。这里不再阐述。环路控制中的

16、环路控制中的RPR技术在节中会作详技术在节中会作详细介绍。细介绍。接下来主要分析接下来主要分析MSTP承载以太网业承载以太网业务的核心技术即封装和映射过程中相关的务的核心技术即封装和映射过程中相关的关键技术关键技术1封装中的关键技术封装中的关键技术通用成帧通用成帧规程（规程（GFP）图图7-6 GFP和传输通道关系图和传输通道关系图图图7-7 GFP映射方式映射方式2映射过程中的关键技术映射过程中的关键技术虚级虚级联（联（VCAT）实际应用时，数据包所需的带宽和实际应用时，数据包所需的带宽和SDHVC带宽并不都是匹配的，例如带宽并不都是匹配的，例如IP包包可能需要高于可能需要高于VC-12带宽

17、但又低于带宽但又低于VC-3的的带宽，可行的办法是用级联的办法将带宽，可行的办法是用级联的办法将X个个VC-12捆绑在一起组成捆绑在一起组成VC-12-X，在它所支，在它所支持的净荷区持的净荷区C-12-X中建立链路。中建立链路。这种方式容易配置，不要求负载平衡，这种方式容易配置，不要求负载平衡，没有时延差的问题，便于管理，适于支持没有时延差的问题，便于管理，适于支持高速高速IP包传送。包传送。级联方式分为连续级联与虚级联两种。级联方式分为连续级联与虚级联两种。（1）连续级联）连续级联（2）虚级联）虚级联图图7-8 连续级联和虚级联示意图连续级联和虚级联示意图3映射过程中的关键技术映射过程中的

18、关键技术链路链路容量调整方案（容量调整方案（LCAS）虚级联需要改进的地方在于如果虚级虚级联需要改进的地方在于如果虚级联中一个联中一个VC-n出现故障，整个虚级联组将出现故障，整个虚级联组将失效；数据传输具有可变带宽的要求，例失效；数据传输具有可变带宽的要求，例如每天的每个时段业务量不同，或一个星如每天的每个时段业务量不同，或一个星期中的每一天也会有不同的带宽需求。期中的每一天也会有不同的带宽需求。解决方案是采用虚级联和解决方案是采用虚级联和LCAS协议协议相结合的办法。相结合的办法。链路容量调整方案（链路容量调整方案（LCAS）协议是）协议是标准规定的处理虚级联失效和动态调整业标准规定的处理

19、虚级联失效和动态调整业务带宽的专用协议。务带宽的专用协议。LCAS协议提供了一种虚级联链路首协议提供了一种虚级联链路首端和末端的适配功能（即只存在于虚级联端和末端的适配功能（即只存在于虚级联的发送和接收端适配器中），可用来增加的发送和接收端适配器中），可用来增加或减少或减少SDH/OTN网中采用虚级联构成的容网中采用虚级联构成的容器的容量大小。器的容量大小。LCAS协议的功能：协议的功能：（1）可以通过网管的控制，增加或）可以通过网管的控制，增加或者减少者减少VC级联组中级联组中VC的数量，而不的数量，而不影响业务，即可以在线增加或者减少影响业务，即可以在线增加或者减少带宽；带宽；（2）可以自

20、动地去掉）可以自动地去掉/增加增加VC虚级虚级联组中出现故障联组中出现故障/正在修复的正在修复的VC通道。通道。LCAS协议有如下优势：协议有如下优势：（1）虚级联组（）虚级联组（VCG）中部分）中部分VC成成员失效时，可以通过自动去掉失效成员失效时，可以通过自动去掉失效成员并降低员并降低VCG带宽，使其他成员仍带宽，使其他成员仍能传输数据（由于有握手过程，电路能传输数据（由于有握手过程，电路不会断），这是一种新的数据业务保不会断），这是一种新的数据业务保护机制；护机制；（2）可根据业务需求，通过网管调）可根据业务需求，通过网管调整链路带宽，并保证带宽变化时数据整链路带宽，并保证带宽变化时数据

21、传输的连续性；传输的连续性；（3）可利用）可利用LCAS构造端到端的保护构造端到端的保护（使一个虚级联组中的成员经过不同（使一个虚级联组中的成员经过不同的物理路径，当部分发生故障时，仅的物理路径，当部分发生故障时，仅造成数据通道可用带宽降低，业务不造成数据通道可用带宽降低，业务不会中断）。会中断）。7.1.4MSTP组网保护建议组网保护建议MSTP应支持保护倒换功能，可选用应支持保护倒换功能，可选用复用段保护（复用段保护（MSP）、子网连接保护）、子网连接保护（SNCP）、）、ATMVP保护和以太网保护保护和以太网保护（STP）。）。其中其中MSP和和SNCP遵照、，遵照、，ATMVP保护遵照

22、标准。保护遵照标准。1复用段保护倒换准则复用段保护倒换准则光缆线路系统的复用段保护倒换准则光缆线路系统的复用段保护倒换准则为：出现下列情况之一进行倒换，倒换时为：出现下列情况之一进行倒换，倒换时间小于间小于50ms（注意：该指标是指有效传送（注意：该指标是指有效传送距离在距离在1200km以内的情况下）。以内的情况下）。（1）信号丢失（）信号丢失（LOS）。）。（2）帧丢失（）帧丢失（LOF）。）。（3）告警指示信号（）告警指示信号（AIS）。）。（4）信号劣化。）信号劣化。2子网连接保护子网连接保护SNCP倒换准则倒换准则子网连接保护准则为：出现下列情况子网连接保护准则为：出现下列情况之一进

23、行倒换，倒换时间小于之一进行倒换，倒换时间小于50ms。（1）指针丢失。）指针丢失。（2）通道）通道AIS。（3）信号失效。）信号失效。（4）信号劣化。）信号劣化。3以太网业务保护倒换以太网业务保护倒换以太网业务的保护包括以下保护方式以太网业务的保护包括以下保护方式及准则。及准则。（1）以太网业务透传保护：）以太网业务透传保护：直接利用直接利用SDH提供的保护，包括复用提供的保护，包括复用段保护、子网连接保护。段保护、子网连接保护。（2）以太网二层交换保护：）以太网二层交换保护：采用分层保护方式。采用分层保护方式。物理层采用物理层采用SDH提供的保护，包括复提供的保护，包括复用段保护和子网连接

24、保护；用段保护和子网连接保护；MAC层采用层采用STP协议保护。协议保护。当当MAC层倒换与物理层倒换同时发层倒换与物理层倒换同时发生时，应采用相应策略以保证两种倒换不生时，应采用相应策略以保证两种倒换不会重叠发生。会重叠发生。例如可以采用拖延例如可以采用拖延MAC层倒换时间来支持层倒换时间来支持物理层倒换。物理层倒换。4ATM业务保护倒换业务保护倒换ATM业务的保护包括以下保护方式及业务的保护包括以下保护方式及准则。准则。（1）ATM业务透传保护：业务透传保护：直接利用直接利用SDH提供的保护，包括复用提供的保护，包括复用段保护和子网连接保护。段保护和子网连接保护。（2）ATMVP保护倒换：

25、保护倒换：采用分层保护方式。采用分层保护方式。物理层采用物理层采用SDH保护来提供保护来提供ATM业务业务的保护；的保护；ATM层采用层采用ATMVP保护。保护。当当ATM层倒换和物理层倒换同时发生层倒换和物理层倒换同时发生时，应采用相应策略来保证两种倒换不会时，应采用相应策略来保证两种倒换不会重叠发生。重叠发生。例如，可以采用拖延例如，可以采用拖延ATM层倒换时间层倒换时间来支持物理层倒换。来支持物理层倒换。5MSTP的网络级别和设备级别的网络级别和设备级别保护保护从从MSTP组网保护倒换方式的采用这组网保护倒换方式的采用这一角度来看，应考虑一角度来看，应考虑MSTP的网络级别保的网络级别保

26、护和设备级别保护。护和设备级别保护。（1）对于网络级保护方案，）对于网络级保护方案，MSTP系统应支持系统应支持MSP、SNCP和和PP多种保多种保护方式，如果其位于接入网系统，从护方式，如果其位于接入网系统，从综合资源的利用率和安全因素考虑，综合资源的利用率和安全因素考虑，建议采用建议采用PP保护方式；而对于相交保护方式；而对于相交环、相切环，建议采用子网连接保护环、相切环，建议采用子网连接保护方式。方式。对于工程中的环形网，对于工程中的环形网，MSTP设备设备应支持二纤单向通道保护、二纤复用段共应支持二纤单向通道保护、二纤复用段共享保护和四纤复用段共享保护。享保护和四纤复用段共享保护。对于

27、用户是采用二纤单向通道保护还对于用户是采用二纤单向通道保护还是二纤复用段保护方式，应可根据自己的是二纤复用段保护方式，应可根据自己的需求，通过软件就能进行配置的。需求，通过软件就能进行配置的。MSTP设备采用二纤复用段共享保护设备采用二纤复用段共享保护的倒换时间一般应小于的倒换时间一般应小于50ms，采用通道保，采用通道保护方式环形网的倒换时间应更短（不超过护方式环形网的倒换时间应更短（不超过10ms）。）。以太网业务在网络级上应可借助以太网业务在网络级上应可借助SDH相应的保护机制实现。相应的保护机制实现。（2）对于设备级保护方案在工程中）对于设备级保护方案在工程中的各类的各类MSTP设备，

28、为了保证用户业设备，为了保证用户业务的不中断性，在考虑强大的网络级务的不中断性，在考虑强大的网络级保护的同时，应可根据用户的实际需保护的同时，应可根据用户的实际需求提供切实可行的设备保护方案。求提供切实可行的设备保护方案。对于位于接入层的对于位于接入层的MSTP设备，建设备，建议主要考虑配置双电源板，利用其支持热议主要考虑配置双电源板，利用其支持热插拔的功能，提供电源插拔的功能，提供电源1+1热备份，任一电热备份，任一电源板故障都不会影响整个系统乃至该站点源板故障都不会影响整个系统乃至该站点的业务，在不中断业务的情况下可进行电的业务，在不中断业务的情况下可进行电源维护。源维护。对于位于汇聚层的

29、对于位于汇聚层的MSTP设备，建设备，建议采用强大的设备级保护：利用其分布式议采用强大的设备级保护：利用其分布式交叉体系结构提供业务交叉的无缝切换；交叉体系结构提供业务交叉的无缝切换；采用不同的两块光板提供环路的东、西向采用不同的两块光板提供环路的东、西向接入，从而任何一块光板故障都不会影响接入，从而任何一块光板故障都不会影响该站点的业务；双电源、双外部时钟源及该站点的业务；双电源、双外部时钟源及双时钟总线能确保系统强大的可靠性；所双时钟总线能确保系统强大的可靠性；所有业务板都支持热插拔，能保证站点业务有业务板都支持热插拔，能保证站点业务在不中断的情况下实现系统的维护。在不中断的情况下实现系统

30、的维护。7.1.5MSTP对对3G的支持的支持3G业务的发展会对传输网提出越来越业务的发展会对传输网提出越来越高的要求，多业务处理能力、强大的调度高的要求，多业务处理能力、强大的调度功能将是传输设备发展的重要方向。功能将是传输设备发展的重要方向。MSTP设备可实现多种业务在统一传设备可实现多种业务在统一传输平台的传送，与输平台的传送，与3G系统传输的结合是其系统传输的结合是其最新的发展之一。最新的发展之一。采用采用MSTP构建构建3G传输网，在接入层可以传输网，在接入层可以对业务进行透传，保证业务的高质量接入和传输，对业务进行透传，保证业务的高质量接入和传输，并实现低成本建网；在核心层、汇聚层

31、通过信元并实现低成本建网；在核心层、汇聚层通过信元交换进行带宽统计复用，可提高传输网络带宽的交换进行带宽统计复用，可提高传输网络带宽的利用率；利用率；MSTP设备良好的可扩展性和多业务支设备良好的可扩展性和多业务支持能力可以满足持能力可以满足3G目前和日后的演进要求。目前和日后的演进要求。1MSTP对对3G接入层的支持接入层的支持2MSTP对对3G汇聚层的支持汇聚层的支持7.2.1弹性分组环技术的发展弹性分组环技术的发展历程及其概念历程及其概念随着数据业务的迅速膨胀，对大多数随着数据业务的迅速膨胀，对大多数电信运营商来说，城域传送网的数据处理电信运营商来说，城域传送网的数据处理能力成为大家关注

32、的焦点。能力成为大家关注的焦点。而无论是而无论是IPoverATM，IPoverSDH，还是城域还是城域Ethernet，都有各自的不足之处。，都有各自的不足之处。采用尽力传送机制的以太网采用尽力传送机制的以太网IP数据业数据业务的不足之处在于缺乏弹性、缺少务的不足之处在于缺乏弹性、缺少QoS保保证和良好的带宽管理；技术已经十分成熟证和良好的带宽管理；技术已经十分成熟同时又牢牢控制电信运营领域的同时又牢牢控制电信运营领域的SDH技术技术的不足之处在于带宽利用率不高，不能良的不足之处在于带宽利用率不高，不能良好地适应突发性的数据业务。好地适应突发性的数据业务。在在MSTP中利用传统的电路交换技术

33、中利用传统的电路交换技术传输以太网数据业务，也并不是一种很有传输以太网数据业务，也并不是一种很有效的方法，不仅映射方法复杂而且设备也效的方法，不仅映射方法复杂而且设备也很昂贵。很昂贵。近几年来，国内外各种针对城域网的近几年来，国内外各种针对城域网的新技术层出不穷，其中一种技术就是弹性新技术层出不穷，其中一种技术就是弹性分组环（分组环（RPR）技术。）技术。将将RPR技术应用于技术应用于MSTP，既保持了，既保持了SDH对对TDM业务的支持，又可以利用业务的支持，又可以利用RPR技术有效地支持分组业务，能形成一种很技术有效地支持分组业务，能形成一种很好的以太网业务传送解决方案。好的以太网业务传送

34、解决方案。RPR技术的主要特点可归纳如下。技术的主要特点可归纳如下。（1）采用双环（内环和外环）结构，）采用双环（内环和外环）结构，每对节点之间都有两条路径，保证每对节点之间都有两条路径，保证了高可用性；并且对环路带宽采用了高可用性；并且对环路带宽采用空间重用机制，单播数据传送可在空间重用机制，单播数据传送可在环的不同部分同时进行，整个环的环的不同部分同时进行，整个环的容量将是单条光纤的数倍（容量将是单条光纤的数倍（28倍）。倍）。（2）具有网络拓扑结构的自动发现）具有网络拓扑结构的自动发现和更新功能，每个节点收到和更新功能，每个节点收到RPR环环上其他节点的上其他节点的MAC地址后，自动建地

35、址后，自动建立和更新自己的拓扑图，使得网络立和更新自己的拓扑图，使得网络初始化配置变得极其简单，实现了初始化配置变得极其简单，实现了即插即用，可避免手工配置带来的即插即用，可避免手工配置带来的错误，便于进行网络维护和管理。错误，便于进行网络维护和管理。（3）RPR网可采用两种保护机制，网可采用两种保护机制，一种是在发生故障的两个节点进行一种是在发生故障的两个节点进行环回（环回（Wrapping）的方式（类似于）的方式（类似于SDH的二纤的二纤MS-SPRing方式）；另方式）；另一种是不需要环回的源路由方式一种是不需要环回的源路由方式（Steering），即直接在业务的源点），即直接在业务的源

36、点进行倒换，可保证业务走最佳路径，进行倒换，可保证业务走最佳路径，因此规范的因此规范的RPR草案把源路由模式草案把源路由模式确定为默认方式。确定为默认方式。（4）带宽管理是）带宽管理是RPR的一个重要特的一个重要特点，它支持灵活的带宽颗粒、带宽点，它支持灵活的带宽颗粒、带宽动态共享和分配以及统计复用。每动态共享和分配以及统计复用。每个节点维护通过自身的负载量数据，个节点维护通过自身的负载量数据，并把这些数据发送给环上其他节点，并把这些数据发送给环上其他节点，其他节点根据这些信息就知道在源其他节点根据这些信息就知道在源节点上有多少带宽可以利用。节点上有多少带宽可以利用。（5）RPR具有同步机制和

37、严格的时具有同步机制和严格的时延和抖动保障能力，可对延和抖动保障能力，可对TDM话音话音业务提供电信级的服务，目前商用业务提供电信级的服务，目前商用的的RPR产品可提供产品可提供E1/T1、STM-1的的TDM业务接口。业务接口。（6）RPR可提供严格的可提供严格的CoS分类，分类，可靠地保障高优先级业务的服务。可靠地保障高优先级业务的服务。规范了规范了A、B、C3种业务等级，种业务等级，A类类业务又可以细分成业务又可以细分成A0和和A1。A类业务被分配一个类业务被分配一个CIR速率，提供速率，提供最短的端到端的延时和时延抖动；最短的端到端的延时和时延抖动；B类业务被分配一个类业务被分配一个C

38、IR速率，对于速率，对于CIR以内的流量提供有边界的端到以内的流量提供有边界的端到端延时和时延抖动，对于超过端延时和时延抖动，对于超过CIR的流量，被标记为的流量，被标记为EIR流量，这一流量，这一部分流量与部分流量与C类业务一起参加带宽公类业务一起参加带宽公平；平；C类业务即提供尽力而为的业务。类业务即提供尽力而为的业务。（7）采用一种分布式的公平控制算）采用一种分布式的公平控制算法实现了各节点带宽的动态公平分法实现了各节点带宽的动态公平分配，仅适用于配，仅适用于C类的低优先级业务和类的低优先级业务和B类没有带宽保证部分的数据业务，类没有带宽保证部分的数据业务，可对具有突发性的数据流量变化作

39、可对具有突发性的数据流量变化作出快速公平响应。出快速公平响应。（8）作为二层（）作为二层（L2）的）的MAC协议，协议，RPR的物理层（的物理层（L1）是开放的，可）是开放的，可分为基于分为基于SDH和基于和基于WAN/LAN以以太网两种，其中前者采用太网两种，其中前者采用GFP或字或字节同步的类似于节同步的类似于HDLC的成帧来支的成帧来支持持SDH的的PHY，并工作在，并工作在155Mbit/s到到9.95Gbit/s的速率；后的速率；后者支持者支持GE和和10GE的的PHY。7.2.2弹性分组环结构描述弹性分组环结构描述RPR的基本数据单元是数据帧，它继的基本数据单元是数据帧，它继承了令

40、牌环和承了令牌环和FDDI环的特征，其数据帧结环的特征，其数据帧结构如图构如图7-9所示。所示。图图7-9 RPR数据帧结构数据帧结构 除了环控制字节体现除了环控制字节体现RPR特色外，其特色外，其余字段与以太帧格式很类似。余字段与以太帧格式很类似。通常情况下通常情况下RPR帧的最大传送长度帧的最大传送长度（MTU）为）为1522byte，超长帧的，超长帧的MTU为为9216byte。与与SDH拓扑结构类似，拓扑结构类似，RPR采用互逆采用互逆双环拓扑结构，如图双环拓扑结构，如图7-10所示，环上的每所示，环上的每段光路工作在同一速率上。段光路工作在同一速率上。不同的是，不同的是，RPR的双环

41、都能够传送数据。的双环都能够传送数据。 图图7-10 RPR互逆双环拓扑结构互逆双环拓扑结构靠近外部的环称为外环（靠近外部的环称为外环（Ringlet0），），靠近里边的环称为内环（靠近里边的环称为内环（Ringlet1）。）。RPR外环的数据传送方向为顺时针方外环的数据传送方向为顺时针方向，内环的数据传送方向为逆时针方向。向，内环的数据传送方向为逆时针方向。节点与环配合，采用分组节点与环配合，采用分组ADM式数式数据交换，完成各种数据操作。据交换，完成各种数据操作。常用的基本数据操作包括：常用的基本数据操作包括：（1）上环（）上环（Insert），节点设备把从），节点设备把从其他接口转发过来

42、的报文插入到其他接口转发过来的报文插入到RPR环的数据流中；环的数据流中；（2）下环（）下环（Copy），节点设备从），节点设备从RPR环的数据流中接收数据，交给节环的数据流中接收数据，交给节点上层作相应处理；点上层作相应处理；（3）过环（）过环（Transit），将途经本节），将途经本节点的数据流继续转发到下一个节点；点的数据流继续转发到下一个节点；（4）剔除（）剔除（Strip），使途径本节点），使途径本节点的数据不再往下转发。的数据不再往下转发。7.2.3弹性分组环的弹性分组环的MAC参考参考模型模型RPR的的MAC分层参考模型遵守开放分层参考模型遵守开放系统互连（系统互连（OSI）结构

43、，并对其作了适当）结构，并对其作了适当修改，以适应修改，以适应RPR的特殊要求，如图的特殊要求，如图7-11所示。所示。图图7-11 RPR的的MAC分层参考模型分层参考模型从总体上看，分为了业务层、从总体上看，分为了业务层、MAC层和物理层层和物理层3个层面，业务层与个层面，业务层与MAC层之层之间是间是MAC业务接口，业务接口，MAC层与物理层之层与物理层之间是物理业务接口。间是物理业务接口。此外，这此外，这3个层面都有管理接口与个层面都有管理接口与MAC管理层进行配合。管理层进行配合。MAC层（层（MAC实体）是实体）是RPR技术中技术中最主要、最基本的功能，也是标准化组织最主要、最基本

44、的功能，也是标准化组织研究的重点。研究的重点。MAC层包含一个层包含一个MAC控制子层和两控制子层和两个个MAC数据通道子层。数据通道子层。两个两个MAC数据通道分别负责内环和数据通道分别负责内环和外环的数据交换。外环的数据交换。MAC控制实体从这两个数据通道中控制实体从这两个数据通道中收发数据帧，并且通过收发数据帧，并且通过MAC业务接口与业务接口与MAC客户端之间进行控制和数据的交互。客户端之间进行控制和数据的交互。这个结构如图这个结构如图7-12所示。所示。图图7-12 MAC层结构模型层结构模型图图7-13 多多RPR节点数据流程节点数据流程7.2.4弹性分组环拓扑发现及弹性分组环拓扑

45、发现及网络保护功能网络保护功能RPR拓扑发现机制实现方法如下：节拓扑发现机制实现方法如下：节点从某个环或者双环发送一个拓扑发现控点从某个环或者双环发送一个拓扑发现控制帧，并在这个帧中加入本节点的制帧，并在这个帧中加入本节点的MAC地地址、环标识以及长度标识，相邻节点在收址、环标识以及长度标识，相邻节点在收到这个拓扑发现控制帧后再加入自己的到这个拓扑发现控制帧后再加入自己的MAC地址，环上的每个节点将其地址，环上的每个节点将其MAC地地址加入到拓扑发现控制帧中。址加入到拓扑发现控制帧中。当拓扑发现控制帧在环上循环一周回当拓扑发现控制帧在环上循环一周回到原节点时，原节点通过对此帧内容的分到原节点时

46、，原节点通过对此帧内容的分析得到整个环的拓扑图。析得到整个环的拓扑图。拓扑发现机制的执行为网络环保护功拓扑发现机制的执行为网络环保护功能的实现打下了基础。能的实现打下了基础。RPR保护协议提供了保护时间小于保护协议提供了保护时间小于50ms的业务保护倒换机制，即所谓的弹性。的业务保护倒换机制，即所谓的弹性。保护协议属于保护协议属于MAC控制子层，主要控制子层，主要包括强制支持的源路由保护倒换机制，以包括强制支持的源路由保护倒换机制，以及选择性支持的回路保护倒换机制两种。及选择性支持的回路保护倒换机制两种。这两种保护倒换机制都能较好地满足这两种保护倒换机制都能较好地满足RPR的要求。的要求。其中

47、，回路保护倒换机制与其中，回路保护倒换机制与SDH保护保护机制基本类似，在具体实现时往往要借用机制基本类似，在具体实现时往往要借用SDH的物理层，保护时间小于的物理层，保护时间小于50ms。一个一个RPR回绕保护环包括两个独立反回绕保护环包括两个独立反向回绕单向环。向回绕单向环。如果设备失效，从失效点进出的业务如果设备失效，从失效点进出的业务将回绕到沿反方向发送（取决于保护体将回绕到沿反方向发送（取决于保护体系）。系）。在保护倒换协议的控制之下，保护回在保护倒换协议的控制之下，保护回绕发生于与故障点相邻的站点，业务流将绕发生于与故障点相邻的站点，业务流将通过回绕保护从失效点进行重路由。通过回绕

48、保护从失效点进行重路由。图图7-14所示为回绕保护发生前后的数所示为回绕保护发生前后的数据通道。据通道。在光纤切断前，站点在光纤切断前，站点4送给站点送给站点1的数的数据通道为据通道为S4S5S0S1。图图7-14 回绕保护发生前的数据通道回绕保护发生前的数据通道图图7-15 回绕保护发生后的数据通道回绕保护发生后的数据通道图图7-16 拓扑发现和随后的优化路径选择拓扑发现和随后的优化路径选择7.2.5带宽的公平调度带宽的公平调度RPR技术的一个主要特点是带宽的公技术的一个主要特点是带宽的公平调度，采用共享带宽方式实现各节点对平调度，采用共享带宽方式实现各节点对带宽资源的利用。带宽资源的利用。

49、RPR是一个带宽共享的环形结构，环是一个带宽共享的环形结构，环中各个节点都希望争取到最大的带宽。中各个节点都希望争取到最大的带宽。在数据流量较小的情况下，在数据流量较小的情况下，RPR可以可以满足所有节点流量上载的需求。满足所有节点流量上载的需求。但是当流量较大的时候，往往会出现但是当流量较大的时候，往往会出现链路过载、流量拥塞的情况，流量对链路链路过载、流量拥塞的情况，流量对链路带宽占用需求不能得到完全满足，在这种带宽占用需求不能得到完全满足，在这种情况下，有些节点可以利用自身位置优势情况下，有些节点可以利用自身位置优势或时间优势过多地或时间优势过多地“霸占霸占”带宽，影响其带宽，影响其他节

50、点对带宽的享用。他节点对带宽的享用。为了保证在拥塞或超载等情况下各节为了保证在拥塞或超载等情况下各节点能够公平地享用带宽，点能够公平地享用带宽，RPR为此提供专为此提供专门的公平算法，实现带宽的公平共享和调门的公平算法，实现带宽的公平共享和调度。度。RPR的公平算法是一种分布式的公平的公平算法是一种分布式的公平算法，公平算法包括流量统计和策略处理算法，公平算法包括流量统计和策略处理以及处理中的多个阶段，最终实现流量公以及处理中的多个阶段，最终实现流量公平分配。平分配。带宽公平和拥塞控制机制属于带宽公平和拥塞控制机制属于RPR数数据链路层据链路层MAC控制子层部分的功能。控制子层部分的功能。RP

51、R公平算法只适用于对带宽需要进公平算法只适用于对带宽需要进行争用的业务，即对行争用的业务，即对EIR业务和尽力传送业务和尽力传送业务起作用。业务起作用。在公平控制单元内实现的公平算法在公平控制单元内实现的公平算法协协议议具有以下的功能：具有以下的功能：（1）检测拥塞的发生和消除；）检测拥塞的发生和消除；（2）发送和接收）发送和接收RPR节点之间的公节点之间的公平控制消息；平控制消息；（3）根据不同服务级别对环路带宽）根据不同服务级别对环路带宽提供提供访问控制访问控制，采用等值或加权的公，采用等值或加权的公平算法来控制环路总带宽的使用；平算法来控制环路总带宽的使用；（4）内环和外环分别提供独立的

52、带）内环和外环分别提供独立的带宽公平操作，把环上任意两个节点间宽公平操作，把环上任意两个节点间的所有带宽作为全局资源分配给用户；的所有带宽作为全局资源分配给用户；（5）每个节点可以根据服务等级、）每个节点可以根据服务等级、环路带宽的使用情况控制向环上转发环路带宽的使用情况控制向环上转发数据包的速度，保证每个节点都获得数据包的速度，保证每个节点都获得公平的环路带宽分配；公平的环路带宽分配；（6）针对同一环路的带宽公平控制）针对同一环路的带宽公平控制帧与相关联的数据流分别在不同的子帧与相关联的数据流分别在不同的子环上流动，且流动方向相反。环上流动，且流动方向相反。图图7-17 公平算法处理过程公平

53、算法处理过程7.2.6MSTP内嵌内嵌RPR技术的技术的实现实现现在运行在各运营商城域网的第二代现在运行在各运营商城域网的第二代MSTP设备的以太环网一般是利用二层交设备的以太环网一般是利用二层交换来实现，如基于换来实现，如基于VLAN的多生成树，即的多生成树，即在环形网中每个在环形网中每个VLAN具有一个生成树，具有一个生成树，可利用生成树禁用的跨段，具有环形网带可利用生成树禁用的跨段，具有环形网带宽重用的功能；业务优先级一般采用宽重用的功能；业务优先级一般采用VLAN优先级等方式实现；支持基于优先级等方式实现；支持基于STP/RSTP的保护倒换，时间在几秒到几的保护倒换，时间在几秒到几十秒

54、左右。十秒左右。与此相比，与此相比，RPR实现的以太环网在业实现的以太环网在业务处理速度、扩展性、务处理速度、扩展性、CoS、保护倒换时、保护倒换时间、带宽利用率、抑制广播风暴、拓扑自间、带宽利用率、抑制广播风暴、拓扑自动发现等多方面都具有较强优势，特别是动发现等多方面都具有较强优势，特别是具有了环路带宽的公平分配机制，克服了具有了环路带宽的公平分配机制，克服了生成树（生成树（STP）的固有缺陷。）的固有缺陷。基于基于SDH的的MSTP内嵌了内嵌了RPR功能后，功能后，这种技术不需要二层交换，可以通过这种技术不需要二层交换，可以通过RPR进行带宽分配、拥塞控制等，增强了新一进行带宽分配、拥塞控

55、制等，增强了新一代代MSTP设备的以太网业务带宽共享和公设备的以太网业务带宽共享和公平竞争性，其重要亮点是可实现动态、公平竞争性，其重要亮点是可实现动态、公平共享的以太环网应用。平共享的以太环网应用。基于基于SDH的内嵌的内嵌RPR的的MSTP是指：是指：基于基于SDH平台，内嵌平台，内嵌RPR功能，而且提供功能，而且提供统一网管的多业务节点。统一网管的多业务节点。其关键特征为：以太网业务适配到其关键特征为：以太网业务适配到RPRMAC层，然后映射到层，然后映射到SDH通道中传通道中传送。送。内嵌内嵌RPR的的MSTP除应具有除应具有基于基于SDH的多业务传送节点技术要求的多业务传送节点技术要

56、求要求的要求的功能，还应具有以下特征：功能，还应具有以下特征：（1）具有将以太网业务适配到）具有将以太网业务适配到RPRMAC层的功能；层的功能；（2）具有）具有RPRMAC层的功能层的功能公平公平算法、保护、拓扑发现、环选择、算法、保护、拓扑发现、环选择、OAM；（3）RPRMAC层具有服务等级分类层具有服务等级分类功能；功能；（4）RPRMAC层具有统计复用功能；层具有统计复用功能；（5）RPRMAC层具有按服务等级调层具有按服务等级调度业务的能力；度业务的能力；（6）具有将）具有将RPRMAC层数据适配到层数据适配到SDH层传送并指配层传送并指配SDHVC作为传送作为传送通道的功能。通道

57、的功能。内嵌内嵌RPR的基于的基于SDH的的MSTP的功能的功能块模型如图块模型如图7-18所示。所示。图图7-18 内嵌内嵌RPR 的基于的基于SDH 的的MSTP 功能框图功能框图其功能具体要求如下：其功能具体要求如下：（1）应满足）应满足YD/T10221999和和YDN0991998中规定的中规定的SDH节点基节点基本功能要求；本功能要求；（2）应满足）应满足YD/T12382002中规定中规定的基于的基于SDH的多业务传送节点基本功的多业务传送节点基本功能要求；能要求；（3）直接接入的或经过汇聚的以太）直接接入的或经过汇聚的以太网业务映射到网业务映射到RPRMAC层时，应采层时，应采

58、用中定义的远程转发（用中定义的远程转发（RemoteForwarding）方式，实现对）方式，实现对IEEE802.3MAC帧的透明传送；帧的透明传送；（4）应支持）应支持IEEE802.3MAC和和IEEE802.17RPRMAC之间的桥接之间的桥接处理功能，桥接处理遵循；处理功能，桥接处理遵循；（5）RPRMAC层必须符合标准的规层必须符合标准的规定，包括定，包括RPRMAC帧结构、帧结构、RPRMAC层控制功能；层控制功能；（6）可采用虚级联通道作为）可采用虚级联通道作为RPR环环路的传送通道。路的传送通道。内嵌内嵌RPR技术的实现一般是将技术的实现一般是将RPR的的处理功能集成在一块单

59、板上，并将该单板处理功能集成在一块单板上，并将该单板配置到配置到SDH设备的相应槽位，在用户侧可设备的相应槽位，在用户侧可提供多个提供多个FE或或GE接口，该单板将进入以接口，该单板将进入以太网接口的数据包直接透传或经二层交换、太网接口的数据包直接透传或经二层交换、VLAN处理后适配到处理后适配到RPRMAC层。层。即利用即利用RPR的核心芯片进行的核心芯片进行RPRMAC层的处理，包括业务分类层的处理，包括业务分类（CoS）、拓扑发现和环保护、公平算法、）、拓扑发现和环保护、公平算法、操作维护管理等，然后通过操作维护管理等，然后通过GFP封装协议封装协议将将RPRMAC数据包映射到数据包映射

60、到SDH系统侧的系统侧的1个或多个个或多个VC通道中。通道中。在在SDH环形网中，应根据应用需要灵环形网中，应根据应用需要灵活配置活配置RPR环路所占用的环路所占用的SDH通道带宽，通道带宽，即随着未来数据业务的不断增加，可在即随着未来数据业务的不断增加，可在SDH网络中逐步增加分配给网络中逐步增加分配给RPR的带宽，的带宽，相应减少窄带语音等相应减少窄带语音等TDM业务的带宽，无业务的带宽，无须更新设备即可实现网络应用的不断拓展。须更新设备即可实现网络应用的不断拓展。本章第一节系统介绍了本章第一节系统介绍了MSTP的发展的发展历程、概念及其功能模型，分析了常用业历程、概念及其功能模型，分析了