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

1 多業(yè)務傳輸平臺技術(shù)組成分析

1.1 RPR

RPR技術(shù)是新型的媒體訪問控制（Medium Access Control，MAC）層協(xié)議，它是在環(huán)型結(jié)構(gòu)的基礎上優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務傳送，可以兼容多種物理層，提供語音、視頻以及數(shù)據(jù)等多種業(yè)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(diào)整，使得環(huán)上一切節(jié)點具有公平性，實現(xiàn)環(huán)路帶寬動態(tài)調(diào)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(wǎng)業(yè)務由于沒有連接性質(zhì)而很難保障QoS。為了實現(xiàn)QoS，需要在以太網(wǎng)和SDH間加入一個智能適配層。MPLS技術(shù)在建立標簽交換路徑（Label Switched Path，LSP）之后再進行數(shù)據(jù)交換，具有標簽的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)在MPLS網(wǎng)絡中的傳輸過程

此外，RPR在MAC層中沒有業(yè)務層定義，難以提供端到端的以太網(wǎng)業(yè)務，更是提供不了跨環(huán)的以太網(wǎng)業(yè)務。所以，RPR技術(shù)必須要和端口識別技術(shù)結(jié)合在一起，端口識別技術(shù)包括了IEEE 802.1D、IEEE 802.1Q以及MPLS等，現(xiàn)在技術(shù)人員更多是研究將MPLS技術(shù)與RPR相互結(jié)合。而IEEE 802.1D和IEEE 802.1Q主要是橋接技術(shù)，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(yè)務的隔離效果。MPLS與RPR結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)端到端的QoS，達到VLAN擴展和業(yè)務隔離的目的，而且使得業(yè)務功能更加靈活，具有新的以太網(wǎng)業(yè)務，如L2 VPN。

IP數(shù)據(jù)包中多采用傳統(tǒng)的MPLS技術(shù)，僅能和二層技術(shù)共同提供二層業(yè)務。要實現(xiàn)多個二層業(yè)務的過程，MPLS就是要對二層業(yè)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(shù)或者EoMPLS。EoMPLS技術(shù)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(yè)務在網(wǎng)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(yè)務的隔離與復用。LSP分為動態(tài)與靜態(tài)兩種類型，靜態(tài)LSP是在網(wǎng)管配置基礎上建立的，動態(tài)LSP采用信令協(xié)議來建立[4]。

2 多業(yè)務傳輸平臺功能模型

多業(yè)務傳輸平臺融入SDH的實現(xiàn)方法是通過以傳統(tǒng)的SDH傳輸平臺為基礎，在其上集成了兩層以太網(wǎng)、ATM等處理的處理能力，兼具了SDH的實時業(yè)務有效承載能力、網(wǎng)絡二層甚至三層技術(shù)兼具的數(shù)據(jù)業(yè)務處理能力，提升了傳送節(jié)點承載多類型業(yè)務的能力。多業(yè)務傳輸平臺的節(jié)點功能模型如圖2所示。

圖2 MSTP節(jié)點的功能模型

圖2中，RPR表示彈性分組環(huán)，MPLS表示多協(xié)議標記交換，GFP表示通用成幀規(guī)程，LAPS表示鏈路接入規(guī)程，PPP表示點到點協(xié)議，HDLC表示高層數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，RSOH表示再生段開銷，MSOH表示復用段開銷。多業(yè)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(wǎng)業(yè)務承載需要具備的功能模塊。以定義出發(fā)來看，多業(yè)務傳輸平臺的傳送設備需要具備ATM接口功能或者以太網(wǎng)接口功能中的一個。

多業(yè)務傳輸平臺融入SDH能夠在城域網(wǎng)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(yè)務為主的混合型業(yè)務。核心層的網(wǎng)絡中，多業(yè)務傳輸平臺主要任務是完成城域網(wǎng)核心節(jié)點間的高速SDH以及IP、ATM等傳統(tǒng)業(yè)務的傳送與調(diào)度工作。匯聚層網(wǎng)絡內(nèi)，多業(yè)務傳輸平臺的任務是完成多種類型業(yè)務由邊緣層至核心層的匯聚與收斂過程。邊緣層網(wǎng)絡中多業(yè)務傳輸平臺的任務是將用戶需求的各種類型業(yè)務接入到城域網(wǎng)中[5]。

3 多業(yè)務傳輸平臺信號傳輸應用及維護

多業(yè)務傳輸平臺為了達到承載數(shù)據(jù)業(yè)務的有效性，如以太網(wǎng)的10 Mb/s、100 Mb/s以及1 000 Mb/s等速率的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務更多是采用VC級聯(lián)方式進行。級聯(lián)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(lián)進行了詳細規(guī)范[6]。

采取級聯(lián)的方式能夠構(gòu)造出容量不同的組合容器。比如采取VC-3/4級聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)容量超過一個C-3/4新容器，將5個VC-12進行級聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)容量超過10 Mb/s新的組合容器。級聯(lián)的類型有相鄰級聯(lián)與虛級聯(lián)兩種方式，這兩種方法均能夠構(gòu)造出容量是單個VC容量若干倍的新容器，二者的最大區(qū)別在于參與級聯(lián)VC的分布位置及其所經(jīng)路由存在差異。連續(xù)級聯(lián)的實現(xiàn)是相鄰的虛容器級聯(lián)合并為一個整體進行傳送。虛級聯(lián)采用的多個VC相互獨立且不一定相鄰，VC可以實現(xiàn)分別傳輸，在接收端實現(xiàn)重新組合為連續(xù)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(yè)務。將新的容器看作一個整體，它將在STM-N里占用一個連續(xù)的帶寬，裝載的業(yè)務在MSTP網(wǎng)絡里走過了同樣的路徑，因此MSTP只需要為其安排統(tǒng)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(yè)務傳輸問題出現(xiàn)時，SDH網(wǎng)絡最早應用的是相鄰級聯(lián)技術(shù)，不過這種技術(shù)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(lián)對虛容器存在時隙上的連續(xù)相鄰特點，引起網(wǎng)絡中出現(xiàn)很多的虛容器碎片，降低了網(wǎng)絡通道利用率。所以目前的多業(yè)務傳送平臺更多是采用的虛級聯(lián)方式進行級聯(lián)業(yè)務傳輸過程。

4 結(jié) 論

在近些年通信技術(shù)發(fā)展過程中，多業(yè)務傳輸平臺融入SDH的應用方式已經(jīng)成為主流的本地傳輸網(wǎng)絡技術(shù)。怎樣不斷提升網(wǎng)絡服務質(zhì)量和網(wǎng)絡資源利用率是運營商特別關(guān)注的焦點問題。如今網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)業(yè)務占比逐漸增加，多業(yè)務傳輸平臺技術(shù)需要不斷優(yōu)化自身的數(shù)據(jù)業(yè)務傳送機制來適應數(shù)據(jù)業(yè)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(fā)展為自動交換光網(wǎng)絡階段。ASON與多業(yè)務傳輸平臺的相互融合，人工維護干預網(wǎng)絡運行的過程越來越少，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務端的自動過程、自動識別網(wǎng)絡可用資源、自動定位故障以及故障恢復，使得網(wǎng)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(jīng)不存在重大的技術(shù)障礙，在未來一段時間內(nèi)，ASON的實用化步伐會加快，在光傳送網(wǎng)中加入ASON是重要趨勢。