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MSTP沒有“代溝”--烽火通信科技公司 郭中華
2004/10/21

    目前,在市場和技術的雙重推動下,MSTP技術成為城域網眾多技術中發展最快的幾種之一。正如業界許多專家分析的那樣,MSTP技術正在從最初的只支持透明傳送向支持統計復用、支持RPR over SDH甚至支持MPLS標簽交換發展。因此,我們可以看到第一代、第二代、第三代MSTP的名詞開始頻頻出現在媒體。

一、各代MSTP的特點
    以目前在城域網中得到應用最多的以太網為例,第一代MSTP主要是在原SDH設備上增加對MAC幀提供透明傳送以太網的接口盤,采用PPP方式從以太網MAC幀到VC容器的映射,而在線路傳送層主要采用MP、連續級聯最后到虛級聯的方式進行點對點的傳送。
    第二代MSTP在以太網處理上把二層交換的相關功能引入到了以太網功能單板,采用IEEE802.3MAC地址交換,達到對以太網業務的帶寬共享以及統計復用功能。它在內部協議封裝上采用LAPS或者GFP,可以提供對內多個WAN口,支持一個或多個以太網接口與一個或多個基于SDH虛容器的獨立的點對點鏈路的端口匯聚。它在線路側支持VC虛級聯,用LCAS技術增強帶寬分配的靈活性和可靠性。
    第三代MSTP技術最明顯的特點是引入了RPR OVER SDH甚至引入MPLS保證QoS和解決接入帶寬公平性的問題,在網絡流量凈荷中同時有“傳送TDM業務幀長固定的RPR幀”和 “傳送數據業務幀長可變的RPR幀”。其內部封裝方式采用GFP協議,支持虛級聯和鏈路容量自動調整(LCAS)機制,支持多點到多點的連接。
    通過對MSTP不同技術特點和細節的簡單比較,我們關注到第N代MSTP的主要區別主要集中在對以太網的處理方式和和與之相對應的技術深入細節上,相應的技術細節誕生了不同 “代”的技術特色。是否MSTP的“代溝”如同移動網絡中的3G是2G的替代者,或者說ADSL中DSLAM中第三代DSLAM是前兩代DSLAM的終結者的關系呢?是否籍此判定所謂的第二代MSTP產品的性能和功能是一種落后的技術而將不能在城域網中應用了呢?

二、各代MSTP的正確使用
    城域網最大的特點之一就是技術、產品、解決方案的多樣性,我們不能也無法以一種單一的技術或者單一的模式解決城域網中所有的問題。毫無疑問,現在城域網的建設更加關注市場需求,關注如何進一步擴展網上運行的業務種類和提高網絡的服務質量,關注網絡的盈利模式,關注網絡業務開展的模式。今后網絡的建設和發展將越來越以業務的需求為動力,特別是在商業、企業等大集團用戶正從簡單的電路連接要求逐漸轉向個性化、智能化、安全化的業務提供方式發展以后。因此,MSTP透傳、交換、匯聚,RPR的相應處理功能以及帶來的解決方案在網絡業務開展的不同階段是有差別的。我們不能拋開網絡和業務而單純地談論技術革新,從而忽略了網絡的差異性、盈利性以及平滑演進的基本需求。
    以太網數據的透傳是第一代MSTP產品的一個重要的表征。在網絡的運營初期,以太網的透傳模式可以發揮其重要作用。在過去相當長的一段時間內,基于TDM專線或幀中繼技術獲得了巨大成功。各個行業信息化的建設和數據帶寬需求的飛速增長將“專線業務”逐步從ISDN發展到2M業務,乃至更高速率的業務,TDM專線或幀中繼技術的缺點逐漸暴露,運營商需要在現有的SDH的網絡上利用TDM剩余的帶寬靈活地提供大顆粒的專線接口。由于以太網在局域網中占據了絕對的份額,因此以點到點的以太網專線代替現有的TDM專線的需求浮出水面。在業務開展初期,使用以太網專線的用戶相對比較少,但都是重大客戶,它們對價格不敏感而對服務質量十分關注。在現有的網絡開展基于以太網透傳方式的專線業務,雖然帶寬的浪費率比較大,但能夠利用SDH強大的保護能力和QoS質量力充分保證首批業務使用者的服務質量,從而為后繼業務的大規模開展打下技術、市場和品牌的基礎。
    在2001年的城域以太網論壇上,相關組織在提出點到點連接的VPWS(以太網虛擬專用線業務)的同時,也提出了支持多點連接的VPSS(以太網虛擬專用星型業務)、VPHS(以太網虛擬專用Hub業務)、VPLS(以太網虛擬專用局域網業務)。因此,運營商在前期運營中打好技術、市場和品牌優勢后,網絡中承載的業務量和用戶數開始逐步增加,單純的以太網透傳對帶寬的占用比較大而帶寬完全利用率比較低的問題開始凸現,因此第二代MSTP一個主要功能的以太網的統計復用以及匯聚功能可以發揮重要的作用。原有的透傳以太網盤可以繼續用在網絡的非中心站點,在中心站點通過提供支持統計復用的以太網盤或者GE匯聚盤,提供多方向的多個10/100M以太網口匯聚為GE或者FE接入路由器,從而滿足在網絡開通初期總體用戶少,但具有分布地域廣、單個用戶端口需求較小但總體流量尤其是核心站點流量大的問題。由于在網絡的核心站點,數據業務的處理主要是快速轉發,因此需要傳送設備提供高QoS的高速通道,此時匯聚方式的組網結構相對于光纖直驅模式帶寬的利用率依然很高,外加在網絡的核心層往往能夠提供較大的帶寬,因此在高QoS的要求下,以太網的匯聚組網模式和匯聚層通路站點間的帶寬利用率的矛盾將退而次之。
    隨著數據業務的不斷增加,運營需要能夠對該帶寬資源實現靈活調度和適配。對于匯聚節點的建設在此時由于同時傳輸TDM話音業務和數據流,因此在業務流量加大時候,我們要認真分析和預測不同節點流量和流向以及流量凈荷主要類型,將匯聚站點分為TDM匯聚點和數據匯聚點,不同站點定位所帶來的業務流向也將出現差異。所以,采用虛級聯來實現業務帶寬和SDH虛容器之間的適配,在部分站點利用第二代MSTP設備所支持LCAS的特性,根據業務流量模式對所分配的虛容器帶寬進行動態調整。數據業務的突發特征可以利用不同的匯聚、骨干路徑實現負荷分擔多業務、多路徑傳送,增強網絡的安全性。同時也能夠通過源和宿的信息交換在網絡級網管或者ASON控制層功能的調配下實現鏈路容量的自動適配。
    以太網的匯聚功能一般使用在網絡的核心或者匯聚層。對于MSTP功能帶來的對數據業務如何進行分層尤其是核心層如何分層的討論比較多,GE接口的傳送是否還繼續需要用裸光纖,到底在多大的速率下數據業務直接利用城域中的Dark Fiber而不用MSTP傳送?業界許多專家也在積極思考如何在城域網中界定數據網和傳送網。不管如何,支持統計復用以及匯聚功能的MSTP功能盤的誕生,為網絡建設提供了一個新的思路和途徑。
    當網絡中規模較小的大客戶甚至是小用戶數量增多時,網絡的結構有將發生一些變化。這些用戶敏感于價格但對于帶寬10M或者5M的帶寬并不十分敏感,但大量的此類用戶會導致部分網絡尤其是接入層或者是大型匯聚站點可能出現的帶寬緊張和瓶頸問題。因此,我們可以利用以太網的統計復用功能在接入層組建以太網環,利用MSTP中以太網的統計復用功能,實現端口的匯聚和交換,同時可提供基于802.3x的流量控制,支持基于802.1p的優先級轉發。提供多用戶隔離和VLAN劃分,可以針對不同的VLAN提供不同的業務帶寬控制,提供基于STP的以太網業務層保護,可以利用Super Vlan技術提供滿足城域范圍內多運營商、多用戶的VLAN透傳和終結的能力。 這種技術實際上在第二代、第三代MSTP技術中都有描述。
    基于以太網環的組網方式有它的優點但也一些缺點:在環上節點不同位置時的業務接入具有不公平性和時延性,這種缺點在環形結構下隨著交換跳數增多而變的越來越不可忍受。對于保護方式,如果采用STP保護,則倒換時間長;如果采用SDH層對以太網虛擬環進行保護而造成帶寬消耗嚴重。這些缺點在網絡的接入層可以容忍,但如果在網絡匯聚層,由于站點數量和業務重要性對保護倒換時間的要求,這個缺陷將變為主要矛盾。這個問題解決的方式就是現在比較流向的第三代MSTP新增加的特色。
    從目前的技術發展來看,在采用GFP映射協議的基礎上,解決這個矛盾主要有RPR over SDH和MPLS技術。MPLS通過LSP標簽棧很好地解決了VLAN的可擴展性問題。此外由于MPLS的QoS和流量工程方面的特性,這將為以太網業務服務質量、SLA增強和網絡資源優化利用提供很好的支持。RPR環為全分布式接入,環上節點均同等地位,環路帶寬按權重公平的在各節點間進行分配;采用嚴格優先級的方式進行業務交換,支持不同的業務類別,可提供滿足電信級標準的PDH、SDH業務通路,并可支持圖像廣播業務為代表的大顆粒、高實時要求的業務。針對數據業務提供小于50ms的快速分組環保護,同時具有可擴展性、支持用戶隔離和帶寬共享、支持QoS、SLA增強、阻塞控制。
    目前,對各運營商來說更重要的工作是如何優化我們的運營的網絡,建立完善的保護恢復機制,減少業務提供時間。從以上網絡中不同的規模、不同的業務類型結合MSTP各個不同功能的應用分析,我們可以看到系列MSTP技術在城域網中都有不同的定位,例如在以太網的透傳或者以太網的統計復用乃至RPR over Sdh在城域網不同的運營環境中都有其適用的結構和范圍,不是放之四海而皆準的,不是匯聚功能產生后交換功能就不再使用或者統計復用功能完全取代EOS的類似于第三代取代第二代的關系。在復雜多樣的城域網中,我們不能以技術本身為導向而忽略技術在實際網絡中的應用和盈利模式的建設。
    網絡建設中最為基本的觀點之一就是網絡要具有可平滑演進性,網絡的可擴展性、可運營性應受到更多的關注。因此,城域光傳送網絡的規劃和建設應該充分利用充分MSTP所支持的所有功能,按照網絡的不同的功能和定位靈活選擇。綜合利用MSTP所有的功能,籍MSTP技術具有完善的二層甚至部分三層的功能的優勢,提供多樣的可盈利的業務,降低其管理的復雜性和數據網絡的端口擴容壓力,將重點放在網絡差異化,以網絡規劃和用戶使用需求為根據選擇技術和產品,結合SDH層靈活的網絡擴展和保護能力,來實現對網絡中TDM業務和分組數據業務的最佳支持和應用模式。

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