新一代MSTP技术在城域网中的应用研究

施海默1 朱章华2 谭显峰2

（1. 西安通信学院 西安 710106 2. 重庆通信学院 重庆 400035）

摘要：MSTP是指基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。新一代MSTP技术的出现为数据和TDM业务的传输，提供了一个良好的通用传输平台。本文从应用的角度出发，对MSTP在语音业务、数据业务和以太网业务中的典型应用方法作了描述和探讨，并结合目前城域网技术发展，提出了一些关于网络建设和优化的建设性方案，对以后的网络建设和业务发展有很好的参考价值。

关键词：MSTP；TDM；城域网；SDH

The New MSTP Technology of SDH

SHI Hai-mo ZHU Zhang-hua TAN Xian-Feng

Abstract: MSTP is a Multi-Service node based on SDH platform which can access,handle and transport Multi-Services such as TDM,ATM and Ethernet.The new generation MSTPt echnology applies a common transport platform for the transportation of data and TDM services.This paper discusses the typical applicaiton of the MSTP system in the voice service,data service and Intenret service，and presents some new methods with the development of the current technology of metropolitan area network.All of these have great value to the later network construciton and service development.

Keyw ords:MSTP; TDM service; metropoiltan;SDH

1 引言

随着骨干光网络容量的成倍增长和技术的不断成熟，光通信逐渐向本地、城域范围扩展。然而，原先以承载话音为主要目的的城域网在容量以及接口能力上都己经无法满足业务传输与汇聚的要求[1]，如何解决城域网的瓶颈问题引起了众多运营商的广泛重视，建设高效经济的支持多业务的城域网已经成为各运营商的共同目标。

多业务综合接入和传送的特点使其能够在城域网灵活、廉价地提供多种业务。

PDH接口 RPR MAC MPLS ATM ATM 接口 以 太 网 接 口 STM-N 处理 二层 交换 二层 交换 层处理 PPP/ LAPS/GFP V C 映 射 交 叉 连 接 复 用 段 开 销 处 理 再 生 段 开 销 处 理 S T M -N 接口 二层 交换 复用段 开销处理 S T M -N 接口 再生段 开销处理 接口 2 新一代MSTP的技术特点

城域网中普遍使用的SDH设备最初只支持2Mbit/s, 155Mbit/s等话音业务接口，为了适应多业务的需求，出现了MSTP技术——多业务传送平台（Multi-Service Transport Platform） ，其模型如图1所示。MSTP技术可以将传统的SDH、以太网、ATM、 POS、 RPR等多种技术有机融合，通过将多业务汇聚、并高效适配的方式实现多种业务的综合传送。城域网具有覆盖范围广、投资大、业务种类多、竞争激烈且用户的发展难以预测的特性，基于SDH技术的MSTP所具有的

图1 MSTP功能模型

自1999年以来，MSTP技术不断发展，已经从早期通过2M链路的捆绑方式实现点到点以太网业务在SDH网络的透明传输，发展到融合虚级联、以太网透明传输、二层交换、 ATM的虚通路VP/VC交换及多种以太网帧/ATM信元到SDH的映射等多种方式，可灵活进行带宽分配的阶段。MSTP技术的最新发展主要体现在动态链路容量调整机制（LCAS）上。该机制提供一系列动态改变传送通道容量的规定和步骤。在

LCAS技术出现以前，通道的增加或减少是静态进行的，因此当运营商需要调整带宽时，必须中断业务才能完成，而LCAS却可以保证运营商在不中断业务的情况下动态地调整业务传输通道的容量。 2.1 LCAS与虚级联技术的结合

LCAS与虚级联技术的结合将大大提高网管的灵活性和业务服务质量，在未来智能网络[2]的组建中也起重要作用。随着城域网业务需求的进一步增长以及网状拓扑在城域网中的出现，城域智能光网的建设已经开始引起人们的关注。LCAS与虚级联技术相结合，所提供的动态调整链路容量的功能恰好与智能光网络动态分配资源的思想相吻合，所提供的动态调整链路容量的功能恰好与智能光网络动态分配资源的思想相吻合，因此在城域MSTP设备的开发和应用中，结合智能光网络的发展进程，支持智能光网络的相关技术协议，是目前各城域MSTP设备厂商关注的方向。 2.2带宽动态分配

目前MSTP仍以SDH为核心，诸如以太网这类基于统计复用的数据业务要经过复杂的映射协议，最终转化为SDH能够处理的多个VC4或VC12颗粒，才能在SDH网络中传输。一方面映射过程需要占用开销，另一方面每个数据端口所分配的VC颗粒是固定的，无法根据网络的实际流量动态调整。因此，与传统数据网相比，出MSTP组建的数据网灵活性和带宽利用率较低。其中前一个问题可以通过采用VC12虚级联技术和高效的映射协议解决，目前采用47个VC12的虚级联就可以达到100M的数据流量，所以绝对带宽利用率并不低。关键是端口容量无法动态自适应调整，在目前的应用中最终用户都是根据自身的带宽需求来租用电路，矛盾还不突出，随着运营商运营水平的不断提高，这个问题就会凸显出来。解决的策略是在MSTP中引入RPR技术，由MSTP为RPR提供若干路大颗粒的VC4通道，在VC4中的以太网带宽由RPR协议处理，在兼顾大量TDM业务传输的同时，实

现真正意义上的数据端口带宽动态分配。 2.3接入层的业务汇聚

目前MSTP只能提供FE端口到FE端口的汇聚，无法高效的接入骨干网的数据设备，因此MSTP在现阶段主要应用在接入层以节省数据端口，而汇聚层的应用还比较少。随着今后在MSTP中推出更大容量的数据板，将出现FE端口到GE端口的业务汇聚，这将大大提高业务汇聚的效率，MSTP的应用领域也更加广泛。

3 MSTP技术在城域网中的应用研究

目前，主要有四类城域网建设技术解决方案，第一类是以SDH为基础的多业务传送平台（MSTP）[3]；第二类是基于第二层交换和第三层选路的方案，主要指以太网解决方案；第三类是城域波分复用（WDM）方案，即以EDM为基础的多业务平台；第四类是以ATM为基础的多业务平台方案。

由于话音业务仍是个运营商业务收入的主要来源，所以从原有的城域网业务传送平台向新的平台演进首先要具有TDM业务传输的服务质量保证。此外，由于传统的城域网业务传送平台，是以SDH结构为主，让运营商丢弃依然可以发挥效益的网络而去重新构建专门用于数据传送的平台，显然这是不切实际的，因此以SDH为基础的MSTP技术能够充分发挥现有网络的优势，保护运营商的投资，并通过对现有网络结构的软、硬件升级，使现有网络能同时支持话音和数据业务的传输，既适应运营商对业务质量的要求，又具有良好的可扩展性。

利用新一代MSTP技术组建宽带城域网，其网络有下列优势：第一是MSTP技术较为成熟，应用较为广泛[4]。第二是业务提供快，ROI周期短。第三是支持SDH、IP、ATM等多种业务，网络支撑平台统一，第四是支持从E1到10G的各种SDH接口，同时支持10/100M、GE等IP接口，以及支持ATM接口、FC/ESCON/FICON的各种应用接口。

新一代MSTP系统加强了SDH交叉连接能力，提高了组网能力，并支持在TDM、

IP、ATM之间的带宽灵活指配，实现了以太网的二层交换，支持以太网业务的带宽共享、业务汇聚、及以太网共享环等功能，大大提高带宽利用率。通过引入RPR机制，可以实现以太网带宽的统计复用，公平的带宽分配和更加严格的Qos，对数据业务具有更好的支持能力。可以说，新一代MSTP是以VC虚级联，GFP，LCAS和RPR为特征的。VC虚级联更好的解决了于传统SDH网互联的问题，同时提高了带宽的利用率；GFP提高了数据封装的效率，网络运行可靠，多物理端口复用到同一通道，减少了对带宽的需求，支持点对点和环网结构，并实现不同厂家间的数据业务互联；LCAS大大提高了以太网一层透传的业务可靠性和带宽的利用率；RPR解决了基于以太网二层环的公平接入和保护的问题，并通过双向利用带宽大大提高了带宽利用率。MSTP技术在城域网中的典型应用有下列类型。 3.1 透传以太网专线业务

透传以太网专线业务是利用透传以太网板卡为大客户提供的高等级数据专线服务。点到点专线是在一个MSTP环内的两节点之间的专线业务，在跨MSTP环的两节点之间的高等级以太网透传专线业务称为端到端专线。透传以太网专线业务的实施方案简便，MSTP环的物理层通道为该以太网业务独享，可以保证Qos，专线带宽以2M（或更小）为颗粒的可按需配置，基于LCAS可以根据用户需要，灵活调整专线带宽，利用SDH层的保护机制对以太网业务进行环路保护，高效可靠，并且不同的以太网业务相互隔离，保证用户的有效隔离，对VLAN, STP和三层协议透明，不影响用户层业务。 3.2 同城互联业务

利用多条点到点透传以太网专线，结合数据设备(如二层交换机)可以为某些大客户提供同城互联业务。通过高质量的以太租线将最终用户位于不同POP点的LAN交换机或路由器连接在一起。MAC交换、VLAN交换或业务保护，可以通过外部的数据设备完成。该方案的优点为仍然保持以太租线的

特色，充分利用最终用户已有的数据设施，

数据层和传输层有效隔离。

3.3 共享以太网专线业务（VLAN专线) 共享以太网专线是在MSTP网的两节点之间建立多条以太网专线共享同一传输带宽(同一个VCG)中的业务，各专线用户之间通过VLAN ID来进行区分和隔离。此业务要求MSTP具有以太网交换功能，使用以太网交换板卡实现。

3.4 点到点或端到端动态专线业务 MSTP设备利用弹性分组环(RPR)、多协议标记交换(MPLS)等机制提供带宽的动态管理能力，可以提供带宽动态可调的专线业务，提供超额带宽出租，提高传输网络带宽利用率，增加专线业务的灵活性，便于运营商为各种客户提供量身定做的专线业务，以提供运营商的竞争力和业务收入。 3.5 以太网汇聚业务

MSTP支持以太网二层交换，可以进行业务汇聚，能进一步提高传输带宽的利用率，并节省中心局(站)的以太端口数量，满足普通用户LAN宽带接入业务和ADSL DSLAM IP上行业务的传送要求。MSTP支持ATM VP/VC交换，可以进行业务汇聚，能进一步提高传输通道的利用率。如果ADSL DSLAM上行采用ATM接口，采用MSTP提供ATM接口，并进行业务汇聚后再传送到ATM核心网或EP网，不但可以提供上行通道的带宽利用率，还能减少对核心网设备的ATM端口占用数目。 3.6 以太环网业务

目前，MSTP设备支持基于RPR机制的以太共享环功能，将以太网接口的成本低廉和SDH网络的高效保护结合在一起构建以太环网，是城域网发展中的一个热门话题。通过以太环网，可以实现透明LAN服务(TLS)。可以在MSTP传输系统中为拥有多个分支机构的大客户提供虚拟局域网的互联业务，实现大客户的同城互联。可以提供多个大客户共享一个虚拟通道，通过VLAN

ID把大客户安全隔离。

MSTP设备提供丰富的业务接口，通过灵活的组网方式，可以为用户提供各种方式的VPN服务，主要包括专线VPN和共享环VPN。一般而言，目前共享专线VPN和共享环VPN均采用VLAN ID进行用户安全隔离，而透传专线VPN具有更高的安全特性，用户之间绝对隔离，但是带宽利用率不高。从上面描述可以看到，采用ASON和MSTP设备组网可以实现网络无缝隙的连接，可以为用户提供灵活多样的、安全的综合传送业务，满足用户传送类业务需求，同时降低通信运营成本，真正实现了通信运营商和用户的双赢。

[4] 曹蓟光,吴英桦.多业务传送平台(MSTP)

技术与应用[M].人民邮电出版社,2003

4 结束语

MSTP成为城域网主流传输技术，是市场和技术选择的结果。首先，MSTP可以很好地支持各种数据业务、SDH以虚容器VC为基础的帧结构，方便数据和TDM业务间带宽的灵活分配，SDH的严格标准化接口方便了网络互联互通，虽然SDH是一个成熟的传输技术，但数据的保护如果采用SDH保护则带宽利用率低，如果采用二层生成树算法STP保护，则倒换时间过长。目前城域网中仍有大量TDM业务，大量已投资的SDH网络通过MSTP可以实现网络的逐步演进。

总之，MSTP平台是传统的SDH技术和产品在目前数据业务高速增长的环境下丰富和发展的产物，能够更好地利用现有SDH广泛覆盖的网络，有利地推动城域传输网络新的发展，消除宽带网络在城域网中存在的带宽瓶颈和性能保障缺陷，使得宽带网络更好和更廉价地连接企业和千家万户。

参考文献

[1] 徐荣,龚倩,张光海.城域光网络(第1

版)[M].北京:人民邮电出版社2003 [2] 杨放春，孙其博编著.智能网技术及其发

展.北京邮电大学出版社，2002 [3] 朱红,陈建铭.SDH系统上以太网传送技

术的研究[J],通信技术，2002 (12):61-63