城域光网络互联互通关键技术应用与透视

    作者：何苗

    城域传送网发展概述

    随着城域数据业务的快速发展，在保证传统TDM业务传送的同时，如何高效地传输数据业务是城域传送网面临的主要问题。

    基于SDH的多业务传送平台MSTP系统很好地解决了TDM业务和数据业务混合传输问题，在各运营商城域传送网建设中，已经大量采用了MSTP技术。

    第一代MSTP设备解决了数据业务在MSTP中“传起来”的问题，通过将IP/ATM业务捆绑成Nx2M或直接映射进VC4，独占VC4通道，实现点对点透传。为了实现SDH/ATM/IP混合传输平台中三种业务的灵活带宽分配，第二代MSTP增强了原有SDH系统的交叉连接能力，提高了系统组网能力，支持了在TDM、IP和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，大大提高了端口和带宽的利用率。但第二代MSTP技术在以太环网的公平处理上仍然存在着诸多不足。针对城域传送网建设需求，根据城域传送网业务开展特点，UT斯达康公司采用创新的体系结构和先进的芯片技术，成功开发了基于SDH的第三代MSTP光传输产品NetRing，其涵盖了从STM-1、STM-4、STM-16到STM-64的所有产品。 NetRing在实现强大的多业务传输能力的同时，极大提高了设备集成度，具有很好的性能价格比，能为城域传送网建设的三个层面(即：核心层、汇聚层和接入层)提供完整的解决方案。

    UT斯达康第三代MSTPNetRing系统通过MSTP平台中内置RPR的处理功能，实现了以太网带宽的统计复用、带宽公平分配，从而对数据业务具有更好的支持能力；采用GFP的封装格式大大提高了数据封装的效率，并可实现不同厂家间的数据业务互联；通过LCAS功能在很大程度上实现了带宽的动态分配，可以根据业务流量对所分配的虚容器带宽进行动态调整，而且在这个调整过程中不会对数据传送性能造成影响；通过UT斯达康智能网络管理系统OMC-O实现TDM和数据业务的统一管理，很好实现了业务的端到端配置。相信该方案能有效地满足城域传输网各层面的业务需求，最大限度保证运营商在城域网竞争中赢得主动。

    第三代MSTP关键技术

    第三代MSTP技术的主要特征是通过采用标准的GFP(通用成帧协议)实现更高的封装效率，为各厂家互联互通打下了基础；通过VC虚级联技术更加灵活地应用SDH通道容量；通过链路带宽调整机制(LCAS)很大程度上实现了带宽的动态分配；通过RPR实现了对分组业务的更好的保护和应用；通过采用分布式总线，突破了传统背板带宽速率限制，实现了以太网业务的高速处理。

    GFP封装技术

    GFP是一种通用的适配机制，采用先进的数据信号适配和映射技术，将基于PDU(Protocoldataunit)的客户信号映射到SDH/OTN帧结构之中。

    与其它的封装技术相比(如PPP/LAPS)，GFP由于帧头长度固定，因此具有更高的封装效率；GFP采用HEC校验，因此具有更高的可靠性；GFP采用多物理端口复用到同一通道，因此减少了对带宽的需求，GFP支持点对点和环网结构，GFP是一种通用的适配机制，因此其是实现各厂商的MSTP设备线路互通的基本要求。

    VC虚级联

    第三代MSTP通过采用VC虚级联技术为城域传送网提供了一种更加灵活的通道容量组织方式，通过VC虚级联可大量节省传输带宽，从而更好地满足数据业务的传输。

    链路带宽动态调整LCAS

    为了满足最终用户对传输带宽的容量需求，在VC虚级联情况下提供无损伤的链路带宽容量调整机制，ITU-TG.7042定义了链路容量自动调整机制(LCAS)，通过LCAS实现在不中断业务的情况下动态调整虚容器容量，从而满足最终用户需求。

    弹性分组环RPR

    基于二层交换的以太环网，可使各节点共享环路的带宽，提高了带宽利用率，但以太环网带宽分配的公平性和业务的QOS保证存在不足，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CoS，对数据业务具有更好的支持能力。

    以太网业务快速处理

    前两代MSTP产品由于受到传统背板带宽速率限制，以太网板业务吞吐量一般为63×2M即155M，第三代MSTP产品突破了传统带宽速率限制。UT斯达康公司采用MESH总线实现了对以太业务高速处理，FE二层以太网单板吞吐量可达8FE即800M。

    第三代MSTP互联互通关键技术

    前两代MSTP产品采用了PPP/LAPS的封装技术，由于封装方式的不同和封装字节数的不同，很少能实现互联互通。第三代MSTP由于采用了通用成帧格式GFP，从而为设备互联互通打下了基础。第三代MSTP产品加入了链路带宽调整机制LCAS，LCAS更多的是实现双向通信的控制信息的传送，如CTRL、MST和SEQ等，通过不同厂家之间对LCAS共同理解和配合，在GFP封装格式的基础上可实现LCAS的互联互通。在GFP封装的基础上，通过不同厂家之间的二层交换功能，可实现以太业务的二层交换和汇聚。

    GFP互联互通

    UT斯达康第三代MSTP产品NetRing系统严格遵照ITU-TG.7041GFP通用成帧格式封装定义，实现了VC-12/VC-3/VC-4所有虚容器的GFP封装，具有很好的互联互通性。系统可对FCS进行自动识别，可关闭或开启FCS，从而可根据其它厂家对FCS的支持情况进行调整，使NetRing系统具有更好的互联互通性。UT斯达康公司NetRing系统也是业界目前少数支持VC-12/VC-3/VC-4全部虚容器进行GFP封装的厂家。在VC-12层面，NetRing系统实现了和华为、中兴、光桥、泰乐、东信和NEC等公司GFP的互联互通；在VC-3层面NetRing系统实现了和华为、NEC等公司GFP的互联互通；在VC-4层面， NetRing系统实现了和华为、中兴、烽火、上海贝尔阿尔卡特和光桥等公司GFP的互联互通。

    LCAS互联互通

    第三代MSTP产品加入了链路带宽调整机制LCAS，LCAS更多的是实现双向通信的控制信息的传送，如CTRL、MST和SEQ等。

    虚级联和LCAS功能都是通过同一个字节实现的。在VC-12中，LCAS是通过K4字节来实现的。K4是4帧的复帧结构，比特1用来传送VC-12承载的信号类型，比特2传送虚级联序号和LCAS控制信号。在VC-3/VC-4采用的是H4字节来实现的。

    在各厂家LCAS互联互通时，CTRL和MST必须具有正确的状态。如在CTRL寄存器中，‘0000’表示fixed；‘0001’表示add；‘0010’表示normal；‘0011’表示eos；‘0101’表示idle；‘1111’表示dnu。在厂家增加或减少VC-12/VC-3/VC-4时，CTRL、MST等的状态基必须正确才能实现LCAS的互联互通。

    UT斯达康公司NetRing系统也是业界目前唯一支持基于VC-12/VC-3/VC-4全部虚容器进行链路带宽调整的厂家。在VC-12层面，NetRing系统实现了和华为、中兴、光桥、泰乐LCAS的互联互通；在VC-4层面，NetRing系统实现了和中兴、光桥、烽火的互联互通。

    二层交换互联互通

    二层交换的互联互通相对于LCAS功能的互联互通功能来说要简单一些，其互通本质上就是以太网二层交换机的互联互通。只要基于GFP的封装方式能实现互联互通，系统支持二层交换功能就可实现系统的互联互通。UT斯达康第三代MSTPNetRing系统具有强大的二层交换功能，通过MESH总线突破了传统背板带宽速率限制。以太网业务单板吞吐量为8FE即800M。其二层交换功能和光桥公司进行了二层交换、多方向汇聚的互联互通。

    网管系统的跨网络管理

    跨网络的管理一直是网络管理中比较繁杂的问题，目前异厂家MSTP网络管理方案通常通过协议转换器将10/100M网管信息转换为E1，通过中心传输网络将网管信息传输到网管中心节点，然后用协议转换器将E1转换回10/100M以太网信息，最后将多路网管信息连接到HUB与网管系统相连，实现中心网管对远端设备的管理。UT斯达康公司针对网络现状，提供DCC数据通道穿通功能，通过利用D1～D12字节中空闲的D4～D12字节来传输NetRing系统的网管信息；NetRing产品可将UT网络的DCC信道通过设备内部转换功能，直接将网管信息导出到2Mb/s接口或VC-12时隙，经其它厂家网络提供的E1链路实现互通，从而使分散的网络实现统一的集中网管；NetRing产品也可通过利用空闲的以太网业务接口，利用以太网业务通道传送网管信息。

    上述跨网络管理功能通过上海贝尔阿尔卡特、烽火、泰乐公司的设备得到了验证。

    随着城域多业务的发展，新一代MSTP的互联互通性已经备受关注，UT斯达康公司紧密跟踪城域网发展需求，针对城域传送网现状推出了适于网络互联互通的第三代MSTP系统NetRing。该系统具有很高的集成度和优良的性价比，非常适合于城域传送网核心、汇聚和接入等各个层面的应用，最大限度保证运营商在城域网竞争中赢得主动。

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