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[Sonet/SDH] 技术分析：MSTP在接入网组网中的应用 [复制链接]

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发表于 2004-12-19 17:32:00 |只看该作者 |倒序浏览

光纤接入网在通信网络中得到了大规模应用，综合业务接入能力是被寄予厚望的优势之一。在开展话音、ISDN和DDN业务之余，如何实现宽带化和向NGN演进已经成为业界关注的焦点，并在很大程度上影响着它在未来网络中的地位。

光纤接入网的宽带化面临着传输组网的问题。目前城域网的底层大多采用SDH作传送平台，通过这种为电路交换业务设计的SDH固定带宽创屯环⑹菀滴袷保唤鲂实拖拢腋谋浯硗馕蹲鸥谋湮锢斫涌谏踔烈滴窭嘈停坏貌恢匦律杓坪椭匦陆ㄍＤ壳埃诔＜腁DSL、LAN的建设中，绝大部分采用裸纤直连方式，虽然这种方式解决了接入层SDH承载宽带困难的问题，但由于裸纤直连方式需要消耗大量的光纤，长远发展存在问题。可以看出，光纤接入网宽带化必须解决好多业务传送问题。

目前业界较为流行的多业务传送方法采用基于SDH传输平台的MSTP方案。从国情分析，尽管因特网的数据流量已经超过了话音业务，但话音业务的收入仍是电信业务收入的主体，因此MSTP平台首先要具有较好的TDM业务传输QoS保证，而传统的SDH传输设备不论从成熟度还是技术适用性来说，都是天然地基于TDM业务的需求，因此从SDH平台上添加一定的数据传送能力也是顺理成章的方案。

从MSTP设备的演进发展趋势来说有下面三种方式：

第一种是传统的早期MSTP，其特点是在SDH平台上利用支路板资源，提供数据业务接口，特点是点到点透传业务，颗粒较大，多为STS-1 VC级联或E1捆绑方式。这种设备仅仅在原SDH传输设备的功能上简单地增加了一些数据业务接口，提供互联带宽，而不具备传统业务提供设备所必须具备的基于端口、时长、流量等灵活计费策略和用户认证等运营能力，只能用于包月制的端口出租、城域企业互联等解决方案。同时，由于SDH本身是一种点到点的面向连接、基于固定时隙分配带宽的资源独占技术体系，在突发带宽需求较多的数据业务场合显得力不从心，只能提供少量的数据业务透传能力，扩展性较差。

第二种是为了解决带宽独占、网络资源利用效率低等缺点，MSTP提出了在SDH平台上内置ATM、IP交换汇聚功能，这时具备了一定的带宽共享、统计复用等功能，利用较少的网络带宽实现多点接入和带宽共享。这种解决方案涉及到多层帧的映射，导致带宽效率较低，开销处理复杂，设备成本较高，对于接入层的规模应用存在一定困难。这种方案适用于以TDM业务为主和少量数据业务的场合，可节省整体投资。从长远来看，特别是数据业务成为网络主导业务类型之后，这种解决方案并不是一种有效的方法。

第三种是在业务提供设备上增加传输组网能力，业务交换与传输组网功能有机统一，能够提供综合业务的传送能力，这种设备形态又称为下一代分组化MSTP设备。这种方案具备较好的宽带业务承载能力和平滑演进能力，可适应从少量宽带用户到近乎全部宽带用户的升级能力，同时能很好地承载占目前运营收入大多数利润来源的TDM业务，保证其业务质量、网络安全和运营维护成本，并可很好地适应未来占主流业务量的宽带业务（如视频业务、网络电视、组播多播等），为这些业务提供必要的可控的足量带宽和运营控制能力，具备向下一代业务的演进能力。考虑到接入网、驻地网的竞争格局，这种设备还必须具备低成本、低功耗和紧凑的结构空间，并保持与业务配置管理的控制信令统一，保持运营支撑平台的统一。

从目前的眼光来看，ATM技术是在接入网中解决宽带综合业务传送承载的一种较好的方案。原因还在于，除了纯IP接入或纯广播节目的分配网之外，一般来说综合接入网应能同时支撑数据、多媒体和语音业务，其中实时业务通常对QoS都非常敏感，因此宽带接入网必须提供QoS保证。另外一个促成ATM技术在接入层大量应用的条件在于，随着大规模ASIC技术的不断成熟和设计能力的提高，基于ATM适配、交换的商用芯片的成本已日益降低。ATM常常被选作支持QoS的宽带接入网从接入节点到网络间的链路层协议，如ADSL、APON、HFC、LMDS均采用了ATM链路层协议。

目前各厂家的业务承载设备在利用ATM技术融合TDM业务的方案主要有两种：

一种方案为融合到SDH，通过IMA接口将分组数据封装成E1后映射到SDH帧中或通过STM-1接口将ATM信元映射到SDH帧中；另外一种方案为融合到ATM，即将E1电路信号仿真成ATM信元。从发展的角度来看，数据业务量将逐渐成为电信业务的主流，利用IMA技术在SDH设备上传送ATM业务的方式可充分利用现有的闲置带宽资源，但其长期发展的扩展性和经济性不如直接在ATM传送设备上仿真E1的方式简单和廉价。

近年来，具备一定ATM交换功能的设备以光纤环方式串接的方式成为接入网发展的一种趋势，ATM交换设备的线路接口为SDH帧，但不使用SDH自动保护倒换字节（K1、K2），而是依靠交换矩阵在外线故障时的重选路由的能力来达到自愈的目的。这种ATM环由于采用了SDH帧，因此也可看作SDH环的一种特例，但它省去了SDH ADM，代之以ATM的VP/VC ADM，使用户侧的接口颗粒更细，由于引入了ATM层，因此带宽动态分配和管理能力较强。这种技术很好地解决了宽带业务的保护、QoS和安全等问题，结合ATM的TDM仿真特性，应该是一种比较符合综合接入组网要求的分组MSTP接入传送技术。

由于技术过于复杂和成本上的原因，ATM始终没有成为端到端业务的解决方案，但由于它能够将不同的服务集中在一个管道中，并提供分类管理，根据对PVC、VP的流量监测建立显式路径，为流量负荷提供不同的连接，消化网络上出现的拥塞点，实现高效传输，因此作为业务种类丰富多样的接入网组网和业务承载技术，越来越得到电信领域专家的关注，特别是在城域网多种业务网络比较成熟、广泛覆盖以及用户驻地网、终端设备多样化的形势下，利用ATM将这些业务适配接入上来，之后分发汇聚到各自归属的城域网的接入网解决思路，是一条值得深入研究和探讨的可行的技术途径。ATM在传输IP业务时存在分帧内部开销稍大的问题，但该问题在接入网并不突出，光通信技术的发展已经为现代通信网带来了大量的廉价原始带宽，如何利用这些带宽向客户提供有服务质量保证的、综合的、差异化的业务才是最令运营商困惑和值得考虑的问题。

此外还有采用全IP方式提供融合的方案，即采用TDMoIP或者VoIP方式在IP网上传送话音和数据业务。从目前的情况来看，采用IP网承载端到端的实时业务，并不是一个很好的选择，因为不论地址问题还是QoS问题、安全问题、管理问题都没有解决好，更严重的是还必须通过两套地址编码方式才能完成通信。宽带IP网要成为未来信息网的基础网必须首先解决好话音传输问题，以及视频等实时业务的服务质量（QoS）问题。

DPT是CISCO公司提出的包优化光传输解决方案，它将IP路由的带宽效率、业务能力与光纤环丰富的带宽和自愈能力结合起来，支持多种业务类型和基于LAN、MAN、WAN的低成本应用。由于DPT采用了专门的方法实现第三层的快速自愈恢复，目前还不是国际标准，只有独家产品支持，因此只能用于可控制的网络内部（如城域网），而不能用于跨自治域的大网，发展前途也不明朗。对于运营的宽带城域网来说，考虑到未来的发展，必须充分考虑网络的开放性。

具体到接入层，考虑到其特有的高度建网成本压力和网络规模较小，同时运营商为了方便管理和降低维护成本，大多采用一家设备商的一体化解决方案，其互通性方面的要求会比城域网或骨干网有所降低。如果类似DPT或者在此基础上发展起来的IEEE802.17，以及正在制定的RPR标准能够解决好成本和TDM实时业务的QoS保障等问题的话，在接入层的建网中也不失为一种可以考虑的方案。

目前，运营商强调追求利润和回报最大化的商业模式，“以市场为导向，以客户为中心，以效益为目标”。除了在骨干网、城域网等领域利用周密的预测和规划等手段来指导建设之外，在接入层的建设中，由于覆盖范围广、投资大、竞争激烈，用户的发展难以预测，因此要求接入设备必须具有很强的适应性，能够根据需求灵活地提供各种业务。在这种情况下，具备多业务传送能力，内置于接入设备中，可实现一体化管理的MSTP是光纤综合接入网组网的理想选择。

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