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多厂家MSTP设备互联互通的关键技术
浏览: 发布日期:2018-03-06 10:39:48
基于SDH的多业务传送节点(MSTP)是指基于SDH平台,同时实现TDM业务、ATM业务、以太网业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。   MSTP已经成为建设以城域网为代表的多业务传送网的首选技术,它具有将分组数据业务高效地映射到SDH虚容器的能力,并可以采用SDH物理层保护使承载的数据业务和TDM业务一样具有高可靠性,其良好的多业务拓展能力、业务服务质量保证(QoS)已充分得到运营商的认可。   众所周知,不同厂家设备的互通性是规划电信网络中的关键因素,同时也是决定一项新技术能否大规模应用的关键因素。由于城域网的各传送子网通常由不同厂商的MSTP设备组网,因此在传送跨子网的数据业务时,会遇到不同厂家MSTP设备互通的技术需求。如果不能有效解决不同厂家MSTP设备协议层的互通问题,则只能将业务分别终结为标准的接口,再进行落地转接。这种方式不仅带来不必要的成本开销,同时也增加了网络管理的复杂性,限制了网络的优化和发展。如果不同厂商的MSTP设备能够互通,则分组数据业务映射到SDH虚容器后,不仅可以直接跨越不同厂家的SDH网络,而且可以在不同厂家的设备上直接落地,这将大大简化网络规划,促进端到端业务的开展和网络维护效率的提高,极大地推动MSTP设备在多业务传送网上的大规模应用,推动城域网的建设。   MSTP互联互通主要涉及SDH、ATM over SDH和Ethernet over SDH等3个技术层面。SDH和ATM over SDH技术十分成熟,互通的主要问题已经解决。Ethernet over SDH(EOS)技术较新,不同厂家对行业标准的理解和实现程度不同,曾经导致一段时间内不同厂家的设备不能在EOS协议层实现互通。   中兴通讯是国家MSTP行业标准的主要起草单位之一。开发的ZXMP系列城域光网络产品均支持有关国际和国家行业标准,在以太网封装映射协议方面支持VC-12、VC-3和VC-4虚级联(VCAT)、链路动态带宽调整协议(LCAS)和通用成帧协议(GFP),并具备强大的L2交换功能实现带宽的共享、端口汇聚和以太环网。近期在中国电信北京研究院以及广东电信科学研究院组织的MSTP测试中,中兴ZXMP城域网系列产品取得优异的测试成绩,并在互联互通上取得了重大突破,与华为、光桥、阿尔卡特、UT、烽火、NEC、东方通信和Tellabs等多个国内外厂家实现了VC-12、VC-4虚级联上LCAS和GFP的互通,成为互通数量最多的厂商之一。   MSTP设备EOS互联互通关键的因素为:映射颗粒一致、映射方式一致和封装协议一致。涉及的关键技术为虚级联、LACS链路容量调整策略和数据封装。   一 虚级联   SDH提供的虚容器类型十分有限、难以满足分组数据业务对带宽的需求。级联技术通过物理或逻辑的方式捆绑多个虚容器来提供各种不同规格的带宽,能够很好地解决以上问题。例如VC-12-5v为5个VC-12的虚级联,可以提供10Mbps的带宽。   级联分为连续级联和虚级联两种类型。连续级联采用物理方式捆绑虚容器,而虚级联采用逻辑方式捆绑虚容器。两种级联方式的效率是相同的,与连续级联相比较,虚级联有以下优点:   1. 转送路径上只需要源和宿两点具备虚级联处理功能即可,中间节点不需要具有级联处理功能,这十分有助于提高组网的灵活性和在不具有级联功能的网络上开展EOS业务。   2. 虚级联组内每个成员可以独立传送,支持多路径传送方式,可以更好地利用网络的带宽资源。可以使用LCAS协议,动态调整虚级联内的成员数目,并避免个别成员失效后业务的完全中断。   基于上述优点,虚级联已经成为MSTP设备的一个重要特征,是目前MSTP设备区别于纯数据设备的一个重要标识。在映射颗粒方面,不同带宽的业务对映射颗粒的要求是不同的。10M/100M 以太网业务的映射颗粒一般选择为VC-12,通过VC-12-Xv可以满足大范围内的带宽需求,在VC-12-46v时可以提供100M以太网的线速传送。1000M以太网业务的映射颗粒一般选择为VC-4,通过VC-4-Xv可以满足一定范围内的带宽需求,在VC-4-7v时可以提供1000M 以太网的线速传送。   二 LCAS链路容量调整策略   LCAS是ITUT G.7042行业标准中提出的一种基于虚级联的可以动态改变传送网中虚级联组(VCG)带宽的协议。对于高阶虚级联和低阶虚级联,LCAS分别利用了VC4通道开销的H4字节和VC12通道开销的K4字节传送控制帧。控制帧中包括源到宿和宿到源两个方向的用于特定功能的信息,通过控制帧LCAS可以实现源和宿VCG带宽的变化同步。LCAS协议包括动态增加VCG成员、动态减少VCG成员和成员失效后的VCG动态调整等3种操作。   LCAS协议使SDH网络更加健壮,当虚级联组(VCG)中的一个或多个成员出现失效时,通过自动去掉失效成员并降低VCG的带宽,避免业务中断。当网络故障排除后,自动加入原失效成员恢复VCG的带宽。这一过程远快于手动配置,并且可以在VCG成员恢复时做到无损伤,从而大大加强了对业务的保护能力。   LCAS协议动态调整VCG带宽的功能可以由源端单向发起,无需要在网管系统进行复杂的电路配置,大大提高了网管的配置速度,能够为客户提供更为灵活的服务,例如可以满足客户不同时段的不同带宽需求。在增加和减少带宽时LCAS协议可以做到对业务无损伤,从而保证业务的服务质量。   MSTP的LCAS互联互通的成功标志着设备厂家对MSTP技术的开发能力上了一个新台阶,可以预见,它将极大地推动城域网建设的发展和MSTP设备的规模应用。   三 数据封装协议   封装是指将各种分组数据适配到配置的SDH VCG速率的处理过程。MSTP国家行业标准定义了PPP、LAPS和GFP等三种封装协议,没有定义默认项。各个厂家在开发设备时实际多选择一种或两种,封装协议的不一致曾是导致MSTP不能互通的一个原因。   PPP和LAPS封装以0x7e码作为定界标示和速率适配的填充码型,对分组数据内的0x7e、0x7d码需要进行码型变换,0x7e? 0x7d,5e;0x7d?0x7d,5d,因此封装效率与分组数据内容有关。相对于PPP、LAPS,GFP采用PDU长度和HEC校验实现帧定界、通过空闲帧实现速率适配,具有封装效率高、与净荷内容无关的特性。另外GFP还提供各种扰码和纠错机制,最大程度地抑制了伪数据帧的出现。因此GFP的标准化程度比PPP、LAPS更高些,目前已成为分组数据映射到SDH/OTN的标准方式。采用GFP封装更有利于各厂家的互通,本次中国电信MSTP互通测试对GFP映射细节进行了规范,以实现不同厂家MSTP封装方式的互通。   按照MSTP的技术发展趋势,我们有理由相信GFP、虚级联和LCAS一起将形成一个成熟完善的Ethernet Over SDH的方案,大大推动MSTP城域网的建设和互联互通。