第三代MSTP的提出及其技術特點

2003年是中國電信業的“城域年”，隨著骨幹網相繼完善，與運營商業務收入休慼相關的都會網路建設成為焦點，建立高效經濟且支援多業務的都會網路已經成為各大運營商的共同目標。上海貝爾阿爾卡特，作為一家提供全系列端到端光網路系統的供應商，在國內率先推出了基於先進的二層MPLS技術和分組環等新技術的第三代MSTP，支援業務端到端Qo S，從而幫助運營商建設電信級的城域公網。

第三代MSTP的提出

MSTP是基於SDH的多業務傳輸平臺，從各廠商商用的MSTP看，除了具有SDH功能外，還具有Ethernet功能和ATM功能。伴隨著電信網路的發展，MSTP的技術也在不斷進步，主要體現在對乙太網業務的處理上，共經歷了從支援乙太網透傳的第一代MSTP、支援二層交換的第二代MSTP和當前支援乙太網業務QoS的第三代MSTP三步。

第一代MSTP 乙太網透傳功能是指將來自乙太網介面的訊號不經過二層交換，直接對映到SDH的虛容器(VC)中，然後透過SDH裝置進行點到點傳送。第一代MSTP的特點在於保證乙太網業務的透明性，包括乙太網MAC幀，VLAN標記等的透明傳送。第一代MSTP的缺點包括：不提供乙太網業務層保護，完全基於SDH提供的物理層保護，需要預留保護頻寬；支援的業務頻寬粒度受限於SDH的虛容器，最小為2 Mbps ；不提供乙太網QoS支援，無法滿足不同業務的差異性應用；不提供多個業務流的統計複用和頻寬共享，頻寬利用率低；只提供物理層上的多使用者隔離，不提供業務層(MAC層)上的多使用者隔離，網路擴充套件能力差。

正是第一代MSTP在支援資料業務時表現的不適應性，第二代MSTP應運而生。

第二代MSTP MSTP乙太網二層交換功能是指在一個或多個使用者乙太網介面與一個或多個獨立的基於SDH虛容器的點對點鏈路之間，實現基於乙太網鏈路層的資料幀交換。第二代MSTP主要在多使用者/業務的頻寬共享和隔離方面進行了一定改善，但是，第二代MSTP的缺點也是明顯的，不提供乙太網QoS支援，只能提供有限的CoS能力；基於STP/RSTP的業務層保護時間太慢，根據網路的規模不同，收斂時間可能要花幾十秒，同SDH的50ms自愈時間相比，乙太網的故障恢復時間太長，不適於傳送語音、影片資料；所提供的業務頻寬粒度受限於VC，一般最小為2Mbps ；VLAN的4096地址空間使其在核心節點的擴充套件能力很受限制，不適合大型城域公網應用；節點處在環上不同位置時，其業務的接入是不公平的；MAC地址的學習/維護以及MAC地址表影響系統性能；基於802.3x的流量控制只是針對點到點鏈路，不能提供端到端的流量控制；多使用者/業務的頻寬共享是對本地介面而言，還不能對整個環業務進行共享。

從第一代MSTP和第二代MSTP的乙太網業務支援上看，不能提供良好QoS支援的一個主要原因是現有的乙太網技術是無連線的，尚沒有足夠QoS處理能力，為了能夠將真正QoS引入乙太網業務，需要在乙太網和SDH/SONET 間引入一箇中間的智慧適配層來處理乙太網業務的QoS要求，第三代MSTP由此產生。

第三代MSTP技術及特點

第三代MSTP的主要技術特徵是引入了中間的智慧適配層(1.5層)、採用GFP高速封裝協議、支援虛級聯和鏈路容量自動調整(LCAS)機制，因此可支援多點到多點的連線、具有可擴充套件性、支援使用者隔離和頻寬共享、支援乙太網業務QoS、SLA增強、阻塞控制，公平接入以及提供業務層環網保護。

在SDH不斷融合資料業務的過程中，針對資料業務突發特徵的各種技術也得到發展，包括GFP和虛級聯/LCAS。G.7041定義的通用封裝規程GFP作為高速的資料封裝協議，與HDLC/LAPS相比有很多優點，目前已被802.17 內定為封裝協議，國內外廠家在新一代MSTP系統中採用GFP也已達成共識。

LCAS定義了一種改變傳送網路中虛級聯訊號頻寬的方法。在確定的虛級聯頻寬下，可以動態地透過網管系統指配業務頻寬。只有各廠商的MSTP均支援標準的GFP和LCAS，不同廠商的MSTP之間的業務層互通才能成為可能，對運營商而言，大規模的建設MSTP網路才會不受限制，在中國電信總部和廣東電信組織的MSTP測試中對於互聯互通方面均提出了明確的需求。

乙太網新業務的QoS要求推動MSTP向第三代發展。從第一代和第二代MSTP的乙太網業務支援上看，不能提供良好QoS支援的一個主要原因是現有乙太網技術是無連線的，尚沒有足夠QoS處理能力，為了能將真正的QoS引入乙太網業務，需要在乙太網和SDH間引入一箇中間的智慧適配層來處理乙太網業務的QoS要求；上海貝爾阿爾卡特在MSTP產品中採用二層MPLS作為智慧適配層，同時使用先進的分組環(Packet Ring)技術實現業務層小於50ms的保護倒換。引入MPLS和分組環的MSTP具有以下優點：

*MSTP 系統可以突破由於傳統乙太網4，096個VLAN地址造成的網路使用者數量的限制，實現有效使用者區分(customer separation)和地址重用，即使在相同的VLAN ID的情況下，仍能夠區分不同使用者的業務流，從而適應電信公網應用。

*實現乙太網多業務等級。MSTP系統不僅支援傳統的Best Effort業務，而且能夠支援保障(Guaranteed)/規整(Regulated)業務。保障頻寬的業務具有嚴格的延時和抖動保障機制，其業務速率恆定，無論在從使用者介面上環或者在經過某個節點時，都會被優先處理，幾乎沒有抖動，延遲也相當小。

*實現乙太網業務公平性接入。MSTP系統克服傳統乙太網在網路發生阻塞時，不能保證業務公平接入的難題，可以在保證業務質量的基礎上根據使用者的最初約定來公平的提供頻寬接入，實現端到端的流量控制。

*實現細微的頻寬顆粒配置。MSTP系統除支援傳統 VC12/VC3/VC4業務基本顆粒外，還可以提供更靈活的頻寬顆粒，實現100kbps的頻寬顆粒，運營商可以為使用者提供更小顆粒頻寬的業務租用。

*提供分組環保護。MSTP系統支援分組環保護，可以在不需要SDH層面保護的情況下實現乙太網分組環小於50ms的業務保護，提高頻寬利用率。

基於現有乙太網介面/構架大量存在且易於使用的情況，越來越多的具有QoS要求的業務將依託乙太網平臺。因此乙太網新業務必將得到飛速發展，在MSTP系統中提供乙太網新業務支援也將是一個必然趨勢。上海貝爾阿爾卡特OMSN系列產品透過嵌入ISA(整合業務介面卡)系列盤，提供融合智慧適配層新技術的第三代MSTP，滿足城域新業務的需求，為運營商提供從邊緣接入到核心的具有QoS保證的都會網路解決方案。

MSTP的市場應用

長期以來，國內建設都會網路絡的思路一直是業務網路和傳輸網路徹底分離，傳輸網路往往只是資料網路的純粹的透明通道，現階段的實際應用是傳輸網路只需要為資料裝置提供相應的資料介面，採用點對點透明傳送的方式。MSTP提供的乙太網業務和ATM業務的交換功能在國內並沒有大規模的被採用。但是，近幾年來，許多歐美電信發達國家的運營商和裝置商紛紛認識到城域乙太網業務的廣闊前景，相關的技術和產品也紛紛的推出，其中包括融合MPLS和分組環技術的第三代MSTP。MSTP不僅為資料網路提供傳輸通道，而且應該提供更加最佳化的組網方案和保證城域乙太網新業務的實施。國際上的技術標準組織和論壇如MEF(城域乙太網論壇)、IETF(網際網路工程工作組)和ITU-T(國際電信聯盟)等對城域乙太網新業務框、 Ethernet Over MPLS以及彈性分組環RPR等新業務和技術進行了標準規範的制定，為MSTP裝置的大規模使用提供了技術依據。

歐美運營商在MSTP的應用上取得的一些經驗可以作為國內MSTP應用的參考。義大利電信採用阿爾卡特的MSTP產品OMSN進行組網，在OMSN中集成了ISA-ATM對網路中的 DSLAM 業務進行匯聚，然後在城域核心節點將 DSLAM 業務傳送給骨幹ATM交換機，透過MSTP提供的ATM的匯聚交換功能，省略了邊緣ATM交換機，減少了ATM核心節點的介面數量，與傳統ATM組網相比節約了20%的建設成本。西班牙電信也採用了阿爾卡特的MSTP的產品進行建設，在OMSN中集成了ISA乙太網解決方案建設城域乙太網，為該網路的使用者提供Voice over IP 、 Video on Demand 、 Fast Internet和Broadcast TV等新業務。第三代MSTP的MPLS和分組環技術為二層業務的保護和乙太網業務的QoS提供了支援。除了以上的運營商外，阿爾卡特還和新加坡電信、義大利的 Fastweb 、瑞典的Gothnet 、巴西的Furnas和馬來西亞電信等國外的運營商在MSTP方面進行合作。

從2002下半年開始，國內的一些先進的運營商紛紛組織進行MSTP測試，為MSTP的大規模使用做準備。上海貝爾阿爾卡特積極地參加國內MSTP的相關交流活動，希望將先進的技術和方案推薦給國內的使用者。相信透過運營商和裝置商的共同努力，適合中國的都會網路新業務會不斷推出，MSTP的應用會掀起高潮。