光纤通信新技术.docx
- 文档编号:3806052
- 上传时间:2022-11-25
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:50.73KB
光纤通信新技术.docx
《光纤通信新技术.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光纤通信新技术.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
光纤通信新技术
重庆邮电大学研究生堂下考试答卷
考试科目光纤通信新技术
姓名
年级
专业
年月日
目录
摘要及关键词1
1引言1
2MSTP技术概况2
2.1SDH原理2
2.2MSTP的概念3
2.3MSTP技术的发展与现状4
2.4MSTP技术的核心5
2.5MSTP技术特点6
3MSTP城域网技术的应用7
4对MSTP城域网技术的总体看法8
5结论9
参考文献10
MSTP城域网技术的分析
摘要:
城域传送网建设技术目前正处于百家争鸣时期,各种主流技术层出不穷,而MSTP技术是该领域中的重大突破,是一种基于传统SDH技术,同时实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送功能,并且提供统一网管的多业务节点的城域网传送技术。
采用MSTP技术能保护现有网络投资,整个网络的改动性不大,并能完全满足未来几年内多业务对城域网的需求,使建设、运行、维护成本大大降低。
本文主要介绍了MSTP技术的原理、历史发展、核心技术以及现阶段的应用情况。
关键词:
MSTP;城域网;SDH
AnalysicofMSTPMANTechnology
Abstract:
AtpresenttheMANtransmissiontechnologiesareevolvingandnospecificonehasyetgotthedominance,however,MSTPhasshownbreakthroughinthefield,basedonSDH,MSTPcanrealizemulti-servicessuchastheaccessing,processingandtransmittingofTDM,ADMandMSTPcansafeguardthecurrentnetworksysteminvestmentduetoitssmallestmodificationtoitandsatisfytheremandsofmulti-servicesinthecomingyears,thusitlargelyreducesthecostofnetworkconstruction,operationandmaintenance.ThispaperdescribestheapplicationoftheprincipleofMSTPtechnology,historicaldevelopment,thecoretechnologyandatthisstage.
Keywords:
MSTP;MetropolitanAeaNetwork;SDH
1引言
随着网络建设与投资逐渐从长途网转向城域网与接人网,以及市场竞争格局的开放和形成,城域网成为新的建设与竞争的焦点。
由于数据业务特别是企业的高速上网及企业间的互连业务逐渐形成了新的业务增长点,原有的面向TDM业务的SDH解决方案已不能满足市场竞争和发展需求,因此,建立高效经济的支持多业务的城域网已经成为各运营公司的共同目标,城域网在整个电信网的作用也越来越重要,面向的不仅是普通用户,更要考虑大客户和企业用户等。
基于同步数字体系(SDH)的多业务传送平台(MSTP)是指基于SDH平台,实现TDM、ATM及以太网业务的接入处理和传送,并提供统一网管的多业务综合传送设备。
MSTP设备是传统SDH设备的延续和发扬,它的出现延长了SDH的寿命
。
MSTP已有较成熟的产品,能在单一传送平台上对TDM、ATM及以太网业务进行统一处理和管理,但MSTP技术仍需要不断发展和完善。
随着通用成帧规程(GFP)、虚级联(VCat)、链路容量调整(LCAS)、弹性分组环(RPR)、多协议标签交换(MPLS)、自动交换光网络(ASON)等技术的国际标准相继推出,新一代MSTP设备将逐步采用这些核心技术,面对新时期城域网TP业务大量兴起,MSTP逐步从简单透传、汇聚、共享开发展到带宽管理,提供面向数据优化的传送能力。
新一代MSTP技术还处在不断发展和完善之中,如何有效地应用MSTP所提供的数据业务处理能力,并和城域数据网络有机结合,这也成为电信业内正在深入探讨的一个热点。
2MSTP技术概况
2.1SDH原理
SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N(SynchronousTransport,N=1,4,16,64),最基本的模块为STM-1,四个STM-1同步复用构成STM-4,16个STM-1或四个STM-4同步复用构成STM-16;SDH采用块状的帧结构来承载信息,每帧由纵向9行和横向270×N列字节组成,每个字节含8bit,整个帧结构分成段开销(SectionOverHead,SOH)区、STM-N净负荷区和管理单元指针(AUPTR)区三个区域,其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送,它又分为再生段开销(Rege nerator Section OverHead,RSOH)和复用段开销(Multiplex Section OverHead,MSOH);净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节;管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。
SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输,每帧传输时间为125μs,每秒传输1/125×1000000帧,对STM-1而言每帧字节为
8bit×(9×270×1)=19440bit(1-1),
则STM-1的传输速率为
19440×8000=155.520Mbit/s(1-2);
而STM-4的传输速率为
4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s(1-3);
STM-16的传输速率为
16×155.520(或4×622.080)=2488.320Mbit/s(1-4)。
SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤:
映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器(C),再加入通道开销(POH)形成虚容器(VC)的过程,帧相位发生偏差称为帧偏移;定位即是将帧偏移信息收进支路单元(TU)或管理单元(AU)的过程,它通过支路单元指针(TU PTR)或管理单元指针(AU PTR)的功能来实现;复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。
2.2MSTP的概念
基于SDH的多业务传送平台(MSTP, Multi-ServiceTransfer Platform)是对传统的SDH设备进行改进,在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接人、汇聚和传输能力,是目前城域传送网最主要的实现方式之一。
MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器(DXC)、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备一即基于SDH技术的多业务传送平台(MSTP),进行统一控制和管理。
MSTP是由SDH传输技术发展而来的一种多业务接人技术,它基于SDH平台实现了TDM,ATM和以太网等多种业务的接人、处理和传送。
MSTP在链路层仍采用SDH标准,因此可以与各种SDH设备实现良好互通,并在SDH上实现TDM(2M)和ATM(STM-1)业务的承载,在以太网业务层面也可以实现多厂家GFP封装、虚级联、LCAS等标准的互通
。
MSTP不但能够完成传统TDM业务的传送,而且能够接人ATM、以太网等分组业务,实现二层的桥接和交换功能,完成数据业务的接人和传送。
由于ATM本身的发展限制,对于ATM的业务承载,普遍的方案是仅仅做了简单的ATM信元的处理,提供ATM统计复用,支持VP/PVC的业务颗粒交换,并不涉及复杂的ATM信令交换,这样有利于降低成本。
有些厂家采用贝尔实验室提出的VP-Ring(定义于I.630GR-2837)进行VP-RING的组网和保护。
承载以太网业务是MSTP的主要应用之一,可满足对上层业务的透明性,映射封装可满足以太网业务的弹性需求。
可选择采用或者不采用二层交换功能。
二层交换功能应当支持STP、VLAN、流控、地址学习、组播等功能。
MSTP是对SDH的增强,在多业务处理能力上有了很大的突破。
图2-1是MSTP基本的原理框图。
由图中可以看出,MSTP的关键就是在传统的SDH上增加了ATM和以太网的承载功能,其余部分的功能模型没有改变。
图2-1隐私泄露的不同程度
2.3MSTP技术的发展与现状
从概念提出至今,MSTP经历了一个快速的发展过程:
第一代MSTP出现在2000年前,主要是采用ML-PPP来进行数据封装,提供的物理接口主要是FE和POS;第二代MSTP出现于2001年和2002年之间,标准趋于统一,出现了PPP/LAPS/GFP等多种以太网帧/ATM信元 over SDH映射方式以及连续级联和虚级联方式,增加了二层交换的功能,支持了丰富的接口,包含POS、FE、GE、ATM155/622M等;第三代MSTP称为 Dynamic MSTP阶段,出现在2002~2003年,主要是在骨干环路上融入RPR技术以支持数据业务,用户接口方面基本没有太大的变化;第四代MSTP成为Intelligent MSTP阶段,将在2004年后出现,那时可以达到真正的ASON,实现VC-4/3/12-NC/V电路的自动路由配置、网络拓扑发现、自动邻居发现、电路租赁、带宽分配等智能化的城域传输业务。
目前MSTP主要处于第二代,部分厂家提供支持RPR功能支持数据业务的第三代产品。
中国通信标准协会于2002年发布了关于MSTP的行业标准,《基于SDH的多业务传送节点的技术要求》,编号:
YD/T 1238-2002。
同时,中国通信标准协会还制订了《基于SDH的多业务传送平台的测试方法》,以便在对厂家设备的入网验证,为多厂家互通性测试方面提供一个行业标准。
MSTP在支持TDM业务方面和传统SDH是一样的,目前可以支持点到点透传、多点汇聚、环路带宽共享。
对于点到点透传,MSTP支持VC12、VC3、VC4级别带宽配置,GE采用VC3/VC4映射,FE采用VC3/VC12映射,同时还对GE/FE提供流量控制。
这种方式主要面向企业专线互联。
对于多点汇聚,中心节点内置二层交换功能,支持IEEE802.1Q/1P、IEEE802.1d、IEEE802.3x、MAC地址学习功能等,支持VC12、VC3、VC4级别带宽配置,主要应用在Internet接入或企业专线接入。
对于环路带宽共享,链路容量调整机制(LCAS:
Link Capacity Adjustment Scheme)支持VC12、VC3、VC4级别带宽动态配置,并在二层交换中支持FSTP、802.1Q/1P。
可以提供给普通用户进行Internet访问,具有充分利用带宽资源和数据业务保护功能。
2.4MSTP技术的核心
MSTP技术的发展主要体现在对以太网业务的支持上,从最开始的支持以太网点到点透传,到支持以太网二层交换,到支持以太网QoS的MSTP,到新一代的MSTP,引人了虚级联、链路容量调整机制、通用成帧规程、和多标签协议等。
(1)封装协议。
MSTP在承载和传送以太网业务时首先要对以太网信号通过某种协议进行封装。
封装协议可以有很多方式,最常用的有PPP,LAPS,GFP以及一些设备厂商的专有封装机制
。
PPP协议为点到点协议,它是利用HDLC(高速数据链路控制)协议来组帧,分组/包组成的HDLG帧利用字节同步方式映射人SDH的VC虚容器中。
LAPS为链路接人协议,主要用于SDH链路承载以太帧,它与HDLC十分相似。
GFP为通用帧协议,是在ITU-T 6.704标准中定义的一种链路层标准,这种方式可以承载所有的数据业务,是一种可以透明地将各种数据信号封装进现有网络的开放的通用的标准信号适配映射技术,它可以替代众多不同的映射方法,有利于各厂商设备之间的互联互通。
(2)虚级联。
MSTP设备支持以太网业务在网络中的带宽可配t,这是通过VC级联的方式来实现的,也就是利用多个VC容器组成一个更大的容器。
SDH中VC的级联分为连续级联和虚级联两种。
连续级联就是用来承载以太网业务的各个VC在SDH的帧结构中是连续的,公用相同的开销。
如果用来承载以太网业务的各个VC在SDH的帧结构中是独立的,其位t可以灵活处理,那么这种情况称为虚级联。
通过虚级联技术可以实现对以太网业务带宽和SDH虚容器之间的速率适配,可以将VC-12到VC-4等不同速率的小容器进行组合利用,能够做到很小颗粒的带宽调节,实现了有效的提供合适大小的信道给以太网业务,实现了带宽的动态调整,它比连续级联更好地利用SDH的链路带宽,提高了传送效率,避免了带宽的浪费。
(3)链路容量调整机制(LCAS)。
LCAS是一种可以在不中断业务的情况下动态调整虚级联个数的功能,它可以灵活地改变虚级联信号的带宽以自动适应业务流量的变化,特别适用于以太网业务带宽动态变化的要求,它和虚级联是衡量MSTP带宽是否有效利用的重要指标。
LCAS可以将有效净负荷自动映射到可用的VC上,避免了复杂的人工电路交叉连接配置,提高了带宽指配速度,对业务无损伤,而且在系统出现故障时,可以自动动态调整系统带宽,无须人工介入,在一个或几个VC通路出现故障时,数据传输也能够保持正常。
因此,LCAS为MSTP提供了端到端的动态带宽调整机制,可以在保证QOS的前提下显著提高网络利用率。
(4)多标签转换协议(MPLS)。
MPLS将第三层技术(如IP路由等)与第二层技术(如ATM,帧中继等)有机地结合起来,从而使得在同一个网络上既能提供点到点传送,也可以提供多点传送;既能提供原来以太网的服务,又能提供具有很高QoS要求的实时交换服务。
简单的讲,MPIS技术就是使用标签对上层数据进行统一封装,从而实现了用SDH承载不同类型的数据包
。
基于MPIS的MSTP设备不但能够实现端到端的流量控制,而且还具有公平的接入机制与合理的带宽动态分配机制,能够提供独特的端到端业务QoS功能。
通过嵌人二层MPLS技术,允许不同的用户使用同样的VLAN ID,从根本上解决了VLAN地址空间的限制。
另外,由于MPLS中采用标签机制,路由的计算可以基于以太网拓扑,大大减少了路由设备的数t和复杂度,从整体上优化了以太网数据在MSTP中的传输效率,达到了网络资源的最优化配置和最优化使用。
2.5MSTP技术特点
(1)继承了SDH的诸多优点
如良好的网络保护倒换性能、对TDM业务较好的支持能力等。
(2)支持多种物理接口
由于MSTP设备负责业务的接入、汇聚和传输,所以MSTP必须支持多种物理接口,从而支持多种业务的接入和处理。
常见的接口类型有:
TDM接口(T1/E1、T3/E3)、SDH接口(OC-N/STM-M)、以太网接口(10/100BaseT、GE)、POS接口。
(3)支持多种协议
MSTP对多业务的支持要求其必须具有对多种协议的支持能力,通过对多种协议的支持来增强网络边缘的智能性;通过对不同业务的聚合、交换或路由来提供对不同类型传输流的分离。
(4)支持多种光纤传输
MSTP根据在网络中位置的不同有着多种不同的信号类型,当MSTP位于核心骨干网时,信号类型最低为OC-48并可以扩展到OC-192和密集波分复用(DWDM);当MSTP位于边缘接入和汇聚层时,信号类型从OC-3/OC-12开始并可以在将来扩展至支持DWDM的OC-48。
(5)提供集成的数字交叉连接交换
MSTP可以在网络边缘完成大部分交叉连接功能,从而节省传输带宽以及省去核心层中昂贵的数字交叉连接系统端口。
(6)支持动态带宽分配
由于MSTP支持G.7070中定义的级联和虚级联功能,可以对带宽进行灵活地分配,带宽可分配粒度为2MB,一些厂家通过自己的协议可以把带宽分配粒度调整为576kbit/s,即可以实现对SDH帧中列级别上的带宽分配;通过对G.7042中定义的LCAS的支持可以实现对链路带宽的动态配置和调整。
(7)链路的高效建立能力
面对城域网用户不断提高的即时带宽要求和IP业务流量的增加,要求MSTP能够提供高效的链路配置、维护和管理能力。
(8)协议和接口的分离
一些MSTP产品把协议处理与物理接口分离开,可以提供“到任务端口的任何协议”的功能,这增加了在使用给定端口集合时的灵活性和扩展性。
(9)提供综合网络管理功能
MSTP提供对不同协议层的综合管理,便于网络的维护和管理。
3MSTP城域网技术的应用
MSTP技术适合应用于城域传输网的汇聚层和接入层,能够实现各类业务网在汇聚层和接入层的“合网建设”。
对于汇聚层,现一般采用大容量、多光口的STM-16 MSTP设备,同时配置支持二层交换的FE/GE业务接口板;对于接入层,采用STM-4或STM-1MSTP设备来解决多业务的接入。
目前,MSTP设备已趋于成熟,利用MSTP组建的城域传输网具有的ATM和以太网处理能力,可以方便的承载网络中现有TDM、IP、ATM等业务或直接面向用户提供业务。
具体而言,MSTP将主要应用于以下几种场合:
(1)承载DSL宽带接入网 目前国内ADSL宽带接入用户数量越来越多,在一些城市ADSL DSLAM上行仍采用ATM接口,但ATM网络容量已经不能满足ADSL业务的进一步发展,而扩容和新建ATM网络成本高,且不可避免的面临技术和设备支撑不足的风险
。
对于以太网上行的ADSL接入网,DSLAM到BRAS之间的汇聚网络主要承载于IP城域网的接入层,而大多数IP城域网接入层采用较低端的以太网交换机组建,无法在接入段保证传输的QoS和LAN接入用户共同处于一个较大的广播域内,容易受到病毒的攻击,安全性低。
采用MSTP提供的以太网/ATM业务接入和处理功能,对ADSL DSLAM上行业务进行以太网/ATM业务汇聚和收敛后可传送到 BRAS,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GE、ATM端口占用。
(2)提供高等级以太网专线/VPN业务 MSTP网络除了可以直接提供El等TDM专线以外,还可以利用以太网为用户提供高等级的数据专线业务。
与传统的IP网络数据专线相比而言,MSTP网络提供的数据专线具有严格的带宽保证,而且专线带宽可以利用LCAS机制实现以2M甚至更小的颗粒在线调整。
在多条透明传输以太网专线的基础上,在与用户中心点相连的MSTP设备上。
根据用户实际需求,利用MSTP设备的以太网汇聚能力,实现来自多个分支机构的数据业务的带宽收敛和端口汇聚,为大客户提供专用高等级以太网VPN业务。
(3)承载3G无线接入网MSTP用于实现3G网的传输承载要分别满足3G核心网和无线接入网的传输要求。
对于3G核心网,RNC至MSC/SGSN的链路带宽比较饱和,MSTP网络只需提供ATM155M业务的透明传输;而对于无线接入网,在传输过程中则需要业务汇聚和收敛,MSTP需提供ATM业务汇聚。
4对MSTP城域网技术的总体看法
城域传送技术将出现二个发展趋向:
第一,是城域智能光网络(ION)技术,它赋予光网络更多的智能性,使光层直接完成各种业务颗粒的传送、转接和交换处理。
这是目前的热门课题,由于涉及的面较广,标准化程度还不高,现在正处于积极探讨之中。
另外,由于ASON/ION的经济效率要以全网为基础,即只有网络内的大部分节点已经智能化了,且业务能及时、最大限度地被吸纳时,才能发挥出它的效率。
为此,不仅投资大,而且从竞争角度看,运营商应首先考虑高效吸收业务量,所以ION还是一种较为远期的事情;对于目前急需解决的多业务传送问题,可谓“远水解不了近渴”。
第二个趋向是基于SDH/SONET的多业务传送平台(MSTP),MSTP又是MSPP+MSAP+MSSP的统称。
总的来讲,汇聚层采用MSPP(多业务处理平台),MSPP基于SDH/SONET的弹性分组传送,与第二代MSTP没有本质的差别;接入层采用MSAP(综合接入平台),它将与多样化的接入手段结合;在核心层主要采用MSSP(综合交换平台),并且MSTP由核心层开始,逐步与智能光网实现最终的结合。
因此,基于SDH/SONET物理层的MSTP将成为海纳百川的整体传送网络体系。
我们认为根据目前国内传输网络的现状,基于SDH/SONET的多业务传送平台MSTP能够在众多城域传送技术中成为主流应用,理由是:
(1)MSTP能够最有效地提供TDM和分组数据业务的综合传输。
现在网内大量数据业务实际上以TDM专线形式传送,MSTP基于SDH/SONET的特性能很好地满足这种需求。
(2)SDH经过约15年的发展,已经得到了极其广泛和成功的应用。
SDH强大的组网能力和成熟的网元技术和网络管理技术等优点都被MSTP继承下来了。
(3)在承载多业务接口方面,MSTP有得天独厚的优势。
由于继承了SDH/SONET的技术,它对于传统的SDH、PDH接口可以轻易地做到无缝接入;而对于其他接口,随着技术的不断革新,多种传输业务在同一MSTP平台上完成已经成为可能。
(4)在对业务带宽的调度和保障方面,目前MSTP能够发挥极大的灵活性。
基于SDH的MSTP可以灵活配置各类业务所占带宽比例。
如:
可以按照0~100%的比率,细微地调整TDM业务、IP业务、ATM业务所需的带宽,为运营商处理大部分的在整体带宽中业务如何占有的情况提供了很大的灵活性;避开CES(电路仿真)的技术难点,可以和所有现有的纯TDM/IP/ATM设备互联;形成SDH电信级保护和ATM、Ethernet层保护的互补,SDH采用MS-SPRING,SNCP,MSP等保护方式,ATM采用基于统计复用的VP-Ring保护方式,Ethernet采用SpanningTree或MPLS等方式。
(5)在向下一代网络(NGN)演进的过程中,MSTP也将扮演举足轻重的角色。
与过去的以语音为核心的网络不同,下一代网络将是以数据为核心的多用途融合网络。
虽然当前MSTP并不能完全代替路由器,但在一定程度可以简化路由器要求,例如PoS接口改为GE/FE接口;二层汇聚功能和VLANTrunk功能可以减少路由器的接口数量。
随着技术和需求的发展,更多的数据功能、以及WDM和RPR的技术优点会被集成到MSTP设备中。
综上所述,MSTP将会使传输网络实现从电路业务向数据业务的顺利过渡。
相比于其他的城域网传送技术,MSTP技术成熟,兼容性好,可靠性高,成本适中,优势明显,在今后相当长一段时间内可以满足网络特别是城域网的需求。
我们有充分的理由相信,MSTP的发展前景十分广阔。
5结论
本文共分为四个部分,第一部分通过介绍城域网的发展状况,引出了MSTP在城域网中的重要性;第二部分介绍了MSTP技术的原理、历史发展、核心技术以及技术特点;第三部分详细分析了MSTP城域网技术的应用;第四部分重点论述了对MSTP城域网技术的总体看法。
MSTP作为一个新兴的、还在不断发展的技术体系,它的应用需要兼顾到原有网络的利用及今后的新技术兼容。
在进行MSTP网络规划时,应该注意以下问题:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光纤通信 新技术