MSTP在城域网中应用探讨



摘要　在SDH技术的基础上，MSTP（多业务传送平台）吸收了以太网、ATM、MPLS、RPR（弹性分组环）等技术的优点，对业务接口进行了丰富，成为城域网的热点技术。本文主要从应用角度出发，分析了MSTP在承载大客户以太网专线、软交换、3G等业务方面的应用模式，为城域网的进一步发展开拓思路。

1、引言

　　从目前来看，以MSTP（多业务传送平台）为代表的城域传送网技术和以以太网为代表的IP城域网技术成为现阶段的主流技术，并且呈现相互融合的态势。本文主要从MSTP的应用角度出发，分析其在专线、新业务承载等方面与其他技术的差异和竞争，从而为城域网的进一步发展开拓思路。

2、MSTP在城域网的应用现状

　　MSTP吸收了以太网、ATM、MPLS、RPR（弹性分组环）等技术的优点，在SDH技术的基础上，对业务接口进行了丰富，并且在业务接口板增加了以太网、ATM、MPLS、RPR等处理能力，从而成为统一以上业务的多业务传送平台。

　　MSTP技术是分阶段性不断发展的，最早的MSTP设备核心技术主要是GFP、VCAT、LCAS等基于SDH传输层面的功能。2003年下半年中国电信北京研究院对16个厂家的MSTP设备进行了测试，测试结果是10个厂家支持标准的GFP封装并实现了互通，9个厂家实现了VC-12/VC-3/VC-4的VCAT的互通，7个厂家实现了VC-12/VC，3/VC-4的LCAS的互通。GFP、VCAT、LCAS互联互通标志着MSTP发展进入了一个新阶段，意味着以后城域网的建设即使在多厂商SDH环境下，FE、GE也成为透明通道。

　　MSTP技术在随后几年中迅速发展，以太网二层交换、ATM交换、静态MPLS交换、内嵌RPR等功能逐渐完善，新一代的MSTP设备日益成熟。中国电信北京研究院、信息产业部电信传输研究所等单位先后对MSTP设备的以太网功能进行了相关的测试，包括基于VLAN的汇聚、MPLS的互通、MSTP提供跨省以太网专线的测试（EPL/EVPL专线）、MSTP提供跨境以太网专线（EPL专线）的测试等，测试结果表明即使在多厂家的环境下，MSTP也能提供各种类型的以太网专线，并且不仅在城域范围内，甚至可跨长途网和跨国际网。

　　目前，各个主流传输设备厂家，如华为、中兴、烽火、阿尔卡特、爱立信、北电、思科等都能提供成熟商用的MSTP设备。如北京、广州、南京、杭州等大部分中大型城市都已建设了MSTP网络，并且开展了丰富的业务。由于MSTP网络是在SDH网络的基础上，在接入层新增具有MSTP功能的设备，对SDH核心网无需改动，因此从SDH网络过渡到MSTP网络难度不大。目前对于MSTP的应用主要有以下几种：

　　●IP城域网，采用MSTP的GE透传实现路由器之间的互连。

　　●新建小区，采用MSTP的FE透传实现DSLAM到BRAS的互连。

　　●写字楼等大客户的互联网接入专线，采用MSTP的FE透传功能实现客户交换机到IP城域网边缘路由器的互连。

　　●银行等大客户的数据专线，采用MSTP的VLAN汇聚功能实现分支到总部的互连。

　　从以上应用可以看出，MSTP设备已经深入城域网的各个层面，核心层层面承载了路由器的互连，汇聚层承载了DSLAM到BRAS的互连，接入层承载了大客户的互联网接入和数据专线。但是，MSTP的许多功能并没有得到充分利用，如MSTP二层交换功能、内嵌RPR功能、MPLS功能等。除了个别由于设备功能限制以外，主要是由于以下几个原因：

　　●专线目标客户不明确，MSTP提供的以太网专线和其他多种专线技术不能区分，商业模式不清晰。

　　●承载新业务方案不明确，对于NGN、3G等业务没有成熟的组网方案。

　　●运维体制不明确，传统的传输和数据专业分开维护，对于MSTP提供城域网业务没有维护经验。

　　因此，有必要对MSTP在具有多种业务传送要求的城域网中的应用模式进行深入讨论。

3、MSTP应用模式分析

　　3.1　MSTP专线业务的竞争分析

　　MSTP在城域网中的一个重要功能就是提供专线服务，包括互联网接入专线和企业互连专线。其竞争业务主要有：（1）传统的DDN、FR等低速专线；（2）传统的E1、E3、STM，1等数字专线；（3）ATM专线；（4）新兴的MPLS VPN等。各类专线的对比分析见表1。

表1　各类专线的对比分析



　　对于第一类、第二类专线，如果客户侧接口是DDN、FR专用的低速接口，可以利用MSTP设备提供此类接口，做成DDN、FR、N×64 kbit/s仿真业务。如果客户侧接口是FE接口，MSTP设备提供数据接口，直接和客户的交换机/路由器对接，替代以前的PDH设备和协议转换器。目前，应用最广的是MSTP提供2-100 Mbit/s的点到点以太网透传专线（EPL），代替固定速率的PDH/SDH专线，并且利用LCAS实现业务带宽的动态调整和平滑升级。图1显示了MSTP提供大客户专线的组网模式。



图1　MSTP提供大客户专线组网模式

　　对于第三、第四类专线，MSTP和ATM、MPLS VPN在技术上各有特点。

　　●MSTP的特点是接口丰富，有严格的带宽保证和安全隔离，可以组简单的二层网络，具有50 ms的网络自愈性。缺点是配置复杂，没有路由功能，互通性差，二层处理能力受限。

　　●ATM的特点是综合了电路交换和分组交换的优点，能灵活地分配带宽，但是设备昂贵。

　　●MPLS VPN的特点是二、三层处理功能强大，配置简单，互通性好，缺点是没有严格的带宽保证和安全隔离，网络自愈时间长。

　　因此三者在应用中，目标客户各有侧重。MSTP主要为对业务连续性和网络安全性要求高，有一定支付能力的客户提供专网服务，如政府、银行、税务、大型企业等，可以充分发挥其多业务能力，实现视频会议、信息共享、内部VoIP等业务。同时可以共享一个互联网出口，减少分开接入互联网的专线成本，真正实现无地域限制的虚拟局域网。图2给出了MSTP提供虚拟局域网的组网模式。



图2　MSTP提供虚拟局域网组网模式

　　3.2　MSTP作为IP新业务的承载网方案

　　MSTP作为新业务的承载网，对于NGN、3G等业务均可以承载。以NGN为例，MSTP对AG上行的承载主要有以太网汇聚的方式和MSTP内嵌RPR环网的方式，如图3所示。



图3　MSTP承载NGN业务组网

　　前者各AG上行的FE/GE业务将承载在MSTP的不同VC通道，独占带宽，可以保证各类业务的QoS和安全，在核心节点处通过GE汇聚进入到骨干路由器。后者利用MSTP的部分VC开通RPR环网，RPR技术提供QoS，支持公平算法和业务优先级。这两种方式都可以利用LCAS对业务带宽进行平滑调整，满足业务发展的需求。同时，MSTP网络还提供了其他业务的接入，网络利用率进一步提高。在具体的组网中，应根据网络情况进行选择。如果若干个AG可以接入一个MSTP环网，则MSTP内嵌RPR方案是最优方案。如果若干个AG接入到不同的MSTP环网或者MSTP设备没有条件组环，则通过汇聚型的MSTP以太网专线的方式接入到骨干路由器，这是一种比较灵活的方案。

　　3G的NodeB到RNC之间的传输和NGN中AG上连的传输方式一样，只不过Node B提供的传输接口为IMA 2 Mbit/s或者STM-1（ATM），MSTP则提供E1/STM-1等速率的ATM透传电路和VP Ring 2种方案，2种方案的考虑和NGN中组网的考虑一致。

4、MSTP和以太网的比较

　　尽管MSTP具有了以太网、ATM等二层的处理能力，但是必须看到：

　　●MSTP是一种以电路交换为主的承载网络，目前对于数据帧的处理还只是在接口板上，必须经过GFP封装进入SDH的帧，然后进行传送，因此处理能力有限，效率不高。

　　●即使是采用了以太网环网或者RPR环网技术，所有端口的业务可以共享环网带宽，但是带宽的增长必然受到SDH环网带宽的限制，统计复用能力有限。至今为止，MSTP内嵌RPR的技术在城域网中还没有得到应用。

　　●MPLS是MSTP向前发展的一个方向，但是目前MSTP设备中MPLS作用仅限于提供VLAN之外的第二层标签，目的是进行业务隔离。真正能和路由器互通的MPLS功能并没有在MSTP设备上实现。

　　●相比之下，以太网的数据处理能力强大，带宽调整灵活，可以通过增加板卡和光纤连接迅速扩容，统计复用的效率高，某些交换机具备了三层功能，可以和路由器联合组网，缺点是QoS问题一直没有很好的解决方案。

5、结语

　　目前，还没有一种网络技术可以真正解决带宽突发性和QoS的问题，MSTP和以太网都在寻找各自的解决方案，MSTP的立足点还是有TDM要求的多业务接入，有一定的数据处理能力，作为过渡方案可以承载目前的NGN和3G业务，但是在NGN和3G完全IP化以后，MSTP将逐渐退出城域IP承载网，从而成为完全为大客户提供专线的业务网络。以太网、MPLS或者其他新的传送技术将会担负起承载IP的重任，通过和CWDM/DWDM结合，构建新一代的城域IP传送网络。