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1、1 MSTP MSTP 技术新发展与技术新发展与3 3G G传输传输 张成良张成良Tel: 010-66001434 Fax:010-66001396E-mail : 中国电信集团北京研究院中国电信集团北京研究院Welcome2 作者简介张成良作者简介张成良中国电信集团北京研究院技术部主任，国内通信标准协会传送网组组长 曾主持制定国内通信行业标准“光波分复用系统总体技术要求”负责承担863重大项目中国高速信息示范网光网络性能测试 ，该项目获2002年国家科技进步二等奖 长期参与各运营公司的光传送网建设，具有丰富的主持大型网络设备测试和评估的经验在国内外刊物发表文章 50多篇。3 内容提要内容提
2、要变化中的城域网业务MSTP 的演进几种MSTP 的特点内嵌MPLS 功能MSTP 的发展3G 系统对传输的要求小结4 光通信发展的挑战光通信发展的挑战系统容量需求问题已经基本解决需要新的推动力全光处理的前景目前不被看好下一代光网络主要围绕着两个方向 ASON 是一个重要方向，引入控制层面 多业务节点是又一个方向传输设备突破传统传输节点的概念，引入了业务节点功能，可以组织VPNMSTP 出现延长了SDH 寿命，是“光发展低潮”的亮点5 多业务节点概念多业务节点概念多业务节点的概念是从城域网演化过来的，将来有可能应用在长途网上，目前主要有两种形式一种内核基于SDH多业务节点设备，附加了一些其他功
3、能（ATM/IP），有人称之为新型SDH或者MSTPRPR也被认为重要的选择，定义了一种新帧结构，支持更细致的带宽颗粒，可以传输TDM话音，使之成为多业务传送平台（又有人在此基础上提出MSR）两种技术都试图在一个平台上支持多业务，同时集成更高层的功能，例如LAY2/3传输节点必须支撑多种业务的传送和处理已是必然趋势6 MSTP多业务节点发展多业务节点发展MSTP MSTP 目前仍是运营商首选，特别是传统运营商目前仍是运营商首选，特别是传统运营商主要是考虑庞大的主要是考虑庞大的SDH SDH 投资，网管的统一投资，网管的统一目前与其他技术越来越多的结合，特别是数据层功能，例如MPLS、RPR 等
4、还处于变化之中，MSTP 已经有了3个版本基于二层交换、内嵌RPR 功能、内嵌MPLS 功能但最终MSTP 会演化到哪一种版本并没有定论，怎么更符合现实需要？7 巨大变化中的城域网业务流量巨大变化中的城域网业务流量城域网业务流量FE/GE 接口需求增长迅猛绝大部分城市数据流量已经超过TDM 话音这种趋势还会持续可以想象几年后数据将超过话音对于MSTP 的需求越来越强劲，传统SDH 会逐步被MSTP 代替对MSTP 的热潮将会保持8 基于基于2层交换的层交换的MSTP 9 基于二层交换基于二层交换 MSTP 的缺点的缺点MSTP设备的以太网处理板卡需要对每个业务进行MAC地址查询，随着环路上的节
5、点增加，查询MAC地址表速度下降，处理性能明显下降。以太网环上，每个MSTP节点上的以太网板卡分配带宽的不公平性，无法保证环路各个节点带宽的公平接入，即使采用端口速率限制机制，也不能成为全局性公平机制，不能适应数据业务的突发性。无法解决VLAN 重用地址问题无法解决信号QoS 问题10 内嵌内嵌RPR 功能功能MSTP 将弹性分组环（RPR）技术与SDH 技术相结合，将RPR 卡板集成到SDH 设备中，RPR采用GFP协议映射到SDH 的VC通道中。RPR 功能模块以VC-4(VC-4-nC)颗粒嵌入 SDH 虚VC通道中。RPR可以进行优先级业务处理，能够支持实时、近实时业务（规整业务）、尽
6、力而为业务采用加权公平算法来解决各个站点的公平接入并提供带宽保障。RPR 处理模块可以随着IEEE 802.17RPR 标准化的进展而更新。11 内嵌内嵌RPR功能功能MSTP12 内嵌内嵌RPR 优欠缺优欠缺IEEE802.17 MAC具有双向环形拓扑具有50ms环保护能力在低等级业务上能够实现环上的各个节点上环业务量加权公平MSTP仍存在承载数据业务时应用能力的不足： VLAN标记数量不足的问题并未得到解决 只适用于环网拓扑结构 缺乏端到端标识业务，跟踪用户流量并保证业务性能的方法13 内嵌内嵌MPLS功能的功能的MSTP 为了更有效的在传输设备上直接支持VPN ，有人提出了在MSTP 上
7、引入MPLS功能采用MPLS承载以太网业务时：VLAN扩展端到端QoS 提供新型以太网业务(如L2VPN) 带宽颗粒灵活控制Etht Over MPLS 将以太网业务QoS/VPN/VLAN需求映射到MPLS隧道中进行传输，然后映射到SDH通道中传送。也可以将以太网业务到MPLS层，然后映射到RPR层，然后再映射到SDH通道中传送14 总体功能构架总体功能构架15 内嵌内嵌MPLS 功能功能MSTP 标准化标准化目前ITU 也正在考虑将MPLS功能引入SDH设备关于该标准基本分两步走： 第一步互连互通：帧结构、静态VPN配置等 第二步互连互通：LDP/CR-LDP、RSVP-TE等动态信令Ma
8、rtini草案，它定义了一种在MPLS网络中点到点传送二层帧的方法，这里的2层帧包括Frame Relay, ATM AAL5, Ethernet等。 16 演进思路演进思路第一步：静态第一步：静态MPLS第二步：动态第二步：动态MPLS17 Martini草案草案Martini草案标准和封装格式与数据网中相同目前厂商实现的标记分配、LSP 的建立方面都是静态。MSTP 通过引入该功能加强对VPN和信号QoS 的支持。 Martini草案定义的是点到点的L2MPLSVP多个点到点的L2MPLSVPN可以扩展成各种业务模型比如VPLS Martini草案为每个以太网业务分配一个VC标记，多个VC
9、可以承载在一个TunnelLSP中，克服了VLAN地址空间限制L2封装头TunnelVC可选CWL2 PDU：Martini草案定义的L2VPN封装格式18 MSTP 与数据网中与数据网中MPLS 比较比较1 1、运行层面不同。、运行层面不同。 在传输设备上完成的数据处理功能。 三层IP网络中通过路由器（LSR）传送的2 2、应用范围不同、应用范围不同3 3、建立方法不同。、建立方法不同。 主要是通过网管直接建立LSP来实现的 主要还是采用协议动态实现4 4、信令传送通道不同、信令传送通道不同MSTP可以通过开销传送信令数据设备一般是带内传送信令19 内嵌MPLS的MSTP的互连互通传送平面的
10、互连互通传送平面的互连互通SDH VC互通 MPLS封装到SDH VC互通（GFP互连互通） 以太网封装到MPLS互通 映射协议的互通控制平面互通 同时通过网络管理接口集中建立LSP同时支持利用RSVP-TE或LDP信令或其他的相同的IP信令建立LSP业务互通20 小结小结MSTP 通过引入该功能加强对VPN和信号QoS 的支持。目前研发的重点集中在静态的网管指配LSP 实现上。将来要研发具有动态信令建立连接的设备，可能要涉及到路由功能，互通是关键。如何定义简单的、可操作性强3层功能来完成动态信令完成业务连接建立，同时实现不同厂商MSTP设备间的VPN互通最终实现最终实现MSTPMSTP和和M
11、PLSMPLS路由器路由器MPLSMPLS互通与互操作互通与互操作21 目前目前2G系统的传输网络系统的传输网络以目前在网络上大量应用的第二代移动通信系统GSM为例，承载的业务以话音为主，传输带宽相对比较低，传输业务主要以E1为主，可分为三个层面：一，基站到中心节点的传输。每个基站要求1至2个E1。以155/622M为主二、针对一定区域业务进行汇聚的汇聚传输层，以2.5G为主,BSC-MSC 以上。三、中心节点间的传输，包括移动交换局、移动关口局、移动长途局、移动数据中心节点组成，业务包括话音业务在大量E1电路以及部分数据城域网的数据业务，传输速率以2.5G/ 10G为主。22 图例图例23
12、3G 对骨干传输的要求对骨干传输的要求3G网络在省际干线主要包括电路域和分组域业务需求，其中电路域的业务需求是TMSC与TMSC之间、MSC与TMSC之间的传输电路需求，接口类型主要为STM1；分组域主要是GSN之间的互连需求，接口类型包括FE/GE/POS等。省际干线传送网采用的技术主要是SDH和WDM，能够提供的电路速率从E1到STM16，目前提供的电路以E1和STM1两种速率为主。运营商具有比较完善的传送网络，可以满足3G网络建设的需求。24 关注重点关注重点3G 本地传输本地传输25 3G 本地传输的接口本地传输的接口3G在本地网的电路需求主要是Iu、Iur和Iub接口之间的连 接 ，
13、 包 括 RNC至 Node B， RNC之 间 ， 以 及 RNC至MSC/SGSN的连接。如果在近期实施3G系统，R99或R4版本接口采用的都是ATM协议，物理接口类型为E1或STM1。采用ATM可以实现Node-B数据和语音的复用，RNC之间及RNC到MSC/SGSN一般应采用STM-1（ATM）接口E1或多个E1主要用于NodeB与RNC之间的连接。每个Node-B节点将采用多个E1成组的IMA接口，通过统计复用提高多个E1通道间带宽的利用率。信元可以通过SDH网、ATM网或点到点光纤直连方式26 ATM 与光纤直联与光纤直联一般情况下，不推荐使用ATM设备来组建传输网。点到点光纤直联
14、浪费资源，不支持复杂拓扑，组网能力差可以看出，3G和ATM设备都有ATM交换功能，整网解决方案存在着功能重叠。3G设备具有ATM交换核心功能，ATM交换机在组网时仅仅充当着传输角色，其ATM交换特性得不到充分应用。另外ATM设备不是传输平台，其组网保护能力和对TDM业务的支持能力较弱。目前考虑重点是MSTP ，特别是引入ATM 功能的MSTP, 可以实现传输和ATM处理很好的结合。简单的在接入层采用具有ATM处理能力的MSTP设备就可以大大简化网络结构，实现传输与ATM统一网管。 27 引入引入ATM交换机组网交换机组网28 RNC之间及之间及RNC到到MSC/SGSNRNC与MSC/SGSN
15、之间的接口采用的是ATM协议。在SDH网络容量丰富的地区，建议采用SDH STM-1电路。采用STM-1（ATM）接口通过ATM over SDH的方式与SDH设备相连，采用具有ATM汇聚、统计复用功能的MSTP组环，实现RNC之间及RNC到MSC/SGSN的连接传统MSTP 可以满足需求。29 NodeBNodeB与与RNCRNC之间（之间（IubIub接口）接口）NodeB与RNC之间（Iub接口）的传输需求是3G网络传输需求中最复杂而又最重要的部分。 RNC与Node-B间的接入传输层面临数据业务处理和传输带宽两个问题。NodeB业务连接拓扑一般均为星型或链型，NodeB设备提供的物理接
16、口主要有两种：E1(ATM IMA 方式)和STM-1（ATM），接口协议为ATM协议。N*E1ATM IMA传输网络传输网络传输网络传输网络STM-1ATM NNI30 RNC 接口接口 ：2Mb/s VS 155Mb/sRNC、NodeB之间的带宽目前为几个2M在RNC侧，可以由RNC提供 E1接口与Node-B相连。传输系统只需提供简单的E1电路传输 RNC需提供大量基于ATM的IMA E1接口，具备处理通道化STM-1信号的能力，以处理STM-1中的IMA信号 多个Node-B间的带宽无法实现共享 RNC投资费用高RNC 最好采用ATM 的STM-1接口。 RNC直接提供基于ATM的S
17、TM-1接口代替多个ATM E1接口 在进入RNC前，多个Node-B业务可进行统计复用，减少了RNC侧接口的数量，网络更为简洁31 RNC与与Node-B间间ATM信号的处理信号的处理RNC提供ATM的STM-1接口而Node-B提供IMA E1接口在RNC与Node-B间必须进行ATM信号的处理。 一种方法是在RNC侧进行处理，在RNC前提供一个ATM交换机，E1在ATM交换机上终结，并提供STM-1信号进入RNC。在传输层只需要进行E1传输，但是这种方式需要独立的ATM设备，独立的ATM网管系统，ATM设备与传输设备间大量的E1连接，并且无法解决传输带宽的统计复用问题。 另一种方法是在N
18、ode-B侧进行ATM处理，每个Node-B进行ATM处理，实现一个ATM环，大大提高了带宽利用率，RNC侧只需提供简单的STM-1接口，但需要大量ATM处理设备，成本高。32 Node-B 的的ATM 处理处理1、对接入层上传ATM E1电路通过VC-12进入ATM处理板卡进行统计复用成VC-4，经汇聚层传输至RNC节点通过STM-1接口与RNC相接。2、在各汇聚结点实现带宽的统计复用，提供带宽利用 ATM NNISTM-1 / VC4MSTP-NetRingATM IMA E160*VC-1220 E1s from Node-BsATM处理卡处理卡MSTP+内置内置ATM处理卡处理卡33
19、对当前对当前MSTP 的要求的要求采用MSTP 环网结构（内置1个ATM 155M环）可以覆盖多个基站。解决多个Node B的业务上联问题该环网也可以为群路速率155Mb/s或622Mb/s可以通过增加多个ATM 155Mb/s方式进行扩容目前MSTP 的ATM 处理不支持2Mb/s接口和IMA 2Mb/s处理,都是155Mb/s 输入输出有必要在MSTP（特别是接入层622/155Mb/sMSTP）上引入对ATM 2Mb/s及2Mb/s到VC-4的处理34 MSTP与与 3G 传输传输 在骨干网传输系统变化不大，重点在RAN 无线接入部分MSTP可实现多种业务在统一传输平台的传送，在与3G业
20、务组网时，可通过灵活地配置相关模块，满足3G多种信号的传输要求将随着3G业务同步演进。 MSTP 优化了3G 网络对于ATM 的处理，这种调整将继续对于R5以上的版本只需要考虑以太网口的传输35 总结多业务处理、强大调度功能将是传输设备发展重要方向下一代光网络=ASON 控制层面+多业务处理节点传输网与业务网的关系越来越紧密MSTP 的演进将与时俱进，因为业务网还在不断变化，将借鉴数据网、交换网等行之有效的技术当前SAN （存储网）又是一个最新发展对MSTP 分为“代”是很不成熟的叫法，因为目前还没有出现成熟的版本。China Telecom37 38 内容摘要内容摘要MSTP 技术新发展与3
21、G传输本文首先介绍了光通信发展和城域网正在快速发展的业务情况，指出数据业务越来越成为业务的主题。第一部分重点分析了基于 2层交换、内嵌RPR功能、内嵌MPLS 功能 3种MSTP 的特点和发展，重点介绍了MPLS 功能在MSTP 可能的演进方式和可能遇到的困难。第二部分讨论了3G UMTS 系统对传输的要求，从骨干层面和无线接入网RAN 分别进行了探讨，重点讨论了基站Node BRNC 对ATM 业务的承载，如何在现有MSTP 设备经济方便地支持ATM 的处理和承载，并对MSTP 可能的技术改进进行了研究最后对MSTP 的发展进行了总结，认为MSTP 仍是快速变化的技术，“分为几代”等是不科学的说法
