MSTP的应用与发展

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1.MSTP及其采用的关键技术    目前，多业务传送平台(MSTP)在全球范围内可谓炙手可热。其实，国外最早出现的概念是MSPP，即多业务指配平台。“平台”的提法比较贴切，就是依托于某种技术平台进行扩展，而衍生出新的功能和应用。MSTP就是依托于同步数字体系(SDH)技术平台，进行数据和其他新型业务的功能扩展。众所周知，SDH最适合承载时分复用(TDM)业务，对数据业务的承载效率不高。改造成MSTP以后，状况就大不相同了，SDH好似获得了新生，众多运营商不再建设纯粹SDH的传输网，并且一窝蜂地开始研究和应用MSTP技术和网络。SDH厂商也对自身的MSTP产品进行重新包装。尽管如此，MSTP仍然是一个没有被标准化的名词，在光传输标准组织定义的术语中没有这个词语，ITU-T SG15也只是定义了基于以太网传送网的系列标准，没有正式提及MSTP。究其原因，可能是大家主观上认为MSTP属于通信产品或设备的范畴，在严谨的技术标准中出现类似的名词不太合适，但实际上，技术标准规范的内容和实际的MSTP产品特性是一致的。
    不管是ITU-T还是中国的行业标准[1—6]，MSTP中融入了数据业务功能，包含了异步传输模式(ATM)、以太网、弹性分组环(RPR)和多协议标记交换(MPLS)等技术。厂商推出的MSTP产品也或多或少涵盖了上述功能。
    迄今为止，MSTP的ATM功能应用较少；以太网的透传功能应用最为广泛；以太网的桥接(或通常称作的二层交换)功能应用次之；RPR的应用正受到强烈关注；MPLS的应用还未正式兴起，但受到广泛瞩目，前景被一致看好。
    MSTP依托于SDH平台，可基于SDH多种线路速率实现，包括155 Mb/s、622 Mb/s、2.5 Gb/s和10 Gb/s等。一方面，MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的PDH业务接口与低速SDH业务接口，继续满足TDM业务的需求；另一方面，MSTP提供ATM处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、MPLS处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求。当前，多数MSTP首选通用成帧规程(GFP)作为优良的封装规程，而虚级联和链路容量调整策略(LCAS)则适应了不同的带宽颗粒需要，并且可以在一定范围内进行链路容量调整。除以太网功能外，MSTP的RPR功能模块克服了原有以太网倒换速度慢的缺点，可以实现50 ms之内的迅捷的保护倒换，此外，RPR还提供了公平算法来保证链路带宽的合理利用，最大程度防止链路拥塞的情况。
    利用MPLS功能可以将MSTP的组网能力从环网延伸到格形网，可以通过伪线(PW)方式将客户端的多种业务(包括以太网、ATM和帧中继)进行接入和汇聚，再通过隧道(Tunnel)方式汇聚到核心数据网络，最终形成全程全网的MPLS，将MPLS的优势发挥到极致。
    长期以来，大客户数据专线/专网业务是部分运营商的重要收入来源，采用MSTP设备可实现数据业务的点对点、点对多点以及多点对多点的组网，可以开展以太网专线(EPL)、以太网虚拟专线(EVPL)、以太网专网(EPLAN)、以太网虚拟专网(EVPLAN)等业务，并根据客户的具体需要提供相应的业务分类(CoS)及服务质量(QoS)能力，尤其是利用MPLS功能组建的二层VPN相对传统的TDM专线，性价比要高得多。
    2.MSTP应用中要注意的问题
    2.1MSTP和数据设备的关系
    勿庸置疑，MSTP和数据设备是联合组网、长期并存的关系。MSTP设备主要用于城域汇聚和接入层的网络中，与低端数据设备，比如接入层的ATM交换机、以太网交换机、RPR交换机存在一定的市场竞争，但多数情况下，运营商是根据他们的网络实际情况来选择系统设备的。尽管MSTP相对于纯粹的数据设备具备节省机房占地面积、高性价比和综合网管等优点，然而，如果运营商的运维体制没有进行改革，即传输设备和数据设备是截然分开进行建设的，那么MSTP的应用效果将大打折扣。
    另一方面，MSTP的网管通信接口沿用SDH的Qx/Q3乃至Corba接口，而数据设备一般采用简单网络管理协议(SNMP)。随着MSTP应用规模的逐步扩大，越来越多的运营商提出要将低端MSTP设备通过SNMP接入到中、高端数据设备的网管平台中实现统一管理。显然，这种管理只需管理MSTP中的数据单板和构件，无需对MSTP中的SDH部分进行管理。
    2.2MSTP的互连互通问题
    MSTP的互连互通涉及到多个层次的问题。首先，在业务层面，要考虑到业务专线和专网的互通问题，比如EPL/EVPL和EPLAN/EVPLAN的互通问题，如果是内嵌MPLS的应用，就是虚拟专用线业务(VPWS)和虚拟专用网业务(VPLS)的互通问题。其次，在封装层面，要考虑到主流封装协议，比如GFP的互通问题。再次，在数据处理层面，ATM的互通因为应用很少，不会太多考虑。RPR因为只应用在单环情况下，对于多厂家的互通也不会考虑，因为多个厂家的设备同时配置到一个RPR环网上的概率几乎为零。以太网的互通因为应用很广泛，要重点进行考虑，不过以太网是存在了几十年的技术，MAC层的互通不会有太大的障碍。MPLS的互通包括静态配置和动态配置两种，静态配置依靠网管系统主动进行标记交换通道(LSP)或伪线(PW)的建立，问题不大；动态配置要考虑到信令协议和路由协议的互通，如果考虑到跨多域的应用和故障情况下的重路由恢复，问题则会变得非常复杂。
    MPLS的互通还必须考虑到LSP和伪线两个层面的互通，在结合VPWS和VPLS的应用时这个问题就尤为重要。第四，在SDH的承载层面，要考虑到虚级联和LCAS的互通问题，当然就牵扯到一些开销字节的规范使用和协议的处理问题。最后，在SDH的线路侧，要考虑STM-n的互连互通问题，当然，这也是SDH的老问题和原则性问题。
    3.MSTP的下一步发展
    3.1MSTP和ASON的结合
    MSTP的进一步发展是加载自动交换光网络(ASON)控制平面。目前，ASON控制平面处理的颗粒主要是VC-4/3颗粒或者VC-4/3的连续级联或者虚级联颗粒。因为接入到MSTP的数据业务主要通过VC-n的虚级联来传递，比如一个千兆比以太网(GE)业务可以通过8个VC-4的虚级联来承载和传送。如果将以太网的客户层面和MSTP的服务层面严格分开，那么一个GE呼叫对应着一个GE连接，但是却对应着8个VC-4连接，这就是一个呼叫包含多个连接的问题或者多层呼叫和连接的问题，也是在严格的网络层次分割环境中务必要考虑和解决的问题。
    由于一个客户设备所需的GE业务可以通过8个VC-4的虚级联来承载和传送，如果忽略控制平面，MSTP传送平面的任意一个VC-4有故障，可以在网管系统的操纵下，在传送平面依靠LCAS机制来进行带宽调整，这是已经实现的成熟技术。考虑到未来ASON的应用主要是按需提供带宽(BoD)以及光虚拟专网(O-VPN)，则需要考虑依靠控制平面来实现BoD功能，而且不一定是在故障情况下。比如GE接口处的实际流量已降低为800 Mb/s甚至600 Mb/s，已经不是GE的满流量，在检测到此情况后，能否通过用户网络接口(UNI)发起新的连接请求将8个VC-4的带宽降低为6个甚至4个？在传送平面已经支持LCAS的情况下，控制平面实现此功能是没有什么问题的，问题的关键在于，如果流量变化太过实时，则会引起控制平面的带宽反复调整，这种“震荡性”对于成熟稳定的ASON应用应该不会带来风险，但在ASON应用初期会导致一些问题。举例来说，原来业务设备所需要的SDH电路在网管界面上都会有明晰的显示，电路的建立、修改、释放都在网管操作人员的掌控之中，电路矩阵图也可以在网络规划之后预先得到，但在ASON环境中，电路资源的发现是自动进行的，电路的建立、调整和释放是由客户设备提起申请的，在绝大多数情况下，网管并不需要参与到这些过程中，而只是进行更加宏观的“五大管理功能”。如果ASON控制平面再发生刚才提及的“震荡性”，长期依赖网管的运维人员会有某种不适应，由“不适应”到“适应”再到“得心应手”将不是一个短期的过程。
    3.2MSTP和下一代承载网的关系
    目前的电信网络遵循开放系统互连(OSI)的7层机制，SDH和波分复用(WDM)划归物理层；ATM、帧中继(FR)、以太网、RPR被划归到数据链路层，即第二层，所以人们经常说以太网的交换是二层交换；MPLS比较特殊，被划归到二层与三层之间，属于一种隧道(Tunnel)技术，但总体上，属于二层的成分比较多；第三层就是IP层，再往上的层次跟物理层的传送网关系不大，这里无需赘述。谈到下一代电信网络，众口一词的观点就是层次要精简，业界普遍认可的层次为3层(ITU-T SG13目前规范的初步架构也是3层)。首先，传送层依然要保留，但主体不是SDH或MSTP，而是以WDM制式为主的光传送层面；承载层将把当前OSI中的二层和三层进行融合，相应的网络也称作基于包交换的承载网(Bearer Network)；再往上一个层次就是业务层。在承载网中，目前业界的观点是MPLS会一统天下，但会否结合以太网、RPR、MPLS以及IP的优势，创造出一种新的标准制式，仍然没有定数。
    MSTP已经融入了众多的二层数据技术，像ATM、以太网、RPR乃至MPLS都相继成为MSTP的重要功能模块，运营商在建设城域传送网时选择的余地也越来越大。当然，这几种制式和功能模块之间不是相互排斥的关系，而是优势互补的关系。MSTP尽管具备顽强的生命力，但在“下一代网”的浪潮中，也会有两种转向：一是，逐步退出传送网络的核心层，在边缘网络中发挥作用；二是，MSTP把数据处理的比重逐渐加大，演化成为事实上的以分组交换为核心的承载网设备。
    对于下一代网络的控制平面，可以认为：由于SDH制式的逐渐退出、真正光层面的崛起、数据层面融合的加剧、承载层面的诞生、网络层次的精简以及控制平面技术的全面成熟，会逐渐淡化ASON的概念，重叠模型会逐步让位与对等模型，通用多协议标记交换(GMPLS)或其他某种成熟的控制平面技术将统一控制业务层设备、承载层设备以及光传送层设备。