探讨MSTP在基于SDH平台对VPN和3G接入网的支持作用
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摘要：MSTP可以提供虚拟专用网(VPN)和按需带宽(BoD)等特殊业务和3G业务的发展。本文就MSTP在基于SDH平台对VPN和3G接入网的支持作用进行了探讨。
关键词:MSTP ; SDH ;VPN; 3G接入网
一. 引 言
MSTP通过在传统的SDH设备上增加以太网接口来接入以太网业务。以太网业务经过媒体访问控制(MAC)处理后进行数据封装，然后到指定的虚容器(VC)通道中上SDH线路传输。MSTP可以提供虚拟专用网(VPN)和按需带宽(BoD)等特殊业务和3G业务的发展。本文就MSTP在基于SDH平台对VPN和3G接入网的支持作用进行了探讨。
二. MSTP对VPN的支持作用
MSTP是一个相对广义的概念，它是基于SDH平台，融合VC级联、LCAS和GFP等相关技术，内嵌RPR和MPLS等技术的综合接入和汇聚平台。相对于传统的VPN技术来说，MPLSVPN可以实现底层标签的自动分配，在业务的提供上比传统的VPN技术更廉价、更快速。
(1)三层MPLSVPN
在三层MPLSVPN技术中，标签交换路径(LSP)的建立是拓扑驱动的。BGP发现该IP网络拓扑信息，根据IP网络的VPN拓扑结构，只对同一个VPN的成员发布信息，通过流量分离来提供基本的安全性。路由器将IP包根据一定的标准定义相应的转发等价类(FEC)，通过使用LSP来转发，LSP定义一条特定的、不可改变的路径，从而保证了安全性。这种基于标签的模式与帧中继和ATM一样可以提供保密性。对于重叠VPN的情况，重叠发生的站点需要使用独立的VRF存储来自其所属VPN的路由信息。这类站点虽然同时属于多个VPN，但是它只需要一个路由标识，不需要多个路由标识来对应多个VRF，这样做是为了节省PE路由器上的存储资源。
(2)二层MPLSVPN
基于二层的MPLSVPN解决方案提供了运营商网络和客户的VPN网络之间的完全独立，也就是说，PE设备和CE设备之间没有进行路由交换，运营商只是简单地向客户提供一些基于二层的网络功能。运营商的网络和客户的VPN网络完全架构在层叠的网络模型上，从客户的角度来看，运营商只是提供了一个简单的二层连接。这种透明简化了运营商网络的结构和配置管理，同时也提供了对客户的多业务支持能力，运营商除了提供传统的IP业务以外，还可以向客户提供IPv4、IPv6、数字设备公司相关协议族(DECNet)、开放系统互连(OSI)、系统网络体系结构(SNA)等业务，以及一些传统基于电路业务的仿真，如FR、ATM等。
(3)二层和三层的MPLS比较
二层和三层的MPLS技术使用相同的二层的数据面技术。三层MPLS需要传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)栈和IP路由协议；二层MPLS并不需要IP协议栈和路由协议，而是通过集中网络管理系统在网络中建立LSP。
三层MPLSVPN的实现机制问题，包括其网络的运营、管理和维护，以及运营商边界路由器需要存储大量客户路由信息引发的网络扩展性问题等，导致了MPLS三层VPN的网络部署难度、成本和运营成本都相对较高。
相反二层MPLSVPN一出现就以其优越的性能成为VPN技术的亮点。MPLS二层VPN不但能有效地克服现有VPN的性能缺陷，充分满足电信运营商的业务需求，而且还具备对现有网络设备的兼容性和向下一代VPN演进的先进性。随着二层MPLSVPN协议的成熟和标准的确定，将成为MPLSVPN的重要技术。二层MPLSVPN技术可以实现帧中继、ATM、以太网、以太网VLAN、高速数据链路(HDLC)、SONET/SDH链路仿真服务、点到点协议(PPP)和多种二层链路技术的互通，是迈向IP/MPLS全业务网的关键一步。
三. MSTP对3G的支持作用
采用MSTP构建3G传输网，在接入层可以对业务进行透传，保证业务的高质量接入和传输，并实现低成本建网；在核心层、汇聚层通过信元交换进行带宽统计复用，可提高传输网络带宽的利用率；MSTP设备良好的可扩展性和多业务支持能力可以满足3G目前和日后的演进要求；双重保护机制可大大提高3G业务的安全性。
(1)MSTP对3G接入层的支持
在3G系统中，在无线网络控制器(RNC)侧，可以由RNC提供多个E1接口或STM-1接口。如果采用E1接口，传输系统只需提供简单的E1电路传输即可满足要求。3G的RNC处理能力较2G/2.5G有显著增强，支持的基站数量可达数百个，但是这意味着中心RNC需提供大量E1接口，另外需预留大量E1端口用于接口扩容，投资费用高；另外多个NodeB间的带宽无法实现共享，传输带宽需求大。如果RNC采用STM-1接口，在进入RNC前，多个NodeB业务进行统计复用，可减少RNC侧接口的数量和投资费用。
本文讨论的模型基于RNC，采用155Mb/s接口，而在NodeB端，可以采用多个ATM反向复用(IMA)E1或者155Mb/s接口。
1)NodeB采用多个IMAE1接口
一种方案是只有汇聚节点MSTP具有IMAE1处理能力，接入层的SDH(可以为传统SDH设备)只需将IMAE1透明传输、汇集传送至汇聚层节点，在汇聚层节点提供ATM处理。在汇聚节点(一般为RNC节点)，具有ATM交换能力的模块对接入层上传来自多个NodeB的数据，由IMAE1电路进行处理。业务通过VC-12进入ATM处理板卡，进行统计复用，汇聚成VC-4，通过STM-1接口与RNC相接。这样，在全网中只需要通过少量汇聚节点配置的MSTP提供ATM处理卡，即可实现ATM数据处理功能(在NodeB传输设备只需要提供E1透明传输)。通过在汇聚节点实现带宽的统计复用，大大提高了带宽的利用率。
另外一种方案是接入层每个MSTP都具有IMAE1的处理能力，直接将来自NodeB的IMAE1数据解封装，进行处理后统计复用到VC-4，在各NodeB之间构成一个容量为VC-4的ATMVP-RING，也就是在各NodeB之间共享一个VC-4，与RNC通过STM-1接口相连。
2)NodeB采用ATM155Mb/s接口
在高业务节点地区，NodeB也可以直接提供ATMSTM-1接口上连，通过接入层MSTP设备提供ATMSTM-1的接入，并上传至RNC。
接入方案一：通过接入层MSTP提供的ATMSTM-1接口实现接入，并在接入层环中组成ATMVP-RING，通过统计复用提高带宽的利用率；然后再通过ATMSTM-1接口上传至RNC。在方案中需注意，由于NodeB的接入速率为155Mb/s，若接入层系统需实现TDM业务和ATM业务的混合传输，则接入环的速率应为622Mb/s。
接入方案二：若原有接入层MSTP设备的速率为155Mb/s，为了避免网络从155Mb/s升级为622Mb/s，保护现有网络投资，可通过使用新一代MSTP设备提供的ATM155Mb/sIMAE1板卡，将高业务区的NodeB提供的155Mb/s接口接入并转换为IMAE1后上传至汇聚层节点，通过汇聚节点的相关ATM板卡进行统计复用、ATM汇聚等相关处理，从而提高现有网络的利用率。
(2)MSTP对3G汇聚层的支持
有了MSTP的汇聚层，城域数据业务可以通过各种接入方式快速开展。由于城域数据业务具备不确定、多样性及难以规划等特点，在发展时，运营商可以直接采用MSTP接入设备实现多业务的接入，也可以充分利用已有接入环的空闲带宽，实现中间部分的接力，最末端采用放置在用户端的接入层MSTP设备。
接入层MSTP设备在选取时应考虑价格低、功能强的设备，同时还需要能提供多样化的接口，满足不同环境条件要求。
MSTP平台具有ATM交换功能，但是这种交换功能非常有限，成本也远远低于ATM交换机。目的在于组建VP-RING共享环，以提高动态业务的传输效率并进行环网保护，依然属于传输平台范畴，与3G业务设备中的ATM交换功能没有重叠。
采用MSTP平台共享环与采用传统SDH平台对数据业务传输的效率明显不同。所谓共享环是指：分配一个固定的带宽给环上的多个节点，环上的节点可以根据需求占用带宽，由于数据业务的突发性和不均衡性，多节点共享的这部分带宽提高了传输效率。
从3G的发展情况来看，网络有采用ATM架构，并存在着继续向全网IP模式演变的可能性。对于采用MSTP平台的组网模式，只须更换相关的模块，不必对传输网进行重大改动，因此MSTP平台可最大程度地保护运营投资。
采用MSTP传输方式比采用传统的SDH、ATM组网具有明显的优势。这是因为，3G业务和相关标准是近年来不断发展起来的，具有兼容目前传输方式(如SDH、ATM)的特点。与此同时，3G数据业务具有较大的动态特性，因此需要增加一些IP数据接口。MSTP平台是近年来得到大力发展和完善的系统，它可实现多种业务在统一传输平台的传送，在与3G业务组网时，可通过灵活配置相关模块，满足3G多种信号的传输要求。
四. 结 语
基于SDH平台，融合VC级联、LCAS和GFP等相关技术的MSTP，可以实现多种业务的综合接入和汇聚。此外，由于其可以内嵌RPR和MPLS等技术，还可以支持如VPN、BoD等新业务，同时还可以适应3G业务的发展。正是由于MSTP具有的内嵌其他技术的功能和对新业务的支持能力，具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]王健全.城域MSTP技术[M].北京:机械工业出版社,2005.
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