SDH的虚容器(VC)级联研究

烽火通信 张继军

　　随着通信技术的不断发展，越来越多不同类型的应用需要通过SDH传送网络承载。由于SDH自身能够对外提供的标准接口种类有限，为了更高效的承载某些速率类型的业务，需要采用虚容器（VC）级联的办法。

　　近年来，基于SDH的多业务传送平台（MSTP）技术在城域网中得到了广泛应用，该技术的核心思想在于将SDH的基本功能和以太网业务的承载、二层处理进行有机的结合。如何将10M、100M、GE以太网业务和SDH的虚容器（VC）有效结合，其中很重要的一点就是采用VC级联。

一、 VC级联的定义和特点

　　1．级联的定义

　　级联是将多个虚容器组合起来，形成一个组合容量更大的容器的过程，该容器可以当作仍然保持比特序列完整性的单个容器使用。当需要承载的业务带宽不能和SDH定义的一套标准虚容器（VCs）有效匹配时，可以使用VC级联。

　　根据级联VC的种类，可以分为：

　　VC-3/4的级联：提供容量大于一个C-3/4的有效载荷的传送；

　　VC-2的级联：实现容量大于一个C-2容器，但低于一个C-3/4容器的有效载荷的传送；

　　VC-1n的级联：实现容量大于一个C-1，但低于一个C-2/3/4容器的有效载荷的传送。

　　从级联的方法上，可以分为连续级联和虚级联。两种方法都能够使传输带宽扩大到单个VC的X倍，它们的主要区别在于构成级联的VC的传输方式。连续级联需要在整个传输过程中保持占用一个连续的带宽，而虚级联先将连续的带宽拆分为多个独立的VCs，各独立的VCs分别传送，在接收侧重新组合为连续带宽。

　　ITU-T G.707标准对VC级联进行了规定。

　　2．级联提高了传输系统的带宽利用率

　　随着网络上层业务和应用类型的增加，SDH网需要承载的业务种类越来越多，很多新类型业务尤其是大量新的数据业务，所需的传送带宽不能和SDH的标准虚容器（VCs）有效匹配。

　　级联的最大优点是承载多业务（主要是数据业务）时提高了传输系统的带宽利用率。我们可以将采用标准VC映射数据业务和采用VC级联方法承载相应业务时的带宽利用率作一个比较，级联对带宽利用率的改善很明显。

二、 VC虚级联应用中的链路容量调整方案（LCAS）

　　ITU-T G.7042/Y.1305标准定义了链路容量调整方案（LCAS）。LCAS提供了一种虚级联链路首端和末端的适配功能，可用来增加或减少SDH/OTN网中采用虚级联构成的容器的容量大小。当某一虚容器（VC）发生故障时，采用链路容量调整方案可以自动的暂时降低容量，VC故障恢复时自动增加容量。

　　1．LCAS控制分组

　　为了保证容量调整时虚级联链路首端和末端的同步，LCAS定义了一套控制分组。控制分组描述了虚级联的链路状态，保证当网络发生变化时，链路首端和末端能够及时动作并保持同步。

　　低阶虚级联控制分组仍采用K4 Bit 2构成的32比特复帧携带。

　　新的K4字节bit2复帧的前11比特（复帧指示字段MFI和序列指示字段SQ）和G.707关于虚级联的规定相同，增加的字段主要包括：

　　控制字段CTRL（bit12—15）：从首端向末端传递信息，实现两端组成员（注：VCG中的各VC即为VCG的组成员）的状态同步；

　　组标识字段GID（bit 16）：标识VCG，同一个VCG的所有成员GID相同；

　　再排序确认比特RS-Ack（bit 21）：消息由末端向首端发送，传递末端检测出的成员序列的变化；

　　成员状态字段MST（bit 22—29）：消息由末端向首端发送，传递同一VCG中各成员的状态信息（正常或失效）；

　　CRC-3字段（bit 30—32）：用以保护控制分组，简化了确认虚级联开销变化的工作。

　　鉴于本文篇幅，LCAS工作过程中上述字段的用法在此不作详细讨论，感兴趣的读者可参阅ITU-T G.7042/Y.1305标准。

　　2．LCAS的工作原理

　　链路容量调整方案（LCAS）中考虑了多种可能的控制过程。为方便理解，下面仅以VCG中处于序列中间的某一VC失效时的LCAS控制过程来阐述其工作原理。

　　VCG中某VC（设为成员i）失效：

　　a. VCG链路末端节点首先检测出故障并向首端发送成员失效消息（MST=FAIL），指出失效成员（成员i）；

　　b. 首端节点将成员i的控制字段CTRL置为“不可用（DNU）”，发往末端节点；

　　c. 末端节点开始仅采用正常的VCs重组VCG（即将失效的VC从VCG中暂时删除）；

　　d. 此时首端节点亦将失效VC从VCG中暂时删除，仅采用正常VCs发送数据；

　　需要注意的是，故障发生后直至步骤c（末端节点开始仅采用正常的VCs重组VCG）前，数据传输错。出错时长=末端节点至首端节点的消息传输延时（步骤a）+首端节点响应时间+首端节点至末端节点的消息传输延时（步骤b）。传输层网络并不考虑发送、接收数据的完整性，这一问题由网络上层的数据层处理。

　　失效VC恢复后：

　　e. VCG链路末端节点首先检测出失效的VC恢复，向首端发送“成员恢复消息（MST=OK）”；

　　f. 首端将该成员的控制字段CTRL置为“正常（NORM）”，发往末端节点。

　　3．LCAS和非LCAS的网络互通

　　由于LCAS标准定义的K4字节Bit2复帧的编码、使用规则兼容了ITU-T G.707标准中有关虚级联的规定，因此支持虚级联LCAS和非LCAS的网络能够实现互通，但此时LCAS功能不再作用。

　　通信业务的有效承载应同时兼顾带宽适配的效率和业务的安全性，如前所述，采用VC虚级联和链路容量调整方案（LCAS）能够很好的实现这一目标。

　　基于SDH的多业务传送节点（MSTP）如采用VC虚级联方式承载宽带业务（如以太网业务），能很好的保证传输带宽和上层业务带宽有效适配，并能够支持宽带业务的多路径传输（即虚级联的多个VC采用不同的传输路径）。而由此亦出现了多路径传输时的业务安全性问题。烽火通信针对城域传输网推出的基于SDH的多业务传送平台（METRO FONST）已广泛应用于各大基础通信网络中，其重要特点之一就是采用链路容量调整方案（LCAS）实现多路径传输时的业务保护。最近针对多家国内外厂商的MSTP设备测试显示，烽火通信的这一技术处于领先水平。

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