城域传送网标准化进程发展

作者：张海懿

1、概述
随着通信网络运营商的竞争重点从骨干网转向城域网，建立高效经济的支持多业务的城域传送网已经成为运营商的共同目标。从技术角度看，多种技术层出不穷，城域光传送网的主要技术包括SDH、以SDH为基础的多业务传送节点（MSTP）、城域波分复用（WDM）环网、粗波分复用（CWDM）以及弹性分组环（RPR）。目前在城域传送网中解决多业务传输最具有生命力，技术更新变化最快的就是MSTP技术。它主要适用于现有的城域传送网，解决TDM业务远大于IP业务的承载需求。随着数据业务的增多，同时为了解决光纤资源紧张等困难，城域的波分环网和CWDM技术的应用也在逐步增加。而传送网承载以太网作为MSTP等技术在城域传送网应用的框架和相关标准，在国际标准化组织和中国的标准组织都已经开始启动。本文将围绕城域传送网的应用，主要讨论MSTP、城域波分复用技术以及传送网承载以太网的标准化进程。

2、MSTP的标准化进程
MSTP是对传统的SDH设备进行了改进，在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接入、汇聚和传输能力，是目前城域传送网最主要的实现方式之一。MSTP最大特点体现在对以太网业务处理上。初期的MSTP具有以太网透传功能，此时设备具有较好的带宽保证特性和安全性，但带宽利用率较低，组网灵活性不够。随着业务需求和技术发展。MSTP逐渐具备二层交换功能，可实现基于以太网链路层的数据帧交换，提供了更大的组网灵活性和低成本，适合于用户数量多但业务量小且带宽动态变化的以太网业务接入。现阶段MSTP技术的主要特征是引入了中间的智能适配层，可支持多点到多点的连接，具有可扩展性，支持用户隔离和带宽共享，支持QoS、SLA增强、阻塞控制以及公平接入。从目前的技术发展来看，中间的智能适配层主要有两种，分别是多协议标签交换（MPLS）和RPR。

MSTP技术的标准化也经历了类似的发展，从初期的MSTP技术要求中对透传和二层交换等的规范，发展到对内嵌RPR的MSTP的要求和进一步内嵌MPLS的MSTP的要求，同时还制定了相关的测试方法，并进一步关注互联互通、业务和智能等方面的发展，下面将就标准化的进程进行进一步讨论。

MSTP技术的标准化是在2002年开始的，当时MSTP设备还处于发展的初期阶段，大多支持以太网透传功能，小部分支持以太网的二层交换功能，对于ATM功能的支持也有限。2002年，中国通信标准化协会启动了《基于SDH的多业务传送节点（MSTP）技术要求——内嵌RPR功能部分》的制定工作，于2003年完成了该标准和相关的测试方法。2004年，中国通信标准化协会启动了《基于SDH的多业务传送节点（MSTP）技术要求——内嵌MPLS功能部分》的制定工作，于2005年完成了该标准，相关的测试方法已经立项，正在进展当中。目前已经发布的MSTP标准有：
●YD/T 1238-2002，基于SDH的多业务传送节点技术要求。
●YD/T 1276-2003，基于SDH的多业务传送节点测试方法。
●YD/T 1345-2005，基于SDH的多业务传送节点（MSTP）技术要求——内嵌弹性分组环（RPR）功能部分。
●YD/T 1346-2005。基于SDH的多业务传送节点（MSTP）测试方法——内嵌弹性分组环（RPR）功能部分。
●YD/T 1474-2006，基于SDH的多业务传送节点（MSTP）技术要求——内嵌多协议标记交换（MPLS）功能部分。

2.1　MSTP技术要求
2002年发布的《基于SDH的多业务传送节点技术要求》是第一个关于MSTP的技术标准，它规定了基于SDH的MSTP的技术要求，包括节点的基本功能、接口特性、性能参数和指标、保护倒换、网络管理等方面的要求。标准中所定义的基于SDH的MSTP是指基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。基于SDH的MSTP除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外，还应具有以下主要功能特征：具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能；具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能，包括点到点的透明传送功能；具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能；具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。基于SDH的MSTP基本功能模型见图1。

图1　基于SDH的MSTP基本功能模型

鉴于当时的设备和技术发展的实际情况，在该标准中对于以太网功能的规范出现了较多的可选项，以太网透传功能为MSTP设备必须支持的功能，其他以太网功能如以太网二层交换、以太环网等都作为可选项，以太网数据帧的封装协议规范了GFP（通用成帧规程）、PPP（点对点协议）和LAPS（SDH上的链路接入规程）3种协议可选，ATM功能和以太网功能任选其一。在以太网业务较多的情况下，一般ATM功能作为可选项。《基于SDH的多业务传送节点测试方法》在技术要求的基础上，对所有的可选和必选功能都规范了详细的测试方法。

该标准在MSTP的发展过程中起到了非常重要的作用，为初期的MSTP生产、建设和测试等提供了主要的技术依据。目前随着技术的发展，MSTP对于以太网功能的支持越来越强，MSTP设备已经能够支持其中大多数选项功能了。

2.2　内嵌RPR的MSTP
IEEE 802.17组制定了RPR MAC标准，该MAC能够通过桥接承载以太网业务，并且能够封装后在SDH上传送。IEEE 802.17 MAC具有双向环形拓扑、50 ms环保护能力、业务分类能力，能够支持实时、近实时业务以及传统的尽力而为业务，并且低等级业务能够通过公平算法实现各个节点上环业务量加权公平。鉴于以上优点，因此有必要在基于SDH的多业务传送节点设备中引入RPR技术。

YD/T 1345-2005标准在这种大背景下开始制定，它规定了基于SDH的MSTP设备上实现RPR功能的总体技术要求，包括节点的基本功能、接口特性、性能参数和指标、保护倒换、网络管理等方面的要求。规定直接接入的或经过汇聚的以太网业务映射到RPR MAC层时，应采用IEEE 802.17中定义的传送方式，实现对IEEE 802.3 MAC帧的透明传送；应支持IEEE 802.3 MAC和IEEE 802.17 RPR MAC之间的桥接处理功能，桥接处理遵循IEEE 802.1d或其他方式。RPR MAC层必须符合IEEE 802.17标准的规定，包括RPR MAC帧结构、RPR MAC层控制功能，相关的技术细节参考IEEE 802.17，同时可采用VC级联通道作为RPR环路的传送通道。内嵌RPR的MSTP的功能结构见图2。

图2 内嵌RPR的MSTP功能结构

在内嵌RPR的基于SDH的多业务传送节点技术要求的基础上，制定并发布了相应的测试方法。

2.3内嵌MPLS的MSTP
为了能够将真正的QoS引入以太网业务，从而支持新兴的以太网业务，需要在以太网和SDH间引入一个中间的智能适配层来处理以太网业务的QoS要求，于是MPLS技术便应运而生了。它既融合了IP和ATM技术的优势，又能克服它们各自缺陷，从而解决了网络发展的一大难题，并满足了快速发展的用户需求。它主要是在以太网和SDH间引入了一个中间智能适配层，将以太网的业务要求适配、映射到SDH通道上，采用GFP，同时支持虚级联和LCAS以及新兴的以太网业务。内嵌RPR的MSTP的功能结构见图3。

图3　内嵌MPLS的MSTP功能结构

YD/T 1474-2006规定了基于SDH的MSTP设备上实现内嵌MPLS功能的总体技术要求，包括MSTP的功能模型、功能要求、控制面功能、数据面功能、接口特性、性能参数和指标、保护倒换、网络管理方面的要求。内嵌MPLS的MSTP可以提供端到端的QoS、VLAN扩展、业务隔离、比VC12更小的业务颗粒、新型的以太网业务L2 VPN。另一方面，MPLS技术可以和RPR技术结合，很好地弥补RPR缺少业务隔离只能单环组网的缺陷。相应的测试方法也在制定过程中。

2.4　其他相关标准
随着MSTP技术标准逐步推进，相关的配套技术标准也进一步启动，目前已经完成报批的技术标准有《通用成帧规程（GFP）技术要求》和《SDH虚级联及链路容量调整机制技术要求》。

《通用成帧规程（GFP）技术要求》内容包括GFP的帧格式，客户帧到GFP的映射过程，GFP的互通、性能和管理。

《SDH虚级联及链路容量调整机制技术要求》规定了SDH虚容器（VC）虚级联以及基于虚级联的链路容量调整机制（LCAS）的技术要求，主要包括相邻级联和虚级联的定义及其转换、LCAS的基本方法、LCAS控制包定义、LCAS基本操作过程、LCAS和非LCAS的互通、性能要求以及管理要求等。

随着MSTP技术要求的逐步完善，已经立项拟在2006年进一步完成《基于SDH的多业务传送节点技术要求——互联互通部分》和《基于SDH的多业务传送节点测试方法——互联互通部分》。

经过近5年的发展，STP开始引入控制平面，向具有智能功能的MSTP逐渐过渡。MSTP技术面临的主要问题是如何与业务结合，能够真正发挥它在网络中的功能，得到更加广泛的应用，标准化组织中也正在开展这些方面的研究工作。包括传送网承载以太网的技术标准研究等。相信随着技术和标准的逐步完善和发展，MSTP技术和设备会迎来更加美好的明天。

3、城域WDM技术标准
在点到点线性WDM系统广泛应用于骨干网后，适用于城域网的WDM系统，特别是采用光分插复用（OADM）设备构成的WDM环网和CWDM系统也开始蓬勃发展，波长透明性使WDM技术非常适合城域网的多业务传送，并在容量和可扩展性方面具有优势，可实现波长出租、企业互联和存储网络（SAN）互联，具有容量大、节省光纤资源、承载多业务、可提供光层保护的优势。

3.1　城域WDM环网
目前已经发布的城域WDM环网标准包括YD/T 1205-2002《城市光传送网波分复用（WDM）环网技术要求》和YD/T 1339-2005《城市光传送网波分复用（WDM）环网测试方法》。

YD/T 1205-2002标准规定了一种WDM光传送网——2纤OADM环网的技术要求。该标准规范的2纤OADM环网为双纤双向、开放式系统。工作在常规（C）波段（1 528-1 565 nm），也可工作在长（L）波段（1 565-1 625 nm），但具体参数待定。该OADM环网单方向传输的光波长通路数量为16/20波或32/40波，可承载SDH、ATM、IP POS或以太网等业务，主光通道的光通路信号为GE（1.25 Gbit/s）、STM-16（2.488 Gbit/s或2.67 Gbit/s）或STM-64（9.953 Gbit/s或10.71 Gbit/s）等（特殊情况下，允许主光通道直接传输低速率信号）。波长区划分、主光通道光接口参数、OTU接口参数等具体参数适用于16/20波和32/40波光通路OADM环网，其他波长数系统可参照执行。该标准中规范的OADM主光通道光接口参数适用于单纤单向WDM系统，光接口参数指标适用于G.652光缆系统，非零色散位移（G.655）光缆系统可参照执行。该标准规范的OADM环网主要适用于城域WDM光传送网，为城域传送网的骨干层和汇聚层提供多种业务的综合传输平台。该标准规范的目标是为将来提供不同系统间的横向兼容性，目前则只能达到部分横向（单厂家系统间）兼容。

近年来，随着高速数据业务的飞速发展，WDM环网在国内外运营商的本地和城域传送网络上开始广泛应用。由于YD/T 1205-2002标准制定时间较早，经过4年的技术发展和网络应用，原标准中的一些规范需要修订并进一步增加新的功能规范，以便于更好地规范和指导城域WDM环网在中国通信网络中的应用、工程验收等工作。目前已经立项，拟修订的内容是：实际网络中GE等数据业务在光纤中断情况下的保护倒换时间超过50 ms，与目前标准矛盾。新增的功能规范主要是WDM环网的应用范围推广到本地网、支持10GE LAN和WAN接口、支持部分OTN开销的检测功能、支持波长可调功能，结合ROADM的标准进展，完善对OADM的基本功能规范。

YD/T 1339-2005标准主要规范了开放式二纤双向WDM环网的测试方法，包括WDM环网的主光通道性能、波长转换器（0TU）的功能和性能、OADM的节点结构和基本功能、环网的保护倒换方式、保护倒换准则和时间、系统传输性能、子速率透明复用器的功能和性能、光监控通路的性能、网元和网络管理系统功能测试等具体内容。

3.2　CWDM系统
CWDM系统主要解决光纤资源紧张情况下的较大容量传输，是面向城域接入层的解决方案，目前已经发布的CWDM系统标准包括YD/T 1326-2004《粗波分复用（CWDM）系统技术要求》和YD/T 1463-2006《粗波分复用（CWDM）系统测试方法》。

《粗波分复用（CWDM）系统技术要求》规范了波长间隔为20 nm的等通道间隔、通道数目为8波和4波的粗波分复用系统的技术要求，如光波长区的分配、光接口分类、参数定义及参数值、监控通路、网络管理和系统保护等。适用于承载信号为吉比特以太网信号和STM.1/4/16 SDH信号，在G.652单模光纤（包括A、B、C、D等4种）上传输的粗波分复用系统。承载其他数据格式或速率、波长数目为12和16波的粗波分复用系统，以及在G.655和G.653光纤上传输的粗波分复用系统可以参照执行。该标准规范的目标是提供不同系统间的横向兼容性，目前则只能达到部分横向（单厂家系统间）兼容。

4、传送网承载以太网技术标准的发展
近来，城域以太网传送技术迅速发展。受到了运营商和设备商的广泛关注。另一方面，ITU-T SG15近年来制定了传送网承载以太网（EOT）的系列标准建议，大部分已在2003年10月、2004年4月、2005年5月和2006年2月的SG15全会上通过，ITU-W SG13也制定并通过了以太网传送网络的OAM要求的相关建议。此外，城域以太网论坛（MEF）也制定了以太网的一系列规范。为了明确地规范城域以太网传送技术的网络特性和应用，中国通信标准化协会已经开始相关的研究工作。目前已经立项《传送网承载以太网的技术要求》作为系列标准，拟在网络分层结构、以太网UNI和NNI、设备功能模块特性、OAM功能要求和业务框架等方面展开进一步的研究。

《传送网承载以太网的技术要求　第一部分：以太网传送的网络分层结构》标准主要参照ITU-T G.8010和MEF的相关标准，采用G.805、G.809所描述的通用建模方法，从网络的角度，描述了以太网的功能架构，包括以太网分层架构、特征信息、客户，服务器层间关系、网络拓扑等。

《传送网承载以太网的技术要求　第二部分：以太网UNI和NNI接口》标准主要参照ITU-T G.8012，规范了以太网UNI和以太网NNI，以太网UNI是由以太网接口组成，而以太网NNI是由以太网接口或传送网承载以太网的接口组成。传送网承载以太网的接口使用各种不同的服务层网络，如ATM、OTH、PDH和SDH。

《传送网承载以太网的技术要求　第三部分：以太网业务框架》标准主要参照ITU-T G.8011.规范一个基于传送网承载以太网结构的以太网业务框架，并定义了其面向网络的特征，在技术内容上也参考MEF和IETF的有关以太网业务的建议和规范。该部分标准规范了G.8011.x系列建议中所使用的业务属性，并定义了每种以太网业务类型。

《传送网承载以太网的技术要求　第四部分：以太网专线（EPL）业务》标准主要参照ITU-T G.8011.1，以G.8011规范的以太网业务框架为基础，定义了以太网专线（EPL）承载以太网特性信息的业务属性和参数。EPL是指具有专用带宽，由SDH、PDH、ATM、MPLS或OTH服务层网络提供的点到点连接。

《传送网承载以太网的技术要求　第五部分：以太网虚拟专线（EVPL）业务》标准主要参照ITU-T G.8011.2，以G.8011规范的以太网业务框架为基础，定义了通过SDH、ATM、MPLS、PDH、OTH或ETY服务层网络提供的共享带宽、点到点连接来承载以太网特征信息的业务属性和参数，这种类型的业务被称为EVPL业务。

其他部分将来还可能包括第六部分：以太网传送网络的设备功能模块特性；第七部分：以太网保护；第八部分：以太网传送的管理功能要求；第九部分：以太网专网（EPLAN）业务和第十部分：以太网虚拟专网（EVPLAN）业务等。该系列标准中最抽象和框架性的部分是第一部分和第二部分，其中的业务框架和相关的单项业务是该系列标准规范的重点和难点，对于MSTP等相关的技术应用也有指导意义。

5、结束语
目前，城域传送网作为发展的热点，在标准化的多个方面已经取得了一定的突破，作为城域传送网应用最多的技术，MSTP的标准化推进在国内已经取得了较大成果，在国外没有相关可参考标准的情况下。制定了系列标准满足了需求。城域WDM技术作为今后网络容量和数据业务量增加情况下的一个良好的解决方案，也经历了多年的发展，从标准化的角度适应网络的应用和发展。并在进一步修改和完善中。传送网承载以太网系列标准作为以太网业务承载的框架和业务描述的标准，在参考国际标准的前提下也进行了大量的研究工作，今后在这个领域的标准化研究工作也将进一步加快以推动城域传送网的相关技术应用和发展。