MSR——一种新型宽带城域网技术

武汉邮科院烽火网络公司 邓里文 余少华

　　随着IP技术的飞速发展电信业务的结构也发生着急剧变化，IP业务在近几年内呈指数式爆炸性增长，预计在未来几年中IP业务量将超过话音业务量成为电信网的主导业务。传统的电信网是为传送话音而设计，采用TDM和电路交换技术的网络，不适合传送IP数据业务和视频等多业务。为适应未来话音、数据和视频“三网融合”的需要，有必要建设宽带综合城域网。下面对几种宽带城域网技术进行简单的介绍。

一、采用POS＋SDH/WDM技术

　　光纤通信以其巨大带宽成为物理层的首选技术。众所周知，现有的电信骨干传输网主要采用SDH/SONET技术。SDH/SONET技术十分适合传输采用TDM技术的话音业务，它具有良好的网络保护和自愈功能。另外一方面，目前的IP网络还十分依赖电信网，如电信运营商外的ISP均靠租用电信线路。因此宽带城域网的第一种方案很自然就是采用POS技术＋SDH/WDM技术。该方案采用SDH设备或者WDM设备作为传输网络，在高速路由器上采用POS技术，高速路由器提供SDH接口与相关的SDH设备或WDM设备相连接。该方案的特点是可以充分利用现有的城域网中已有的SDH和WDM设备，保护已有的网络投资。

　　目前POS有两种，一种是IETF定义的采用IP/PPP/HDLC/SDH结构的IP over SDH，另外一种是ITU-T X.85/Y.1321定义的采用IP/LAPS/SDH结构的POS。采用X.85的好处是有：

（1）设备简单；

（2）效率高；

（3）与PPP/HDLC方式等效并兼容；

（4）给运营商带来的好处是IP包的性能可大大改善。

　　由于POS技术本身属于点到点技术，以及SDH技术本身的缺陷（SDH适合传送采用TDM技术的话音业务，不太适合传送IP业务），因此无论是采用哪种POS技术，在光城域网中采用POS＋SDH ADM环时，它有以下缺陷：

(1) 通过数据通信信道（DCC，再生段的D1-D3字节、复用段的D4-D12字节）对高阶虚容器和低阶虚容器的端到端踪迹连接配置周期长。

(2) 有多种设备层次：再生段、复用段、高阶虚容器、低阶虚容器，因此开发的系统和网络十分复杂。

(3) 将分组映射到HOVC、LOVC或它们的相邻级联和SDH/SONET虚级联时昂贵和低效。

(4) 要求网络时钟精确同步，否则将降低系统性能或系统失效。

(5) 要求支持TMN (电信管理网络)，否则不同厂商的设备不能实现互联以及操作维护。

二、采用EOS技术＋SDH/WDM平台

　　如前所述，目前电信骨干网主要采用SDH技术，但在局域网中，主要采用以太网技术。以太网和SDH技术为目前通信网络中的两大主流技术，而且两者均已经有上千亿美元的投资。在全世界通信网向IP网络统一的过程中，保护现有的网络投资就显得十分重要。为了在城域网中的现有SDH/SONET传输设备上承载以太网和千兆以太网业务，武汉邮科院烽火网络公司于1999年在ITU-T提交了X.86 Ethernet over SDH，2001年2月正式批准。其主要优点有：端到端的远端性能监视，远端故障指示，流量控制，低价格和易使用，很低的时延和时延抖动从而可很好地支持实时业务，可提供1+1保护功能的以太网/千兆以太网业务，可同时支持本端流控和远端流控，可最大限度地充分利用现有传输网络等特点。烽火网络开发的EOS技术应用范围十分广泛，可将数据网中以太网与电信网中的SDH/SONET网络灵活地连接起来，其主要应用方式包括：（1）在现有SDH/SONET或DWDM上增加以太网的二层或三层交换板，这样在传统的SDH或WDM设备中可提供以太网接口(100Mbps/1000Mbps)。（2）采用1套EOS设备，放在现有端到端的SDH/SONET（或DWDM）与以太网二层或三层交换机之间，实现端到端的传输连接。（3）在现有的以太网二层或三层交换机上增加EOS（STM-1/STM-16）接口。为利用POS技术＋SDH/WDM以及EOS技术＋SDH/WDM宽带城域网中提供宽带接入的全套方案。F-Engine R4202为采用X.85 IP over SDH技术的交换路由器，它可提供一个上联的STM-4 POS接口，下可接8个10/100Mbps的以太网接口，可分别连接多个S2000系列以太网交换机或F-Engine AM2004、A2001HomePNA接入设备，以为用户提供高速以太网接入或HomePNA接入。F-Engine AM1001为采用X.86 EOS技术的EOS接入设备，它提供一个STM-1的SDH接口和1个100Mbps以太网接口，可分别连接现有城域网的SDH ADM设备和以太网交换机或F-Engine R4001/4101路由器，然后由以太网交换机或F-Engine R4001/4101路由器连接多个具体用户。F-Engine S2201为可提供EOS接口的以太网交换机，其上联接口可直接与现有城域网的SDH设备相连接，下联方向通过以太网交换机或直接与大的集团用户连接，为用户提供高速网络连接服务。F-Engine C15000为一系列的CWDM设备，用户也可通过C15000系列CWDM设备把多个小的子网络汇聚到城域网SDH网络中。

三、采用MSR的新型宽带城域网技术

　　多业务环（Multiple Services Ring，MSR）是武汉烽火网络公司代表中国政府向最近（2002年2月27－3月8日）在瑞士日内瓦举行的ITU-T第十七研究组（数据网和电信软件）的全会上提出的一种光城域网方案，该方案已经被全会接收，编号暂定为X.msr。按全会要求，力争在下次全会上使用加速程序正式批准通过。MSR是一种新型的城域网组网和应用模式。MSR是一个双向对称二纤环，主要的光传送机制采用千兆以太网和10G以太网中廉价的广域接口子层（WIS）或 SDH/SONET。MSR既可支持以太网、千兆以太网、DVB（数字视频广播）、ATM、POS（Packet over SONET/SDH）、X.85和 X.86等业务支路，又可以像路由器一样支持数据包的转发。当给MSR节点上的支路加配业务时，它相当于一个多业务分插复用设备组成的环，支持业务的点到点、组播和广播应用。MSR集传输和数据交换于一体，可以降低传输设备和数据交换设备的复杂性。MSR设备廉价、易用、易维护，是中国在城域网技术中的一次原创，具有广阔的市场前景。MSR由一对双向对称、反向旋转的光纤环组成，MSR至少由两个节点组成，每个节点可以上、下一个或多个独立的支路（如以太网、千兆以太网、DVB、POS/或ATM端口），也能够发送和接收3层（IPv4/IPv6）转发数据包（类似路由器）、控制信令分组和网络管理分组。MSR支持这些支路业务的多播和广播、转发数据包。汇聚管道可以是STM-4/OC-12、STM-16/OC-48、STM-64/OC-192、千兆以太网和10G以太网等中的任何一种。MSR环上可以插入或删除一个节点，与此同时其他节点和业务可以正常运行，不会造成分组丢失和业务丢失。表1列出了每个节点可以上/下的一个或多个独立的支路业务。MSR环要求汇聚管道的带宽大于任何支路的带宽。如果在协议栈中LAPS被MSRP代替，沿MSR环上以太网/GE在SDH/SONET上传送（Ethernet/GE over SDH/SONET）的机制与ITU-T建议X.86/Y.1323相同。

表1. 支路内的多业务类型

　　环上发送和接收四种类型的数据包：支路的多业务包、3层（IPv4/IPv6包）转发数据包（类似路由器）、控制信令包和网络管理包，如表2所示。环上包的工作方式有点到点、多播和广播。

表2 分组类型

　　一个MSR节点是一个系统设备，该设备有两个相反方向同时收发的汇聚管道连接，如一个东向接收、东向发送，一个西向接收、西向发送，以及一个或多个独立的上下支路。MSR节点的功能也包括接收、发送和转发网络管理分组、控制信令和节点上的数据包。MSR节点的基本组成部分包括：汇聚管道、支路、第一个工作环(FWR)、第二个工作环(SWR)、MSR滤波器单元、MSR调度单元、成帧器。

　　MSR是新一代的多业务光平台，通过在保留相关功能的同时，对交换和传输进行简化，交换和传输进行集成，使之成为一体。MSR支持以太网、千兆以太网、DVB、ATM、POS、X.85和X.86支路业务，同时还能以动态数据分组环的方式工作，像路由器一样在环上转发分组

n在环上的业务可提供单播，组播和广播模式。MSR属电信级IP网络，环上的业务是透明的，数据，视频和TDM可集成在一块芯片上，实现三网融合；MSR环和业务是弹性的，MSR即可用于网络的接入部分，也可用于网络的骨干部分，如MAN，此外，接入环和骨干环可以互相嵌套。

　　城域网多业务环（MSR）是新一代的多业务光交换和传输平台，它对交换和传输进行简化， 同时也把交换和传输这两项技术进行了有机的集成，使之成为一个整体。MSR可提供以太网、千兆以太网DVB、ATM、POS、X.85和X.86支路业务，同时还能以动态数据分组环的方式工作，像路由器一样在环上转发包括IP包在内的分组，在环上运行的业务可提供单播、组播和广播模式。采用MSR的组网方式使网络费用和维护工作量大大减少。由MSR数据节点机组成的网络属电信级IP数据网络，它同时还有以下特点：

* 环上的业务是透明的；数据，视频和TDM可集成在一块芯片上，实现三网融合；

* 在50毫秒以内实现二层保护倒换， 具有自动拓扑发现和性能管理功能；

* 环和环上运行的业务具有弹性，可大可小，可多可少；

* 接入环和骨干环可以互相嵌套；

* 双向对称反转环都被使用来传送数据，信令和网管帧；

* 群管可以是 STM-16/OC-48， STM-64/OC-192， GE， 10GE， HOVC的级联；

* 动态的节点添加和删除；

* 所有支路业务，信令和网管帧提供优先级队列和服务质量等级功能，支持三层（包括IP包在内）的存储转发；

MSR帧格式与群管的类型和速率无关。

　　MSR和RPR是不同的城域网解决方案，是两个不同的领域，解决不同的问题。MSR主要强调的是把多业务的传输和交换集成在一起，提供一个有机的整体的解决方案。MSR与RPR(弹性分组环)的主要差别体现在以下几个方面：

（1）MSR把多业务的传输和交换集成在一起，提供一个有机的整体的解决方案；

（2）MSR可用与单纤(接入环)、双纤和四纤环，RPR只能用于二纤环

（3）MSR可用与环型、T型和链型拓扑，RPR只能用于环型

（4）当群管采用SDH/SONET时，MSR可不需要同步网的支持，给组网带来了灵活性，也降低了运营费用.

（5）同一个MSR环的群管可在不同的链路段采用GE/10GE和SDH/SONET，RPR的链路类型必须统一

（6）非常适合于“要求计费管理相对集中，而接入处采用简单的L1/L2接入的网络”，这样PPPoE和PPPoA可以透明地穿过去，并以廉价的方式提供1+1冗余，而RPR用于接入时PPPoE等无法穿过去，而且它采用L3交换成本太高；

（7）MSR不存在MAC地址(资源)分配的问题；

（8）MSR在提供L3路由交换功能的同时，还能提供各类支路业务；

（9）MSR比RPR的成本低，开发周期短。

摘自《光纤新闻网》