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MSTP:新运营商城域网建设的最佳切入点
随着电信改革的深入,出现一些新兴运营商,这些新运营商很快拥有了一定规模的长途网络,但却在城域网络部分出现了瓶颈,然而电信业务竞争的重点在于城域网,建立高效、经济的支持多业务的城域网成为当前运营公司的共同目标。
基于SDH多业务传送平台(MSTP)是SDH设备与2层乃至3层分组设备在物理上的集合体,并引进虚级联、GFP、LCAS、RPR、MPLS等技术,MSTP被看作能够延长SDH生命的亮点。
根据逻辑功能我们可以把城域内的电信运营网络划分为三层:业务网络层、城域传送网和用户接入网。
业务网络层由IP城域节点、ATM骨干节点和话音交换设备构成,其中IP城域节点由城域节点路由器、城域节点交换机、专线接入路由器等构成,上述设备具有ATM或以太网用户侧接口;ATM骨干节点将由ATM骨干交换机和ATM/FR多业务接入交换机构成,上述设备具备ATMSTM-1、E1、100M接口和信道化的FRE1接口、电路仿真E1接口;话音交换设备可能是固定或移动话音交换机,将具备E1接口(接入模块局或基站)和V5接口(通过接入设备接入散户)。
城域传送网是业务网络的承载网又是业务网络和用户接入网的桥接区。城域传送网的接入层节点可以是园区中心或无线基站等,相当于传统运营商的市话端局,利用接入网将周围用户接入到端局,然后通过城域传送网汇聚,送入业务网络。
上述电信网络分层方式也是为了工程划分和管理的需要。一般操作方式是传送网有计划批量实施,而接入网随着客户的发现临时实施。另外,随着MSTP设备的小型化,并能适应不同的机房环境,MSTP设备越来越有前途。
如果把业务网络作为核心网,那么我们把城域传送网和接入网统称为广义的接入网或边缘网络。
MSTP城域传送网满足新运营商建网需求
传统运营商在城域内已建成多层重叠网络。各种业务网包括话音交换网、IP网、基础数据网,这些业务网络承载在与其平行的传输网上。传统运营商市话端局均匀分布,布局合理,管线资源丰富,以端局为中心,利用铜缆等接入手段,经济快捷接入客户。
新运营商运营之初,受投资、局站条件、客户来源的限制,不可能像传统运营商一样采用全覆盖方式建设重叠的业务网和传输网。只可能在城内建设一至两个业务网节点,然后围绕业务节点建设传送(接入)网络,综合多种业务的承载和接入,形成单或双节点核心网络,城域传送网和接入网构成一个广义的接入网络。MSTP技术正好满足了这种需求,在SDH上附加以太网、ATM功能,以太网承载IP、E1承载TDM业务、未来可能采用ATM功能承载3G网络。
另外,对于传统运营商,虽然MSTP设备具备L2层交换和ATM交换的能力,有一定的业务处理能力,但与传统的数据设备相比,其业务处理能力还较弱。由于有大量的用户支撑,没有必要放弃现成的网络重新构造多业务网络。
新运营商如何配置城域传送网节点
我们已经知道,在实际网络应用中,城域传送网理论上的三层结构并不是绝对的,可以根据城市及业务规模的大小选择层状结构。
对于新运营商,特大型城市宜采用三层结构,大中型城市宜采用两层结构。
特大型城市骨干层的主要作用是承载业务网和透传大容量分组业务。骨干层采用分离的设备配置,可采用类似带宽管理器的大容量ADM设备(或者配合以DWDM设备,视需求而定)用于主干环路,不要求低阶交叉能力;同时在核心节点配置具有低阶交叉能力的ADM设备,通过支路成环(或链)方式连接汇聚层子网;汇聚层采用ADM设备形成汇聚层,通过支路组成接入层。
以太网是非常重要的一个业务,以太网业务的汇聚能力几乎成为评判MSTP设备能力的标准。
在特大型网络中,核心层MSTP设备配置透传以太网GE板卡,核心节点连接汇聚层的设备配置二层交换GE板卡和透传(或者二层交换)FE板卡,FE板卡负责接入本地业务,GE板卡负责收敛汇聚节点的业务,并通过外部GE接口连接核心层设备的GE接口,从而将业务传送到有业务层设备的核心节点;汇聚节点设备都配置二层交换板卡,负责接入本地业务和收敛接入节点的业务;接入节点的设备配置二层交换(或透传)板卡,负责接入本地业务。
MSTP设备仍存在缺陷
目前技术条件下的以太网业务板卡(包括内嵌式RPR板卡)都存在一些不足。
MSTP设备的以太网板卡除其交换、适配功能块之外,还有其外部接口和内部接口,交换模块和接口模块是不可分离的。外部接口为FE或GE接口;内部接口为连接系统侧的Vc通道,内部接口的容量为Vc的数量,上述Vc最多可分为几个方向称为内部接口的数量。目前,FE板卡的内部接口容量一般不大于63×Vc12,内部接口数量不大于8个;而二层交换GE板卡内部接口容量较典型的为252×Vc12,数量为16个。有的二层交换GE板卡内部接口为Vc3或Vc4,虽然内部接口容量较大,但由于配置在其他节点的FE板卡内部接口为Vc12,而无法将业务汇聚到GE。另外,当二层交换FE板卡配置在汇聚节点时,由于其内部接口容量为63×Vc12,此容量既要用作共享环通道来连接接入节点,又要用于向(上)核心节点汇聚业务,当此汇聚节点下辖5个以上接入节点时,每个节点平均可享用的带宽将不超过10Mb/s。如果需增加带宽就需另外增加板卡,但板卡价格万元有余,与采用以太网交换机相比失去造价优势。
RPR承载以太网业务可在MSTP中传送,但由于RPR多用于汇聚层,所以要求它既可以接入本地业务也可以收敛支路子环/链的业务。但当前的设备中很多没有汇聚子环的功能。
当然上述缺点并不是MSTP技术本身的不足,而是由于设备生产商开发力度不够造成的。随着运营商在城域网投资的加大,解决问题的方案已经出现。比如在SDH设备上开发以太网交换平面,增加与SDH交叉矩阵的接口能力;开发一种交叉适配板卡,通过二层实现不同Vc的转接,从而解决因采用不同Vc颗粒引起的汇聚困难问题;将交换模块与外部(FE/GE)接口模块分离,实际应用中可根据需求配置外部接口,从而节省工程投资。
新运营商如何通过MSTP完成业务接入
新运营商在城域范围内缺乏电信运营资源,特别是局房和管线,所以局站布局密度较小,也不具备铜缆资源。因此,应主要采用光纤和无线接入方式。光纤的优点是中继距离长、带宽大;无线方式的优点是不需要管道资源。
新运营商的主要用户应选定为集团客户,包括小区、楼宇、企事业单位等,采用无线和光纤两种方式,连接集团用户的驻地网。
光纤接入方式主要采用综合接入系统、无源光网络(PON)以及延伸FE接口的光纤收发器和延伸E1电路的PDH系统等。
综合接入系统可寄生于城域传送网,OLT与ONU通过城域传送网的TDM通道连接。综合接入系统的典型应用是将ONU安装在驻地网中心实现市话放号,由OLT的V5接口接入市话交换机。
由于接入网需要耗用大量光纤,光纤资源不足,相对机房环境也比较差,可引入CWDM技术以减少光纤的耗用。CWDM具有造价低、设备小、环境条件要求低、采用自适应速率OTU的特点,应用于接入网是一个不错的选择。
无线接入方式主要有3.5G、LMDS等,由于其在极端环境条件下的不稳定性,可主要用于一般IP业务的接入。
MSTP有望在未来3G网中一显身手
在移动通信3G技术WCDMA的R99和R4版本中,无线网与核心网之间以及无线接入网内部NodeB和RNC之间的系列Iu接口将采用异步传送模式(ATM)。由于3G基站的接入带宽比GSM基站接入带宽要大,如果采用IMAE1组网,RNC需要具有成百上千的E1接口,设备造价较大。3G技术如果利用MSTPVP-Ring组网,基站采用155Mb/s接口,将使各节点共享同一环路容量,避免在网络初期的容量浪费,并且可根据节点的容量调节节点享用的带宽。
R99核心网络保留了电路域和分组域,而R4、R5核心网络采用"全IP"网络,即不再保留电路域,R4、R5在核心网提出了"全IP"网络结构,即将电路域的传输层改造为IP网络,如果演进到R5,连NodeB与RNC的传输都改为IP方式。那么,MSTP就可以增配RPR插板,构成RPR环路,实现IP传输扩容。
新运营商如何推进城域网演进
随着用户的增加,业务层网络逐步扩大。业务节点将由一个节点,逐步覆盖城域传送网的核心节点,甚至汇聚节点。核心层原来配置的GE通道将用于业务节点的连接通道,这时被业务网覆盖的部分退化为纯传输网络,城域传送网的其他层面加上接入网设备形成以各核心节点为中心的广义接入网。
随着TDM业务的分组化业务层网络向下一代网络演进,其广义的接入网将继续存在,成为下一代网络的边缘网络。
新运营商不是一个绝对的定义,只要他在城域范围内不具备运营资源,且业务处于由无到有的发展过程,我们就称之为新运营商。就当前MSTP技术的现状,MSTP适用于以TDM业务为主的新运营商。但随着MSTP技术的进步,随着RPR、MPLS技术的引入,MSTP技术将走出上述局限。相信将来借助移动3G网络,MSTP将会有大量的应用。
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