相关专题：
0、引言
基于同步数字体系(SDH)的多业务传送平台(MSTP)是指基于SDH平台，实现TDM、ATM及以太网业务的接入处理和传送，并提供统一网管的多业务综合传送设备。MSTP设备是传统SDH设备的延续和发扬，它的出现延长了SDH的寿命。
MSTP已有较成熟的产品，能在单一传送平台上对TDM、ATM及以太网业务进行统一处理和管理，但MSTP技术仍需要不断发展和完善。随着通用成帧规程(GFP)、虚级联(VCat)、链路容量调整(LCAS)、弹性分组环(RPR)、多协议标签交换(MPLS)、自动交换光网络(ASON)等技术的国际标准相继推出，新一代MSTP设备将逐步采用这些核心技术，面对新时期城域网TP业务大量兴起，MSTP逐步从简单透传、汇聚、共享开发展到带宽管理，提供面向数据优化的传送能力。
1、GFP、VCat和LCAS
目前，I-TUT已经把GFP、VCat、LCAS定为SDH的封装映射标准。
1.1 GFP
GFP是一种将高层用户信息流适配到传送网络的通用机制。早期的MSTP对数据业务技术标准限制较少，数据业务适配到SDH虚容器(VC)可选用多种封装协议(如PPP/LAPS/GFP)，导致不同厂家的MSTP设备传送数据业务时很难互通，难以进行全网数据业务运营。要实现不同厂商映射方式互通，提供从网络到业务的互通，提高网络效率，简化网络管理，提高经济效益，就必须统一封装标准，GFP将成为各厂商以太网业务处理的唯一封装标准。
GFP采用类似ATM的自同步定帧技术，简单灵活，开销低，带宽利用率高，标准化程度高，能支持各种网络拓扑，能对用户数据实施统计复用。GFP具有QoS机制，对应的传输层也不限定于SDH，可以是光传送网(OTN)或其他字节同步的物理通道。利用现代光通信的低误码特性，GFP还可进一步降低接收机的复杂性和成本，减小设备尺寸，使GFP特别适合高速传输链路应用。GFP利用线性扩展头中的标记空间，能与MPLS合为一体，利用MPLS加强GFP，提供端到端的运维、保护和恢复能力。
1.2 VCat
SDH中虚容器的容量固定，非常适合承载话音业务，但不适合承载数据业务。例如，若要在SDH上承载千兆比以太网信号，传统的SDH映射方式必须用VC-4-16c传送，大大浪费带宽。
通过VCat则可灵活实现数据业务带宽与SDH虚容器适配。它可以将几个虚容器(VC)“虚”级联到一个大的虚容器中，满足大数据业务的带宽需求。例如级联7个VC-4，构成VC-4-7v，提供1.05Gbit/s的带宽，用于千兆比以太网信号的传输。它将SDH的带宽分成不同的业务带宽传送信号，使SDH设备在传送语音业务的同时，还提供IP业务。
此外，VCat信号的每个虚容器都有自己的通道开销(POH)，各个虚容器都可以独立通过网络传输，并不一定通过同一路径传输。多径传输可大大提高网络资源利用率，降低业务阻塞率。
1.3 LCAS
Vcat一旦建立，就不能随意改变大小，而且万一其中任何一条链路失效，就意味着整个VCat失效。为了解决这一问题，LCAS定义了根据业务流量对所分配虚容器带宽进行动态调整的机制，并确保调整过程中不会对数据传送性能造成任何影响。这样，SDH就可以自动适应有效业务带宽，满足类似以太网带宽动态变化的数据业务带宽需求，显著提高网络利用率。
具体实现方法是定义一个VCat组(VCG)，利用SDH预留的开销字节传递控制信息，通过网管系统在该VCG内动态实时调整VC数目，快速适应上层业务带宽的需求。另外，当链路某些段落失效或进行修复时，通过LCAS协议可以将失效资源删除或重新恢复。
2、RPR
RPR技术是一种新型的媒体访问控制(MAC)层协议，它基于环型结构优化数据业务的传送，能适应多种物理层(如SDH、以太网、密集波分复用(DWDM)等)，能同时支持语音、数据和图像等多业务类型。
RPR具备信号QoS、带宽公平算法和保护倒换三大功能。在MSTP中嵌入RPR，主要是利用其带宽公平机制，通过公平算法调整带宽使用量，保证环上所有节点的公平性，达到环路带宽动态调整和共享的目的。
如果B、C、D3个节点同时以200Mbit/s速率向A点发送业务，这时622Mbit/s的总环路带宽还能承受，不需要用公平算法限制各节点的流量。如果这时E点也以200Mbit/s的速率向A点发送业务，B点就会出现拥塞，B点向C点发送带宽限制信息，C点又向下游节点发送该信息，直到B、C、D、E节点的分配带宽收敛为公平的155Mbit/s为止。
目前，已基本完成内嵌RPR功能MSTP设备的开发，华为、中兴等公司都相继推出具有RPR功能的MSTP设备。
基于SDH的RPR技术实现起来非常容易，目前已能将RPR功能集成在一块单板上，只需将RPR单板插入SDH设备相应子架槽位，即可对接入的以太网业务(基于802.3MAC帧)和纯粹的RPR业务(基于新型的802.17MAC帧)进行高效处理，包括公平带宽处理、RPR环业务保护、严格的用户隔离和业务分级(CoS)等。
RPR可以利用SDH的通道，跨越复杂的SDH网络，基本上不受地域和网络拓扑的限制，通过网络规划预留SDH通道资源或VCat+LCAS联合，实现带宽灵活调配，形成面向数据业务传送的虚拟传送网络。另外，由于RPR占用的SDH通道带宽可根据需要灵活配置，随着未来数据业务不断增长，可在SDH网络中逐步增加分配给RPR的带宽，相应减少窄带语音等TDM业务的带宽，这样，无需更新设备就可不断拓展网络应用。
3、MPLS
随着IEEE 802.17标准化，各厂商设备的RPR功能也逐渐标准化。在国内，内嵌RPR功能的MSTP设备已有一些应用，但仍存在数据业务处理能力不足的问题，主要原因是RPR为MAC层技术。
基本的二层交换就是MAC地址交换，即对来自不同端口的每个以太网数据包进行检测，根据其MAC地址和其它信息，重新发送数据包，形成一个或多个新的以太网数据。二层交换虽然能在功能上满足用户需求，但以太网业务的无连接性质难以保障QoS。为了将真正的QoS引入以太网业务，需要在以太网与SDH间引入一个智能适配层，处理以太网业务的QoS问题。MPLS技术的特点是在数据传送之前要先建立标签交换路径(LSP)，具有某个标签的数据一定会沿着预先建立的路径传输，面向连接。另外，作为MAC层的技术，RPR缺少业务层定义，根本无法提供端到端的以太网业务，更无法提供跨环的以太网业务。因此，RPR技术必须与一种端口识别技术结合，这种技术可以是IEEE 802.1D、IEEE 802.1Q、MPLS等，目前人们比较看好MPLS技术与RPR的结合。IEEE 802.1D和IEEE 802.1Q是桥接技术，大量使用桥接技术会消耗大量带宽，破坏RPR的空间重用，而且无法提供业务隔离功能。MPLS与RPR结合则可以提供端到端的QoS，解决VLAN扩展，实现业务隔离以及更灵活的业务功能，并提供新型的以太网业务，如L2VPN。
传统的MPLS技术应用于IP数据包，只能与二层技术一起提供单一的二层业务，如果要提供多种二层业务，MPLS网络中必须对二层业务进行仿真和MPLS封装，建立虚电路，例如Martini MPLS技术或EoMPLS。EoMPLS采用双层MPLS标签----隧道标签和VC标签，隧道标签用于标识业务在网络中的传送通道，称为隧道标签交换通道(LSP)；VC标识隧道LSP中的小虚电路，用于业务隔离和复用。LSP有动态和静态两种方式，静态LSP通过网管配置建立，动态LSP通过信令协议方式建立。如果采用动态方式，就会涉及到三层路由功能，目前国内对MSTP只能实现二层以下的功能。因此，现阶段只能考虑通过Martini草案实现静态MPLS功能，但各厂家采用的网管不同，实现MPLS功能还存在一些问题。
基于RPR/MPLS的协议栈如表1所示。
表1 基于RPR/MPLS的协议栈
4、MSTP技术的发展方向
经过近几年的发展和应用，基于SDH的MSTP已成为城域传送网最合适的主流技术。如何进一步提高网络资源利用率和网络服务质量，是运营商最关心的问题。随着网络中数据业务比重逐渐增大，要适应数据业务不确定性和小可预见性的特点，MSTP技术必须进一步优化数据业务传送机制，逐步引进智能特性，向ASON演进和发展。
ASON是指在选路和信令协议控制下完成自动交换功能的新一代智能光网络，是具备分布式智能的光传送网。MSTP作为节点设备，在用户网络接口(UNI)侧，接口类型丰富，接入灵活；在网络节点接口(UNI)侧，业务与通道和带宽的互动性较差。MSTP引入ASON中的G.MPLS协议后，控制平面可实现一层VC通道自动连接，结合LCAS对通道的加减法运算功能，实现业务与VC通道和带宽的互动。MSTP与ASON的融合，减少了网络运行维护的人工干预，实现了业务端到端的自动提供、网络可用资源的自动识别、故障的自动定位和恢复，降低了网络生命周期成本。目前，尽管ASON尚未标准化，但重大技术障碍已不存在，在未来几年内，ASON将走向实用化，光城域网引入ASON是必然趋势。
5、结束语
目前，部分厂家的MSTP已逐步融入上述一种或几种新技术，可以预见，新一代MSTP将把VCat、GFP、LCAS、RPR、MPLS等几种标准功能集成在一起，并逐步引入ASON，出现GMPLS的概念，采用独立的控制层面，实现各类业务端到端的调度和保护，最终形成真正的自动交换传送网。
