□ 中国电信北京研究院 张成良
在目前城域传送网的建设中，有一些概念值得探讨，特别是城域传送网与过去本地传输网的关系、城域传送网与城域数据网的关系。
城域传送网首先不是一个新的概念，特别是对于已经拥有庞大城市传输网的运营商（例如中国电信），我们所说的城域网的建设，绝对不是重新敷设一张新的传输网（专门承载数据业务），而是在城域范围对以前建设的传输网进行优化和改造。过去传输网支持的主要是TDM业务，随着数据业务的增加，有必要使这张网更有效地支持各种业务。城域网建设应该理解为在新引入传输设备中采用新一代MSTP（而不是传统SDH），对原来SDH进行扩容时增加数据处理功能，例如引入支持数据功能的支路板卡，以便在一个传输平台上同时支持TDM和数据的传输。
在建设过程中，应该保证新建设MSTP（或者对原来SDH数据处理板卡进行扩展）与原来SDH系统统一到一个管理平台内，基于SDH多业务传送节点的是一种新型SDH，它的核心处理依然基于SDHVC通道，只是外围增加了以太网处理和一些新功能，网管系统与原来的SDH是后向兼容的。
目前关于新型MSTP的讨论比较多。MSTP是一种快速发展的技术，从2001年开始已经出现了几个版本，但没有一个十分稳定的我们可以称为“一代产品”的版本。而且在2001年国内行业标准《基于SDH多业务传送节点技术要求》中已经包含了“第一代”和“第二代”应用，两者之间的差别在于对二层交换的支持。而目前新型MSTP只是在以前基础上增加了一些新功能，特别是链路容量自动调整（LCAS）机制、以太环网带宽公平接入和拥塞控制等。
虚级联和LCAS功能
在数据业务应用环境下，由于业务的突发特征，虚级联和LCAS是衡量MSTP带宽是否有效利用的重要指标。虚级联实现了带宽颗粒度调整，通过虚级联实现业务带宽和SDH虚容器之间的适配，比连续级联更好地利用SDH链路带宽，提高了传送效率；LCAS可以根据业务流量对所分配的虚容器带宽进行动态调整，而且在这个调整过程中不会对数据传送性能造成影响。
在SDH网络中，虚级联的实现相对简单，最重要的是参与虚级联VC容器序列号SQ的传送，保证系统在末端能够将传送信号的VC排队重组。而在LCAS更多的是实现双向通信的控制信息的传送，如CTRL、MST等。虚级联和LCAS功能的实现都是通过同一个字节实现的。在VC－3/VC－4采用的是H4字节（H4是通道开销字节）。其构成两重复帧，第一重复帧由16帧组成，第二重复帧长256。要完成一组VCG（虚级联组）控制信息的传输，需要1复帧16帧，也就是2ms的时间，一个VCG最多由256个VC组成。
在低阶VC－12中，LCAS的实现是通过K4字节中的比特2来实现的，其中比特1传送信号标志，也就是VC－12承载的信号类型。比特2传送虚级联序号和LCAS控制信号。其中K4是4帧的复帧结构，也就是每隔500us出现一次。LCAS控制信息是K4的32复帧构成的。完成一组LCAS信息单向传送需要4×125us×32＝16ms。
LCAS确保了工作在虚级联状态下的SDH通路，在一个或几个VC通路出现故障时，数据传输能够保持正常。一般来说网管增加或者删除虚级联组中成员时，系统可以实现“不丢包”，即平滑增减。对于“断纤”或者“告警”等原因导致的删除虚级联组成员，有少量丢包，这是由于突发的系统故障反馈必须从业务末端到首端，再从首端到末端，有一个LCAS信息传送和系统调整的过程，一般需要几十ms或者更多。其中VC－3/4虚级联组对业务的影响小一些，VC－12虚级联组业务受损时间长一些，因为要传输同样的LCAS控制信息内容，需要VC－12复帧长度更长。
以太环网和RPR功能
以太环网有几个重要特点：一是必须实现环上各节点共享环上带宽，并可实现公平使用（通过速率限制、竞争或一定的算法），二是实现基于环上业务的保护（不是SDH层面的保护，如二层或RPR），三是可以实现业务优先级的处理，开展以太网租用线业务。目前对于实现以太环网功能，主要有两种方式：一种是基于2层交换方式实现，一种是通过内嵌的RPR环网实现。
一是基于2层交换方式。
基于2层交换可以实现业务优先级和一定的带宽控制功能。一般通过对IEEE802.1p帧格式信号的处理实现，以太网板卡在输入口把不同802.1p值的流量映射到不同队列进行处理，一般划分2或4个队列，实现优先级策略。另外可以基于端口或VLAN设置速率限制（如最小保证带宽和最大带宽），这样就使系统有了一定带宽控制机制，对于环上富裕的带宽通过竞争接入。如果系统支持基于VLAN的多生成树协议，多个VLAN生成树在一个环上，可以有效利用被单生成树禁用环段的带宽，结合CoS业务分类，CIR和端口限速的技术，可以在一定程度上保证环网的带宽公平性。
在保护方面，该方式除了支持传统的生成树协议外，还支持IEEE802.1w快速生成树协议（RSTP），快速生成树协议是生成树协议的改进，在原有功能的基础上提高了网络保护的性能。传统生成树倒换时间为42s，从发现链路断裂、数据中断到数据恢复至少需要三十多秒的时间，而快速生成树协议只需6～8秒的时间就可以将数据流切换到备份链路上。
基于2层交换实现的以太环网有比较大的局限性。从环网带宽利用看，并不能实现带宽颗粒的灵活指配，同一等级的流量对带宽的竞争缺乏完善的公平算法。从业务优先级来看，如果输入信号不支持IEEE802.1p，对输入信号优先级划分只能按照百分比切割，这并不科学。在保护上依赖于STP生成树，倒换速率比较慢，严格意义上二层实现的以太环网并不是真正的“分组环”。
二是基于RPR的环网功能。
通过RPR模块实现以太环网是目前许多设备制造商的选择，RPR可以实现业务优先级处理和带宽的公平使用。内嵌RPR多占用MSTP的VC－4或VC－4－4c（在10Gb/s时MSTP也可以为VC－4－16c）速率作为共享带宽，要实现共享颗粒越小，处理起来越复杂。也就是说实现VC－4共享比VC－4－16C要复杂许多。
RPR模块利用环路RPRMAC技术，实现报文在目的节点被接收并从环路剥离，有效利用环网带宽。系统具有环网的带宽公平共享和优先级抢占功能；可以把不同802.1p值或TOS值的流量映射到RPR环网的不同服务类型中，进行优先级划分，同一优先级的流量可以公平共享环路带宽；支持对环路带宽的自动调整，当有新的流量产生时，各流量动态调整发送速率，达到公平共享带宽资源。接入的以太网业务映射到RPRMAC层时，可以采用IEEE802.17中定义的远程转发（Remoteforwarding）方式，实现对IEEE802.3MAC帧的透明传送；能够识别IEEE802.1q规定的数据帧，根据VLAN信息转发/过滤数据帧。
内嵌式RPR支持拓扑自动发现和环网智能保护，针对数据业务提供小于50ms的快速分组环保护，可以保护由于节点失效或链路失效产生的故障。RPR保护倒换支持两种方式，Wrap保护倒换与Steering保护倒换，其中Wrap保护倒换时间短一些。RPR技术还可实现VLAN地址扩展和重用，突破传统以太网二层交换的4096个地址的限制，从而适应电信级城域公网应用。即使在相同的VLANID的情况下，仍能够区分不同用户的业务流，实现双VLAN标签的强大功能，以区分运营商和用户自定义的VLAN标签。
RPR功能并不排斥二层交换功能。有些厂商设备只支持RPR功能，而没有二层处理。这样可能会影响RPR功能的发挥，特别是对业务QoS支持。如果没有二层处理的话，就无法识别Incoming输入信号的IEEE802.1p帧结构，对输入信号的等级无法区分，系统只能实现基于端口的QoS。另外也无法实现对VLAN标志的识别，无法完成基于VLAN的许多功能，如速率限制、带宽共享等。
RPR与SDH保护功能的协调工作
内嵌RPR模块的MSTP必须实现RPR和SDH复用段两重保护的协调工作。当光纤切断时，一般SDH复用段保护功能会启动，这时RPR保护功能是否还有用，这是一个值得探讨的问题。对于该情形有两种解决方案，一种是参与RPR传输的VC时隙进行SDH复用段保护，这时可以不需要RPR保护功能（也就是将RPR保护功能冻结）。参与RPR传输的VC时隙与传送话音SDH时隙不同的是在备用时隙中也传输数据，而不是将备用时隙空闲用来保护。由于空闲时隙中传送了业务，在SDH进行保护倒换时对业务的影响有可能超过50ms，系统倒换后，RPR系统工作在类似“Wrap”的状态下。
第二种是参与RPR传输VC时隙不进行SDH复用段保护，只进行RPR保护，但这要对SDH复用段保护环进行特殊的设置，使这些时隙不参与SDH复用段保护环保护，但是一般来说SDH复用段保护的优先级比较高，传输系统是否有能力予以配置还要观察。
RPR技术的保护功能更多地体现在单独应用上，例如集成在数据设备中，实现50ms的保护倒换，如果集成在SDH设备中，更多的应该体现在对带宽的公平处理、对信号QoS的支持、VLAN地址扩展上，保护功能不是很重要的一个技术元素。
新型MSTP还处于快速发展之中，其最重要的特点就是实现了带宽的公平使用、支持信号QoS的分级、动态调整带宽的LCAS，当然除了本文讨论的内嵌RPR环网功能外，也有厂商采用了MPLS来实现上述功能，并且可以保证与数据网络的互通。这些新技术的应用都是为了保证MSTP更好地完成对数据业务的处理和优化。
由于这些新功能都是刚刚开发出来的，实际应用尚不多，相信随着设备应用的增加和实践中的逐步改进，这些新功能将会更完善。