大客戶接入專網(wǎng)的新思維—MSAP
發(fā)表時間：2009-11-26
前言
隨著市場需求的變化，大客戶接入越來越成為各運(yùn)營商爭奪的一個焦點。如何為大客戶提供高品質(zhì)安全可靠的通信服務(wù)，滿足客戶差異化的業(yè)務(wù)需求，降低建網(wǎng)的成本，都是各運(yùn)營商最關(guān)心的問題。SDH經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，已經(jīng)成為各運(yùn)營商的主要傳輸網(wǎng)絡(luò)，大客戶接入如何有效地利用SDH的安全性、可靠性、可網(wǎng)管、覆蓋廣的優(yōu)點并與之無縫連接，都是我們迫切要考慮的問題，現(xiàn)有的基于SDH的專線接入方案雖較為成熟，但仍有不斷深化、細(xì)化和優(yōu)化的空間，多業(yè)務(wù)接入平臺（MSAP）正是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的。
MSAP（Multi-Service Access Platform）即多業(yè)務(wù)專線接入平臺，采用傳統(tǒng)的SDH技術(shù)，以SDH技術(shù)為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的GFP、VCAT和LCAS技術(shù)，融合以太網(wǎng)交換技術(shù)和ATM交換技術(shù)，實現(xiàn)TDM業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和ATM業(yè)務(wù)的綜合傳輸，此外MSAP還可以提供低速率的Nx64k專線，以太網(wǎng)延伸業(yè)務(wù)（EoXDSL）等。MSAP是集協(xié)議轉(zhuǎn)換器、光端機(jī)、光纖收發(fā)器、XDSL于一體的大用戶多業(yè)務(wù)專線接入平臺。
MSAP主要涉及以下三個方面的技術(shù)：
GFP被國際電信聯(lián)盟（ITU）接受并作為G.7041/Y.1303標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提供了不同協(xié)議映射到傳輸網(wǎng)絡(luò)的靈活及有效的機(jī)制。GFP能夠支持多種客戶網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠滿足廣泛的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用需求的一種封裝機(jī)制。
在 ITU-T G.7041 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義的 GFP提供了支持將各種通信類型直接映射到 SONET/SDH 幀的成幀機(jī)制，同時為以太網(wǎng)和纖維光通道等協(xié)議提供了靈活性，使這些協(xié)議可在現(xiàn)有的 SONET/SDH 架構(gòu)上長距離地傳輸。
以往通過與 SONET/SDH 緊耦合的 ATM 和 HDLC 映射到 SONET/SDH 的 IP 數(shù)據(jù)服務(wù)，現(xiàn)在可通過以太網(wǎng)和 GFP 映射。
通過GFP 標(biāo)準(zhǔn)，可以更好地優(yōu)化以太網(wǎng)和其它數(shù)據(jù)服務(wù)在 SONET 上的傳送。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)供應(yīng)商非常歡迎這項技術(shù)，因為該技術(shù)可實現(xiàn)在現(xiàn)有 SONET/SDH 安裝基礎(chǔ)上交互式地傳送數(shù)據(jù)服務(wù)。但是，完全有效的數(shù)據(jù)包傳送機(jī)制是通過 GFP 帶寬優(yōu)化技術(shù)（如 VCAT 和 LCAS）的組合才得以實現(xiàn)。我們將在以下的幾節(jié)中了解該機(jī)制。
2、VCAT：適當(dāng)尺寸的 SONET/SDH 管道
從 SONET/SDH 的早期開始，連續(xù)級聯(lián)就已經(jīng)成為它的一部分。曾設(shè)想使用連續(xù)級聯(lián)來容納使用如 ATM、Packet-over-SONET (PoS) 協(xié)議的高速數(shù)據(jù)應(yīng)用和需要 SONET/SDH 上的高帶寬映射的其它應(yīng)用。為啟用此高帶寬傳送，將多個 SPE 通過 SONET/SDH 網(wǎng)絡(luò)傳送（并切換）為一個單一連接，同時將第一個 SONET 容器有效負(fù)載指針設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)模式，隨后的有效負(fù)載指針都設(shè)置為級聯(lián)模式，從而將所有單元鏈接起來。
下表概括了 SONET 和 SDH 的支持的連續(xù)級聯(lián)。對于 SONET 標(biāo)準(zhǔn)，將這些表示為 STS-Xc，對于 SDH 表示為 VC-4-Xc。
雖然成功引入和部署連續(xù)級聯(lián)已有幾年時間，但它仍有某些主要不足之處。連續(xù)級聯(lián)通過整個 SONET/SDH 傳送來保持已級聯(lián)的 SONET 有效負(fù)載。因此，網(wǎng)絡(luò)元素必須在從源到目標(biāo)和在每個中間節(jié)點都支持連續(xù)級聯(lián)。此外，數(shù)據(jù)服務(wù)速率與這些已定義的容器的匹配并不是很良好，所以與當(dāng)前連續(xù)級聯(lián)方案一起使用 GFP 導(dǎo)致帶寬使用的欠優(yōu)化，因為以太網(wǎng)和纖維光通道數(shù)據(jù)速率與這些通道不是正確匹配。
為解決這些限制，在 ITU 標(biāo)準(zhǔn) G.707 中定義的虛級聯(lián) (VCAT)被發(fā)展以允許綁定單個 SONET/SDH 通道，以創(chuàng)建可成為基本速率任何倍數(shù)的自定義虛級聯(lián)組。（對于高次 VCAT，此基本速率將是 STS-1/STS-3 或 VC-3/VC4，而對于低次 VCAT，此基本速率將是 VC-11/12 或 VT-1.5/2）。
本質(zhì)上，虛級聯(lián)是一個反向復(fù)用規(guī)程，在該規(guī)程中在源發(fā)送器將連續(xù)帶寬分為單個的 SPE，并在虛級聯(lián)組 (VCG) 中邏輯地代表它們?？刂茢?shù)據(jù)包含有在原始數(shù)據(jù)流的目標(biāo) PTE 對其進(jìn)行重組所需的信息，可將這些數(shù)據(jù)包插入某些當(dāng)前未用的 SONET/SDH 資源負(fù)荷字節(jié)中（高次為 H4 字節(jié)，低次為 Z7 (SONET) 和 K4 (SDH)）。此信息含有通道的排序順序和幀號，可將該幀號用作時間戳?？蓪?nbsp;VCG 成員作為單個 SPE 在整個 SONET/SDH 網(wǎng)絡(luò)上傳送，而處理虛級聯(lián)所需的智能位于連接的端點（在路徑終端設(shè)備或 PTE）。接收端點（即 PTE）負(fù)責(zé)重組原始字節(jié)流。這使 SONET/SDH 通道可通過網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立路由，而無需虛級聯(lián)的任何確認(rèn)。以此發(fā)生，可在現(xiàn)有的 SONET/SDH 網(wǎng)絡(luò)上用簡單的端點節(jié)點升級來部署虛擬級聯(lián)的通道。
虛級聯(lián)將單個 SONET/SDH 容器分組為與所需服務(wù)帶寬匹配的虛擬高帶寬“鏈路”，從而可更有效地用數(shù)據(jù)服務(wù)注滿 SONET/SDH 傳送管道。
ITU 定義的 LCAS 是虛級聯(lián)的補(bǔ)充技術(shù)。LCAS 留出了虛擬級聯(lián)通道組的帶寬的動態(tài)變化。在 SONET/SDH 資源負(fù)荷內(nèi)交換信號消息以便更改正在由虛擬級聯(lián)組 (VCG) 使用的從屬的數(shù)目。從屬的數(shù)目可隨著服務(wù)帶寬要求中的已識別的變化提高或降低，或隨著現(xiàn)有 VCG 成員的故障條件提高或降低。
在虛擬級聯(lián)電路的大小增加/減少的過程中，LCAS 通過確保發(fā)送器 (PTE) 和接收器 (PTE) 之間的同步而工作，因此不會干擾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。如果組的單個成員失敗，則組的大小會暫時減小，而不是將整個組從服務(wù)中除去。如果使用 LCAS，則一旦缺陷檢修完畢，組大小可還原到全部帶寬，而不影響基礎(chǔ)服務(wù)。
除了為 VCAT 提供復(fù)原機(jī)制外，LCAS 還為服務(wù)供應(yīng)商提供了按需要調(diào)整服務(wù)帶寬的靈活性。例如，如果某些客戶在深夜需要額外的帶寬以傳送文件（即銀行機(jī)構(gòu)），服務(wù)供應(yīng)商可通過供應(yīng)預(yù)定義時段的增加帶寬來提供增值的服務(wù)。
總之，CAT 和 LCAS 的組合對于在現(xiàn)有 SONET 網(wǎng)絡(luò)上供應(yīng)數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)是極其有幫助的。在此情況下，VCAT 用于在 SONET 網(wǎng)絡(luò)上供應(yīng)點到點的連接，而 LCAS 提供對 VCAT 連接的復(fù)原并為進(jìn)一步“調(diào)諧”已分配的 VCAT 帶寬留有余地。
從接入角度來說，MSAP平臺可以提供專線業(yè)務(wù)接入、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入、ATM和DSLAM業(yè)務(wù)接入。
2M專線業(yè)務(wù)是專線業(yè)務(wù)中最主流的業(yè)務(wù)，運(yùn)營商提供給高端商業(yè)用戶和大客戶一般都使用2M專線。由于MSAP是基于SDH的多業(yè)務(wù)接入平臺，因此保留了SDH優(yōu)秀的組網(wǎng)能力和完善的保護(hù)機(jī)制，可以靈活的組成點對點、線性和環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，可以提供SNC保護(hù)。由于本質(zhì)上是TDM 2M業(yè)務(wù)，因此可以提供極高的業(yè)務(wù)質(zhì)量，保證大客戶的需求。根據(jù)客戶的不同需求，一般可以提供2M語音專線和2M數(shù)據(jù)專線
2M語音專線是將大客戶的交換機(jī)接入到骨干網(wǎng)，MSAP平臺提供2M語音業(yè)務(wù)的透傳。2M數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為大客戶提供數(shù)據(jù)通道，將大客戶的路由器接入到IP匯聚網(wǎng)絡(luò)。
在傳統(tǒng)的銅線環(huán)路上，運(yùn)營商可以為用戶提供N*64K專線服務(wù)。大客戶的企業(yè)路由器提供V.35接口，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器或調(diào)制解調(diào)器將V.35接口轉(zhuǎn)換成G.703口，然后通過傳統(tǒng)的2M環(huán)路將大客戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入IP匯聚網(wǎng)絡(luò)。由于銅線環(huán)路的廣覆蓋，這種專網(wǎng)形式非常普遍，但這種專網(wǎng)只能提供3－5km的傳輸距離，非常有限。對于那些沒有銅線環(huán)路覆蓋的客戶，鋪設(shè)光纖比鋪設(shè)銅線便宜，而且光纖的傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銅線。
此外，考慮到未來業(yè)務(wù)的擴(kuò)容，大客戶越來越希望直接將光纖接入企業(yè)，因此在MSAP上提供N*64k專線是一個比較現(xiàn)實的選擇。當(dāng)將MSAP平臺作為企業(yè)的CPE設(shè)備時，不僅可以提供傳輸距離更遠(yuǎn)質(zhì)量更好的專線業(yè)務(wù)，而且可以為企業(yè)提供其他業(yè)務(wù)如語音專線、以太網(wǎng)專線和高速數(shù)據(jù)接入等。
3、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入
由于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，在接入網(wǎng)中如何處理以太網(wǎng)業(yè)務(wù)成為關(guān)鍵性的技術(shù)。MSAP平臺吸收了SDH傳輸平臺的組網(wǎng)靈活、保護(hù)可靠等優(yōu)點，將對于TDM業(yè)務(wù)先進(jìn)而成熟的SDH技術(shù)擴(kuò)展以太網(wǎng)應(yīng)用中，從而更加有效可靠地接入以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。MSAP處理以太網(wǎng)有三種基本的形式：點對點透傳，L2匯聚+透傳和以太共享環(huán)。
MSAP平臺充分考慮了不同用戶對以太網(wǎng)服務(wù)的需求，提供不同方式的以太網(wǎng)接入，切合用戶的具體需求。
由于ADSL技術(shù)的普及和大規(guī)模建設(shè)，城域網(wǎng)中有大量的DSLAM進(jìn)行匯聚。這些DSLAM的上行端口往往都是以太網(wǎng)接口和ATM STM-1接口。對于ATM接口匯聚，傳統(tǒng)的處理方式是直接將DSLAM用光纖直接連接到匯聚點的ATM交換機(jī)上，由ATM交換機(jī)完成匯聚功能。和以太網(wǎng)光纖直連一樣，這種方式需要消耗大量帶寬，效率低下，而且沒有物理層的鏈路保護(hù)，維護(hù)非常困難。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，DSLAM數(shù)量增多，匯聚點的ATM交換機(jī)端口需要不斷擴(kuò)容，這非常昂貴。
MSAP平臺充分考慮到上述問題，通過在平臺上集成ATM交換和匯聚功能，利用VP－Ring和SDH保護(hù)功能來增強(qiáng)DSLAM匯聚功能。DSLAM上行端口接入MSAP ATM接口，MSAP完成對ATM的交換和匯聚功能，然后通過VP－Ring將業(yè)務(wù)傳輸?shù)浇K結(jié)節(jié)點，最終送入ATM骨干交換機(jī)。
MSAP對于ATM的處理能力將極大的降低DSLAM匯聚的成本，而且網(wǎng)絡(luò)層次清晰，易于維護(hù)管理，同時保證網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的擴(kuò)容能力。
三、MSAP的典型應(yīng)用
傳統(tǒng)的大客戶專網(wǎng)以PDH+協(xié)議轉(zhuǎn)換器的方式為主，這種應(yīng)用模式相對于早期以銅纜為主要接入模式的大客戶專網(wǎng)具有非常明顯的優(yōu)點，并一度流行，時至今日仍在金融、政府等領(lǐng)域繼續(xù)使用，典型組網(wǎng)應(yīng)用如下圖所示：
這種組網(wǎng)應(yīng)用在早期雖然解決了網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸的問題，但隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展逐漸在以下幾個方面存在一些不足：
1、組網(wǎng)技術(shù)陳舊，協(xié)議轉(zhuǎn)換次數(shù)過多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于管理和維護(hù)。
2、不能實現(xiàn)全局網(wǎng)管，不能實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀況，出現(xiàn)故障時不能及時發(fā)現(xiàn)，總是在客戶投訴后才發(fā)現(xiàn)問題，不能主動服務(wù)，導(dǎo)致客戶對運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不信任感。
3、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備眾多，大量的E1線纜，占用了大量的電信機(jī)房空間，即使在匯聚點采用機(jī)架式協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，也存在E1連線過多的情況。
4、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容性差，不能靈活地隨著用戶的業(yè)務(wù)變化而變化。
針對上述種種弊端，利用MSAP與SDH無縫連接的特點就能夠很好地解決問題。在運(yùn)營商接入機(jī)房配置MSAP設(shè)備，可以靈活地接入遠(yuǎn)端分支機(jī)構(gòu)的V35、E1、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，通過GFP封裝后匯入與SDH的155M端口。在運(yùn)營商中心機(jī)房與用戶中心機(jī)房之間，可通過155M光纜接入客戶總部路由器的CPOS端口，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：
網(wǎng)絡(luò)改造后具有以下幾點優(yōu)勢：
1、提高了運(yùn)營商接入網(wǎng)的簡潔性，帶給客戶運(yùn)維的簡單性，節(jié)省運(yùn)維成本。省掉了大量的E1跳線因而減少了網(wǎng)絡(luò)故障點，提高了設(shè)備集成度的同時節(jié)省機(jī)房空間。
2、提高運(yùn)營商差異化服務(wù)能力，通過群路盤1+1保護(hù)，支路盤保護(hù)等為大客戶業(yè)務(wù)接入提供高可靠保證。通過軟件配置為用戶靈活的提供1~63 *2M帶寬，不損業(yè)務(wù)的平滑升級帶寬。
3、提供強(qiáng)大的全局網(wǎng)管功能，無故障肓點，做到主動服務(wù)。局端設(shè)備不僅可以管理到遠(yuǎn)端的設(shè)備，還可以管理到三級設(shè)備，增加運(yùn)營商對末梢網(wǎng)絡(luò)的管理能力。
4、豐富的業(yè)務(wù)接口可以提供V.35電接口、V.35光接口、E1電接口，E1光接口,10/100BaseTX數(shù)據(jù)接口、100BaseFX數(shù)據(jù)接口,PDH光接口，155M SDH上聯(lián)光接口,以及155M 的SDH下行光接口等業(yè)務(wù)，將PDH的低成本、易部署與SDH的匯聚、調(diào)度、保護(hù)功能強(qiáng)大的特點統(tǒng)一起來。
5、以太網(wǎng)環(huán)回檢測提升網(wǎng)絡(luò)可靠性，掉電告警提升故障定位能力。
目前基于MSAP的專網(wǎng)解決方案已經(jīng)得到各大運(yùn)營商乃至大客戶的認(rèn)可，其高可靠性和高穩(wěn)定性廣泛服務(wù)于金融、政府、教育、能源等行業(yè)。
此外，MSAP的典型應(yīng)用還有以下幾種場景：
場景一：對于遠(yuǎn)端分支機(jī)構(gòu)分布不集中的情況，可以在分支機(jī)構(gòu)和運(yùn)營商接入機(jī)房各配置臺式光貓，再通過E1鏈路接入SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)。在運(yùn)營商中心機(jī)房配置機(jī)架式MSAP設(shè)備匯聚遠(yuǎn)端機(jī)房的多路E1數(shù)據(jù)。在MSAP機(jī)架內(nèi)配置STM-1群路盤再通過光纜與用戶總部路由器相連，在運(yùn)營商中心機(jī)房配置網(wǎng)管平臺，進(jìn)行全局網(wǎng)管，如下圖所示：
場景二：對于遠(yuǎn)端分支機(jī)構(gòu)分布較集中的情況，可以在運(yùn)營商接入機(jī)房配置機(jī)架式MSAP進(jìn)行一級匯聚，再通過STM-1群路盤接入SDH網(wǎng)絡(luò)。在運(yùn)營商中心機(jī)房通過155M光纖接入用戶總部，在用戶總部，可以配置機(jī)架式MSAP，對遠(yuǎn)端分支機(jī)構(gòu)的E1/V35數(shù)據(jù)進(jìn)行還原，接入總部路由器的對應(yīng)端口（也可以直接在用戶路由器上增加CPOS板卡與SDH的155M群路盤相連），如下圖所示：
場景三：和場景二不同的區(qū)別，在運(yùn)營商中心機(jī)房和用戶總部之間均配置機(jī)架式MSAP，中間通過155M光纜相連。運(yùn)營商遠(yuǎn)端機(jī)房不通過STM-1群路盤匯聚（遠(yuǎn)端機(jī)房SDH的155M端口不足的情況），直接將用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成E1信號后接入SDH網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營商中心機(jī)房接入遠(yuǎn)端N*E1數(shù)據(jù)，最后在用戶總部機(jī)房進(jìn)行還原，所下圖所示：
場景四：在沒有SDH資源的地方，采用MSAP的群路盤組成一個155M容量的通道倒換環(huán)，在接入點可以分別E1、V35、以太網(wǎng)等接口，滿足銀行等大客戶會議電視、OA、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯聚的需要，如下圖所示：
四、業(yè)界主流MSAP廠商及技術(shù)特點
MSAP最大的利用了各運(yùn)營商現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，為大客戶提供豐富的專線接入方案，在設(shè)備占用空間、配線管理、接入方式、擴(kuò)容升級、可靠性、建維成本、網(wǎng)管等諸方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的接入方式，從而受到各運(yùn)營商的青睞。因此MSAP也是各設(shè)備制造廠激烈競爭的另一塊“蛋糕”。目前，業(yè)界主流的MSAP制造廠商有烽火網(wǎng)絡(luò)、北京格林威爾、北京瑞斯康達(dá)、北京正有，此外，北京華環(huán)、UT、普天等10多家廠商也相繼推出了MSAP產(chǎn)品。各廠商的MSAP產(chǎn)品雖然存在一些區(qū)別，但其組網(wǎng)模式大同小異，下面以烽火網(wǎng)絡(luò)的MSAP為例來介紹一下MSAP的技術(shù)特點。
烽火網(wǎng)絡(luò)推出B3100系列MSAP產(chǎn)品是根據(jù)各個運(yùn)營商針對大客戶接入解決方案而及時推出的多業(yè)務(wù)接入平臺，該設(shè)備集SDH、PDH、光纖收發(fā)器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、光貓、以太網(wǎng)交換、EOS等功能于一體，采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，豐富的業(yè)務(wù)接口可以提供V.35電接口、V.35光接口、E1電接口、E1光接口、10/100BaseTX數(shù)據(jù)接口、100BaseFX數(shù)據(jù)接口、PDH光接口、155M SDH上聯(lián)光接口,以及155M 的SDH下行光接口等業(yè)務(wù)。
烽火網(wǎng)絡(luò)B3100系列MSAP產(chǎn)品的主要特點有：
性能強(qiáng)大：系統(tǒng)采用模塊化的插卡式結(jié)構(gòu)設(shè)計，提供2個上聯(lián)光接口槽位，12個業(yè)務(wù)接口槽位和一個交換線卡槽位。整機(jī)采用6U插板式結(jié)構(gòu)，提供兩路-48V電源熱備份輸入，分散式供電方式。
支持大容量交叉功能：群路到群路，群路到支路，支路到支路的業(yè)務(wù)交叉配置，采用SDH內(nèi)核，具有SDH時鐘功能，具有包括16×16 VC4/1008×1008 TU-12交叉功能，可平滑升級到622M上聯(lián)。
提供公務(wù)電話和使用者通路：1路公務(wù)電話，占用E1字節(jié)，可實現(xiàn)單獨(dú)撥號呼叫功能，1路使用者通路，占用F1字節(jié)，接口采用RS-232電平。
上聯(lián)光口支持板卡保護(hù)：上聯(lián)光盤提供兩個STM-1光接口，可做ADM或TM應(yīng)用，并可以實現(xiàn)1+1板卡保護(hù)（TM模式），可平滑升級至STM-4。
系統(tǒng)支持SETS功能：可選擇4個光接口作為參考定時輸入，或者從E1業(yè)務(wù)板卡的第一個E1業(yè)務(wù)流中提取定時，另提供兩個外同步定時輸入和兩個外同步定時輸出接口。
集中網(wǎng)管：可管理本端的匯聚、調(diào)度、保護(hù)等功能，也可以對遠(yuǎn)端機(jī)進(jìn)行管理。
