武文宇

（河北廣電網(wǎng)絡(luò)集團張家口有限公司，河北 張家口 075000）

0 引 言

廣電網(wǎng)絡(luò)公司緊跟時代發(fā)展步伐，不僅可以提供電視業(yè)務(wù)，還可以提供光纖租用、數(shù)據(jù)專網(wǎng)等業(yè)務(wù)，屬于綜合型網(wǎng)絡(luò)運營商，主要通過電視業(yè)務(wù)獲取收入，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)次之。在信息化浪潮下，網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)日臻完善，客戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有了更高的要求，包括多樣性、穩(wěn)定性、大容量等。在三網(wǎng)融合政策實施以來，電信和廣電網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合，打入彼此業(yè)務(wù)領(lǐng)域，彼此之間形成直接的競爭關(guān)系。廣電網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、雙向化改造成為必然的發(fā)展趨勢，無論是原本的電視業(yè)務(wù)還是增值業(yè)務(wù)，都需要消除掉基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和市場需求的矛盾。為此，需要構(gòu)建具有多樣化業(yè)務(wù)能力的城域光傳輸網(wǎng)。

1 廣電城域光傳輸網(wǎng)構(gòu)建的意義

1.1 符合基礎(chǔ)情況

廣電網(wǎng)絡(luò)公司是傳統(tǒng)運營商，以電視業(yè)務(wù)為主，采用混合光纖同軸電纜（Hybrid Fiber Coaxial，HFC）作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，采用樹狀結(jié)構(gòu)，電視光信號通過機房傳輸?shù)礁鱾€光節(jié)點中，光電信號轉(zhuǎn)換后，電視電信號通過同軸電纜分配網(wǎng)向各個用戶的電視傳送[1]。這是一種比較簡單的傳輸模式，維護和部署也比較簡單，因此迅速得到廣泛普及，屬于基礎(chǔ)運營網(wǎng)絡(luò)。不僅如此，廣電網(wǎng)絡(luò)公司采用光纖資源結(jié)合多種技術(shù)構(gòu)建城域網(wǎng)絡(luò)，具體包括同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）傳輸網(wǎng)、異步傳輸模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）城域網(wǎng)等，各個技術(shù)特點不同，可以支持不同類型增值業(yè)務(wù)的開展，包括互聯(lián)網(wǎng)接入、IP城域網(wǎng)等。在業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的同時，市場競爭愈加激烈，單一的技術(shù)手段、架構(gòu)模式已經(jīng)無法滿足豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求與多業(yè)務(wù)承載需求。尤其在用戶持續(xù)增多的情況下，帶寬需求日益加大，對網(wǎng)絡(luò)安全、可靠的特性有了更高的要求。不僅如此，傳統(tǒng)的HFC傳輸網(wǎng)絡(luò)并不能滿足用戶需求，所以采用數(shù)字化、雙向化的升級手段，經(jīng)過改造升級實現(xiàn)雙向互動業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)種類不斷增加的情況下，對基礎(chǔ)運營網(wǎng)絡(luò)帶寬、保護機制會有更高的要求。因此，需要根據(jù)發(fā)展需求構(gòu)建更加先進的城域光纖傳輸網(wǎng)，一一解決傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)中存在的問題。

1.2 滿足業(yè)務(wù)需求

廣電網(wǎng)絡(luò)公司主營有線電視和數(shù)據(jù)增值2項業(yè)務(wù)，但在技術(shù)發(fā)展的背景下，市場需求增加，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化成為必然發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)模擬有線電視信號被數(shù)字電視信號取代，三網(wǎng)融合全面推進，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)逐漸成為主營業(yè)務(wù)之一。數(shù)據(jù)用戶市場在不斷擴大，傳統(tǒng)電信運營商雖然占據(jù)市場份額較大，但各個行業(yè)對專線、專網(wǎng)有了更高的需求，且市場競爭激烈，原本的數(shù)據(jù)市場份額存在很大的挖掘潛能，各個行業(yè)用戶都可以成為潛在目標客戶[2]。用戶對多樣化業(yè)務(wù)有了更多需求，市場新興組網(wǎng)技術(shù)層出不窮，用戶對線路、帶寬有了多樣性、不確定的需求，要求網(wǎng)絡(luò)運營商在同一個設(shè)備提供多種業(yè)務(wù)類型接口。在數(shù)字化的要求下，為了滿足用戶需求，同時迎接市場挑戰(zhàn)，就必須構(gòu)建城域光傳輸平臺，滿足多業(yè)務(wù)實施需求，提升廣電網(wǎng)絡(luò)公司的市場競爭力，使其成為多業(yè)務(wù)運營商。

2 MSTP關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 技術(shù)架構(gòu)

將SDH作為基礎(chǔ)，構(gòu)建多業(yè)務(wù)傳送平臺（Multi Service Transport Platform，MSTP），可以承載時分復(fù)用（Time-division Multiplexing，TDM）、ATM和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。也就是說，MSTP綜合了多項技術(shù)，在原本的SDH基礎(chǔ)上增加了ATM、IP技術(shù)。從設(shè)備架構(gòu)的角度分析，將SDH架構(gòu)作為基礎(chǔ)，增加業(yè)務(wù)功能處理模塊，并且不斷融入新功能、新模塊，確保各類業(yè)務(wù)發(fā)展需求得到滿足。MSTP設(shè)備將SDH架構(gòu)作為基礎(chǔ)，包括虛容器（Virtual Container，VC）映射、數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用段開銷等功能結(jié)構(gòu)，采用符合傳統(tǒng)規(guī)范的處理方式，數(shù)據(jù)的幀速率、信息格式不同于傳統(tǒng)SDH設(shè)備，可以提供多種接口。以此為基礎(chǔ)，MSTP設(shè)備增加了多項功能，包括ATM交換、多協(xié)議標簽交換（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）等。接口也增加了ATM、反向復(fù)用（Inverse Multiplexing for ATM，IMA）接口[3]。MSTP設(shè)備獲取以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號后，可以直接在VC中映射，然后送入交叉模塊。交叉模塊調(diào)度VC通道中的業(yè)務(wù)并進行輸出，然后經(jīng)過復(fù)用段、再生段開銷處理，業(yè)務(wù)信號的速率會提升，最后通過同步傳輸模塊N級（Synchronous Transport Module level n，STM-N）接口傳送。從目前的發(fā)展趨勢看，MSTP技術(shù)架構(gòu)在不斷更新和完善，可以滿足更多業(yè)務(wù)需求。

2.2 SDH技術(shù)

MSTP技術(shù)將SDH網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，在演進的過程中可以承載多種業(yè)務(wù)傳輸。數(shù)字通信的過程中，為了使傳輸容量進一步擴大，同時加快傳輸效率，可以采用多個低次群低速數(shù)字信號，通過數(shù)字復(fù)用的方式將這些信號合成高速數(shù)字信號，按照標準要求進行復(fù)用。根據(jù)國際電報電話咨詢委員會（Consultative Committee on International Telephone and Telegraph，CCITT）的規(guī)定，可以采用2種基本復(fù)用標準，分別是SDH和準同步數(shù)字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）[4]。其中，SDH的應(yīng)用優(yōu)勢更加明顯，不僅光電接口統(tǒng)一規(guī)范，而且分插復(fù)用功能比較靈活，運行維護功能也比較完善，具有較高的兼容性，可以承載PDH業(yè)務(wù)和其他類型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2.3 以太網(wǎng)幀封裝

以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有突發(fā)、不定長的特性，相比于SDH幀，對同步并沒有嚴格的要求。在使用SDH傳輸網(wǎng)傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的過程中，應(yīng)該引入數(shù)據(jù)鏈路層的適配協(xié)議，通過MAC層處理后封裝以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，具體包括數(shù)據(jù)緩存、隊列調(diào)度等多個方面，實現(xiàn)幀映射。封裝旨在在傳輸通道中同步凈負荷映射字節(jié)，在信息流中標識數(shù)據(jù)幀的位置，為接收端接收和還原信息流奠定基礎(chǔ)。

2.4 虛級聯(lián)

最初設(shè)計SDH時，主要在傳輸固定比特率的業(yè)務(wù)中應(yīng)用。在IP數(shù)字業(yè)務(wù)不斷增長的背景下，可變比特率、多種速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷增加，傳統(tǒng)系統(tǒng)無法滿足傳輸需求，很難充分發(fā)揮傳輸能力[5]。由于傳統(tǒng)SDH技術(shù)無法滿足傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，因此出現(xiàn)了級聯(lián)技術(shù)。級聯(lián)就是聯(lián)合多個虛容器，構(gòu)建可以承載業(yè)務(wù)的邏輯實體，合成容量的比特序列依舊具有完整性，本質(zhì)就是將虛容器聯(lián)合在一起。在SDH網(wǎng)絡(luò)中，單個虛容器容量業(yè)務(wù)傳輸問題要解決，就要采用有效的級聯(lián)技術(shù)。最初采用連續(xù)級聯(lián)技術(shù)，其容器保留單一通道，開銷沿著相同路徑傳輸，數(shù)據(jù)各個部分不會出現(xiàn)延遲差，具有較高的信號傳輸質(zhì)量，也不需要拆裝信息，過程相對簡單。雖然實現(xiàn)方法簡單，但也存在局限性，要求網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點都需要支持該級聯(lián)方式，造成服務(wù)成本提升，實施難度也因此增加。采用虛級聯(lián)的方式，確保資源得到充分利用，同時保障負載均衡，合并多個物理流，構(gòu)成單個邏輯流，匯聚傳輸層鏈路。該技術(shù)更加靈活，不需要每個階段都支持該技術(shù)的應(yīng)用，只需要發(fā)送和接收端支持即可。各個虛容器具有獨立性，所以需要采用對應(yīng)通道開銷字節(jié)進行通道監(jiān)管，收端補償不同虛容器傳輸中出現(xiàn)的時延差。利用收端相位對齊功能對有效數(shù)據(jù)進行重新組合構(gòu)建，確保傳輸可以順利完成。

2.5 鏈路容量調(diào)整

虛級聯(lián)技術(shù)引入的優(yōu)勢明顯，但同時給軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）的健壯性帶來影響。如果參與虛級聯(lián)中的鏈路成員出現(xiàn)了故障問題，則虛通道組（Virtual Channel Group，VCG）整體無法使用，尤其在各個成員承載業(yè)務(wù)的鏈路不同時，出現(xiàn)不可用故障的概率較高[6]。在實際應(yīng)用的過程中，用戶帶寬需求會根據(jù)實際情況不斷變化，虛級聯(lián)無法進行動態(tài)分配，帶寬通常將峰值速率作為基礎(chǔ)進行分配，也就是說具有固定性，容易導(dǎo)致鏈路中斷，或者丟失數(shù)據(jù)。其對服務(wù)有十分嚴格的要求，但對業(yè)務(wù)中斷次數(shù)要求不嚴，無法滿足用戶需求。針對技術(shù)缺陷，應(yīng)該從提升服務(wù)質(zhì)量與安全入手，可以采用鏈路容量調(diào)整方案。該方案對虛級聯(lián)技術(shù)進行擴充，允許無損傷調(diào)整傳輸平臺中的鏈路容量，實現(xiàn)收發(fā)雙方相互配合，屬于傳送層信令協(xié)議。

3 MSTP技術(shù)在廣電城域光傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

目前，我國城域網(wǎng)中的應(yīng)用技術(shù)較多，從整體發(fā)展趨勢來看，MSTP技術(shù)屬于多業(yè)務(wù)傳送平臺，是應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)。在SDH技術(shù)上搭建MSTP業(yè)務(wù)傳送平臺，發(fā)揮SDH和MSTP的技術(shù)優(yōu)勢，對廣電網(wǎng)絡(luò)公司的多業(yè)務(wù)傳輸平臺加以利用，實現(xiàn)點到多點的線路匯聚業(yè)務(wù)應(yīng)用，為用戶提供電信級可靠保護，確保組網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性，為用戶搭建可靠、實時的數(shù)字鏈路傳輸平臺面，保障技術(shù)優(yōu)勢得到發(fā)揮，同時改變傳統(tǒng)無法開展專線匯聚業(yè)務(wù)的局面，解決運用PDH設(shè)備時存在的各種缺陷問題，使公司有更高的市場競爭力，拓寬廣電網(wǎng)絡(luò)公司的數(shù)據(jù)市場，通過增值業(yè)務(wù)的創(chuàng)新獲取更多收入。

現(xiàn)階段，技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第4代，智能技術(shù)也逐漸融入其中。在應(yīng)用過程中，添加附加設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)自動信息化信號的有效處理[7]。受到設(shè)計因素的影響，對單獨設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的MSTP進行業(yè)務(wù)升級，如果不滿足各項條件要求，則可以采用SDH的STM-N通道，與末端MSTP設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)連接，通過這種組網(wǎng)方式滿足業(yè)務(wù)接入需求。在發(fā)展的過程中，分割城域網(wǎng)傳送和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，確保業(yè)務(wù)部署的合理性。根據(jù)安全要求，可以構(gòu)建千兆IP城域網(wǎng)，結(jié)合MSTP多業(yè)務(wù)傳輸平臺，承載內(nèi)網(wǎng)核心交換機互聯(lián)，采用獨立的城域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在同一處，采用物理隔離的方式，確保網(wǎng)絡(luò)連接的安全性。系統(tǒng)可以采用高速IP網(wǎng)絡(luò)，同時采用入侵監(jiān)測、流量控制、安全認證等技術(shù)，確保網(wǎng)絡(luò)的安全性，提升傳輸效率[8]。此外，構(gòu)建千兆IP城域網(wǎng)核心交換設(shè)備，應(yīng)該采用先進的MSTP多業(yè)務(wù)傳輸平臺，對專用保護傳輸通道進行劃分，以此作為互聯(lián)線路，發(fā)揮MSTP系統(tǒng)的優(yōu)勢，使網(wǎng)絡(luò)更加健壯、穩(wěn)定。

為了實現(xiàn)市、縣多業(yè)務(wù)接入，可以采用MSTP技術(shù)。結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，分析具體的業(yè)務(wù)需求和資源情況，搭建符合需求的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、TDM業(yè)務(wù)。在MSTP城域光傳輸網(wǎng)建設(shè)之前，采用PDH光端機與協(xié)議轉(zhuǎn)換器配合，構(gòu)成承載縣區(qū)業(yè)務(wù)需求的組網(wǎng)，這種方式雖然能在一定程度上滿足需求，但存在故障多、帶寬低等缺陷，同時設(shè)備網(wǎng)管功能不足，欠缺足夠的保護功能，不同廠家之間的設(shè)備無法通用，這些問題增加了維護管理難度。因此采用MSTP傳輸平臺，利用該平臺承載業(yè)務(wù)，確保數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)需求得到滿足，同時解決傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用中的各類缺陷問題[9]。針對局域網(wǎng)業(yè)務(wù)可以搭建專用線路，針對黨務(wù)內(nèi)網(wǎng)、企業(yè)專網(wǎng)可以在傳輸平臺中搭建2條以太網(wǎng)私有專線（Ethernet Private Line，EPL），根據(jù)需求配置傳輸帶寬，實現(xiàn)市到縣的專網(wǎng)交換機互聯(lián)，使光纜資源得到充分利用，解決多業(yè)務(wù)接入問題。合理地配置傳輸帶寬，如果發(fā)生故障，可以根據(jù)報警信息判斷故障原因、位置，能夠提升故障處理效率，同時也可以增強業(yè)務(wù)可控性，有效解決原本PDH設(shè)備組網(wǎng)中存在的各項問題，滿足公司在縣域內(nèi)的運營需求，提升公司的市場競爭力。

4 結(jié) 論

在城域光傳輸網(wǎng)發(fā)展的過程中可以采用MSTP技術(shù)，該技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)公司中具有較好的應(yīng)用效果，可以解決數(shù)字化改造問題，也有助于業(yè)務(wù)拓展、設(shè)備更新等。可以從搭建多業(yè)務(wù)傳輸平臺入手，利用該技術(shù)為多項業(yè)務(wù)接入提供支持，實現(xiàn)城域網(wǎng)互聯(lián)鏈路的改造升級，使公司業(yè)務(wù)水平得到提升，并且在市場中占據(jù)一席之地。