解析MSAP接入技术特点

 

　　1 引言

　　随着大客户专线接入需求的不断增多，传统的采用协议转换器进行点对点的接入方式，已经不能满足当前发展的需求，主要表现在：

　　（1）设备类型众多，管理复杂。

　　（2）线缆连接复杂，占用空间大。

　　（3）网络管理差，给运维工作带来巨大难度。

　　基于以上原因，推出了MSAP技术。MSAP采用传统的SDH技术，以SDH技术为基础，采用先进的GFP、VCAT和LCAS技术，融合以太网交换技术和ATM交换技术，实现TDM业务、以太网业务和ATM业务的综合传输，此外MSAP还可以提供低速率的Nx64k专线，以太网延伸业务（EoXDSL）等。 随着接入网的不段完善，大用户已经不单纯追求价格的，而是对服务质量有了更高的要求，如：快速的业务开通速度，故障出现后的快速定位和修复，定期的业务质量等，这就要求接入网平台能够对大客户提供稳定可靠的高质量的业务。MSAP能够提升运营商的服务质量。 MSAP是架构在SDH基础之上的多业务平台，其电信级的业务质量勿庸置疑。SDH丰富的开销比特可以对用户线路提供端到端的电路质量监测能力，支持无须出现场的故障定位和排除，节约宝贵时间的同时也节约了人力资源。在这一点上，MSAP的技术优势是其他接入技术无法超越的。

　　2 技术特点

　　（1）网络位置

　　MSAP系统作为末端接入系统，能够向用户提供E1/V.35租用线和专线业务以及以太网专线业务，其网络位置参见图1.

图1 MSAP网络位置

　　MSAP系统通过SDH接口或以太网接口与SDH/MSTP传送网或IP城域网相连；通过E1,10/100BASE-T接口或V.35接口和客户设备相连。

　　MSAP系统通常采用两种总线方式：一种为TDM总线；另一种为TDM和IP总线，能够将以太网业务不经SDH交叉直接汇聚到IP城域网，并实现各种业务板内以及业务板之间的以太数据交换。

　　MSAP系统可以通过带内和带外方式和网元管理系统相连。

　　（2）功能模型

　　MSAP设备包括局端、用户端和网元管理系统3部分，系统组成参见图2.局端设备具备SDH交叉功能，和用户端设备通过PDH光接口或者100BASE-FX接口相连。

图2 MSAP系统组成图

　　MSAP局端设备的线路口可以提供STM-1光接口，SMT-4光接口，E1接口。业务板可以提供PDH光接口，100BASE-FX接口，10/100BASE-T接口，GE接口，E1接口，V.35接口，STM-1光接口。

　　用户端设备包括3类：PDH光端机，光纤收发器和SDH/MSTP光端机。可以提供E1接口，V.35接口和10/100BASE-T接口的一种或者多种。

　　MSAP系统的管理信息通过以下方式传送：

　　●带内方式：采用专用E1电路（利用STM-N中的一个VC12实现通道）或SDH的DCC通道。

　　●带外方式：IP网，通过外部10/100BASE-T管理接口通过IP网络接入到网元管理系统（EMS）。

　　（3）MSAP功能

　　由于以太网业务的飞速发展，在接入网中如何处理以太网业务成为关键性的技术。传统以太网数据应用采用的是利用路由器或交换机光纤直连，业务接入设备直接互连，舍弃传输平台，似乎方案简单，成本低廉，实际上却有比较明显的缺点。首先，由于没有传输层，光纤质量、性能监测、保护等无法实现；光纤浪费严重，每两个业务接入点需要一对光纤，一个业务接点如果与其它业务接点都有业务互通，光纤成阶乘增长；业务端口的压力也很大，每一个节点相连，交换机或路由器就需增加一个端口。另外，其组网能力也较弱，只能简单环、链，无法像SDH一样组成相切相交等复杂网络拓扑。因此，传统方案只适用于新建的纯数据网络，或节点数较少，节点间距离较近的场合。

　　MSAP平台吸收了SDH传输平台的组网灵活、保护可靠等优点，将对于TDM业务先进而成熟的SDH技术扩展以太网应用中，从而更加有效可靠地接入以太网业务。MSAP处理以太网有三种基本的形式：点对点透传，L2汇聚+透传和以太共享环。点到点透传的实现方式是采用GFP 映射规程，提供Ethernet的透明传送功能，把来自用户以太网接口的信号不经过二层交换，直接映射到MSAP的虚容器中，然后通过网络进行点到点传送。这种方式使用简单，使用物理层隔离，安全性好，比较适合银行、数据中心等对数据安全性和质量有较高要求的客户。但是这种方式带宽消耗比较大，费用相对比较高。

　　汇聚加透传是指MSAP可以在系统内部提供二层交换功能，即在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的网络链路之间，提供基于Ethernet链路层的交换，实现虚拟网桥（Virtual Bridge）功能，汇聚后的数据流再通过点对点透传至MSTP网的终结点。这种方式由于在本地数据流进入MSTP网前先汇聚，汇聚后的数据流通过点对点透传至MSTP网的终结点，这样相对点到点透传方式而言节省了网络带宽，但安全性比透传方式为低。

　　以太网共享环是指每个MSAP节点和相邻的节点之间的WAN口都建立一个通路，这样形成一个逻辑上的环路。这个环也就是提供给以太共享环的底层传输通道。当有数据报上环时，设备采用单向传送的方法，即进来的数据包往环的一个方向前传，直到在终结点进行终结。这种方式极大的节省了带宽，但安全性相对比较低，所以适合上网浏览用户。因此，MSAP平台充分考虑了不同用户对以太网服务的需求，提供不同方式的以太网接入，切合用户的具体需求。

　　（4）保护倒换功能

　　MSAP设备可以提供良好的保护功能。MSAP局端设备可以支持主控模块的保护、交叉盘的保护、上联光口保护、电源模块的保护以及时钟模块的保护。

　　在倒换的过程中，所有业务配置和业务连接不会发生差错或丢失，业务质量不会受到影响，保护倒换时间不超过50ms.同时，倒换支持人工倒换和自动倒换模式。

　　（5）MSAP传送以太网协议

　　MSAP设备采用GFP协议封装以太网MAC帧，GFP是数据信号映射到SDH的通用成帧协议。同时，MSAP设备支持LCAS功能，LCAS在虚级联源和宿的适配功能中提供了控制机制，能够无损地增加或减少VCG链路容量，以满足带宽需求方面的应用，同时也提供了临时删除失效链路成员的能力。

　　（6）定时与同步要求

　　在自由振荡状态下，MSAP设备时钟的频率准确度优于±4.6×10-6.当MSAP设备正常锁定参考源一段时间后丢失参考源，其将进入保持状态。

　　MSAP局端设备时钟的牵引范围应为±4.6×10-6,牵引出范围不小于±4.6×10-6.局端设备支持的同步参考源可以为：

　　●线路板提供的STM-1/4线路信号。

　　●2Mbit/s或2MHz外定时信号。

　　●PDH支路信号。

　　MSAP局端设备能支持同时设置多路参考源信号，并对每路参考源设置一定的优先级。局端设备时钟能正常跟踪并锁定于高优先级的同步参考源，当高优先级参考源发生故障时，能够自动倒换至低优先级参考源。当高优先级参考源恢复后，被测设备在恢复等待时间（WTR）后又自动倒回线路参考源。若所有参考源均发生故障时，MSAP局端设备将进入保持或自由振荡状态。

　　（7）网络管理

　　MSAP相比较协议转换器的优势就是在于其可管性，可以提供集中的网络管理功能。

　　MSAP的网络管理包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和报表管理。

　　配置管理可以包括对网元初始化配置；建立和修改网络拓扑图、网元、光链路、子网等拓扑元素的显示；配置和监视网元状态，包括网元的管理状态、通信状态、可用状态等；对网元数据的管理功能，支持网元数据查询、打印、输出和一致性检查等网元软件功能，具备在线升级功能和实现用户侧端口状态链路转移功能。配置管理可以实现对以太网业务进行配置，包括以太网端口，VLAN,带宽以及以太网过滤表等信息进行配置。配置管理可以对V.35业务和E1业务进行配置。配置管理还包括对用户端的远程配置，可实现远程配置用户端设备的10/100Base-T接口状态和速率，包括自适应、双工、流控等远程配置用户端设备的E1接口相关参数、配置用户端设备的V35接口，包括速率、时钟模式、接口方式以及对用户端设备进行复位功能和配置用户端设备的远程环回测试功能（E1,V.35）。配置管理还可以实现对SDH,同步定时，网元时间以及保护倒换等配置管理。

　　性能管理包括SDH性能监测参数，以太网性能监测参数，E1业务性能监测参数和V.35业务性能监测参数，以及对性能数据的查询、显示、统计和保存等。

　　告警管理的告警源包括对SDH物理接口告警，再生段告警信息，复用段告警信息，高阶通道（HOPL）告警信息，低阶通道（LOPL）告警信息，PDH性能告警，PDH物理接口告警，以太网业务告警和用户端设备告警。告警管理还可以包括告警的收集、分类、显示、查询、统计、告警的处理以及告警的清除等。

　　安全管理可以按照管理区域细分操作权限。管理区域可以通过不同客户所辖范围或者地域进行划分，可以实现不同客户的安全管理。不同级别的管理员有不同的权限，确保访问请求的发起者只能在自己的权限范围内执行管理操作。敏感信息或固定用户终端鉴权属性，数据库和配置数据只能由授权的个人和管理系统进行操作。报表管理是针对上述管理功能进行再次汇总，包括告警汇总报表、路径汇总报表、性能汇总报表等。

　　（8）与MSTP互通情况

　　MSAP使用标准的STM-1接口与MSTP对接，可以为不同的业务配置不同的时隙。双方使用标准GFP封装的以太网业务，便可以实现以太网业务的互通。同时，通过支持标准的SDH开销字节，可以大大提高设备运行时的维护管理能力。

　　3 标准发展情况

　　国际上目前没有关于MSAP的具体的技术标准，国内的标准化组织中国通信标准化协会（CCSA）已经展开相关的标准制定工作，行业标准《接入网技术要求-多业务接入节点（MSAP）》已经于2009年完成报批稿。标准规定了MSAP的系统网络位置和功能模型、功能要求，SDH/PDH传送以太网帧协议、接口要求、性能要求、设备定时与同步要求、保护倒换、维护管理要求以及其它要求。

　　中国的运营商根据自己的需要均制定了相应的MSAP规范。2008年中国联通（原中国网通）就已经制定了《中国网通MSAP测试规范》，对于统一MSAP技术标准和规范起到了重要作用。2009年3月，中国电信也制定了类似的《中国电信MSAP多业务接入节点设备技术规范（暂行）》，进一步规范了相关的MSAP应用。

　　4 结束语

　　MSAP技术的出现配合了电信运营商宽带接入网

　　"光进铜退"的网络演进思路，可以实现对现有电信运营商大客户接入网络的优化；通过提供STM-1上联接口，实现接入网与城域网无缝连接；通过标准的GFP封装可以实现以太网业务的互通；通过增加多种保护手段以及统一的管理平台，大大便利了运营商的运营维护。同时，相应的MSAP技术规范的出台，统一和规范了MSAP技术，对指导MSAP技术的发展，起到了重要的作用。