武文宇
（河北广电网络集团张家口有限公司，河北 张家口 075000）
广电网络公司紧跟时代发展步伐，不仅可以提供电视业务，还可以提供光纤租用、数据专网等业务，属于综合型网络运营商，主要通过电视业务获取收入，数据业务次之。在信息化浪潮下，网络计算机技术日臻完善，客户对数据业务有了更高的要求，包括多样性、稳定性、大容量等。在三网融合政策实施以来，电信和广电网络相互结合，打入彼此业务领域，彼此之间形成直接的竞争关系。广电网络数字化、双向化改造成为必然的发展趋势，无论是原本的电视业务还是增值业务，都需要消除掉基础网络和市场需求的矛盾。为此，需要构建具有多样化业务能力的城域光传输网。
1.1 符合基础情况
广电网络公司是传统运营商，以电视业务为主，采用混合光纤同轴电缆（Hybrid Fiber Coaxial，HFC）作为基础网络，采用树状结构，电视光信号通过机房传输到各个光节点中，光电信号转换后，电视电信号通过同轴电缆分配网向各个用户的电视传送[1]。这是一种比较简单的传输模式，维护和部署也比较简单，因此迅速得到广泛普及，属于基础运营网络。不仅如此，广电网络公司采用光纤资源结合多种技术构建城域网络，具体包括同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）传输网、异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）城域网等，各个技术特点不同，可以支持不同类型增值业务的开展，包括互联网接入、IP城域网等。在业务不断发展的同时，市场竞争愈加激烈，单一的技术手段、架构模式已经无法满足丰富的数据业务需求与多业务承载需求。尤其在用户持续增多的情况下，带宽需求日益加大，对网络安全、可靠的特性有了更高的要求。不仅如此，传统的HFC传输网络并不能满足用户需求，所以采用数字化、双向化的升级手段，经过改造升级实现双向互动业务，在业务种类不断增加的情况下，对基础运营网络带宽、保护机制会有更高的要求。因此，需要根据发展需求构建更加先进的城域光纤传输网，一一解决传统传输网络中存在的问题。
1.2 满足业务需求
广电网络公司主营有线电视和数据增值2项业务，但在技术发展的背景下，市场需求增加，网络数字化成为必然发展趋势，传统模拟有线电视信号被数字电视信号取代，三网融合全面推进，数据业务逐渐成为主营业务之一。数据用户市场在不断扩大，传统电信运营商虽然占据市场份额较大，但各个行业对专线、专网有了更高的需求，且市场竞争激烈，原本的数据市场份额存在很大的挖掘潜能，各个行业用户都可以成为潜在目标客户[2]。用户对多样化业务有了更多需求，市场新兴组网技术层出不穷，用户对线路、带宽有了多样性、不确定的需求，要求网络运营商在同一个设备提供多种业务类型接口。在数字化的要求下，为了满足用户需求，同时迎接市场挑战，就必须构建城域光传输平台，满足多业务实施需求，提升广电网络公司的市场竞争力，使其成为多业务运营商。
2.1 技术架构
将SDH作为基础，构建多业务传送平台（Multi Service Transport Platform，MSTP），可以承载时分复用（Time-division Multiplexing，TDM）、ATM和数据业务。也就是说，MSTP综合了多项技术，在原本的SDH基础上增加了ATM、IP技术。从设备架构的角度分析，将SDH架构作为基础，增加业务功能处理模块，并且不断融入新功能、新模块，确保各类业务发展需求得到满足。MSTP设备将SDH架构作为基础，包括虚容器（Virtual Container，VC）映射、数据帧结构、复用段开销等功能结构，采用符合传统规范的处理方式，数据的帧速率、信息格式不同于传统SDH设备，可以提供多种接口。以此为基础，MSTP设备增加了多项功能，包括ATM交换、多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）等。接口也增加了ATM、反向复用（Inverse Multiplexing for ATM，IMA）接口[3]。MSTP设备获取以太网数据信号后，可以直接在VC中映射，然后送入交叉模块。交叉模块调度VC通道中的业务并进行输出，然后经过复用段、再生段开销处理，业务信号的速率会提升，最后通过同步传输模块N级（Synchronous Transport Module level n，STM-N）接口传送。从目前的发展趋势看，MSTP技术架构在不断更新和完善，可以满足更多业务需求。
2.2 SDH技术
MSTP技术将SDH网络作为基础，在演进的过程中可以承载多种业务传输。数字通信的过程中，为了使传输容量进一步扩大，同时加快传输效率，可以采用多个低次群低速数字信号，通过数字复用的方式将这些信号合成高速数字信号，按照标准要求进行复用。根据国际电报电话咨询委员会（Consultative Committee on International Telephone and Telegraph，CCITT）的规定，可以采用2种基本复用标准，分别是SDH和准同步数字体系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）[4]。其中，SDH的应用优势更加明显，不仅光电接口统一规范，而且分插复用功能比较灵活，运行维护功能也比较完善，具有较高的兼容性，可以承载PDH业务和其他类型数据业务。
2.3 以太网帧封装
以太网数据业务具有突发、不定长的特性，相比于SDH帧，对同步并没有严格的要求。在使用SDH传输网传送以太网业务的过程中，应该引入数据链路层的适配协议，通过MAC层处理后封装以太网数据，具体包括数据缓存、队列调度等多个方面，实现帧映射。封装旨在在传输通道中同步净负荷映射字节，在信息流中标识数据帧的位置，为接收端接收和还原信息流奠定基础。
2.4 虚级联
最初设计SDH时，主要在传输固定比特率的业务中应用。在IP数字业务不断增长的背景下，可变比特率、多种速率的数据业务不断增加，传统系统无法满足传输需求，很难充分发挥传输能力[5]。由于传统SDH技术无法满足传输数据业务需求，因此出现了级联技术。级联就是联合多个虚容器，构建可以承载业务的逻辑实体，合成容量的比特序列依旧具有完整性，本质就是将虚容器联合在一起。在SDH网络中，单个虚容器容量业务传输问题要解决，就要采用有效的级联技术。最初采用连续级联技术，其容器保留单一通道，开销沿着相同路径传输，数据各个部分不会出现延迟差，具有较高的信号传输质量，也不需要拆装信息，过程相对简单。虽然实现方法简单，但也存在局限性，要求网络各个节点都需要支持该级联方式，造成服务成本提升，实施难度也因此增加。采用虚级联的方式，确保资源得到充分利用，同时保障负载均衡，合并多个物理流，构成单个逻辑流，汇聚传输层链路。该技术更加灵活，不需要每个阶段都支持该技术的应用，只需要发送和接收端支持即可。各个虚容器具有独立性，所以需要采用对应通道开销字节进行通道监管，收端补偿不同虚容器传输中出现的时延差。利用收端相位对齐功能对有效数据进行重新组合构建，确保传输可以顺利完成。
2.5 链路容量调整
虚级联技术引入的优势明显，但同时给软件定义网络（Software Defined Network，SDN）的健壮性带来影响。如果参与虚级联中的链路成员出现了故障问题，则虚通道组（Virtual Channel Group，VCG）整体无法使用，尤其在各个成员承载业务的链路不同时，出现不可用故障的概率较高[6]。在实际应用的过程中，用户带宽需求会根据实际情况不断变化，虚级联无法进行动态分配，带宽通常将峰值速率作为基础进行分配，也就是说具有固定性，容易导致链路中断，或者丢失数据。其对服务有十分严格的要求，但对业务中断次数要求不严，无法满足用户需求。针对技术缺陷，应该从提升服务质量与安全入手，可以采用链路容量调整方案。该方案对虚级联技术进行扩充，允许无损伤调整传输平台中的链路容量，实现收发双方相互配合，属于传送层信令协议。
目前，我国城域网中的应用技术较多，从整体发展趋势来看，MSTP技术属于多业务传送平台，是应用较为广泛的一种技术。在SDH技术上搭建MSTP业务传送平台，发挥SDH和MSTP的技术优势，对广电网络公司的多业务传输平台加以利用，实现点到多点的线路汇聚业务应用，为用户提供电信级可靠保护，确保组网的稳定性与安全性，为用户搭建可靠、实时的数字链路传输平台面，保障技术优势得到发挥，同时改变传统无法开展专线汇聚业务的局面，解决运用PDH设备时存在的各种缺陷问题，使公司有更高的市场竞争力，拓宽广电网络公司的数据市场，通过增值业务的创新获取更多收入。
现阶段，技术已经发展到第4代，智能技术也逐渐融入其中。在应用过程中，添加附加设备在网络设备，实现自动信息化信号的有效处理[7]。受到设计因素的影响，对单独设置网络的MSTP进行业务升级，如果不满足各项条件要求，则可以采用SDH的STM-N通道，与末端MSTP设备进行网络连接，通过这种组网方式满足业务接入需求。在发展的过程中，分割城域网传送和网络业务，确保业务部署的合理性。根据安全要求，可以构建千兆IP城域网，结合MSTP多业务传输平台，承载内网核心交换机互联，采用独立的城域网络系统，不与其他网络设置在同一处，采用物理隔离的方式，确保网络连接的安全性。系统可以采用高速IP网络，同时采用入侵监测、流量控制、安全认证等技术，确保网络的安全性，提升传输效率[8]。此外，构建千兆IP城域网核心交换设备，应该采用先进的MSTP多业务传输平台，对专用保护传输通道进行划分，以此作为互联线路，发挥MSTP系统的优势，使网络更加健壮、稳定。
为了实现市、县多业务接入，可以采用MSTP技术。结合当地的实际情况，分析具体的业务需求和资源情况，搭建符合需求的以太网业务、TDM业务。在MSTP城域光传输网建设之前，采用PDH光端机与协议转换器配合，构成承载县区业务需求的组网，这种方式虽然能在一定程度上满足需求，但存在故障多、带宽低等缺陷，同时设备网管功能不足，欠缺足够的保护功能，不同厂家之间的设备无法通用，这些问题增加了维护管理难度。因此采用MSTP传输平台，利用该平台承载业务，确保数据增值业务需求得到满足，同时解决传统技术应用中的各类缺陷问题[9]。针对局域网业务可以搭建专用线路，针对党务内网、企业专网可以在传输平台中搭建2条以太网私有专线（Ethernet Private Line，EPL），根据需求配置传输带宽，实现市到县的专网交换机互联，使光缆资源得到充分利用，解决多业务接入问题。合理地配置传输带宽，如果发生故障，可以根据报警信息判断故障原因、位置，能够提升故障处理效率，同时也可以增强业务可控性，有效解决原本PDH设备组网中存在的各项问题，满足公司在县域内的运营需求，提升公司的市场竞争力。
在城域光传输网发展的过程中可以采用MSTP技术，该技术在广电网络公司中具有较好的应用效果，可以解决数字化改造问题，也有助于业务拓展、设备更新等。可以从搭建多业务传输平台入手，利用该技术为多项业务接入提供支持，实现城域网互联链路的改造升级，使公司业务水平得到提升，并且在市场中占据一席之地。
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