科考船光传输系统高速IP数据传输方法研究与实现.docxVIP

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科考船光传输系统高速IP数据传输方法研究与实现

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丁广张建飞中国卫星海上测控部

文栾雁踪江苏省江阴市广播电视集团江阴电视台

摘要根据科考船综合信息传输系统中以太网业务特性，对几种在科考船综合信息传输系统中应用的以太网技术从传输形式、实现方式、传输效率和最佳适应性等方面进行了比较，验证了RPR技术在科考船光传输网络中应用的先进性和高效性。在此基础上，对科考船光传输网络中RPR技术的几种应用方式进行了分析和比较，探讨了RPR技术在MSTP系统中的具体实现方法，为科考船综合信息传输系统的试验IP网改造提供参考和依据。

1引言

科考船综合信息传输平台（以下简称传输平台）是一个以宽带光传输网为开放平台，为科考船测控、通信、航海、气象、动力、日常指挥训练应用提供多业务传送的综合信息网络，提供船内信息光传输及网络自愈保护功能，话音、低速数据及以太网等综合业务的接入功能，船内程控电话及数字中继功能，数字视频监控功能。传输平台承担科考船船内通信的主要任务，同时为岸船通信提供出口。针对科考船的使用需求，传输平台采用基于SDH的MSTP体制，实现全船业务信息的接入、交换及透明传输，并保证试验数据传输的实时性。

以太网IP业务是传输平台信息传输业务中重要的组成部分。以太网业务通过传输平台进行的传输主要才用EOS-PP点对点透传和ESR共享环两种方式。随着科考船试验数据网IP业务的迅速开展，以太网业务对传输平台带宽要求不断提高，这两种方式缺乏带宽动态调配能力，资源利用率低，网络扩展性差，业务开通速度慢。为解决上述问题，本文探讨RPR技术在科考船传输平台系统中的应用方式，通过内嵌RPR功能来提高传输平台对数据业务的带宽管理和保护能力，进一步提高科考船综合信息传输平台的传输效率，为科考船综合信息传输系统的试验IP网改造提供参考和依据。

2科考船以太网业务

2.1数据业务在传输网中的几种传输形式在MSTP网络中，数据业务的传输有三种基本形式：点对点透传，L2汇聚传输，共享以太环或弹性分组环（RPR）。虽然他们都利用SDH技术来提供灵活的带宽，但他们之间有着本质的区别。

（1）点对点透传

这种方式是在SDH网络中，对数据业务提供点到点的透明传输。每个数据信号被映射到顶先分配的SDH容器中，即每个数据流独占一个带宽固定的物理层通道(VC、VCG)。信号映射的方式可以是PPP、GFP或LAPS。SDH传输层对数据业务提供SDH环保护。

这种传输方式使用简单、安全性好，主要的缺点是带宽浪费严重。为了保证业务传输质量，需要分配给每条数据通道很高的带宽以保证业务满负荷或接近满负荷传输时不丢失数据。但由于数据业务的突发性特点，在多数低业务负荷情况下，带宽不能被其他业务使用而白白浪费掉。这种固定带宽的传输，对每个数据客户都需要配置一个固定的物理层通道口(简称WAN口)，因此容易消耗大量的WAN口，网络硬件资源消耗比较大，网络提供业务的灵活性差，每开通一条数据业务需要手工配置一个物理通道，时间长、成本高。

（2）L2汇聚传输

这种传输方式是基于数据统计复用的原理。用户在端口处以多点到单点的以太网汇聚方式接入环网。这些用户的数据根据MAC地址和VLAN号进行交换和汇聚，根据用户的物理端口和VLANID做速率限制，根据802.1P协议，可以对VLANID设置优先级。汇聚后的数据流通过点对点透传至环网的终节点。这种方式可以使大量用户的数据在汇聚层汇聚，节省WAN口和网络资源，减轻了三层交换机/骨干路由器的负担。但L2汇聚的方法无法共享传送层整体的带宽资源，安全性相对稍低，因此适合对安全性要求较低的用户，如上网浏览、VOD客户等。

（3）基于生成树协议的以太网共享环

基于SDH技术的MSTP组网中最重要的拓扑结构是环形结构，MSTP支持的以太网带宽共享可以使承载于此MSTP环网上的多个以太网业务共用该SDH环网的若干时隙，形成以太网的环形组网。在由二层交换机/网桥构成的网络中，以太网的生成树算法STP（IEEE802.1d）用来生成源到宿的唯一路径，同时防止路径成环使得数据帧在环中无限循环（特别是广播帧的循环发送，以至形成广播风暴)。STP还支持在网络拓扑发生改变时，计算生成新的路径，以完成业务的恢复。

STP协议的思想十分简单，其目的就在于通过生成树算法SPA将网络构造成一棵自然树从而达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。但STP实际应用于MSTP带来了环网带宽利用率低和收敛时间过长的问题，基于VLAN的STP和RSTP分别是STP在这两方面的改进。

造成STP收敛速度慢的原因是转换的中间状态过多，并且由于对网络拓扑变化的不确定而产生了大量的定时时延。为此在环形网