MSAP技术应用研究

MSAP技术应用研究（精选7篇）

MSAP技术应用研究 篇1

一、概述

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, 基于此推出了MSAP技术。MSAP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。本文对MSAP的关键技术、互通情况进行了分析, 并对MSAP几种类别的组网方式进行解析。

二、现网存在问题及研究背景

目前城域传输以SDH为主, 大客户接入网主要为单体PDH和光纤收发器, 用户接入业务和接口多种多样, 以纯E1传输的PDH方式正逐渐被淘汰。目前现有设备类型多, 管理复杂;同时线缆连接复杂, 占用空间大, 管理存在难度;在此种情况下, 给运维工作带来很大的难度, 另外还存在以下操作性的问题: (1) 各厂家的PDH设备及光纤收发器设备不兼容;多种厂家设备和网管平台共存; (2) SDH设备接入PDH设备大量使用2M同轴电缆, 占用空间大;因采用多种多样的设备, 设备间接口较多存在多个故障点; (3) 业务开通维护需要现场实施; (4) 业务扩容升级麻烦, 为运维管理带来较多困难。

三、MSAP技术解析

3.1 MSAP简介

MSAP是多业务接入节点的简称, 可提供E1/V.35租用线和专线业务以及以太网专线业务。MSAP主要采用星形拓扑, 可以为每个客户单独使用一路光纤, 增强业务接口/带宽的需求变更, 通过更换远端设备或增加中心点板卡/设备即可解决客户业务变更要求, 可以提高大客户接人业务的可靠性和以太网业务的互通性, 减少网络故障;提高运营维护能力, 缩短故障排除时间;提高运营商的机房利用率并降低运营商的运维成本;提高网络安全性和保护能力;适应不同客户对网络质量的差异化需求以及未来网络发展的需要。

3.2解决方案介绍及其优势

MSAP综合业务接入平台通过一个机框实现多种类型的业务接入方式, 包括PDH、SDH、Eth、V35、G.SHDSL等, 提供丰富的物理层接口在设备类型上实现了完全的融合, 并且兼顾网络演进, 考虑到带宽升级、资源有效利用、网络运维管理, 网络建设成本等多种因素, 帮助运营商快速实现大客户专线业务的开通及差异化组网, 如图1所示。

3.3灵活性强, 可实现差异化接入需求

MSAP综合业务接入平台集成了目前用户业务侧的主流接入技术, 能够通过一个平台不同业务板卡实现不同类型业务的接入, 做到硬件接入上的差异化, 并且可以在接入平台上通过软件实现业务差异化策略, 兼顾成本差异化和服务差异化。

3.4硬件冗余设计, 链路冗余保护, 符合专线业务特点

MSAP硬件采用冗余备份, 可带电插拔更换, 在传输链路上可实现端口间的冗余, 保证大客户业务网络可靠性强, 安全性高, 业务开通恢复速度快等, 可最大限度的保障网络运行的可靠性。

3.5统一管理, 实现接入层可管可控

MSAP设备能做到设备的配置管理, 根据实时产生告警能对链路故障进行准确定位, 从而减少运维压力, 降低运维成本。

3.6减少故障点、甄别用户操作习惯

MSAP的接入方式实现了整个接入链路的全光接入, 减少电缆调节带来的故障, 同时保障带宽平滑升级, 并根据最终用户操作行为判断电路故障原因, 例如区分了断电和断纤两种不同情况的故障原因。

3.7提高资源利用率, 降低运营成本

传输网设备的端口资源比较昂贵也相对紧张, MSAP设备能够将传输网端口、带宽资源充分利用, 能够节省建设成本, 降低运营成本。

四、MSAP综合接入技术与SDH技术比较

MSAP设备具备SDH的基本功能要求、支持SDH STM-1和STM-4光接口、支持业务板到线路板, 业务板到业务板以及线路板到业务板交叉连接, 交叉连接方向支持环回方式。可以提供级联条件下的VC-12颗粒的交叉处理能力;MSAP使用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。通过支持标准的SDH开销字节, 提高设备运行时的维护管理能力。

五、案例解析

5.1省际业务组网

**有限公司目前有1条本地数字电路及3条省际跨域电路, 工程建设前期每条电路均采用PDH+FE协转的方式进行组网, 引致设备层级复杂、故障点较多, 同时无法实现用户端的设备监控, 存在较大的安全隐患及维护上的不便。为配合用户接下来的10条省际数字电路开通需求, 提升用户网络质量、减少资源浪费, 本月对用户网络拟定了如下的改造方案。

用户改造前网络简述:原先工程建设时, 因用户需求较少, 用户端采用1部PDH及3台FE协转的方式进行省际电路的组网, 再统一汇聚至用户端交换机, 设备及故障点较多, 存在加大安全隐患。

改造前组网情采用PDH+协转的逐一组网方式, 改造后采用MSAP组网方式。

改造后网路简述:改造方案采用瑞斯康达MSAP设备进行组网, 通过在用户端总部架设一套OPCOM3500E-12设备, 以622M光口的方式上行到泉州联通SDH传输网。至各个地市的电路通过联通骨干传输网集中汇聚至总部MSAP设备, 最终所有电路均汇聚至1个GE电口与用户汇聚交换机对接, 实现用户的跨地市组网需求。同时, 用户本地的一条100M数字电路, 则采用OP-COM3500E-4FX集中式收发器板卡, 通过内部时隙同样上行汇聚至用户GE端口上, 如图2所示。

改造后, 为用户解决了如下几个问题: (1) 电路故障情况无法及时获知:通过MSAP组网实现了全网的监控, 对于近端及远端设备的端口、供电、光路等状态进行监控, 实现故障的及时响应及处理。 (2) 网络层级过于复杂:用户总部采用早式的PDH光端机以“点对点”方式上行至鲤城清蒙机房, 受PDH设备本身及机房供电等情况的制约, 在前期维护过程中, 曾多次因PDH设备吊死及基站故障等问题, 引起用户全网业务中断。通过此次改造, 用户端3500E设备升级为以622M纯纤芯的方式直接上行至清蒙Metro3000设备, 减少了故障段落、降低了故障发生机率。 (3) 用户端设备放置过多, 占用较多的用户电源, 且经常出现掉电:通过在特步总部架设瑞斯康达3500E设备, 将所有协转设备升级为汇聚型机框, 解决了用户端设备过多的问题, 并且通过机框的双交流电接入保护 (用户端有自有UPS) , 解决了之前出现的设备频繁掉电问题。 (4) 应用户下阶段的电路新增需求, 以622M的方式, 时隙可满足用户接下来的所有电路需求。 (5) 为用户提供每个远端节点最多16M的扩容空间, 为用户提供带宽的平滑升级保障, 用户一旦有提速需求, 只需在联通局端增加相应的E1及VC12时隙即可实现升级, 无需中断用户业务及更换设备。

5.2本地业务采用EOS和EOP混合组网

(一) 项目背景

用户要求开通26个网点专线, 具体需求如下: (1) 用户总部采用二次汇聚, 最终提供一个GE端口对接路由器。 (2) 各个网点以FE端口, 6个网点带宽6M, 20网点带宽为4M, 上行需要新的155光口。

(二) 网络拓扑图

方案总部MSAP扩容, 远端接入13个点采用MSAP+光纤收发器方式, 13个采用MSAP+光协转+光纤收发器方式, 将两种方式进行比较, 网络拓扑图如图3所示。

(三) 组网方案

组网方案分别采用EOS和EOP混合组网方案, 均可实现全面网管

1. 采用EOS方式

接入基站采用MSAP+光纤收发器组网方式, 具体如下: (1) 兴业总部:原部署6U的MSAP机框, 配置155M的群路盘, 接入10个网点的专线业务, 通过两块EOS汇聚板卡汇聚泉州本地业务, 再通过二次汇聚板卡SUB-ESW-2GE, 最终提供一FE/GE端口给核心路由器; (2) 接入基站:在市县基站部署1套3U直流MSAP设备, 通过155M光纤上联至Metro1000 (传输需要确认有155M光口) , MSAP设备配置1张EOS光口支路盘用于提供下行业务接入, 每块板卡可提供8个ETC的接入;其它剩余的槽位方便后期扩容。 (3) 各网点用户:每个接入点采用RC531-FE-S1光电收发器接入, 给网点提供一个100M以太网FE接口, 实现视频业务的接入。

2. 采用EOP组网

接入基站采用光协转+光纤收发器, 具体如下: (1) 兴业总部:原部署6U的MSAP机框, 配置155M的群路盘, 接入16个网点的专线业务, 通过两块EOP汇聚板卡汇聚泉州本地业务, 再通过二次汇聚板卡SUB-ESW-2GE, 最终提供一FE/GE端口给核心路由器; (2) 接入基站采用RC953-FX41, 上行通过2M线对接SDH设备E1端口, 下行通过光缆对接用户端ETC设备。 (3) 网点用户每个接入点采用RC531-FE-S1光电收发器接入, 给网点提供一个100M以太网FE接口, 实现视频业务的接入

六、结论

MSAP技术的出现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;通过多种保护手段及统一的管理平台, 便利了运营商的运营维护。

MSAP技术应用研究 篇2

随着对DNA甲基化研究的不断深入,各种各样的技术被应用于甲基化分析,大体分为基因组整体水平的甲基化、特定DNA片段特异性位点的甲基化检测两大类。早期的DNA甲基化分析技术,主要包括高效液相色谱(HPLC)、SssⅠ甲基转移酶法、免疫学抗体技术等,其主要特征是只能分析基因组DNA甲基化5-甲基胞嘧啶的整体水平。20世纪90年代以来,DNA甲基化分析方法发展迅速,基于限制性内切酶和重亚硫酸盐处理的分析技术如DNA甲基化敏感限制性内切酶印迹法(methylation-sensitive restriction endonucleases Southern blot,MS-RE-Southern)、甲基化特异性PCR(methylation specific PCR, MS-PCR)、甲基化敏感性斑点分析(methylation-sensitive dot blot assay,MS-DBA)等由于可以检测DNA片段特异性位点甲基化而受到广泛关注。但由于以上方法实验操作较为烦琐、引物设计耗时费力,要预先知道待测DNA的序列,这在一定程度上阻碍了上述技术在植物研究中的广泛使用。

DNA甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)是一种基于选择性PCR的新技术,结合了扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)的优点,能够有效检测出样品DNA中大量的甲基化位点,多态性高,并且引物设计简单,无需预先知道所分析DNA的序列,即可对全基因组范围内胞嘧啶甲基化程度进行分析又能检测DNA片段特异性位点甲基化状态。该技术首次成功应用于检测真菌基因组DNA甲基化[4],现已成为检测植物基因组DNA甲基化水平和模式的重要方法[5,6,7],在植物表观遗传学研究中有良好的应用前景。本文就MSAP技术的原理、实验操作及其在植物遗传学研究中的应用进行简要介绍,为MSAP技术在植物遗传学研究中的应用提供理论参考。

1 MSAP技术的原理和方法

1.1 MSAP技术的原理

MSAP是在AFLP技术的基础上,用识别5′-CCGG序列的限制性内切酶HpaⅡ和MspⅠ代替AFLP技术中识别4碱基的内切酶MseⅠ建立起来的新技术。其基本原理是:采用HpaⅡ和MspⅠ,分别与识别6碱基的EcoRⅠ配对组合对基因组进行酶切,然后再加上相应的限制性内切酶的接头,利用接头序列设计引物,对5′-CCGG位点甲基化进行特异性扩增。尽管HpaⅡ和MspⅠ都能识别相同的位点,但两者对DNA甲基化敏感程度存在很大的不同。根据HpaⅡ和MspⅠ对基因组DNA甲基化敏感性不同,相同序列可以扩增出不同的谱带,可以检测出其总甲基化水平以及有效区分出基因组DNA的全甲基化(双链甲基化)和半甲基化(单链甲基化)等甲基化状态。

1.2 MSAP技术的实验操作

与AFLP技术相似,MSAP也主要包括DNA提取、DNA模板的制备、PCR扩增、电泳检测等步骤。

1.2.1 DNA的提取

用于MSAP分析的DNA样品可采用常规方法如CTAB和SDS法提取。在DNA提取过程中要注意避免核酸酶以及各类失活物质的污染,为保证所提取的DNA质量,防止其他杂质影响PCR反应,最好对DNA进行纯化。

1.2.2 模板DNA的制备

分别用EcoRⅠ/HpaⅡ和EcoRⅠ/MspⅠ内切酶组合对提取的DNA样品进行双酶切,在用限制性内切酶酶解时,一定要彻底,酶切反应通常以37℃保温6h来完成。DNA酶切完成后,经加热后使限制性内切酶失活,并在酶切片段的两端分别加上与EcoRⅠ和HpaⅡ-MspⅠ酶切位点互补的双链DNA接头。

1.2.3 PCR反应

PCR扩增分两步进行,首先以DNA酶切片段为模板,以选择性单链寡核苷酸作为引物进行预扩增,预扩增的目的在于减少选择性碱基的错配,为选择性扩增提供更多的模板,同时起着纯化模板的作用。预扩增完成后,将预扩增PCR产物稀释后,以此为模板进行选择性PCR扩增。选择性扩增与预扩增的主要区别在于PCR程序中选择复性温度的不同,一般选择PCR起始复性温度在65℃,比预扩增程序复性温度高10℃左右,以后复性温度每个循环下降0.7℃,一直下降至复性效果最佳温度,完成其余的PCR循环。

1.2.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳及统计分析

选择性PCR扩增产物需要经过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离、银染后进行谱带的观察与统计分析。对EcoRⅠ/HpaⅡ和EcoRⅠ/MspⅠ泳道的带纹进行统计分析,每一条带代表一个酶切识别位点,根据条带的有无记作1/0。EcoRⅠ/HpaⅡ和EcoRⅠ/MspⅠ扩增产物中共有条带,说明该位点未发生甲基化。如果在EcoRⅠ/HpaⅡ酶切扩增产物中有带,而在EcoRⅠ/MspⅠ酶切扩增产物中没有出现带,则说明该位点发生了单链外侧的胞嘧啶甲基化,即半甲基化。如果EcoRⅠ/HpaⅡ酶切扩增产物中无带,而在EcoRⅠ/MspⅠ酶切扩增产物中有带,则说明该位点发生了双链位点的内侧胞嘧啶甲基化,即全甲基化,从而有效区分基因组DNA甲基化状态。

2 MSAP技术的应用

2.1 种质资源鉴定

种质资源的鉴定和保存是品种改良、资源利用的前提和基础,植物种质资源的鉴定在提供多样化亲本、扩大品种遗传基础及合理利用种质资源等方面都具有十分重要的作用。近年来,MSAP技术的发展和应用为种质资源鉴定和保存的深入开展提供了有力的技术手段。

2.1.1 无性系品种、变种种质鉴定

作物不同品种、变种的区分和鉴定是育种研究中的一个重要环节。对于有些营养繁殖植物的品种、变种、无性系等,不同品种或者品系之间基因组DNA变异差异很小,应用DNA遗传标记很难对这些遗传相似性高的品种进行鉴定,而MSAP技术则可以检测出其表观遗传特性的差异从而对这些品种或品系加以有效区分,对于品种、品系及无性系等种质资源的评估以及品种的选育都有重要意义。

洪柳等[8]应用MSAP技术对脐橙进行了基因组甲基化分析,发现品种之间的甲基化模式存在很大差异,扩增结果呈现出明显的品种特异性,24份脐橙品种叶片基因组中CCGG序列上检测到有4.7%~15%的DNA甲基化发生,发生单链DNA外部胞嘧啶甲基化或是内外胞嘧啶都甲基化现象多,在639条带中43条为甲基化多态性带,平均甲基化多态性比率达到6.7%,利用品种间DNA甲基化模式的差异用10对引物对12个脐橙品种进行了鉴定,为脐橙的遗传育种和种质鉴定等提供了理论依据。Noyer J L等[9]应用SSR、AFLP、MSAP等技术对30个香蕉品种的遗传分析研究中发现,尽管品种之间的表型差异极大,但SSR和AFLP分析技术均检测出品种之间基因组变异很小,难以有效鉴别品种差异,表明品种之间极高的遗传相似性与其单种子起源和营养繁殖方式有关。而应用MSAP分析可以检测出极高的多态性片段,并根据品种之间的DNA甲基化模式的不同有效区分出30个品种之间的差异, 表明MSAP技术可以比SSR、ISSR、AFLP等技术更多检测出基因组中的多态性位点,在种质资源鉴定方面显示出更高的优越性。

2.1.2 离体培养材料的鉴定

离体培养是保存植物种质资源的一种重要途径,在植物品种改良、快速繁殖、基因工程育种等各个方面发挥着重要作用,但在植物组织和细胞的培养过程中会因体细胞变异导致优良性状的丢失,严重影响其利用价值,因此对组织培养保存材料的鉴定显得尤为重要。

体细胞变异与其表观遗传的改变特别是DNA甲基化密切相关,对离体培养材料的DNA甲基化MSAP分析,有助于对离体培养材料的种质资源遗传稳定性进行评估,为离体材料的繁殖及保存提供依据。目前该技术已在豌豆[10]、竹子[11]、高粱[12]、大麦[13]等许多植物离体培养材料种质鉴定中成功应用。Guo W L等[14]在对党参愈伤组织再生植株的MSAP分析中表明MSAP技术可检测出很高的多态性,其揭示出的表观遗传变异水平与RAPD、ISSR分析的遗传变异具有很高的一致性,对37条MSAP特异性片段分离测序的结果显示,其中5条与已知功能基因具有高度的同源性,表明离体材料的DNA甲基化与其遗传变异之间存在内在的联系。Joyce S M等[15]应用MSAP技术研究4种离体方法培养马铃薯材料DNA甲基化的结果表明不同离体培养材料DNA甲基化模式存在很大差异,而且叶片形态特性与DNA甲基化程度密切相关,并对4种离体方法进行了评估,表明MSAP技术能够对离体材料培养和保存的遗传稳定性进行准确鉴定。

2.2 植物品种的改良

2.2.1 辅助筛选抗性基因

DNA甲基化在稳定基因组功能以及生物防御中发挥着重要作用,在盐、重金属、干旱、低温胁迫、病原物侵染等逆境条件下植物基因组DNA甲基化的程度和状态都会发生改变。Sha A H等[16]在利用不同生长时期抗病水稻品种对细菌病害抗性的不同的特点,运用MSAP技术研究对苗期和成株的DNA甲基化进行了研究,结果显示总共检测到的380个位点中45个位点在苗期和成株的DNA甲基化存在差异,对差异片段测序分析发现6个MSAP片段与已知功能基因具有高度的同源性,表明DNA甲基化在植物抵御逆境中发挥着重要作用。由于MSAP片段既可以来源于非编码区,也可以来源于编码区,而对基因甲基化修饰的变化,往往会使基因的表达水平发生改变。因此,MSAP可用来分离差异甲基化基因的辅助手段。华扬[17]等利用MSAP技术分析低温胁迫下水稻基因组DNA甲基化发现,其甲基化程度和状态均有很大改变,一些CCGG位点发生了重新甲基化和去甲基化,并分离和定位了与水稻cDNA同源的冷胁迫下甲基化差异片段CIDM7,结合Northern杂交证明CIDM7在冷胁迫后增量表达,初步确定为一个具有编码具F-box蛋白的功能基因,为进一步研究低温胁迫下的基因功能奠定了基础。

2.2.2 杂种优势预测及利用

杂种优势现象在生物界广泛存在并早为人们所认识,而且在利用杂种优势的同时,对其产生机理的研究也一直未间断过。MSAP的应用弥补了在预测、利用杂种优势的不足,对揭示杂交优势的形成机理有重要意义。Xiong L Z[18]等首次用MSAP研究了亲本与杂种一代的DNA甲基化差异对水稻杂种优势的影响,结果表明尽管总体甲基化程度与杂种优势无关,但不同位点处甲基化减弱时,有的对杂种优势表现为正效应,有的为负效应,特异位点上的甲基化的改变对杂种优势有显著效应,证明MSAP技术是预测杂种优势的一种有效工具。鉴于DNA甲基化在调节植物杂交优势中的重要作用,在进行此方面的研究时MSAP技术被国内外许多学者所采用。Zhao X X等[19]采用MSAP方法对玉米杂交种及其亲本进行DNA甲基化发现,MSAP条带呈现出遗传和变异,大部分亲本的表观遗传性状遗传到杂种后代,仅有小部分的杂交后代的DNA甲基化模式与其相应的亲本比较发生了不同程度的改变与调整,经序列分析表明杂种基因组杂合性与基因组DNA甲基化模式与某些基因和EST序列有关,DNA甲基化在调节后代杂种优势中可能发挥着极其重要的作用。

2.3 种群遗传结构分析及植物进化研究

2.3.1 种群遗传结构分析

遗传变异是种群遗传结构特性的重要组成部分,是生态系统多样性和物种多样性的核心与基础,也是物种的适应性的体现,对于种群遗传结构的研究有助了解物种对环境的适应性、生存力以及进化潜力。长期以来,基于形态特征和DNA分子标记在研究植物种群遗传结构时往往有极大的差异,成为困扰种群遗传学研究的突出问题。越来越多的研究证据表明,表观遗传特性在植物物种对环境的适应中发挥着重要作用,可能比中性DNA标记揭示的序列差异更能反映出物种的适应能力,MSAP技术使进一步深入研究表观遗传在适应环境中的作用成为可能。Wang Y M等[20]研究了9个水稻品种的表观遗传多态性,应用MSAP检测RAPD和ISSR片段的DNA甲基化表明9个品种存在很高的甲基化多态性,并且DNA甲基化模式具有很强的品种特异性,为应用MSAP技术从表观遗传角度分析植物种群遗传结构提供了依据。Ketey A L等[21]用MSAP分析了棉花基因组DNA甲基化,研究材料包括20个不同地理分布的陆地棉品种(Gossypium hirsutum)和2个海岛棉品种(Gossypium barbadense),发现MSAP可以在种群内和种群间产生丰富的多态性位点,聚类分析表明与RFLP揭示的品种之间的遗传联系存在一致性,与地理分布有明显的相关性,说明 MSAP产生的多态性可以反映出其遗传结构,是区分地区分布种下分类群的关系的一种有效方法。

2.3.2 植物进化研究

杂交和基因渐渗在植物物种形成与进化中起着非常重要的作用,许多研究表明杂交和多倍化过程中的基因调控与DNA甲基化密相关[22,23]。由于物种杂交和多倍化在历史进程中都是相对快速的事件,对人工合成的异源多倍体的DNA甲基化研究有助于揭示植物物种杂交和多倍化的表观遗传调控机理。Madlung A[24]等用MSAP技术对由四倍体Arabidopsis(4x=2n=20)和Cardaminopsis arenosa(4x=2n=32)作为亲本合成的异源多倍体A. suecica DNA甲基化研究发现,新合成多倍体DNA发生甲基化的频率远远大于其亲本,通过抑制DNA甲基化导致了其表型改变,说明基因组DNA甲基化与表型密切相关,杂交及多倍化过程中DNA甲基化在调控基因表达与沉默方面起着重要作用。尽管如此,进化作为自然选择的结果,仅仅对人工合成多倍体还不足于从根本上揭示多倍体物种的起源和进化。最近Salmon A[25]研究了自然环境下杂交产生的异源多倍体入侵植物大米草及其亲本的基因组DNA甲基化,通过对自然种群中二倍体植物(2n=62)Spartina maritima、Spartina alterniflora(2n=62)、杂交种Spartina maritima×Spartina alterniflora(2n=62)以及杂交种染色体加倍后形成的异源多倍体Spartina anglica(2n=124)的基因组DNA甲基化的MSAP分析,结果表明30%的亲本基因组甲基化在杂种及形成的异源多倍体中发生改变,表明DNA甲基化的改变主要与杂交有关,其极强的表型可塑性可能是表观遗传调控的结果,初步揭示了DNA甲基化在植物物种形成和进化中的作用。

3 问题和前景展望

3.1 问题

虽然MSAP技术在植物遗传学许多研究领域得到广泛应用,为植物表观遗传研究提供了一种有效工具。但其不可能解决所有问题,也有着局限性的一面,在应用该技术时需引起注意。不足之处主要包括:

(1)基于HpaⅡ和MspⅠ酶的特性,对于mCmCGG和mCCGG都敏感,不能有效检测外胞嘧啶的甲基化,这是MSAP技术的最大局限所在。

(2)对于非CCGG位点的胞嘧啶甲基化如CNC位点胞嘧啶甲基化两者均不敏感而无法检测,在一定程度上低估了基因组DNA胞嘧啶甲基化水平。

(3)植物组织间存在DNA甲基化程度和模式的很大差异,即组织特异性强,而且不同生长发育时期,DNA甲基化模式也存在较大差异,因此不同生长发育时期对于不同组织的MSAP分析可能会出现不同的结果。

针对上述存在不足,可以通过结合其它DNA甲基化分析技术如基于CNG序列的限制性内切酶EcoRⅡ和AjnⅠ检测方法,同时在分析时注意保持实验材料的同质性,以提高MSAP技术检测的准确度。

3.2 前景展望

DNA甲基化参与了植物的许多生命过程,在调控基因表达、生长发育、生物防御等方面起着重要作用,对DNA甲基化的研究成为植物遗传学研究的一项重要内容。MSAP标记技术为植物表观遗传研究提供了一种新方法,随着分子生物技术的飞速发展,与其它分子生物学方法如DNA分子遗传标记、DNA重组技术、DNA微阵列等方法结合起来进行综合研究,在基因水平上揭示DNA甲基化调控基因表达机理,将会在利用杂种优势、消除转基因沉默、研究功能基因、改良植物表型性状、提高植物适应性等方面发挥重要作用。

摘要：DNA甲基化是表观遗传学的重要组成部分,在调节植物基因表达、生长发育和抵御逆境等方面起着重要作用。随着对DNA甲基化研究的不断深入,基于PCR检测DNA甲基化状态的技术DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)由于其检测多态性高,操作简单等优点被广泛应用于植物种质资源鉴定、植物改良、种群遗传结构分析及植物进化研究等遗传学各个领域。该文综述了MSAP技术的原理、实验方法以及其在植物遗传学研究中的应用,并对其今后应用前景进行了展望。

MSAP技术应用研究 篇3

1. 定义:

MSAP:Multi-Service Access Platform即多业务接入平台, 以传统的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。MSAP技术主要是定位于传输网接入层的技术, 是传统SDH、MSTP、PDH、以太网等各种技术的统一结合。

2. MSAP技术特点:

利用MSAP技术组网一般可提供E1/V.35专线业务、以太网专线业务、ATM业务。由于MSAP技术提供的本质上是TDM2M业务, 因此可以提供极高的业务质量, 保证大客户的需求。MSAP提供的以太网专线业务默认采用GFP封装协议, 可以有效的和现有SDH/MSTP设备对接, 实现以太网业务的透传, 二层交换等。在保护功能方面可以实现单板级的保护, 网络配置可以灵活的组成点对点、线性和环型网络。

二、MSAP技术发展背景

2.1 MSAP技术产生

随着SDH/MSTP技术的成熟, 传统PDH技术落后, MSAP技术是现有网络模式下的理想选择。接入层业务量小而数量众多, 大多数客户接入网络仍然以星型连接的PDH光端机为主。如果大客户需要以太网业务和V.35接口业务, 则需要增加协议转换器的方式实现业务接入。这些都给整个网络的后期维护和可持续发展带来了很多的不便。

2.2MSAP技术适应业务发展趋势

随着通信业务的发展及多样性, 运营商需要寻求一种新解决方案, 这种方案既具有低成本、快捷高效的优点, 又能克服PDH的缺点, 要求能够实现与SDH/MSTP网络的无缝对接, 又要增强传统接入设备在以太网业务的处理上的不足, 并且在业务类型、管理能力等方面有很大的提升。MSAP技术更适应当前新形势下的大客户解决方案和未来专网的发展趋势。

三、MSAP组网模式

MSAP系统一般分为局端设备, 用户端设备和网管系统等三个主要部分。一般采用星形组网, 局端一般采用集中框插卡式, 上行SDH板卡可提供STM-1的速率或STM-4速率。上行SDH板卡可设置成1+1保护和SDH/MSTP网络对接。局端支路侧插卡每个光口对应一个大客户, 光口速率最高可达STM-1。支路侧光口也可以设置成1+1保护通过不同光缆路由到达客户端, 从而为大客户提供了可靠业务保障。用户端设备采用一体化终端设备, 一般可提供两个光路, 根据用户需求可提供丰富的业务接口。

四、MSAP应用场景

1、场景一、通过SDH/MSTP网络GE/FE汇聚各网点的FE

大客户核心机房和各分支机构通过2M以上的以太网互联, 2M以上速率可用多个时隙做虚级联, 在大客户的数据中心点提供GE/FE以太网口上联和用户核心路由器对接, 整个网络需要承载在SDH/MSTP网络上。

MSAP以太网数据业务采用标准的GFP封装协议, 因此可以和SDH/MSTP核心网实现以太网业务互通。通常, 在用户远端点侧采用MSAP远端设备实现以太网业务的接入, 在MSTP核心设备实现业务的汇聚, 从而成功实现业务的MSTP端对端连接, 实现了MSTP的多业务能力向大客户侧的延伸。

2、场景二、通过SDH/MSTP网络155M光口汇聚各网点的E1/V.35

大客户的数据中心点提供155M光口上联和用户核心路由器对接, 各个网点提供标准的E1端口, 在整个网络需要承载在SDH/MSTP网络上。

MSAP提供传统E1, 在和SDH/MSTP网络对接有国际的统一标准, 通过时隙很容易实现。在用户远端点侧采用MSAP远端设备实现E1业务的接入, 从而实现核心与远端业务的端对端专线连接。

3、场景三、大客户核心采用MSAP机框FE通过SDH/MSTP网透传至各网点FE

大客户远端节点处仅需要以太网业务FE, 远端设备采用光纤收发器设备, 局端采用MSAP汇聚设备通过SDH支路盘和远端SDH/MSTP多业务光端机通过STM-1的光口相连, 然后SDH/MSTP网汇聚到用户业务中心, 将所有用户的以太网业务在用户中心机房落地, 从而实现以太网业务的透传。

五、MSAP技术为大客户提供差异服务

MSAP技术应用研究 篇4

MSAP (Muti-services access platform多业务接入平台) , 顾名思义, 可以提供STM-N、PDH、V35、ETH等多种接口, 提供客户的多种业务接入, 本质上是MSTP技术在接入层上的一种产品形态, 它以SDH技术为基础, 采用GFP、VCAT和LCAS技术, 融合以太网交换技术, 实现TDM业务、以太网业务的综合传输。

MSAP设备支持TDM、IP之间的带宽灵活配置, 且能够实现以太网的二层交换功能, 从而支持以太网业务的带宽共享、业务汇聚及以太网共享环等功能, 带宽利用率大大提高。

MSAP设备由局端汇聚设备和多种类型的光纤远端设备组成。

2 MSAP技术产生的原因

目前, 各运营商的大客户专线组网主要是采用PDH光端机接入, 同时根据用户侧接口不同 (如G.703、V.35和ETH等) 再安装相应的协转, 但是随着科学技术的发展, 用户的需要不断发生变化, 也带来了以下问题:

(1) 传统的PDH技术接口单一, 用户不同的业务需求需要配备多种接入设备, 管理上非常繁杂。

(2) 局端机房DDF架占用量巨大, 占用了大量的机房空间, 并且故障点增多。

(3) 局端机房PDH设备众多, 维护复杂, 相应成本也高。

(4) 传统的接入方式网络结构简单, 没有统一的网管, 也无法对客户电路进行实时监控, 运维工作压力较大。

(5) 速率无法平滑升级, 随着科学技术的发展, 用户的多媒体需求也不断增加, 提高接入速率是一大趋势, PDH显然无法满足这一需求。

MSAP多业务接入平台就是在这样的背景下产生了, 它融合了其他接入技术, 提升了组网能力和设备集成度, 实现了传送和接入设备的统一管理, 以适应不同客户对未来网络发展的需要。

3 MSAP技术的主要特点:

(1) 具有平滑升级能力。局端为统一设备及板卡, 远端设备丰富, 支持PDH等现有设备和SDH/MSTP、光电收发器等设备在网络中同时使用, 在后期可快速实现当前网络持续升级。

(2) 接入灵活。该设备采用模块化结构, 业务扩容或新客户接入只需通过网管配置或增入相应远端设备就可以, 应用十分灵活。

(3) 可靠性高。提供多种保护方式, 保证了客户业务的可靠性。

(4) 网管完善。无需另建接入层网管网, 即可实现网管系统对所有接入设备的统一管理。

(5) 成本较低。与PDH光端机相比, 其成本略有提高, 但是相比MSTP设备费用要低廉的多。

4 MSAP技术的几种典型应用

应用一:通过MSAP光端机实现用户远端各网点的E1/V.35业务与中心端CPOS光口的互通。

此场景一般适用于一点对多点类组网, 用户远端一般为E1或V.35接口, 中心端采用CPOS接口。用户远端一般采用MSAP设备, 中心端一般采用MSTP/MSAP设备与用户的路由器对接, 中间通过运营商强大的SDH网络实现网络互联。

对于E1接口, 用户接入点的带宽一般可以在2-16M带宽内平滑调整, 而V35业务的带宽只有2M。

应用二:通过MSAP光端机实现用户远端FE与用户中心端GE/FE接口互联。

此场景一般适用于客户接口为以太网口的组网, 用户中心端机房和各远端节点通过2M及以上速率的以太网电路互联, 在用户中心端通过GE/FE接口与用户核心路由器对接, 用户中心端采用MSAP或MSTP, 远端设备采用MSAP, 中心端可以是汇聚、透传两种模式, 整个网络需要承载在SDH/MSTP网络上传送。2M以上速率可用多个时隙做虚级联。

在实现以太网透传业务接入时又分为EOP和EOS两种情况。EOP支持的协议为协转常用的HDLC协议, 一般情况下用户的带宽不能大于16M, 在SDH网络中间传送时可以出现2M业务的跳接。EOS可以实现用户2-100M带宽的正常传送, 通过GFP、虚级联和LCAS等技术来实现。EOS技术需要用SDH的通道开销字节来传送控制信息, 因此必须保证SDH通道开销字节的透明传送, 中间不能有2M电路的转接或上下。因此, 在采购设备时要注意区分两种不同的情况, 以免造成用户业务不能正常开通。

应用三:通过光电收发器实现用户远端FE与用户中心端GE/FE接口互联。

应用三与应用二的区别在于用户远端网点采用光纤收发器, 而不是MSAP光端机实现FE业务的接入, 优点为接入简单, 成本较低, 不足之处为只能提供一种接口, 浪费光纤资源, 建议在用户业务量较少, 投资费用较低的情况下使用。

MSAP未来仍有较大市场 篇5

大客户专网市场需求旺盛

大客户专网仍然拥有广阔的市场, 根据国际著名调研机构Ovum的统计, 全球专线业务将持续增长, 到2012年全球总容量将达到790亿美元。在国内, 截至2010年底在工商部门注册的企业已达1000多万户, 其中相当一部分分支机构众多, 如中国工商银行在国内拥有22000多家营业网点, 这些总部与分支之间需要有专属的安全通信网络, 因此大客户专网市场需求依旧旺盛。在电信运营商的庞大客户群之中, 大客户凭借其极高的APRU值成为了最具价值的客户群体, 也是各大运营商必争的优质资源。

如今, 商业专网市场已经向大客户提速和细分市场过渡, 国内主流厂商正在考虑向3G/LTE过渡, 高密度的10～100Mbit/s带宽将成为主流应用, 客户在安全、可靠、管理和差异化服务方面提出更高的要求。另一方面, ALL IP的理念不断深入和PTN、PON等应用的进一步扩大, 对传统基于SDH/MSTP的专线接入有非常大的冲击。如何契合今后市场变化、技术发展以及竞争对手的动态, 是当前需要考虑的问题。

虽然目前IP数据网能够在汇聚层、接入层提供更方便、低价的解决方案, 但是从金融、公安、政府等政企大客户所反映的情况来看, 基于TDM技术的PDH/SDH/MSTP等接入手段, 是这类最终用户认可的高可靠、高安全、具备QoS保障的首选解决方案。

MSAP呈现五大发展趋势

业界主流厂商正在规划MSAP的下一代产品MSAP+, 在这方面以烽火网络为代表的本土设备制造商走在前面, 其发展规划具有很强的代表性, 成为MSAP发展趋势最有价值的参考指标。下面以烽火网络的规划为例, 来展望未来MSAP+的几大发展趋势。

高容量:未来MSAP+的SDH业务最大提供STM-16上行、以太网业务最大支持10G上行。既提升了传统TDM业务的接入能力, 又全面优化了未来全IP业务的发展趋势, 成为SDH/MSTP/PTN低成本高性能的有效补充。

高融合:面向未来业务的发展, 充分考虑到与PTN、PON的融合。烽火网络正在规划具有部分PTN功能的线卡终端、具有PON (以太网PON和TDM PON) 功能的线卡和终端。

高可靠:除了传统的上联业务1+1保护外, 烽火网络在重要下联业务也考虑保护的功能, 如具有1+1保护的以太网线卡和远端设备, TDM和IP业务都考虑支持跨盘保护。

高兼容:兼容SDH、MSTP、PDH、ATM、CWDM、光猫、光纤收发器等多种技术。另外, 丰富了大量支持GFP的EOP系列设备, 与业界主流厂商有良好的互通性。

MSAP技术应用研究 篇6

近几年来,金融机构的业务体系随着市场变化而逐渐扩大,其传输网络将加载各项功能系统,加上高清视频会议、高清视频监控等业务,银行数据流量成倍数增长。前期普遍采用的ATM、E1等各种低速率接入方式已无法实现金融机构的要求。

孝感市农行洞悉到信息化的发展,对原有通信系统的种类、规模、接入方式及安全性都提出新的要求。而目前农行主用网络仅仅实现了各支行和市农行内部网络的互联,而无法保证农行网络的安全运行,所以孝感移动公司在原来的通信条件基础上扩展,来保证其视频和办公业务的顺利运营。

为了解决上述问题,烽火网络通过对孝感市农行详细的考察研究,并多次与孝感市农行进行技术交流与沟通,最终提出了采用烽火网络MSAP多业务接入平台,以EOS接入技术为主的解决方案。该方案以最合理的建设框架为基础,采用业内主流技术,利用EOS封装机制,支持双通道/1+1/跨盘保护模式,确保支行多样化的业务承载和网点接入的可扩展性、安全性。有效实现了各支行和市农行之间通过孝感移动的本地电路实现互联,组成一个专用信息传送网络,达到客户所期望的要求。

MSAP技术应用研究 篇7

在MSAP(多业务接入平台)系统中,要对位于基站中的设备进行升级,就必须安排工程人员去现场,这种升级方式浪费了大量的人力和物力,增加了后期的设备维护成本。

单片机(In Application Programming,IAP)技术的出现,有效地简化了应用程序的升级过程,降低了后期维护的成本。本文根据IAP原理,研究并给出了该方案在嵌入式微控制器SST89E516RD2中的详细实现技术和程序流程。该实现技术在SSDX公司的MSAP系统嵌入式程序的修改和升级中得到了应用和验证,具有简单、便捷、可靠、成本低等优点。

1 SST微控制器介绍

SST89E516RD2芯片是基于51内核的8位单片机,它包含1 kbyte的片内RAM 和72 kbyte的片内ROM[1] 。片内ROM分为2个存储块,主存储块Block 0占用64 kbyte,次存储块Block 1占用8 kbyte。整个内部程序空间被限制为64 kbyte,SFCF[1∶0]用于控制存储块的切换,如图1所示。

SST89E516RD2允许驻留于某一个存储块中的IAP程序对另一块存储块进行重编程操作,而绝不允许对同一个存储块中的任意地址进行重编程操作。要实现在线升级的功能,必须用支持在线升级的IAP程序替换原来的ISP程序,用来引导在线升级程序。

2 MSAP升级系统

2.1 MSAP升级系统结构

升级系统主要组成部分是网管中心、传输网络和MSAP设备。传输网络可以是PSTN(公共电话交换网)、互联网等传输网络,用来承载中心机房到设备传输的数据。MSAP系统由网管设备和终端设备构成,网管设备用于接收网管中心发送来的升级程序,终端设备即为要升级程序的对象,升级系统如图2所示。

2.2 单片机与片外Flash的连接方式

SST89E516RD2单片机自带高速异步串行口,支持IAP下的并行操作,所以本系统硬件组成较简单。除单片机之外,只需要扩展1片Flash用来存储升级的程序文件,单片机其他外围电路按照设备功能需求设计,单片机与片外Flash的连接方式如图3所示。片外Flash采用SST25VF080B芯片[2], 它的存储空间为1 Mbyte,最小擦除块的容量为4 kbyte。单片机与片外Flash采用SPI总线进行通信,对片外Flash的读写、擦除等操作只需要使用相应的命令字即可,SST25VF080B常用功能表如图4所示。

片外Flash首地址00000H～01000H存储升级保护标志。地址01000H～5F000H分配给出厂时的配置和用户最近一次的配置。隔离区用于保证存储文件的独立性。地址60000H～80000H分配给应用程序文件存储区,其中程序文件A存储出厂程序,程序文件B存储接收到的升级程序[3,4]。根据以上分析,将外部Flash做如图5所示的逻辑划分。

2.3 MSAP系统远程升级程序设计

2.3.1 远程升级流程

PC网管软件选择一个子业务卡进行远程升级,通过FTP协议发送升级数据包给网管盘,网管盘将接收到的升级数据包校验OK后存储至ARM的Flash中。网管盘发送复位指令将子业务卡的MCU复位,单片机复位启动后进入IAP引导程序模式,准备进行升级。

2.3.2 单片机IAP程序流程

1) 单片机IAP程序主循环处理流程

单片机复位后,从Block 1中运行IAP程序。当单片机运行IAP程序时,先判断保护标志是否有效,如果该标志有效,表示上一次升级过程中遇到故障(断电等异常情况),则单片机自动将程序恢复至出厂程序。否则单片机主程序待机15 s,等待单片机处理串口中断接收到的数据,判断是否有升级任务。如果有升级任务,则将单片机升级标志置为有效,如果该标志有效,则单片机IAP主程序待机15 min,等待在线升级完成。升级完成后,开启看门狗等待单片机复位。单片机IAP程序主循环运行如图6所示。

2) 单片机IAP程序中断处理流程

网管盘收到文件传输命令后,发送一帧文件传输开始的指令,将待升级的应用程序包分解成适合本系统私有协议传输的小段,按照文件块序号逐段发送给子业务卡,子业务卡收到数据包,CRC校验无误后将单片机升级标志置为有效,并开始擦除片外Flash文件B部分的块。程序文件传输中,MCU开始接收数据,此时单片机将接收到的程序文件写入片外Flash从文件B部分的块;程序传输结束时,MCU将升级文件的文件名、文件长度和文件CRC16的校验和写入片外Flash从7FFFFH～80000H部分的扇区,共4 kbyte,单片机对接收到的文件整体校验,发送应答帧通知网管盘校验结果。

网管盘收到执行升级命令后,通知子业务卡准备执行升级。单片机会先运行Block 1的IAP程序,校验升级的应用程序文件,如果校验通过,将保护标志置为有效。然后开始擦除单片机片内ROM整个Block 0的块,当SFST寄存器的标志位置位后,表示擦除完成。接着,单片机将片外Flash存储区B中的升级文件读出并写入到单片机片内ROM的Block 0块中,开启看门狗,等待单片机复位,整个升级程序完成。

当开门狗溢出后,单片机复位令升级标志也复位,单片机程序跳转到Block 0起始位置运行。单片机程序正常运行后将保护标志复位。执行程序升级模块如图7所示。

2.3.3 网管盘与子业务卡的通信设计

网管盘与子业务卡之间的SPI通信采用SSDX私有协议,该协议具有一定的纠错机制和异常处理机制。在网管盘ARM与子业务卡MCU通信中采用发送一帧数据,确认一帧数据,收到错帧,请求重发的通信形式[5]。SSDX私有协议设计的SPI通信帧最大帧长不超过500 byte,接收程序可以通过文件块序号n在终端进行文件整理组合,单片机发送应答帧给网管盘通知文件块n接收OK,否则网管盘重传文件块5次,如果5次以内传送失败,则标志此次升级失败。SSDX私有协议数据帧格式如图8所示。

帧头:表示数据包的开始,固定为0xFE,0xFA 2个字节 。

子卡地址:表示子卡在1个MSAP网元中的位置。

命令字:文件传输命令还是执行升级命令。

指令值:命令字的子命令。如果命令字是文件传输命令,则指令值有传输开始、传输中、传输结束3个指令;如果命令字是升级命令,则指令值就是执行在线升级指令。

文件块序号:表示升级程序所分割的报文所处的序号。

文件块内容:程序内容字节。

CRC16校验和:一帧数据的校验和,采用CRC16校验。

2.3.4 单片机IAP主要函数代码

单片机在进行升级过程中,对片内ROM主要进行块擦除和字节编程操作,该操作的程序代码如下所示:

单片机对片外Flash的操作主要用到擦除片外Flash块函数和读片外Flash数据函数[6],通过单片机与片外Flash的SPI读指令(spi_SendByte)和写指令(spi_ReadByte)向SST25VF080B发送相应的命令字,各常用功能命令字如图3所示。它们的程序源代码如下所示:

3 测试结果

按照上述的升级系统搭建好测试环境后,将MCU的IAP程序下载到 Block 1中,通过PC网管对终端设备进行远程升级。测试结果证明子业务卡的软件版本能够成功地进行更新,如图9所示。在遇到异常情况时,如升级的过程中出现断电故障,子业务卡能自动恢复到出厂程序运行,等待再次响应网管中心下达升级命令,直至升级成功。

4 结论

本方案以SST89E516RD2芯片的IAP功能为基础,利用扩展的Flash存储分区,提供了一种MSAP系统远程在线升级的方法,有效地降低了后期设备的维护成本。本方案在SSDX的MSAP系统中已得到广泛应用,在实际应用中得到了用户很高的评价,大大增加了产品的竞争力。

摘要：MSAP(多业务接入平台)中业务子卡的常用处理器是MCU,应用程序一般是通过现场编程下载到MCU的片内存储器中,这种方式不便于软件的实时升级和维护。本文研究了内嵌IAP功能的嵌入式微控制器SST89E516RD2,利用微控制器片外扩展的Flash的存储空间,成功地实现了远程在线升级。

关键词：在线升级,片外Flash,SST,IAP,MSAP

参考文献

[1]SST89E516RD2[EB/OL].[2012-05-25].http://wenku.baidu.com/view/d542fc0cf12d 2af90242e6ba.html.

[2]SST25VF080B[EB/OL].[2012-05-25].http://wenku.baidu.com/view/e5b7a579168884868762d6aa.html.

[3]赵炯,贾培源,李中山,等.嵌入式设备远程在线升级技术[J].计算机工程,2010,36(12):262-264.

[4]曾浩,吕华,王铭伟.IPTV机顶盒升级方案的设计与实现[J].电视技术,2010,34(5):54-56.

[5]邓中亮,孙静.嵌入式设备在线系统升级的设计与实现[J].计算机工程与设计,2009,30(13):3085-3087.