ptn技術(shù)要素及關(guān)鍵技術(shù)

　　PTN技術(shù)基本概念

　　PTN（分組傳送網(wǎng)，PacketTransportNetwork）是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和具體技術(shù)：在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置了一個層面，它針對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復(fù)用傳送的要求而設(shè)計，以分組業(yè)務(wù)為核心并支持多業(yè)務(wù)提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機(jī)制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴(kuò)展、較高的安全性等。

　　PTN作為傳送網(wǎng)滿足下一代網(wǎng)絡(luò)分組傳送需求的解決方案，目前主要關(guān)注的是TMPLS和PBT技術(shù)，TMPLS選擇了MPLS體系中有利于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送的一些特征，拋棄了IETF為MPLS定義的繁復(fù)的控制協(xié)議族，簡化了數(shù)據(jù)平面，去掉了不必要的轉(zhuǎn)發(fā)處理。PBT技術(shù)則是關(guān)閉傳統(tǒng)以太網(wǎng)的地址學(xué)習(xí)、地址廣播以及STP功能，以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)表完全由管理平面（將來控制平面）進(jìn)行控制。具有面向連接的特性，使得以太網(wǎng)業(yè)務(wù)具有連接性，以便實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換、OAM、Q0S、流量工程等傳送網(wǎng)絡(luò)的功能。PBT技術(shù)的缺點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化工作剛剛開始，標(biāo)準(zhǔn)化的程度較低。未來分組傳送網(wǎng)的技術(shù)擬在城域的匯聚和接入層開始應(yīng)用，同時還取決于產(chǎn)品化、實(shí)用化的程度和如何適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

　　PTN關(guān)鍵技術(shù)

　　1．PWE3（端到端的偽線仿真）

　　一種業(yè)務(wù)仿真機(jī)制，希望以盡量少的功能，按照給定業(yè)務(wù)的要求仿真線路。如圖1所示。

　　偽線表示端到端的連接，通過Tunnel隧道承載；PTN內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不可見偽線；本地數(shù)據(jù)報表現(xiàn)為偽線端業(yè)務(wù)（PWES），經(jīng)封裝為PWPDU之后傳送；邊緣設(shè)備PE執(zhí)行端業(yè)務(wù)的封裝/解封裝；客戶設(shè)備CE感覺不到核心網(wǎng)絡(luò)的存在，認(rèn)為處理的業(yè)務(wù)都是本地業(yè)務(wù)。

　　2．多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載，TDMtoPWE3：支持透傳模式和凈荷提取模式。在透傳模式下，不感知TDM業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，將TDM業(yè)務(wù)視作速率恒定的比特流，以字節(jié)為單位進(jìn)行TDM業(yè)務(wù)的透傳；對于凈荷提取模式感知TDM業(yè)務(wù)的幀結(jié)構(gòu)定幀方式/時隙信息等，將TDM凈荷取出后再順序裝入分組報文凈荷傳送。

　　ATMtoPWE3：支持單/多信元封裝，多信元封裝會增加網(wǎng)絡(luò)時延，需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和業(yè)務(wù)要求綜合考慮。

　　EthernettoPWE3：支持無控制字的方式和有控制字的傳送方式。

　　3．端到端層次化OAM

　　如圖2所示。基于硬件處理的OAM功能；實(shí)現(xiàn)分層的網(wǎng)絡(luò)故障自動檢測，保護(hù)倒換，性能監(jiān)控，故障定位，信號的完整性等功能；業(yè)務(wù)的端到端管理，和級聯(lián)監(jiān)控支持連續(xù)和按需的OAM。

　　4．智能感知業(yè)務(wù)

　　業(yè)務(wù)感知有助于根據(jù)不同的業(yè)務(wù)優(yōu)先級采用合適的調(diào)度方式；對于ATM業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)感知基于信元VPI/VCI標(biāo)識映射到不同偽線處理，優(yōu)先級（含丟棄優(yōu)先級）可以映射到偽線的EXP字段；對于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)感知可基于外層VLANID或IPDSCP；對時延敏感性較高的TDME1實(shí)時業(yè)務(wù)按固定速率的快速轉(zhuǎn)發(fā)處理。

　　5．端到端QoS設(shè)計。

　　網(wǎng)絡(luò)入口：在用戶側(cè)通過HQOS提供精細(xì)的差異化服務(wù)質(zhì)量，識別用戶業(yè)務(wù)，進(jìn)行接入控制；在網(wǎng)絡(luò)側(cè)將業(yè)務(wù)的優(yōu)先級映射到隧道的優(yōu)先級；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)：根據(jù)隧道優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)度，采用PQ、PQ+WFQ等方式進(jìn)行；網(wǎng)絡(luò)出口：彈出隧道層標(biāo)簽，還原業(yè)務(wù)自身攜帶的QOS信息。

　　6．全程電信級保護(hù)機(jī)制

　　PTN網(wǎng)絡(luò)生存性

　　現(xiàn)有城域網(wǎng)能完全滿足公眾用戶和大客戶基本語音以及公眾用戶寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)的需隸滿足IPTV、視頻監(jiān)控、視頻通信的業(yè)務(wù)需求基本滿足大客戶專線上網(wǎng)和VPN互聯(lián)業(yè)務(wù)需求。目前現(xiàn)有城域網(wǎng)還不能很好地滿足業(yè)務(wù)差異化的需求。

　　從業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢來看，城域承載網(wǎng)需要進(jìn)行以下3方面的考慮。

　?。?）語音業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。語音業(yè)務(wù)可能是由PSTN提供的，也可能是通過互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)甚至電力網(wǎng)提供的。VOIP在未來電信網(wǎng)中將是眾多采用IP技術(shù)提供應(yīng)用業(yè)務(wù)的承載方式之一。

　?。?）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵是獲得用戶對業(yè)務(wù)質(zhì)量的認(rèn)同，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量密切相關(guān)，另外，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展及保障業(yè)務(wù)質(zhì)量也是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的出發(fā)點(diǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)的大規(guī)模開展對于承載網(wǎng)絡(luò)能力有一定的要求，承載網(wǎng)能否支撐這些要求對業(yè)務(wù)開展有至關(guān)重要的影響。

　　（3）不同的互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)，甚至可能存在較大的差異。例如，某些業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)容量及接入帶寬有較高要求，而對服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)（包括時延、抖動等）敏感度稍低，有的業(yè)務(wù)則對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量有較高的要求。隨著IPTV、三重播放、VOIP等業(yè)務(wù)的興起，這些以IP為承載協(xié)議的業(yè)務(wù)已經(jīng)迅速遍及電信業(yè)務(wù)的各個領(lǐng)域，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的IP化和承載網(wǎng)絡(luò)的分組化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為一個不可逆轉(zhuǎn)的潮流。在這種趨勢下，運(yùn)營商的整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也在發(fā)生著轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)的融合期待著光層作為基礎(chǔ)承載層的融合，使其成為更加適宜于承載IP/MPLS以及電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的PTN。這些新型的電信業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)相比，具有更高的動態(tài)特性和不可預(yù)測性，因此需要承載網(wǎng)提供更高的靈活性。

　　基于對城域網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的分析，下一代城域網(wǎng)的基本要求大致可以總結(jié)如下：承載平臺支持多協(xié)議多業(yè)務(wù)，中間層次最少承載網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浼軜?gòu)和容量具有靈活的擴(kuò)展性、具有一定透明性，能適應(yīng)各種現(xiàn)有和將來可能出現(xiàn)的協(xié)議和業(yè)務(wù)；可以跨越多個網(wǎng)絡(luò)層面，實(shí)現(xiàn)快速業(yè)務(wù)指配集成的、標(biāo)準(zhǔn)的、易用的網(wǎng)管系統(tǒng)低成本；繼續(xù)可靠、有效地支持以傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)為代表的實(shí)時業(yè)務(wù)能平滑有效地支持從電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的過渡。

　　當(dāng)前，城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺的解決方案很多，分類方案也很多。從技術(shù)的焦點(diǎn)看，多種技術(shù)解決方案爭論的實(shí)質(zhì)是核心網(wǎng)技術(shù)與用戶駐地網(wǎng)技術(shù)陣營在城域網(wǎng)的競爭。一方面，代表典型核心網(wǎng)技術(shù)的SDH和路由器，或者說代表面向連接的TDM和路由MPLS技術(shù)在不斷改進(jìn)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)支持能力，向網(wǎng)絡(luò)邊緣拓展，爭奪二層交換機(jī)市場。另一方面，代表用戶駐地網(wǎng)技術(shù)的以太網(wǎng)，也在不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，增強(qiáng)電信級的性能和功能，向城域網(wǎng)擴(kuò)展，壓縮SDH和路由器的市場。

　　IP網(wǎng)絡(luò)沒有UNI和NNI的區(qū)別，在承載層面是相互可見的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、協(xié)議甚至拓?fù)鋵τ脩艨梢?，用戶?cè)產(chǎn)生的IP信息既有可能在用戶側(cè)終結(jié)，也可能在網(wǎng)絡(luò)中終結(jié)，這就使得用戶側(cè)有機(jī)會與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)交換非法路由信息，也可能攻擊運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的路由器和控制設(shè)備。另外，位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)和應(yīng)用一般都使用TCPUDPIP技術(shù)，用戶之間在承載層和應(yīng)用層相互可見。這種在通信過程中才確定信任關(guān)系的、不面向連接的工作方式，為用戶之間的相互攻擊（攻擊對方網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用和業(yè)務(wù)）提供了方便。同時，在目前的IP網(wǎng)絡(luò)上，安全性要求低的一般互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與安全性要求高的電信級業(yè)務(wù)混雜在一起，沒有進(jìn)行很好的物理或邏輯上的隔離，對業(yè)務(wù)的安全性產(chǎn)生很大影響。在一個安全的IP網(wǎng)絡(luò)中，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和電信級業(yè)務(wù)的隔離是保證業(yè)務(wù)安全的重要前提之一。PTN就是在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)上將互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和電信級業(yè)務(wù)作為兩大業(yè)務(wù)區(qū)別對待，使其在承載電信級業(yè)務(wù)時變成一個面向連接的安全的網(wǎng)絡(luò)通過在邊緣設(shè)備上實(shí)施流分類技術(shù)，可以識別出不同的電信級業(yè)務(wù)流和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流。通過在接人和邊緣設(shè)備實(shí)施針對業(yè)務(wù)流的帶寬管理機(jī)制，隔離和控制不同業(yè)務(wù)的資源使用，可以有效地防止業(yè)務(wù)盜用和惡意攻擊，從而保證電信業(yè)務(wù)在IP承載網(wǎng)上的安全。

　　PTN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略

　　TCO是運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中重點(diǎn)關(guān)注的一個方面，特別是作為節(jié)點(diǎn)分布最密集、覆蓋最廣泛、場景最復(fù)雜的移動接入網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略尤為重要?？傮w說來，PTN的網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)采取循序漸進(jìn)的原則（如圖2所示）。PTN建網(wǎng)首先在分組業(yè)務(wù)快速增長的區(qū)域啟動，先通過這些區(qū)域小規(guī)模建設(shè)，積累PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)維經(jīng)驗，然后在廣度和深度上進(jìn)行PTN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。

　　傳統(tǒng)SDH/MSTP邊緣化時，利用PTN的多業(yè)務(wù)承載優(yōu)勢，對接入層SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)承載的TDM業(yè)務(wù)進(jìn)行仿真處理，在匯聚層統(tǒng)一承載和調(diào)度，簡化運(yùn)維工作量。

　　在LTE階段，S1接口可以采用集中處理方式，由位于核心網(wǎng)的SR完成，SR負(fù)責(zé)將S1接口的信息按照IP地址轉(zhuǎn)發(fā)給SGW/MME或者SGW/MMEpool中相應(yīng)的SGW以及MME。在eNB與SR之間，通過PTN建立S1ELine，利用PTN網(wǎng)絡(luò)完成實(shí)現(xiàn)S1接口的承載保護(hù)。針對X2接口，在LTE初期，可以采用SR集中處理方式，在eNB與SR之間通過PTN建立X2Eline，隨著LTE的規(guī)模部署，eNB數(shù)量增加，可以考慮將X2處理的SR下移到匯聚節(jié)點(diǎn)。

　　PTN發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

　　1.MPLSTP技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展情況

　　2008年2月TU-T同意和IETF建立T-MPLS聯(lián)合工作組（JWT），討論TMPLS技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)過JWT近期的討論已經(jīng)達(dá)成共識，由雙方共同促進(jìn)TMPLS和MPLS技術(shù)進(jìn)行融合。IETF和ITUT將基于現(xiàn)有的MPLS技術(shù)，吸收TMPLS中的傳送網(wǎng)技術(shù)理念和特性，制訂MPLSTP系列標(biāo)準(zhǔn)，以增強(qiáng)其對傳送需求的支持。

　　在MPLS-TP標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，IETF的傾向是盡可能地重用現(xiàn)有MPLS機(jī)制。如OAM方面的LSPPing和BFD，以及對PW和LDP的支持等。而ITU-T則希望能夠繼承現(xiàn)有的SDH等傳送網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，如通過網(wǎng)管進(jìn)行業(yè)務(wù)指配、基于Y1731的OAM機(jī)制、支持基于CMPLS／AS0N的控制平面、不依賴于IP轉(zhuǎn)發(fā)等。

　　目前IETF已經(jīng)完成了以下MPLSTP標(biāo)準(zhǔn)。RFC5654：MPLS—TP總體需求；RFC5586：MPLS通用關(guān)聯(lián)信道（G—ACh）；RFC5718：MPLS-TP帶內(nèi)DCN。

　　另外MPLS-TP對OAM和網(wǎng)管的需求標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)基本完成，目前討論的熱點(diǎn)是MPLS-TP總體框架結(jié)構(gòu)和OAM框架結(jié)構(gòu)。

　　在國內(nèi)方面，我國三大運(yùn)營商和設(shè)備制造商的PTN設(shè)備主要參照ITUT的標(biāo)準(zhǔn)，例如對于業(yè)務(wù)主要參考G.8011系列（EPL、EP—LAN、EVPRM等），OAM主要參考Y1731和G8114，保護(hù)主要參考G8131和G8132等。目前，由于MPLS-TP的標(biāo)準(zhǔn)主要在IETF開發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展相對緩慢。此外，由于國內(nèi)運(yùn)營商、設(shè)備制造商乃至整個傳輸陣營在IETF話語權(quán)不夠，標(biāo)準(zhǔn)化工作還可能進(jìn)一步滯后。預(yù)計IETF關(guān)于MPLS-TP的主要標(biāo)準(zhǔn)要到2011年以后才能完成，從而難以滿足運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求。為了加快PTN標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，我國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織CCSA傳送網(wǎng)工作組已經(jīng)將PTN相關(guān)的系列標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)作為今年的工作重點(diǎn)。

　　2、PTN技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的一些考慮

　　考慮到分組傳送網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的實(shí)際需求，對PTN技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提出以下幾點(diǎn)考慮。

　　a）在E1業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式方面，由于非結(jié)構(gòu)化方式（SAToP）實(shí)現(xiàn)簡單，支持廠商多，性能與結(jié)構(gòu)化方式（CESoP）無明顯差異，因此推薦采用非結(jié)構(gòu)化方式。

　　b）由于PTN強(qiáng)調(diào)的是端到端的業(yè)務(wù)特性，而在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只處理LSP，因此基于LSP的QoS處理顯得尤為重要，需要對其實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步的研究和規(guī)范。

　　c）由同步以太網(wǎng)提供頻率同步方案時的頻率時間精度較1588v2提供頻率同步方案要高，建議采用同步以太網(wǎng)提供頻率同步，1588v2提供時間同步的同步方案。

　　d）在OAM方面，在應(yīng)用的初期應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、LSP和段層的OAM能力。當(dāng)引入MS～PW（多段pw）之后，則需要對PW的OAM進(jìn)行研究和規(guī)范。

　　e）在互聯(lián)互通方面，初期建議采用UNI接口進(jìn)行互聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和OAM的互通。同時需要對NNI接LI進(jìn)行規(guī)范，包括封裝格式／OAM／QoS保護(hù)機(jī)制等方面，以實(shí)現(xiàn)基于NNI的互通。