ＰＴＮ技術(shù)與部署策略研究

陳利兵

[摘要]文章首先介紹了分組傳送網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)生背景及其特點(diǎn)：然后介紹了T-MPLS(Transport-MDLS)和PBT(Provider Backbone Transport)兩種代表技術(shù)，并剖析其技術(shù)原理，分析比較兩種技術(shù)的特點(diǎn)，最后對(duì)PTN技術(shù)在城域接入網(wǎng)層面的部署方案和實(shí)施步驟給出了建議。

[關(guān)鍵詞]PTNPBTT-MPLS電信級(jí)以太網(wǎng)

1前言

傳統(tǒng)移動(dòng)業(yè)務(wù)和固網(wǎng)業(yè)務(wù)IP化、寬帶化已是大勢(shì)所趨，IP化之后的各種業(yè)務(wù)仍然需要具備較高的服務(wù)質(zhì)量和可靠性，這就為承載網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求。

在骨干層面，國內(nèi)三大運(yùn)營商均建設(shè)了覆蓋全國主要地市節(jié)點(diǎn)的IP承載網(wǎng)，以MPLS為基礎(chǔ)承載方式，輔以各種高可靠性技術(shù)和服務(wù)質(zhì)量保障機(jī)制，基本滿足了電信級(jí)業(yè)務(wù)的承載需求；在城域?qū)用?，電信?jí)以太網(wǎng)技術(shù)方興未艾，其中PTN技術(shù)以其在可靠性、服務(wù)質(zhì)量、安全性、可管理性等方面的突出特點(diǎn)備受青睞，已經(jīng)成為電信級(jí)業(yè)務(wù)尤其是3G基站業(yè)務(wù)回傳的首選技術(shù)。目前，工業(yè)與信息化部電信管理局已經(jīng)正式批準(zhǔn)PTN成為新的電信設(shè)備入網(wǎng)類型，相關(guān)的入網(wǎng)測(cè)試規(guī)范也已經(jīng)完成，這標(biāo)志著國家對(duì)PTN技術(shù)和設(shè)備形態(tài)的認(rèn)可，預(yù)示著未來PTN技術(shù)將在城域內(nèi)大規(guī)模部署。

2PTN主流技術(shù)

目前PTN的代表技術(shù)包括PBB-TESDT-MPLS兩類，都能夠滿足MEF提出的電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)要求，具有以下共同特點(diǎn)：

◆支持以太網(wǎng)專線、虛擬局域網(wǎng)等傳統(tǒng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)；

◆具有較好的擴(kuò)展性，業(yè)務(wù)規(guī)?；静皇芟拗疲?/p>

◆具有較高的可靠性，實(shí)現(xiàn)50ms以內(nèi)保護(hù)倒換指標(biāo)；

◆能夠提供較高的業(yè)務(wù)質(zhì)量，具有QoS保障；

◆能夠提供完善的網(wǎng)管功能，實(shí)現(xiàn)快速業(yè)務(wù)開通、網(wǎng)絡(luò)管理及OAM功能。

2.1T-MPLS技術(shù)

T-MPLS是一種面向連接的分組傳送技術(shù)，通過網(wǎng)管系統(tǒng)指配或控制層面分配獲得標(biāo)簽并建立標(biāo)記交換通路(LSP)，實(shí)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)。T-MPLS借鑒了傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)的部分特性，采用與其相同的體系架構(gòu)、管理方式和運(yùn)營模式。T-MPLS也融合了MPLS機(jī)制，具有MPLS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽長度和格式，采用相同的標(biāo)簽交換和轉(zhuǎn)發(fā)方式，同時(shí)裁減掉了不必要的標(biāo)簽處理和路由處理功能。與此同時(shí)，T-MPLS技術(shù)強(qiáng)化了OAM、保護(hù)倒換、智能控制等功能，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)可靠性和可管理性。T-MPLS具備分組處理內(nèi)核，兼容以太網(wǎng)和電路系統(tǒng)接口。能夠滿足低成本、大容量、高可靠性和管理性的分組傳送要求。T-MPLS基本網(wǎng)絡(luò)層次如圖1所示。

2006年起ITU-T逐步進(jìn)行T-MPLS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，已經(jīng)形成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如表1所示：

上述協(xié)議已經(jīng)基本覆蓋T-MPLS體系架構(gòu)、接口、設(shè)備功能等基本技術(shù)要素，形成了T-MPLS網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基本框架。

目前能夠提供T-MPLS產(chǎn)品的廠商較多，如阿爾卡特、愛立信、華為等，相關(guān)產(chǎn)品也在逐步開展現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試。

2.2PBT技術(shù)

PB丁基于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)，工作機(jī)制與以太網(wǎng)交換機(jī)類似，具有較好的兼容性。PBT是在IEEE 802.1q、802.1ad、802.1ah等技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，采用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)作為封裝方式承載上層業(yè)務(wù)，如圖2所示。PBT關(guān)閉了MAC地址學(xué)習(xí)、廣播、生成樹協(xié)議等傳統(tǒng)功能，通過網(wǎng)管系統(tǒng)或控制協(xié)議進(jìn)行連接配置和管理，避免了廣播流量的泛濫并提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性。PBT還引入了快速保護(hù)倒換機(jī)制、OAM、QoS、流量工程等機(jī)制，確保實(shí)現(xiàn)電信級(jí)業(yè)務(wù)傳送特性。

PBT技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程較慢，2007年IEEE逐步開始標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前僅提交了IEEE 802、1Qay PBB-TE草案。PBT技術(shù)主要由加拿大北電公司推動(dòng)。

2.3T0MPLS與PBT技術(shù)分析

在業(yè)務(wù)適配方面，PBT采用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)LLC層面控制業(yè)務(wù)的帶寬及服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)，采用以太網(wǎng)“業(yè)務(wù)類型”字段標(biāo)識(shí)不同業(yè)務(wù)，因而可以繼承傳統(tǒng)以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載能力；T-MPLS采用隧道(LSP)機(jī)制透明傳送各種業(yè)務(wù)，因此可以承載任何類型的分組數(shù)據(jù)。在運(yùn)行模式上，T-MPLS和PBT都采用面向連接的方式，采用網(wǎng)管系統(tǒng)或控制層面技術(shù)進(jìn)行配置和控制，與傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)較為類似，具有較高的可管理性和穩(wěn)定性。在可靠性方面，T-MPLS和PBT都引入了成熟的OAM和保護(hù)倒換技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)50ms之內(nèi)的保護(hù)倒換和業(yè)務(wù)恢復(fù)。在技術(shù)成熟度方面，T-MPLS領(lǐng)先于PBT，協(xié)議架構(gòu)較為完善，而且支持廠商眾多，已經(jīng)逐步開展試商用。

此外，隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，PTN作為3G基站業(yè)務(wù)回傳的重要承載手段，在以太網(wǎng)時(shí)鐘同步恢復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)方面也進(jìn)行了深八的探索，逐步為大規(guī)模商用掃清障礙。雖然PTN技術(shù)和產(chǎn)品尚未完全成熟，但是其自身具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和各種電信級(jí)業(yè)務(wù)需求正在有力地推動(dòng)PTN走向大規(guī)模商用。

3PTN技術(shù)部署策略

3.1PTN技術(shù)部署層面

隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)和其他電信級(jí)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的SDH技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)都不能適應(yīng)上述業(yè)務(wù)對(duì)傳送和承載的全方位需求。PTN為解決分組業(yè)務(wù)的高效傳送和電信級(jí)質(zhì)量提供了一個(gè)較好的解決方案。PTN技術(shù)定位于城域網(wǎng)的接入層和接入?yún)R聚層，如圖3所不。

3.2PTN技術(shù)部署策略

PTN部署策略主要涉及部署方案和實(shí)施步驟兩個(gè)方面。

(1)PTN技術(shù)部署方案

國內(nèi)三大運(yùn)營商均為“全業(yè)務(wù)”運(yùn)營商，在城域范圍內(nèi)移動(dòng)業(yè)務(wù)和固網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并存。目前，移動(dòng)2G/3G基站普遍采用MSTP方式或ATM IMA進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳；傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)普遍采用DSL或以太網(wǎng)作為接入層，采用以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行接入?yún)R聚；大客戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通常采用以太網(wǎng)專線、MSTP傳輸專線等方式將業(yè)務(wù)直接接入BRAS/SR，從而保障用戶服務(wù)質(zhì)量。不同業(yè)務(wù)采用的接入層和接入?yún)R聚層技術(shù)均不相同。而且各運(yùn)營商在業(yè)務(wù)分布和用戶分布等方面均存在明顯差異，因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同地區(qū)的業(yè)務(wù)、用戶發(fā)展水平及本地資源條件采用不同的PTN建設(shè)策略。

對(duì)于移動(dòng)和固網(wǎng)用戶規(guī)模均較小、固網(wǎng)業(yè)務(wù)以專線業(yè)務(wù)為主、本地資源較薄弱的地區(qū)，建議統(tǒng)一部署PTN作為接入和匯聚層。統(tǒng)一的PTN可以同時(shí)為移動(dòng)和固網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量、高附加值業(yè)務(wù)，在規(guī)模較小的區(qū)域可以節(jié)省設(shè)備投資，簡化運(yùn)維工作，降低運(yùn)維成本。

對(duì)于移動(dòng)或固網(wǎng)用戶規(guī)模較大、固網(wǎng)業(yè)務(wù)類型眾多、本地資源較豐富的地區(qū)，建議采用不同接入技術(shù)分別進(jìn)行承載。對(duì)于移動(dòng)業(yè)務(wù)，由于PTN在保護(hù)倒換、管理控制、時(shí)鐘恢復(fù)、OAM機(jī)制等方面軍進(jìn)行了專門的優(yōu)化，因此應(yīng)當(dāng)采用PTN技術(shù)組網(wǎng)；對(duì)于固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)，由于覆蓋范圍廣、用戶數(shù)量多、網(wǎng)絡(luò)流量大，應(yīng)當(dāng)采用成本較低的增強(qiáng)型以太網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)；對(duì)于固網(wǎng)專線業(yè)務(wù)等電信級(jí)業(yè)務(wù)，可以采用PTN或者傳輸專線方式組網(wǎng)。采用不同的接入技術(shù)能夠保障各種業(yè)務(wù)均獲得所需的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)也能夠優(yōu)化建網(wǎng)成本，明確業(yè)務(wù)之間的運(yùn)維界面，便于各種業(yè)務(wù)的大規(guī)模開展。

(2)PTN技術(shù)實(shí)施步驟

雖然PTN技術(shù)以適用于多種業(yè)務(wù)，但是在部署時(shí)也應(yīng)充分考慮對(duì)前期投資的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡。PTN的部署可以采用“自上而下，由新及舊”的步驟實(shí)施。即首先改造接入?yún)R聚層，然后在接入層逐步推進(jìn)PTN技術(shù)；其次在新增3G基站或電信級(jí)業(yè)務(wù)的區(qū)域部署PTN技術(shù)，然后逐步改造已經(jīng)采用其他接入技術(shù)的區(qū)域。

在城域網(wǎng)中，接入?yún)R聚層位于業(yè)務(wù)接入控制和接入層之間。接入?yún)R聚層的演進(jìn)不會(huì)對(duì)用戶設(shè)備或業(yè)務(wù)系統(tǒng)造成直接影響，因此PTN技術(shù)應(yīng)當(dāng)首先在接入?yún)R聚層引入，然后在接入層逐步部署。

在接入?yún)R聚層，擴(kuò)容和新建網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡量采用PTN技術(shù)，并逐步使用PTN技術(shù)替換原有MSTP，最終在接入?yún)R聚層面率先形成統(tǒng)一的PTN網(wǎng)絡(luò)。

在接入層，從保護(hù)投資的角度出發(fā)，前期采用E1/ATMIMA物理接口的基站和專線用戶建議仍然采用MSTP進(jìn)行承載，新增具有以太網(wǎng)接口的基站和專線用戶采用PTN承載，接入層面近期將形成MSTP和PTN并存的情況。隨著基站逐步IP化、MSTP逐步退網(wǎng)，接入層面最終也將形成統(tǒng)一的PTN網(wǎng)絡(luò)。PTN技術(shù)實(shí)施的步驟如圖4所示。

4結(jié)語

以T-MPLS和PBT為代表的PTN技術(shù)具有優(yōu)異的業(yè)務(wù)承載能力、強(qiáng)大的擴(kuò)展性、完善的管理功能，能夠充分滿足未來移動(dòng)和固網(wǎng)電信級(jí)業(yè)務(wù)的需求，已經(jīng)得到業(yè)界越來越多的關(guān)注和認(rèn)可。PTN將逐步在城域接入層和接入?yún)R聚層部署，成為主導(dǎo)高品質(zhì)業(yè)務(wù)承載的主流技術(shù)。