淺談PTN組網(wǎng)保護及策略

摘 要：PTN技術(shù)自提出后便獲得了快速發(fā)展，并已成為本地、城域傳送網(wǎng)IP化演進的主流技術(shù)之一，在現(xiàn)網(wǎng)中獲得了大量的應(yīng)用。本文從PTN技術(shù)的特點、組網(wǎng)和保護及策略等幾個方面進行了探討。

關(guān)鍵詞：傳送網(wǎng)；PTN技術(shù)

PTN是一種面向分組業(yè)務(wù)的傳送網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)，它定位于城域網(wǎng)匯聚接入層，以分組交換為核心并提供多業(yè)務(wù)支持，既具備數(shù)據(jù)通信網(wǎng)組網(wǎng)靈活和統(tǒng)計復(fù)用傳送的特性，又繼承了傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)面向連接、快速保護、OAM能力強等優(yōu)點。

PTN通過標(biāo)簽交換機制實現(xiàn)面向連接的快速轉(zhuǎn)發(fā)；通過PWE3技術(shù)實現(xiàn)各類非分組業(yè)務(wù)的端到端仿真；通過DiffServ模型實現(xiàn)端到端的QoS控制；通過CIR和PIR機制實現(xiàn)統(tǒng)計復(fù)用；通過同步以太網(wǎng)、IEEE 1588v2和ToP等技術(shù)提供精確的頻率和時間同步；提供設(shè)備保護、線性復(fù)用段保護、MPLS Tunnel APS、LAG和FRR等豐富的保護方式和類似SDH的電信級的OAM能力。多種技術(shù)的融合為PTN高效、高質(zhì)地承載3G基站和全業(yè)務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 PTN技術(shù)的特點

1.1 全業(yè)務(wù)承載能力

PTN采用通用分組交換內(nèi)核，不僅提供了對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的適應(yīng)性，還通過采用端到端偽線仿真技術(shù)提供了對原有電路型服務(wù)的后向兼容性，使得在滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的同時，還可以支持傳統(tǒng)的電路型業(yè)務(wù)。同時，N使用區(qū)分服務(wù)（DiffServ）+流量工程的QoS機制，實現(xiàn)了端到端的QoS，提供了對各種類型業(yè)務(wù)的支持能力。

1.2 可靠性

PTN的可靠性是分組傳送網(wǎng)的另一個主要特征，主要由基于傳送平面的保護倒換技術(shù)來實現(xiàn)?；趥魉推矫娴谋Ｗo技術(shù)有路徑保護、環(huán)網(wǎng)保護。保護倒換機制能夠?qū)崿F(xiàn)與SDH相同的<50ms的保護效果。

1.3 安全性

PTN技術(shù)通過LSP和PW標(biāo)簽的隔離來區(qū)分業(yè)務(wù)，這種隔離方式類似于SDH的時隙隔離，具有底層的高隔離度。同時，PTN產(chǎn)品又增加了如協(xié)議加密、用戶接入認證、數(shù)據(jù)庫加密、防病毒、防DOS攻擊等多種提高安全性的功能，最大程度上保障了系統(tǒng)的安全性。

1.4 圖形化界面網(wǎng)管

PTN技術(shù)繼承了傳統(tǒng)SDH技術(shù)的基于圖形化界面的網(wǎng)管，并且能夠做到于現(xiàn)網(wǎng)傳輸設(shè)備做到統(tǒng)一管理，保持了用戶的傳輸產(chǎn)品運維體驗。

1.5 完善的OAM特性

PTN技術(shù)繼承了SDH技術(shù)的層網(wǎng)結(jié)構(gòu)和強大的OAM特性，PTN網(wǎng)絡(luò)采用縱向分域、橫向分層的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，把網(wǎng)絡(luò)在邏輯上分成了媒質(zhì)層、段層、隧道層、偽線層。每個層次都有相應(yīng)的OAM功能。

1.6 時間同步

PTN技術(shù)在繼承了SDH時鐘同步的基礎(chǔ)上，通過同步以太網(wǎng)協(xié)議和1588V2協(xié)議實現(xiàn)了時間同步信息的傳送。對于需要時間同步功能的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用PTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)就可以在傳輸層面進行時間同步信息的傳送。

2 PTN網(wǎng)絡(luò)的保護技術(shù)可分為設(shè)備級保護與網(wǎng)絡(luò)級保護

設(shè)備級保護就是對PTN設(shè)備的核心單元配置1+1的熱備份保護。核心層和匯聚層的PTN設(shè)備下掛系統(tǒng)很多，一旦設(shè)備板卡故障對網(wǎng)絡(luò)的影響面就非常廣，因此在做設(shè)備配置時，設(shè)備核心單元應(yīng)嚴(yán)格按照1+1熱備份配置；對于接入層的緊湊型PTN設(shè)備，設(shè)備廠家為了降低網(wǎng)絡(luò)投資，可能僅對電源模塊做了1+1熱備份，主控、交換和時鐘單元集成在一塊板卡上，不提供熱備份，接入層設(shè)備做配置時可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況靈活選擇是否采用緊湊型的設(shè)備。

PTN網(wǎng)絡(luò)級保護的技術(shù)相對于設(shè)備級保護要復(fù)雜很多，根據(jù)保護技術(shù)的應(yīng)用范圍不同，可以分為網(wǎng)絡(luò)邊緣互連保護和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部組網(wǎng)保護。網(wǎng)絡(luò)邊緣互連保護是指PTN網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)互連宜采用的保護技術(shù)，以提升網(wǎng)絡(luò)互連的安全性；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部組網(wǎng)保護是指PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的組網(wǎng)保護技術(shù)，對于不同的網(wǎng)絡(luò)層次，采取的保護技術(shù)和策略也有所差別。

3 PTN組網(wǎng)和保護

PTN是一種全新的設(shè)備制式，它的工作機理以及可能承載的業(yè)務(wù)模型都與SDH有很大的差異，為了充分發(fā)揮PTN的優(yōu)點，使新建的PTN更適應(yīng)3G和全業(yè)務(wù)競爭的需要，浙江移動組織全省專家對PTN的組網(wǎng)模型和保護方式選擇進行了細致討論，并結(jié)合OTN的部署制定了一個較佳的組網(wǎng)和保護方案。

在組網(wǎng)模型方面，由于3G時代每個接入點的帶寬需求可能會比2G時代有10倍以上的增長，使得核心層和骨干層網(wǎng)絡(luò)的帶寬壓力急劇上升。如果仍然與SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)一樣采用組建10 Gbit/s環(huán)的方式來解決，則很容易造成核心骨干環(huán)帶寬耗盡需要擴容的情況，而環(huán)型結(jié)構(gòu)的擴容成本較高且靈活性較差，因此核心層和骨干層的組網(wǎng)模型便成了PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化考慮的重點。最終的方案是借助OTN的大容量業(yè)務(wù)提供和電信級保護能力達到了簡化PTN結(jié)構(gòu)的目的。

在應(yīng)用PTN設(shè)備組網(wǎng)時，接入層和匯聚層仍采用環(huán)型結(jié)構(gòu)組建系統(tǒng)，其中接入層采用GE速率，匯聚層采用10G比特以太網(wǎng)速率組環(huán)，并采用雙節(jié)點掛環(huán)的結(jié)構(gòu)預(yù)防匯聚節(jié)點和骨干節(jié)點單節(jié)點失效風(fēng)險。在骨干層不再建環(huán)型系統(tǒng)，而是通過OTN提供的GE或十吉比特以太網(wǎng)鏈路將每個骨干層節(jié)點與相關(guān)核心層節(jié)點直接相連。同時，在每個核心機房配置兩套大型PTN設(shè)備，負責(zé)本機房業(yè)務(wù)設(shè)備端口的接入以及業(yè)務(wù)的調(diào)度，并實現(xiàn)安全分擔(dān)。

在保護方面，通過建立端到端的MPLS Tunnel保護實現(xiàn)類似SDH網(wǎng)絡(luò)SNCP方式的保護，同時，為降低因端到端的保護路徑距離太長帶來的主備用Tunnel同時失效風(fēng)險，在OTN上對骨干層鏈路再疊加一層波道保護。對于采用GE接口的3G RNC，核心層PTN設(shè)備在進行RNC接口接入時引入LAG保護以避免單接口失效引起的大量業(yè)務(wù)中斷。

相比目前的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)，PTN在結(jié)構(gòu)上最大的變化就是骨干層和核心層節(jié)點不再通過環(huán)型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，而是通過直連鏈路連接，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點非常明顯。

①有利于對匯聚型業(yè)務(wù)的承載，大大降低了骨干層PTN節(jié)點的業(yè)務(wù)穿通成本，提高了骨干層PTN節(jié)點的利用效率。

②骨干層帶寬擴容的工作變得非常簡單和便捷，當(dāng)某個節(jié)點的某個方向帶寬不足時，直接通過OTN增加一條鏈路即可。

③減少了業(yè)務(wù)調(diào)度的層次，取得了網(wǎng)絡(luò)扁平化的效果。業(yè)務(wù)匯聚至骨干節(jié)點后，只需經(jīng)過一跳便可到達目標(biāo)核心節(jié)點，減少了很多穿通節(jié)點，提高了路由管理的效率，同時也大大提高了業(yè)務(wù)的安全性。

4 PTN組網(wǎng)保護策略

PTN組網(wǎng)保護策略與MSTP網(wǎng)絡(luò)相比，最大變化是匯聚層不再采用環(huán)網(wǎng)保護方式，而是選用線性端到端保護機制，有點類似SDH網(wǎng)絡(luò)中的全程SNCP保護。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點非常明顯：減少業(yè)務(wù)調(diào)度層次，得到了網(wǎng)絡(luò)扁平化的效果，減少了很多穿通節(jié)點，提高了路由管理效率。同時，為了增強網(wǎng)絡(luò)的安全性，避免單節(jié)點失效帶來的業(yè)務(wù)丟失，接入層與匯聚層的互連建議采用雙節(jié)點保護組網(wǎng)方式。雙節(jié)點組網(wǎng)方式在MSTP網(wǎng)絡(luò)中已有大量應(yīng)用，大大增強了網(wǎng)絡(luò)安全性，建議對于當(dāng)前光纜資源還不具備雙節(jié)點互連的接入環(huán)，應(yīng)積極進行光纜路由雙節(jié)點改造。

對于核心層PTN設(shè)備的保護，一端核心層PTN設(shè)備的業(yè)務(wù)可能需要送到分屬不同機樓的多個不同RNC，因此核心層需要具備業(yè)務(wù)調(diào)度功能。該調(diào)度功能有兩種實現(xiàn)方式，一種方式是通過核心層OTN網(wǎng)絡(luò)波長資源來進行調(diào)度，主要適合調(diào)度業(yè)務(wù)量較大的網(wǎng)絡(luò)；另一種方式是將核心層PTN設(shè)備組建成一個10GE調(diào)度環(huán)，環(huán)上節(jié)點兩兩之間均可能存在業(yè)務(wù)需求，業(yè)務(wù)為分散方式，這有利于發(fā)揮環(huán)網(wǎng)保護的優(yōu)勢。因此在設(shè)備能夠支持的情況下，可采用Wrapping環(huán)網(wǎng)保護技術(shù)，利用該環(huán)的調(diào)度功能實現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活調(diào)度。

5 結(jié)束語

PTN保護技術(shù)沿襲了SDH網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)的成功經(jīng)驗，并根據(jù)自身特點提出多項保護方式的補充，形成了一套適合PTN網(wǎng)絡(luò)的完善保護技術(shù)和策略。在進行PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，應(yīng)恰當(dāng)?shù)厥褂眠@些保護技術(shù)和策略，才能發(fā)揮PTN網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)勢。

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