ptn技術要素及關鍵技術

　　PTN技術基本概念

　　PTN（分組傳送網，PacketTransportNetwork）是指這樣一種光傳送網絡架構和具體技術：在IP業務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，它針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求而設計，以分組業務為核心并支持多業務提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸的傳統優勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網管、可擴展、較高的安全性等。

　　PTN作為傳送網滿足下一代網絡分組傳送需求的解決方案，目前主要關注的是TMPLS和PBT技術，TMPLS選擇了MPLS體系中有利于數據業務傳送的一些特征，拋棄了IETF為MPLS定義的繁復的控制協議族，簡化了數據平面，去掉了不必要的轉發處理。PBT技術則是關閉傳統以太網的地址學習、地址廣播以及STP功能，以太網的轉發表完全由管理平面（將來控制平面）進行控制。具有面向連接的特性，使得以太網業務具有連接性，以便實現保護倒換、OAM、Q0S、流量工程等傳送網絡的功能。PBT技術的缺點是標準化工作剛剛開始，標準化的程度較低。未來分組傳送網的技術擬在城域的匯聚和接入層開始應用，同時還取決于產品化、實用化的程度和如何適應網絡的應用。

　　PTN關鍵技術

　　1．PWE3（端到端的偽線仿真）

　　一種業務仿真機制，希望以盡量少的功能，按照給定業務的要求仿真線路。如圖1所示。

　　偽線表示端到端的連接，通過Tunnel隧道承載；PTN內部網絡不可見偽線；本地數據報表現為偽線端業務（PWES），經封裝為PWPDU之后傳送；邊緣設備PE執行端業務的封裝/解封裝；客戶設備CE感覺不到核心網絡的存在，認為處理的業務都是本地業務。

　　2．多業務統一承載，TDMtoPWE3：支持透傳模式和凈荷提取模式。在透傳模式下，不感知TDM業務結構，將TDM業務視作速率恒定的比特流，以字節為單位進行TDM業務的透傳；對于凈荷提取模式感知TDM業務的幀結構定幀方式/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絡時延，需要結合網絡環境和業務要求綜合考慮。

　　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?；?a target="_blank">硬件處理的OAM功能；實現分層的網絡故障自動檢測，保護倒換，性能監控，故障定位，信號的完整性等功能；業務的端到端管理，和級聯監控支持連續和按需的OAM。

　　4．智能感知業務

　　業務感知有助于根據不同的業務優先級采用合適的調度方式；對于ATM業務，業務感知基于信元VPI/VCI標識映射到不同偽線處理，優先級（含丟棄優先級）可以映射到偽線的EXP字段；對于以太網業務，業務感知可基于外層VLANID或IPDSCP；對時延敏感性較高的TDME1實時業務按固定速率的快速轉發處理。

　　5．端到端QoS設計。

　　網絡入口：在用戶側通過HQOS提供精細的差異化服務質量，識別用戶業務，進行接入控制；在網絡側將業務的優先級映射到隧道的優先級；轉發節點：根據隧道優先級進行調度，采用PQ、PQ+WFQ等方式進行；網絡出口：彈出隧道層標簽，還原業務自身攜帶的QOS信息。

　　6．全程電信級保護機制

　　PTN網絡生存性

　　現有城域網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業務的需隸滿足IPTV、視頻監控、視頻通信的業務需求基本滿足大客戶專線上網和VPN互聯業務需求。目前現有城域網還不能很好地滿足業務差異化的需求。

　　從業務發展趨勢來看，城域承載網需要進行以下3方面的考慮。

　?。?）語音業務的發展趨勢。語音業務可能是由PSTN提供的，也可能是通過互聯網、無線網絡、有線電視網絡甚至電力網提供的。VOIP在未來電信網中將是眾多采用IP技術提供應用業務的承載方式之一。

　?。?）數據業務的發展趨勢?；ヂ摼W業務發展的關鍵是獲得用戶對業務質量的認同，互聯網業務質量與網絡質量密切相關，另外，滿足業務發展及保障業務質量也是網絡優化的出發點?；ヂ摼W增值業務的大規模開展對于承載網絡能力有一定的要求，承載網能否支撐這些要求對業務開展有至關重要的影響。

　?。?）不同的互聯網增值業務對網絡的要求呈現不同的特點，甚至可能存在較大的差異。例如，某些業務對網絡容量及接入帶寬有較高要求，而對服務質量指標（包括時延、抖動等）敏感度稍低，有的業務則對網絡服務質量有較高的要求。隨著IPTV、三重播放、VOIP等業務的興起，這些以IP為承載協議的業務已經迅速遍及電信業務的各個領域，業務網絡的IP化和承載網絡的分組化轉型已經成為一個不可逆轉的潮流。在這種趨勢下，運營商的整個網絡架構也在發生著轉變，業務的融合期待著光層作為基礎承載層的融合，使其成為更加適宜于承載IP/MPLS以及電信級以太網業務的PTN。這些新型的電信業務與傳統的電信業務相比，具有更高的動態特性和不可預測性，因此需要承載網提供更高的靈活性。

　　基于對城域網業務需求的分析，下一代城域網的基本要求大致可以總結如下：承載平臺支持多協議多業務，中間層次最少承載網絡的拓撲架構和容量具有靈活的擴展性、具有一定透明性，能適應各種現有和將來可能出現的協議和業務；可以跨越多個網絡層面，實現快速業務指配集成的、標準的、易用的網管系統低成本；繼續可靠、有效地支持以傳統語音業務為代表的實時業務能平滑有效地支持從電路交換網向分組網的過渡。

　　當前，城域網多業務平臺的解決方案很多，分類方案也很多。從技術的焦點看，多種技術解決方案爭論的實質是核心網技術與用戶駐地網技術陣營在城域網的競爭。一方面，代表典型核心網技術的SDH和路由器，或者說代表面向連接的TDM和路由MPLS技術在不斷改進，增強數據支持能力，向網絡邊緣拓展，爭奪二層交換機市場。另一方面，代表用戶駐地網技術的以太網，也在不斷改進和創新，增強電信級的性能和功能，向城域網擴展，壓縮SDH和路由器的市場。

　　IP網絡沒有UNI和NNI的區別，在承載層面是相互可見的運營商網絡設備、協議甚至拓撲對用戶可見，用戶側產生的IP信息既有可能在用戶側終結，也可能在網絡中終結，這就使得用戶側有機會與運營商網絡交換非法路由信息，也可能攻擊運營商網絡的路由器和控制設備。另外，位于網絡邊緣的用戶側網絡、業務和應用一般都使用TCPUDPIP技術，用戶之間在承載層和應用層相互可見。這種在通信過程中才確定信任關系的、不面向連接的工作方式，為用戶之間的相互攻擊（攻擊對方網絡、應用和業務）提供了方便。同時，在目前的IP網絡上，安全性要求低的一般互聯網業務與安全性要求高的電信級業務混雜在一起，沒有進行很好的物理或邏輯上的隔離，對業務的安全性產生很大影響。在一個安全的IP網絡中，互聯網業務和電信級業務的隔離是保證業務安全的重要前提之一。PTN就是在現有的IP網絡上將互聯網業務和電信級業務作為兩大業務區別對待，使其在承載電信級業務時變成一個面向連接的安全的網絡通過在邊緣設備上實施流分類技術，可以識別出不同的電信級業務流和互聯網業務流。通過在接人和邊緣設備實施針對業務流的帶寬管理機制，隔離和控制不同業務的資源使用，可以有效地防止業務盜用和惡意攻擊，從而保證電信業務在IP承載網上的安全。

　　PTN網絡演進策略

　　TCO是運營商在網絡建設中重點關注的一個方面，特別是作為節點分布最密集、覆蓋最廣泛、場景最復雜的移動接入網，其網絡演進策略尤為重要?？傮w說來，PTN的網絡部署應采取循序漸進的原則（如圖2所示）。PTN建網首先在分組業務快速增長的區域啟動，先通過這些區域小規模建設，積累PTN網絡規劃和運維經驗，然后在廣度和深度上進行PTN網絡的覆蓋。

　　傳統SDH/MSTP邊緣化時，利用PTN的多業務承載優勢，對接入層SDH/MSTP網絡承載的TDM業務進行仿真處理，在匯聚層統一承載和調度，簡化運維工作量。

　　在LTE階段，S1接口可以采用集中處理方式，由位于核心網的SR完成，SR負責將S1接口的信息按照IP地址轉發給SGW/MME或者SGW/MMEpool中相應的SGW以及MME。在eNB與SR之間，通過PTN建立S1ELine，利用PTN網絡完成實現S1接口的承載保護。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的規模部署，eNB數量增加，可以考慮將X2處理的SR下移到匯聚節點。

　　PTN發展現狀及趨勢

　　1.MPLSTP技術標準的進展情況

　　2008年2月TU-T同意和IETF建立T-MPLS聯合工作組（JWT），討論TMPLS技術的發展。經過JWT近期的討論已經達成共識，由雙方共同促進TMPLS和MPLS技術進行融合。IETF和ITUT將基于現有的MPLS技術，吸收TMPLS中的傳送網技術理念和特性，制訂MPLSTP系列標準，以增強其對傳送需求的支持。

　　在MPLS-TP標準的制定過程中，IETF的傾向是盡可能地重用現有MPLS機制。如OAM方面的LSPPing和BFD，以及對PW和LDP的支持等。而ITU-T則希望能夠繼承現有的SDH等傳送網技術的特點，如通過網管進行業務指配、基于Y1731的OAM機制、支持基于CMPLS／AS0N的控制平面、不依賴于IP轉發等。

　　目前IETF已經完成了以下MPLSTP標準。RFC5654：MPLS—TP總體需求；RFC5586：MPLS通用關聯信道（G—ACh）；RFC5718：MPLS-TP帶內DCN。

　　另外MPLS-TP對OAM和網管的需求標準也已經基本完成，目前討論的熱點是MPLS-TP總體框架結構和OAM框架結構。

　　在國內方面，我國三大運營商和設備制造商的PTN設備主要參照ITUT的標準，例如對于業務主要參考G.8011系列（EPL、EP—LAN、EVPRM等），OAM主要參考Y1731和G8114，保護主要參考G8131和G8132等。目前，由于MPLS-TP的標準主要在IETF開發，標準化進展相對緩慢。此外，由于國內運營商、設備制造商乃至整個傳輸陣營在IETF話語權不夠，標準化工作還可能進一步滯后。預計IETF關于MPLS-TP的主要標準要到2011年以后才能完成，從而難以滿足運營商的網絡建設需求。為了加快PTN標準的進展，我國通信行業標準組織CCSA傳送網工作組已經將PTN相關的系列標準開發作為今年的工作重點。

　　2、PTN技術應用和發展的一些考慮

　　考慮到分組傳送網絡的特點，并結合現網應用的實際需求，對PTN技術的應用和發展提出以下幾點考慮。

　　a）在E1業務實現方式方面，由于非結構化方式（SAToP）實現簡單，支持廠商多，性能與結構化方式（CESoP）無明顯差異，因此推薦采用非結構化方式。

　　b）由于PTN強調的是端到端的業務特性，而在網絡中的節點只處理LSP，因此基于LSP的QoS處理顯得尤為重要，需要對其實現機制進行進一步的研究和規范。

　　c）由同步以太網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，在應用的初期應重點關注以太網業務、LSP和段層的OAM能力。當引入MS～PW（多段pw）之后，則需要對PW的OAM進行研究和規范。

　　e）在互聯互通方面，初期建議采用UNI接口進行互聯，以實現業務和OAM的互通。同時需要對NNI接LI進行規范，包括封裝格式／OAM／QoS保護機制等方面，以實現基于NNI的互通。