分組傳送網(wǎng)技術（PTN）若干問題分析

　　對于普通數(shù)據(jù)業(yè)務，設置CIR等于0，并設置最高速率PIR，采用缺省的轉(zhuǎn)發(fā)行為(DF)。

　　當網(wǎng)絡中發(fā)生擁塞時，對于采用EF PHB和AF PHB的流量部分的業(yè)務帶寬將始終得到保障。對于普通數(shù)據(jù)業(yè)務可以首先進行丟棄，或是與AF PHB的流量部分進行加權處理，以便即使在擁塞時普通數(shù)據(jù)業(yè)務也能得到一定的帶寬。

　　2 PTN網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu)

　　IETF RFC5654將MPLS-TP分為傳送業(yè)務層、傳送通道層和段層。其中傳送業(yè)務層可以是PW或業(yè)務LSP，類似于同步數(shù)字體系(SDH)網(wǎng)絡中的VC- 12。PW用于提供時分復用(TDM)、以太網(wǎng)和異步傳輸模式(ATM)等仿真業(yè)務;業(yè)務LSP用于提供IP和MPLS等網(wǎng)絡層業(yè)務。傳送通道層是指 LSP層，類似于SDH網(wǎng)絡中的VC-4。段層用于在兩個相鄰MPLS-TP節(jié)點之間匯聚傳送業(yè)務層或傳送通道層的信息。段層可以是采用MPLS-TP技術實現(xiàn)，也可以采用其他技術來實現(xiàn)，如采用同步數(shù)字體系/以太網(wǎng)/光傳送網(wǎng)(SDH/ETH/OTN)。PTN通過采用多層網(wǎng)絡的架構(gòu)，可以實現(xiàn)與同步數(shù)字體系/光傳送網(wǎng)類似的可擴展性。

　　除了MPLS-TP關注的3層網(wǎng)絡之外，PTN設備還需要支持業(yè)務層和段層技術的相關功能。如以太網(wǎng)業(yè)務層的OAM(屬于IEEE802.1ag和Y.1731)、以太網(wǎng)鏈路層OAM(屬于IEEE 802.3ah)、SDH業(yè)務和鏈路的開銷處理和保護功能等。

　　目前的PTN設備是通過PW支持各種仿真業(yè)務，還不支持通過業(yè)務LSP支持IP/MPLS業(yè)務。對于IP/MPLS業(yè)務，采用以太網(wǎng)PW仿真實現(xiàn)，優(yōu)點是業(yè)務的透明性好，缺點是傳送效率較低(需要傳送以太網(wǎng)幀頭)，對于較短的數(shù)據(jù)包尤其明顯。如果采用TDM PW仿真實現(xiàn)，將對網(wǎng)絡性能提出較高要求，并可能增加設備的成本。如果采用業(yè)務LSP實現(xiàn)，則可以避免上述問題，但是業(yè)務透明性較差，可能需要處理部分 L3協(xié)議。具體方式的選擇需要綜合考慮業(yè)務的透明性、傳送效率和成本等因素。

　　目前的PTN設備只支持單段偽線(SS-PW)，即PW和LSP的源宿點重合。SS-PW無法實現(xiàn)多個LSP所承載的PW的匯聚，從而對PTN 設備的LSP容量提出了很高的要求。另外只能采用端到端的LSP保護，無法應對多點故障。而通過引入多段偽線(MS-PW)，則可以克服SS-PW存在的上述問題，提高PTN網(wǎng)絡的可擴展性。IETF已經(jīng)將MS-PW列為MPLS-TP的可選項。

　　3 PTN對L3功能和業(yè)務的支持

　　目前的PTN主要定位于提供二層(L2)的業(yè)務，包括E1/ATM仿真業(yè)務、E-Line/E- LAN/E-Tree以太網(wǎng)業(yè)務等。PTN的主要應用場景是移動網(wǎng)絡的回傳，包括目前的3G網(wǎng)絡，以及未來的長期演進(LTE)。PTN可以很好地滿足現(xiàn)有3G網(wǎng)絡回傳的承載需求，但是否能夠滿足LTE的需求人們還心存疑慮。

　　由于LTE階段出現(xiàn)了基站之間的互聯(lián)需求(X2接口)，以及基站到服務網(wǎng)關(SGW)的多歸屬需求，因此與3G對承載網(wǎng)的需求將有所不同。針對上述需求，目前有兩種主要的解決方案。一種是建議采用端到端的路由器組網(wǎng)方案;一種是采用L3+L2的組網(wǎng)方案，即核心層采用L3技術組網(wǎng)，接入?yún)R聚層采用L2技術組網(wǎng)。由于端到端的路由器方案在網(wǎng)絡擴展性、可管理性和可控性方面存在問題，因此L3+L2的組網(wǎng)方案得到更多的認可和支持。該方案中的核心層可以采用路由器組網(wǎng)，也可以通過在PTN中引入L3功能來實現(xiàn)。下面主要對后一種方式進行討論。

　　L3功能主要包括IP路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能，以及L3 MPLS VPN和L3組播功能。由于IP流量和組播存在流量帶寬和路由的不確定性，因此很難提供嚴格的QoS保障能力。如果在PTN中引入這兩種業(yè)務，為了避免對原有L2業(yè)務的影響，只能將這兩種業(yè)務設置為最低等級的業(yè)務。而L3 MPLS虛擬專用網(wǎng)(VPN)由于是基于MPLS實現(xiàn)，因此可以采用前面提到的基于MPLS的流量工程和區(qū)分服務機制來保障業(yè)務的服務質(zhì)量。同時還可以在 MPLS VPN中支持L3組播，同樣可以保證服務質(zhì)量。

　　綜上所述，對于需要提供有質(zhì)量保證的L3業(yè)務，建議在PTN中以L3 MPLS VPN的方式提供。而對服務質(zhì)量沒有要求的L3業(yè)務，可以直接采用IP路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能來實現(xiàn)。

　　4 數(shù)據(jù)平面環(huán)回功能

　　現(xiàn)有的PTN設備只支持OAM的環(huán)回功能(LB)。通過OAM LB可以驗證源、宿維護端點間的雙向連通性，以檢測節(jié)點間及節(jié)點內(nèi)部故障，但是并不能對故障進行準確的定位。如圖1所示，如果PE2-PE3之間的鏈路發(fā)生故障，通過OAM LB并不能確定是PE3出現(xiàn)故障還是PE2-PE3之間的鏈路發(fā)生故障。而如果支持類似SDH設備的數(shù)據(jù)平面環(huán)回，即業(yè)務環(huán)回，則可以通過對不同的點進行環(huán)回，實現(xiàn)對故障的準確定位。

　　與SDH類似，目前提出的PTN的數(shù)據(jù)平面環(huán)回包括遠端環(huán)回(入口環(huán)回)、近端環(huán)回(出口環(huán)回)和光纖環(huán)回(客戶環(huán)回)3種方式。除了進行故障定位，光纖環(huán)回還可以進行單端業(yè)務性能測試，如雙向時延、丟包率和吞吐量測試，以方便進行現(xiàn)網(wǎng)測試。

　　由于分組傳送網(wǎng)已經(jīng)支持OAM的遠端和近端環(huán)回，可以實現(xiàn)與數(shù)據(jù)平面的遠端和近端環(huán)回類似的功能。因此本文認為應首先實現(xiàn)光纖環(huán)回功能，以便能夠?qū)崿F(xiàn)準確的故障定位和單端測試。是否需要支持數(shù)據(jù)平面的遠端和近端環(huán)回功能還需要進一步研究。目前IETF和ITU-T正在對數(shù)據(jù)平面環(huán)回功能的標準化進行討論。

　　5 結(jié)束語

　　PTN是運營商從現(xiàn)有2G移動回傳的多業(yè)務傳送節(jié)點(MSTP)網(wǎng)絡演進的最佳方案，定位于滿足 3G移動回傳、企事業(yè)專線/專網(wǎng)等高品質(zhì)業(yè)務需求。2008—2009年，中國三大運營商紛紛針對PTN承載3G移動回傳進行了全面的實驗室測試和現(xiàn)網(wǎng)試點應用，大力推進了設備商PTN產(chǎn)品成熟和商用化進展。中國移動已于2009年10—12月開始大規(guī)模集采基于MPLS-TP的PTN設備，標志著PTN 進入產(chǎn)業(yè)化的關鍵期。2010年，MPLS-TP的國際標準化進展問題是業(yè)內(nèi)最關心的熱點問題，并且MPLS-TP的國際標準何時穩(wěn)定將直接影響PTN何時能從新技術引入發(fā)展到大規(guī)模應用階段。本文對PTN技術發(fā)展中幾個問題進行了探討，希望可以對PTN技術的發(fā)展和完善有所貢獻。