PTN技術(shù)與IP化移動(dòng)回傳網(wǎng)

摘要:融合了分組技術(shù)及同步數(shù)字體系(SDH)技術(shù)優(yōu)勢的分組傳送網(wǎng)(PTN)技術(shù)以分組交換為核心，先天具備高效統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，更適應(yīng)分組業(yè)務(wù)的高效傳輸。同時(shí)其類似SDH的強(qiáng)大運(yùn)行維護(hù)管理(OAM)及電信級保護(hù)能力保障了移動(dòng)回傳業(yè)務(wù)的高效管理及傳輸質(zhì)量?；诙鄥f(xié)議標(biāo)簽交換傳送應(yīng)用(MPLS-TP)技術(shù)的分組傳送網(wǎng)在多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)體系基礎(chǔ)上去除了倒數(shù)第二跳(PHP)、標(biāo)簽合并及等價(jià)多路徑(ECMP)等無連接特性，并在OAM、保護(hù)及同步技術(shù)方面做了相應(yīng)增強(qiáng)，更適合承載IP化后的移動(dòng)回傳業(yè)務(wù)及大客戶業(yè)務(wù)。PTN與原有多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP)、城域以太網(wǎng)及IP over WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)有機(jī)配合，合理分工，將共同服務(wù)于全I(xiàn)P時(shí)代的電信業(yè)務(wù)。

關(guān)鍵字:分組傳送網(wǎng)；統(tǒng)計(jì)復(fù)用；端到端偽線仿真；服務(wù)質(zhì)量；時(shí)間同步

英文摘要:MPLS Transport Profile-based (MPLS-TP) packet transport network eliminates its connectionless features (such as Penultimate Hop Popping (PHP), label merge, and Equal-cost multi-path (ECMP)), and is enhanced in terms of OAM, protection, and synchronization. This is ideally suitable for carrying IP-based mobile backhaul services and key account services. PTN, and the original Multi-Service Transport Platform (MSTP), Metro Ethernet, and the IP over WDM/OTN network of organic complexes, contribute to an “all IP” era of telecommunications services.

英文關(guān)鍵字:packet transport network; statistic multiplexing; pseudo wire emulation edge-to-edge; service quality; time synchronization

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，3G/LTE已從紙面標(biāo)準(zhǔn)走向現(xiàn)實(shí)。移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展給未來更為便利的通信生活描繪了一副美好的前景。與此同時(shí)，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展也對移動(dòng)回傳網(wǎng)提出了一些新的挑戰(zhàn)。

當(dāng)今電信業(yè)務(wù)全面IP化的趨勢同樣體現(xiàn)在移動(dòng)通信領(lǐng)域，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)正由以時(shí)分復(fù)用(TDM)為內(nèi)核的語音業(yè)務(wù)向IP化業(yè)務(wù)為內(nèi)核的語音、數(shù)據(jù)等多樣業(yè)務(wù)類型轉(zhuǎn)變。隨著3G網(wǎng)絡(luò)IP化的不斷推進(jìn)、移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的深入開展，用戶對3G移動(dòng)回傳網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、統(tǒng)計(jì)復(fù)用效率的要求越來越高。另一方面，隨著3G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)接口由E1接口向FE接口變化，業(yè)務(wù)接口帶寬也出現(xiàn)迅猛增長，在未來長期演進(jìn)(LTE)基站甚至?xí)霈F(xiàn)1 000 Mbit/s的GE接口。

圖1所示為移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)示意圖。圖1清晰地說明了在從2G向3G/LTE演進(jìn)的過程中，上下行帶寬速率的大幅提高。接口速率的提高將同步帶來傳送網(wǎng)帶寬的激增。帶寬激增的壓力導(dǎo)致移動(dòng)回傳網(wǎng)必須提高傳輸效率從而降低網(wǎng)絡(luò)成本。

2G時(shí)代移動(dòng)回傳網(wǎng)的主導(dǎo)技術(shù)同步數(shù)字體系/多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(SDH/MSTP)主要是為匯聚和高效傳送時(shí)分復(fù)用(TDM)電路業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)。MSTP最初就是為了解決IP業(yè)務(wù)在傳送網(wǎng)的承載問題。遺憾的是這種改進(jìn)并不徹底，其IP化主要體現(xiàn)在用戶接口，內(nèi)核卻仍然是TDM電路交換，采用剛性管道承載分組業(yè)務(wù)。這就使得MSTP在承載傳送包長可變、流量突發(fā)的IP、以太網(wǎng)等分組化業(yè)務(wù)時(shí)，存在傳輸效率較低、成本較高、可擴(kuò)展性較差等缺點(diǎn)。

SDH/MSTP作為2G時(shí)代的功勛技術(shù)，在移動(dòng)通信發(fā)展到3G/LTE階段后已逐漸不再適應(yīng)，并將制約今后移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。在這種背景下，融合了分組技術(shù)及SDH技術(shù)的分組傳送網(wǎng)(PTN)應(yīng)運(yùn)而生。

1 PTN技術(shù)特點(diǎn)

基于上述移動(dòng)通信在3G/LTE階段的IP化、寬帶化需求，移動(dòng)回傳網(wǎng)既要具備高效統(tǒng)計(jì)復(fù)用、靈活感知業(yè)務(wù)特性及差異化服務(wù)質(zhì)量(QoS)等分組技術(shù)的傳統(tǒng)能力；同時(shí)作為電信級業(yè)務(wù)的承載體，端到端業(yè)務(wù)管理、層次化運(yùn)行維護(hù)管理(OAM)及電信級保護(hù)等傳送特性又是移動(dòng)回傳網(wǎng)希望能繼承的“優(yōu)秀革命傳統(tǒng)”。那么有沒有一種技術(shù)能兼具兩方面的優(yōu)勢呢？答案就是PTN。

PTN是一種以面向連接的分組技術(shù)為內(nèi)核，同時(shí)具備端到端的業(yè)務(wù)管理、層次化OAM及電信級保護(hù)等傳送特性，以承載電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主，兼容TDM、ATM等業(yè)務(wù)的綜合傳送技術(shù)。

PTN分組內(nèi)核提供了統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力強(qiáng)大的彈性管道，帶寬利用率高，更適應(yīng)分組業(yè)務(wù)突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。PTN同時(shí)繼承了類似SDH的傳輸網(wǎng)絡(luò)特性、強(qiáng)大的OAM及電信級保護(hù)能力、圖形化界面網(wǎng)管能力，可以帶給用戶與移動(dòng)回傳網(wǎng)一脈相承的體驗(yàn)[1]。

目前PTN有兩大類技術(shù)選擇：多協(xié)議標(biāo)簽交換傳送應(yīng)用(MPLS-TP)[2]及運(yùn)營商骨干橋接-流量工程(PBB-TE)。前者是核心網(wǎng)技術(shù)的向下延伸，使用基于IP核心網(wǎng)多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)技術(shù)，簡化了復(fù)雜的控制協(xié)議，簡化了傳送平面；在MPLS基礎(chǔ)上去除了倒數(shù)第二跳(PHP)、標(biāo)簽合并及等價(jià)多路徑(ECMP)等無連接特性，增強(qiáng)了OAM及保護(hù)倒換功能，提供可靠的QoS、帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。后者則是局域網(wǎng)技術(shù)的向上擴(kuò)展，基于IEEE 802.1ah的MAC-in-MAC[3]技術(shù)，關(guān)閉了運(yùn)營商媒體訪問控制(MAC)地址自學(xué)習(xí)功能，增加了網(wǎng)管管理和網(wǎng)絡(luò)控制的配置，形成面向連接的分組傳送技術(shù)。目前MPLS-TP已成為事實(shí)上的主流選擇。

目前MPLS-TP標(biāo)準(zhǔn)主要由兩大國際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU-T及IETF主導(dǎo)。兩大標(biāo)準(zhǔn)組織自2008年2月份成立聯(lián)合工作組(JWT)至今，MPLS-TP標(biāo)準(zhǔn)已取得長足的發(fā)展，截止2009年2月底已有5篇RFC、2篇建議標(biāo)準(zhǔn)文檔以及13篇工作組草案文檔，預(yù)計(jì)在2011年將完成各關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布。

2 PTN應(yīng)用于移動(dòng)回傳網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

PTN作為具有分組和傳送雙重屬性的綜合傳送網(wǎng)技術(shù)，目前已成為3G/LTE時(shí)代IP化移動(dòng)回傳網(wǎng)的主流解決方案。這在很大程度上得力于以下各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的支撐。

2.1 端到端偽線仿真技術(shù)

盡管3G發(fā)展勢頭非常迅猛，但在很長一段時(shí)間內(nèi)傳統(tǒng)的TDM業(yè)務(wù)仍將是電信運(yùn)營商豐厚利潤的來源，所以PTN必須具備多業(yè)務(wù)承載能力。端到端偽線仿真(PWE3)技術(shù)即是為滿足這一需求而出現(xiàn)的。MPLS-TP采用PWE3的電路仿真技術(shù)來適配所有類型的客戶業(yè)務(wù)，包括以太網(wǎng)、TDM和ATM等，并為之提供端到端的、專線級別的傳輸管道。