PTN技術與IP化移動回傳網(wǎng)

摘要:融合了分組技術及同步數(shù)字體系(SDH)技術優(yōu)勢的分組傳送網(wǎng)(PTN)技術以分組交換為核心，先天具備高效統(tǒng)計復用能力，更適應分組業(yè)務的高效傳輸。同時其類似SDH的強大運行維護管理(OAM)及電信級保護能力保障了移動回傳業(yè)務的高效管理及傳輸質量?；诙鄥f(xié)議標簽交換傳送應用(MPLS-TP)技術的分組傳送網(wǎng)在多協(xié)議標記交換(MPLS)體系基礎上去除了倒數(shù)第二跳(PHP)、標簽合并及等價多路徑(ECMP)等無連接特性，并在OAM、保護及同步技術方面做了相應增強，更適合承載IP化后的移動回傳業(yè)務及大客戶業(yè)務。PTN與原有多業(yè)務傳送平臺(MSTP)、城域以太網(wǎng)及IP over WDM/OTN網(wǎng)絡有機配合，合理分工，將共同服務于全IP時代的電信業(yè)務。

關鍵字:分組傳送網(wǎng)；統(tǒng)計復用；端到端偽線仿真；服務質量；時間同步

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.

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

隨著移動通信技術的迅猛發(fā)展，3G/LTE已從紙面標準走向現(xiàn)實。移動通信技術的發(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，移動通信技術的發(fā)展也對移動回傳網(wǎng)提出了一些新的挑戰(zhàn)。

當今電信業(yè)務全面IP化的趨勢同樣體現(xiàn)在移動通信領域，移動通信業(yè)務正由以時分復用(TDM)為內(nèi)核的語音業(yè)務向IP化業(yè)務為內(nèi)核的語音、數(shù)據(jù)等多樣業(yè)務類型轉變。隨著3G網(wǎng)絡IP化的不斷推進、移動數(shù)據(jù)業(yè)務的深入開展，用戶對3G移動回傳網(wǎng)絡的業(yè)務感知、服務質量(QoS)、統(tǒng)計復用效率的要求越來越高。另一方面，隨著3G網(wǎng)絡的業(yè)務接口由E1接口向FE接口變化，業(yè)務接口帶寬也出現(xiàn)迅猛增長，在未來長期演進(LTE)基站甚至會出現(xiàn)1 000 Mbit/s的GE接口。

圖1所示為移動通信技術演進示意圖。圖1清晰地說明了在從2G向3G/LTE演進的過程中，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。帶寬激增的壓力導致移動回傳網(wǎng)必須提高傳輸效率從而降低網(wǎng)絡成本。

2G時代移動回傳網(wǎng)的主導技術同步數(shù)字體系/多業(yè)務傳送平臺(SDH/MSTP)主要是為匯聚和高效傳送時分復用(TDM)電路業(yè)務而設計。MSTP最初就是為了解決IP業(yè)務在傳送網(wǎng)的承載問題。遺憾的是這種改進并不徹底，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。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)務時，存在傳輸效率較低、成本較高、可擴展性較差等缺點。

SDH/MSTP作為2G時代的功勛技術，在移動通信發(fā)展到3G/LTE階段后已逐漸不再適應，并將制約今后移動業(yè)務的發(fā)展。在這種背景下，融合了分組技術及SDH技術的分組傳送網(wǎng)(PTN)應運而生。

1 PTN技術特點

基于上述移動通信在3G/LTE階段的IP化、寬帶化需求，移動回傳網(wǎng)既要具備高效統(tǒng)計復用、靈活感知業(yè)務特性及差異化服務質量(QoS)等分組技術的傳統(tǒng)能力；同時作為電信級業(yè)務的承載體，端到端業(yè)務管理、層次化運行維護管理(OAM)及電信級保護等傳送特性又是移動回傳網(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為內(nèi)核，同時具備端到端的業(yè)務管理、層次化OAM及電信級保護等傳送特性，以承載電信級以太網(wǎng)業(yè)務為主，兼容TDM、ATM等業(yè)務的綜合傳送技術。

PTN分組內(nèi)核提供了統(tǒng)計復用能力強大的彈性管道，帶寬利用率高，更適應分組業(yè)務突發(fā)性強的特點。PTN同時繼承了類似SDH的傳輸網(wǎng)絡特性、強大的OAM及電信級保護能力、圖形化界面網(wǎng)管能力，可以帶給用戶與移動回傳網(wǎng)一脈相承的體驗[1]。

目前PTN有兩大類技術選擇：多協(xié)議標簽交換傳送應用(MPLS-TP)[2]及運營商骨干橋接-流量工程(PBB-TE)。前者是核心網(wǎng)技術的向下延伸，使用基于IP核心網(wǎng)多協(xié)議標記交換(MPLS)技術，簡化了復雜的控制協(xié)議，簡化了傳送平面；在MPLS基礎上去除了倒數(shù)第二跳(PHP)、標簽合并及等價多路徑(ECMP)等無連接特性，增強了OAM及保護倒換功能，提供可靠的QoS、帶寬統(tǒng)計復用功能。后者則是局域網(wǎng)技術的向上擴展，基于IEEE 802.1ah的MAC-in-MAC[3]技術，關閉了運營商媒體訪問控制(MAC)地址自學習功能，增加了網(wǎng)管管理和網(wǎng)絡控制的配置，形成面向連接的分組傳送技術。目前MPLS-TP已成為事實上的主流選擇。

目前MPLS-TP標準主要由兩大國際標準組織ITU-T及IETF主導。兩大標準組織自2008年2月份成立聯(lián)合工作組(JWT)至今，MPLS-TP標準已取得長足的發(fā)展，截止2009年2月底已有5篇RFC、2篇建議標準文檔以及13篇工作組草案文檔，預計在2011年將完成各關鍵標準的發(fā)布。

2 PTN應用于移動回傳網(wǎng)的關鍵技術

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

2.1 端到端偽線仿真技術

盡管3G發(fā)展勢頭非常迅猛，但在很長一段時間內(nèi)傳統(tǒng)的TDM業(yè)務仍將是電信運營商豐厚利潤的來源，所以PTN必須具備多業(yè)務承載能力。端到端偽線仿真(PWE3)技術即是為滿足這一需求而出現(xiàn)的。MPLS-TP采用PWE3的電路仿真技術來適配所有類型的客戶業(yè)務，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。