PTN技術與IP化移動回傳網
摘要:融合了分組技術及同步數字體系(SDH)技術優勢的分組傳送網(PTN)技術以分組交換為核心,先天具備高效統計復用能力,更適應分組業務的高效傳輸。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務的高效管理及傳輸質量。基于多協議標簽交換傳送應用(MPLS-TP)技術的分組傳送網在多協議標記交換(MPLS)體系基礎上去除了倒數第二跳(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化后的移動回傳業務及大客戶業務。PTN與原有多業務傳送平臺(MSTP)、城域以太網及IP over WDM/OTN網絡有機配合,合理分工,將共同服務于全IP時代的電信業務。
關鍵字:分組傳送網;統計復用;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展,3G/LTE已從紙面標準走向現實。移動通信技術的發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,移動通信技術的發展也對移動回傳網提出了一些新的挑戰。
當今電信業務全面IP化的趨勢同樣體現在移動通信領域,移動通信業務正由以時分復用(TDM)為內核的語音業務向IP化業務為內核的語音、數據等多樣業務類型轉變。隨著3G網絡IP化的不斷推進、移動數據業務的深入開展,用戶對3G移動回傳網絡的業務感知、服務質量(QoS)、統計復用效率的要求越來越高。另一方面,隨著3G網絡的業務接口由E1接口向FE接口變化,業務接口帶寬也出現迅猛增長,在未來長期演進(LTE)基站甚至會出現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帶寬的激增。帶寬激增的壓力導致移動回傳網必須提高傳輸效率從而降低網絡成本。
2G時代移動回傳網的主導技術同步數字體系/多業務傳送平臺(SDH/MSTP)主要是為匯聚和高效傳送時分復用(TDM)電路業務而設計。MSTP最初就是為了解決IP業務在傳送網的承載問題。遺憾的是這種改進并不徹底,其IP化主要體現在用戶接口,內核卻仍然是TDM電路交換,采用剛性管道承載分組業務。這就使得MSTP在承載傳送包長可變、流量突發的IP、以太網等分組化業務時,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,在移動通信發展到3G/LTE階段后已逐漸不再適應,并將制約今后移動業務的發展。在這種背景下,融合了分組技術及SDH技術的分組傳送網(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,移動回傳網既要具備高效統計復用、靈活感知業務特性及差異化服務質量(QoS)等分組技術的傳統能力;同時作為電信級業務的承載體,端到端業務管理、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希望能繼承的“優秀革命傳統”。那么有沒有一種技術能兼具兩方面的優勢呢?答案就是PTN。
PTN是一種以面向連接的分組技術為內核,同時具備端到端的業務管理、層次化OAM及電信級保護等傳送特性,以承載電信級以太網業務為主,兼容TDM、ATM等業務的綜合傳送技術。
PTN分組內核提供了統計復用能力強大的彈性管道,帶寬利用率高,更適應分組業務突發性強的特點。PTN同時繼承了類似SDH的傳輸網絡特性、強大的OAM及電信級保護能力、圖形化界面網管能力,可以帶給用戶與移動回傳網一脈相承的體驗[1]。
目前PTN有兩大類技術選擇:多協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)。前者是核心網技術的向下延伸,使用基于IP核心網多協議標記交換(MPLS)技術,簡化了復雜的控制協議,簡化了傳送平面;在MPLS基礎上去除了倒數第二跳(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、帶寬統計復用功能。后者則是局域網技術的向上擴展,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,增加了網管管理和網絡控制的配置,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月份成立聯合工作組(JWT)至今,MPLS-TP標準已取得長足的發展,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布。
2 PTN應用于移動回傳網的關鍵技術
PTN作為具有分組和傳送雙重屬性的綜合傳送網技術,目前已成為3G/LTE時代IP化移動回傳網的主流解決方案。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發展勢頭非常迅猛,但在很長一段時間內傳統的TDM業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的。MPLS-TP采用PWE3的電路仿真技術來適配所有類型的客戶業務,包括以太網、TDM和ATM等,并為之提供端到端的、專線級別的傳輸管道。
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