分组传送网

分组传送网(Packet Transport Network,PTN)

　　分组传送网(PTN)是指这样一种光传送网络架构和具体技术：在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并提供多种业务，具有更低的总体使用成本(TCO)，同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。

　　PTN可以把其看为分组化的MSTP，并且内核分组化，也沿袭了MSTP的所有优点。PTN具有了分组特性：PTN应该提供一种QoS机制，其能够面向分组业务，还要依靠面向连接的网络进行可靠QoS保障的提供；针对分组业务的突发性，需要支持高效的统计复用，所以PTN应该支持统计复用的功能；基于分组网络的时钟同步技术，进行时间与频率同步的提供。同时PTN还保留了传送网的功能特点：可靠的网络生存性，也就是支持快速的保护倒换；在运用网络管理系统配置业务的同时，还能够通过智能控制面，进行业务的灵活提供丰富的OAM功能。

　　(一)关键技术之一一Qos技术

　　网络通信过程允许用户业务在抖动与带宽、丢包率以及延迟等方面上获得可预期的服务水平就是QoS。调度测量、流量整形、流分类、标记、速率限制及带宽保证是PTN设备的QoS功能。依靠MPLS的区分服务(DifServ)及流量工程(TE)的机制，保证PTN网络中业务的QoS实现，主要目的就是：确保端到端的面向业务的QoS保障能力。

　　1.DiffServ机制

　　该机制来自集成服务(IntServ)。在因特网上为流量进行有区别的业务级别的提供是DiffServ的目的。~HlntServ比较，前者定义的是粒度粗一些、相对简单的控制系统。同时DiffServ针对流聚合后的各类QoS控制，然而IntServ针对各个流。在DiffServ域的边缘，其对进入的IP流实施归类，同时为各个类型指定类型标志区分服务代码点(DSCP)。核心路由器对DSCP值进行查看，还依照各类的特定逐跳行为(PHB)，进行调度包的转发。

　　2.TE机制

　　IETF对MPLS—TP的定义要求需要支持TE，同时TE还能够实现对网络资源的可控性。TE处于PTN网络之中，其主要作用表现如下：对于业务路由可控，PTN中的业务，经过伪线(Pw)封装，随后复用于标记交换路径(LSP)。能够通过控制平面或者网管实现LSP的建立，同时这两种建立方式的LSP路由均可控；对于业务带宽可控，PTN承载的El仿真业务的带宽固定可控，还要求高优先级与低时延，不能丢包。PTN承载的恒定速率业务的可控性及要求和E1仿真业务大致相同；对于可变速率业务，通过额外信息速率(EIR)及承诺信息速率(CIR)控制业务带宽，也就是运营商对用户只保证不大于CIR的带宽，在网络拥塞的情况下，其能够丢弃处理EIR部分的流量，进而保证网络带宽资源能够可控。

　　(二)关键技术之二一一OAM技术

　　PTN对不同的0AM报文进行了定义，以保证不同OAM功能的实现。伪线层之上是端到端的以太网业务，能够运用以太网业务层面的OAM技术，进而使端到端业务的性能及故障监测完成；对于接人链路层面，能够运用接入链路层的OAM技术，从而使链路的事件监测、连通性与环回等功能实现；在MPLS-TP网络中，以太网报文通过MPLS-TP标签封装，运用MPLS—TP伪线层与隧道的OAM技术，促使对应的性能监测及故障管理完成。和它相对应的是，在IP／MPLS网络中，对应的伪线层与隧道通过MPLS标签封装，使用对应的IP／MPLSOAM技术；但是在增强以太网与PBB—TE内，不存在隧道和伪线层次，此时能够运用以太网OAM技术，使网络之间与端到端业务的OAM管理功能实现。总之，PTN网络根据隧道路径、链路与端到端的业务等不相同的网络层次，均有对应的0AM机制，保证电信级的管理能力的实现。

　　(三)关键技术之三一一生存性技术

　　保护与恢复是PTN的生存性机制。支持返回／非返回方式，提供等待回复及拖延机制；不仅支持外部命令倒换请求，还支持倒换请求的优先级设置；支持点到多点及点到点的业务保护与恢复；还支持多种层次(PW、链路及LSP)的保护与恢复；支持基于OAM的故障检测与物理层检测机制。保护与恢复运用在不同场景，保护机制应该事先对保护通道进行带宽资源的分配，满足对高等级业务的传送要求；但是对于恢复机制，不必须进行带宽资源的预先分配，当发生故障后，进行新的路由／动态重路由的搜索，也可以实施预置路由计算，进行预置路由表的周期性刷新，进而增加及时可用性。还能够把恢复和保护结合起来，进而进行多种等级的生存性提供。

　　现目前，分组传送网主要有PBB-TE和MPLS—TP两种主流技术，都有着向连接的数据转发机制、较强的网络扩展性、多业务承载、严格的QoS机制、丰富的OAM以及50ms的网络保护等技术特征，然而这两种主流技术同时也存在着一些差异，这些差异主要体现在以下几方面：

　　①数据转发机制的差异

　　分组传送网采用基于标签的方式来进行数据转发，通过标签构成端到端的面向连接路径，然而PBB—TE和MPLS—TP两种主流技术的数据转发机制却存在一定差异。PBB-TE采用的目的MAC地址+VLAN的60bit标签，该标签属于全局标签，无法在中间节点进行标签交换，同时标签的处理也较为简单。MPLS-TP采用的20bit的肝LSLSP标签，该标签属于局部标签，能够在中间节点交换LSP标签。

　　②网络扩展性差异

　　T一MPLs技术继承了传送网的分层架构和分域架构，支持T、TMS以及TMP三层，通过NNI接口将不同区域进行互联，TMC的20bit标签能够支持104万(220-17)的业务数量。PBB—TE的分层是以PBB的为基础的，能够实现运营商网络和用户业务的安全隔离，采用24bit的I—SID作为业务标签，支持最高1677万(224—1)的业务数量。

　　③多业务承载能力的差异

　　PBB—TE主要支持以太网业务，支持其以太网专业业务的技术为PPB技术，同时采用Pw来承载ATM、TDM等业务，现目前仍然在开发基于以太网的电路仿真技术。MPLS—TP通过的PWE3的电路仿真技术来实现多包括ATM、TDM以及以太网业务在内的所有客户业务的适配，采用VPWS来支持以太网专线业务，采用VPLS来支持以太网专网业务。然而，两种PTN技术对E-Tree业务的实现机制仍然需要不断完善。

　　④Q0s机制的差异

　　流分类、流量整形、流量管理、队列调度、优先级标记以及拥塞控制等业务均为分组传送网QoS。PBB-TE其优先标记为B_vLAN的VLANPRI(3bit)，并支持八个优先级。PBB-TE的QoS主要包括业务层、客户层以及隧道层。MPLS-TP采用多个主要方式为E-LSP，其标记优先级为EXP字段的3bit，并支持八个优先级。MPLS—TP的QoS主要包括PW层、客户层以及LSP层，并能够基于每层来实现对流量的管理和调度。

　　⑥网络保护差异

　　PBB-TE现目前支持1：1线性保护，然而由于PBB—TE标签全局性带来的限制，PBB-TE对于基于连接的环网保护和子网保护均不支持，其以太环网保护采用的是G．8032。MPLS-TP技术的TTU—T的T—MPLS网络保护支持l：15~1+1线性保护(G．8131)以及Steering和Wrapping环网保护(G．8132)。MPLS—TP技术的IETF倾向于采用MPLS的FRR完成1：Y线性和环网保护。分组传送网在网络保护方面，~Ⅱ)Ls—TP在和IP／~Ⅱ)Ls核心网实现数据互通以及通过Pw支持多业务承载方面优势突出，业内对MLPS-TP技术的发展前景较为看好。

　　在网络融合大背景下，全业务网络时代即将来临，各运营商的建网模式将逐渐统一，而PTN在其中将发挥关键的角色。与其他现有网络相比，PTN具有明显的技术优势：

　　首先，兼容性强，成本低。它具有强大的兼容性，具有兼容以太网，ATM，SDH，PDH，PPP／HDLC，帧中继等各种技术的统一传送平台，能够最大限度保护现有网络，降低组网成本。此外，对现有网络高投资、建设难度大的部分进行改造，如中国移动TD．SCDMA基站的GPS天线模块，在PTN网络中，采用基于IEEE1588v2时间同步技术，避免了安装GPS困难问题，节省了成本，便于维护J。

　　其次PTN资源共享，效率高。3G时代的数据业务迅猛增加，传统的传输网已经很难适应。而PTN设备针对分组业务流的突发性，采用统计复用的方法进行传送，在保证各优先级业务的CIR(Committed InformationRate)前提下，对空闲带宽按照优先级和EIR(Excess Information Rate)进行合理的分配，既能满足高优先级业务的性能要求，又能尽可能的充分共享未用带宽，解决了TDM交换时代带宽无法共享，无法有效支持突发性业务的根本缺陷。

　　再次，PTN流量明确，保护强。它的业务流量和流向都比较明确，有定点规则，不像城域内互联网的需求，是路由型的。在保护方面，PTN支持1+1和1：1线性保护，能够根据自动保护倒换(APS)条件启动1：1子网连接(SNC)路径保护，支持Wrapping和Steering环网保护，采用基于折回等机制，根据段层的缺陷监视或APS协议信息传送执行业务的保护，实现与SDH相同的<50ms的保护效果；同时在标准中也定义了基于自动交换光网络(ASON)的智能保护与恢复功能，提高抗多点故障的能力及不同级别安全要求。

　　在大量3G回传业务和网络IP化需求推动下，各大运营商对PTN技术和应用的需求也日益明显，为了满足网络需求和应用的发展，2009年中国3G牌照发放，目前我国《分组传送网(PTN)总体技术要求》已经征求意见，预计在今年9月份送审。虽然PTN技术的标准化工作还未完成，但由于国内外无线回传市场的需求迫切，目前市场上已有一系列PTN产品。在国外，到目前为止，全球启动移动IP基站接人传送的运营商约60多个，其中Vodafone集团、Telefonica集团、法国电信、美洲移动AM、俄罗斯Vimplecom、乌克兰电信部、香港数码通等都在积极探索PTN的试点和商用运用；国内的华为、中兴、烽火、上海贝尔等公司的T—MPLS产品已经经过多个运营商的测试，大部分产品已获得了工业和信息化部的设备入网许可证。

　　组网应用上，中国移动在经过了2008年实验室测试和2009年上半年的八省市试点测试后，已明确基于MPLS．TP的PTN网络演进和建设方向，2009年l0月份启动PTN集采工作(主要的PTN设备厂商均有参加)，2010年初开始了PTN网络建设，后续将基于移动回传网络实现向全业务网络的演进。中国电信的PTN相关企业标准目前也已制定完成，实验室测试已经开展，相关的试点应用也纳入议事日程。中国联通在2009年已针对现网MSTP实施3G承载的优化改造，同时也关注PTN技术和标准的进展情况，在2009年第四季度开展了PTN的实验室相关测试，后续随着WCDMA数据业务推广逐步向分组化承载技术演进，对PTN技术的关注和应用将进一步加强。

　　总的来说，PTN技术经过近几年的发展，在技术、产业和应用方面都取得了重大进展，为产业化应用已经奠定了良好的基础。PTN在国内下一阶段的发展上，主要的应用场景仍将定位于基站回传网络和集团大客户专线传送上，其中标准方面，将制定完成网络的总体技术要求，来指导网络应用和设备开发，并积极参与国际合作推动PTN标准进展；应用方面，中国的PTN建设会逐步开展，针对PTN的特殊性将开展网络运维方面的研究和实践，并进一步做好测试和试点工作，为下一步应用打好基础。

　　1.PTN与城域MSTP网的关系

　　现阶段，虽然传送网中IP业务所占的比例已远远大于语音业务所占的比例，但语音业务的收入仍然是运营商利润的主要来源。与]YrN相比，传统的SDH网络传送TDM业务，无论在技术上还是在成本上都占有很大的优势。因此，基于SDH的MSTP网络短期内不会被PTN所替代。在多业务传送领域，会出现MSTP网络和PTN并存的局面。在基站IP化进程完成后，以往由TDM承载的基站改为由IP承载，PrrN将占主导地位。此时，MSTP网络将出现大量空闲资源，考虑到MSTP网络的高可靠性、高安全l生以及覆盖全面等优点，可以用MSTP网络承载带宽要求不高、优先级要求很高业务。

　　2.PTN与lP城域网及全业务接入网的关系

　　PTN采用了二层面向连接技术，集成了二层设备的统计复用、组播等功能。冈此，它与IP城域网以及以PON(无源光网络)技术为代表的全业务接入网存二层以下是统一的、融合的网络。它们的区别在于，PTN可以基于MPLS技术实现端到端的电信级以太网业务保护、带宽规划以及商『生能的QoS；IP城域网具有低成本、扩展性好的优势，但对于片j户业务缺乏QoS保障和电信级业务保护。因此，它们所承载的业务类型有所不同。PTN适用于承载高等级的基站类业务、大客户专线类业务，而IP网络适用于承载互联网等文时性、可靠性要求不高的低等级IP业务。全业务接入网具有高带宽、快速接入的特点，适用于密集型普通用户的承载，主要完成OLT(光线路终端)以下语音和数据的接入、汇聚。在业务量不大的情况下，OLT可通过PTN上行至IP城域网。