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PTN技术及应用探讨
作者:烽火通信科技股份有限公司 张红彬/文    时间:2008-06-02 11:12:44  来源:  通讯世界
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目前业务网正处在发展转型时期,在电信业务IP化趋势推动下,传送网承载的业务从以TDM为主向以IP为主转变。未来的市场需要一种能够有效传递分组业务,并提供电信级OAM和保护的分组传送技术。在这样的需求驱动下,业界开始提出分组传送网(PTN)的概念,打造一个适合分组业务为主的传送网。就实现方案而言,在目前的网络和技术条件下,总体来看可分为以太网增强技术和传输技术结合MPLS两大类,前者以PBB-TE为代表,后者以T-MPLS为代表。当然,作为分组传送演进的另一个方向——电信级以太网(CE,Carrier Ethernet)也在逐步的推进中,这是一种从数据层面以较低的成本实现多业务承载的改良方法,相比PTN,在全网端到端的安全可靠性方面及组网方面还有待进一步改进。

PBT技术
面向连接的具有电信网络特征的以太网技术PBT最初在2005年10月提出,主要具有以下技术特征:基于MAC-in-MAC但并不等同于MAC-in-MAC、使用运营商MAC(Provider MAC)加上VLAN ID进行业务的转发、基于VLAN关掉MAC自学习功能,避免广播包的泛滥,重用转发表而丢弃一切在PBT转发表中查不到的数据包。

PBT希望基于现有城域以太网体系构架达到电信级运营要求,在电信级保护、可管理性、扩展性方面均有发展,也能提供低于50ms的恢复时间、以太网连接由网管系统进行配置等功能,同时运营商MAC对用户不可见,骨干网不需处理用户MAC,业务更安全;此外I-SID(I-TAG)突破VLAN ID的限制,可支持16M(24-bit)的业务实例。但由于多了一层MAC封装的硬件代价必然升高,且对POS支持的效率低在初期会是一个值得考虑的问题。在标准方面不成熟,产业支持少也是一个影响其应用的关键因素。从行业情况来看,个别厂家的路由器/交换机已支持PBT,在国外网络中已有应用。这种技术适合于已有大规模城域以太网,以以太网为业务主体的运营环境。

T-MPLS技术
T-MPLS(Transport MPLS)是一种面向连接的分组传送技术,在传送网络中,将客户信号映射进MPLS帧并利用MPLS机制(例如标签交换、标签堆栈)进行转发,同时它增加传送层的基本功能,例如连接和性能监测、生存性(保护恢复)、管理和控制面(ASON/GMPLS)。总体上说,T-MPLS选择了MPLS体系中有利于数据业务传送的一些特征,抛弃了IETF(Internet Engineering Task Force)为MPLS定义的繁复的控制协议族,简化了数据平面,去掉了不必要的转发处理。

T-MPLS从面向连接的分组传送角度扩展出发,通过上述一些机制使其达到电信级运营要求,包括在电信级保护、可管理性、扩展性方面考虑完善,如提供低于50ms的恢复时间;分级、分段的电路级管理,类似SDH的OAM;基于MPLS的帧及转发机制,对包括POS等接口的支持较好。但总体看来此技术的相应产业支持还不够成熟,预计2009年左右芯片才能完善。在应用场景上适合基于TDM业务为主向IP化演进的运营环境。

PTN典型技术比较
PTN可以看作二层数据技术的机制简化版与OAM增强版的结合体。在实现的技术上,两大主流技术PBT和T-MPLS都将是SDH的替代品而非IP/MPLS的竞争者,其网络原理相似,都是基于端到端、双向点对点的连接,并提供中心管理、在50毫秒内实现保护倒换的能力;两者之一都可以用来实现SONET/SDH向分组交换的转变,在保护已有的传输资源方面,都可以类似SDH网络功能在已有网络上实现向分组交换网络转变。

总体来看,T-MPLS着眼于解决IP/MPLS的复杂性,在电信级承载方面具备较大的优势;PBT着眼于解决以太网的缺点,在设备数据业务承载上成本相对较低。标准方面,T-MPLS走在前列;PBT即将开展标准化工作。芯片支持程度上,目前支持Martini格式MPLS的芯片可以用来支持T-MPLS,成熟度和可商用度更高。在现实中的应用以及其对成本和收入的影响将会是判断它们是否成功的最终条件,现在判断谁会胜出还为时尚早。

PTN解决方案
PTN产品为分组传送而设计,其主要特征体现在如下方面:灵活的组网调度能力、多业务传送能力、全面的电信级安全性、电信级的OAM能力、具备业务感知和端到端业务开通管理能力、传送单位比特成本低。

为了实现这些目标,同时结合应用中可能出现的需求,需要重点关注TDM业务的支持能力、分组时钟同步、互联互通问题。

TDM业务的支持方式
在对TDM业务的支持上,目前一般采用PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge,端到端伪线仿真)的方式,目前TDM PWE3支持非结构化和结构化两种模式,封装格式支持MPLS格式。

分组时钟同步
分组时钟同步需求是3G等分组业务对于组网的客观需求,时钟同步包括时间同步、频率同步两类。在实现方式上,目前主要有如下三种:同步以太网、TOP(Timing Over Packet)方式、IEEE 1588V2。

互联互通问题
PTN是从传送角度提出的分组承载解决方案。技术可以革命,网络只能演进。运营商现网是庞大的MSTP网络,MSTP节点已延伸至本地城域的各个角落。PTN网络必须要考虑与现网MSTP的互通。互通包括业务互通、网管公务互通两个方面。

目前在商用化方面来看,鉴于标准、产业成熟度、关键问题的解决进度等问题,各个厂商在标准、产品等方面虽然都投入了不少精力,但总的来说,推出解决方案和成熟产品的企业并不是太多,实际商用的并不多。烽火通信作为国内优秀的通信产品及解决方案提供商,在光通信和数据通信领域的深厚技术积累为技术和产品转型赢得了先机。作为国内最早开始研发MSTP设备的制造商之一,从2000年开始研发到2003年后大规模的商用的过程中,积累了丰富的数据和传输经验,并在此过程中不断完善MSTP产品,通过了各大运营商的大型测试。作为光谷的龙头企业,多年来承担了众多的相关“863”项目,如完成在MPLS技术上的“具有虚拟专用网功能的多业务传送平台实现技术”,并成功通过验收和商用,积累了丰富的MPLS技术和应用经验;完成了“863”项目“自动交换光网络节点设备研制与系统试验”,在控制平面上积累了丰富的研发和商用工程经验;完成了“863”项目“基于千兆以太网的宽带无源光网络系统”,以多项领先的技术和成熟稳定的产品领航FTTx市场,其中包括TDM over IP技术。这些技术的积累和成熟产品的应用,都为基于分组技术的光传送网的研究和产品开发打下了深厚的基础。

PTN应用及引入策略
分组化是光传送网发展的必然方向,未来本地网依然在相当长的时间内面临多种业务共存、承载的业务颗粒多样化、骨干层光纤资源相对丰富等问题,在考虑PTN产品网络引入的过程中,需要注意引入策略和网络承接性的问题,在现有的网络中引入分组传送技术和设备还是应该非常慎重,逐步分步实施:

* 首先PTN(Packet Transport Network)的切入应该是在FE成为主流的业务接口后再逐步实施。由于分组传送设备产业链的成熟将稳步推进,在2010年后才会相对成熟,同时技术标准的选择和芯片厂家、设备商的支持度等因素均会影响到演进的节奏。
* 而核心层采用的OTN/WDM技术目前正在逐步成熟,可以逐步商用,但由于目前OTN技术的不同模块发展极不平衡,所以对于商用的步骤应有所考虑,建议现阶段可以考虑引入G.709接口,2008年后可考虑引入目前基本成熟的ROADM设备,2009年后再考虑引入OTN的电交叉设备。
* 在Packet Timing标准和产业链成熟后,可以正式切入全业务运营的分组传送网。
* 最终可实现PTN+OTN+WDM的城域传送网全面分组化演进。

在建设方式上,可以考虑采用业务分担式的二平面方式,通过本地核心汇聚层到接入层的自上而下的引入策略,最终实现网络向扁平化方向发展。

结束语
IP化是网络发展的必然趋势,面临技术和网络转型期的通信业正在积极跟进相关技术和产业的发展动向。目前作为分组传送网的代表技术PBT、T-MPLS还面临着标准、芯片成熟度、产品成熟度和应用模式等多方面的完善问题,同时任何一种技术的网络规模应用都是一个逐步演进的过程,客观的去看待技术的更新和网络的演进是变革时期整个产业链都需要思考的问题。 
标签:   烽火  PTN
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