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)計復(fù)用能力,，更適應(yīng)分組業(yè)務(wù)的高效傳輸,。同時其類似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(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時代的電信業(yè)務(wù),。

      關(guān)鍵字:  分組傳送網(wǎng),；統(tǒng)計復(fù)用；端到端偽線仿真；服務(wù)質(zhì)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(guān)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(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,，移動通信技術(shù)的發(fā)展也對移動回傳網(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)在移動通信領(lǐng)域,，移動通信業(yè)務(wù)正由以時分復(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),、移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的深入開展,，用戶對3G移動回傳網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知、服務(wù)質(zhì)量(QoS),、統(tǒng)計復(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)致移動回傳網(wǎng)必須提高傳輸效率從而降低網(wǎng)絡(luò)成本,。

      2G時代移動回傳網(wǎng)的主導(dǎo)技術(shù)同步數(shù)字體系/多業(yè)務(wù)傳送平臺(SDH/MSTP)主要是為匯聚和高效傳送時分復(fù)用(TDM)電路業(yè)務(wù)而設(shè)計。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,，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時代的功勛技術(shù),，在移動通信發(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(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(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,。

      PWE3作為一種業(yè)務(wù)仿真機(jī)制，其技術(shù)實(shí)質(zhì)是將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)用特殊的電路仿真報文頭進(jìn)行封裝,，在特殊報文頭中攜帶該業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的幀格式信息,、告警信息、信令信息以及同步定時信息等基本業(yè)務(wù)屬性,，以達(dá)到業(yè)務(wù)仿真的目的[4],。
     
      PTN網(wǎng)絡(luò)中端到端的業(yè)務(wù)如圖2所示。PWE3要求在包交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)的隧道中建立與維護(hù)偽線(PW),，在運(yùn)營商邊緣設(shè)備(PE)使用PW封裝傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),，并盡可能真實(shí)地保持業(yè)務(wù)本身具有的屬性和特征。對于客戶設(shè)備而言,，PW表現(xiàn)為特定業(yè)務(wù)獨(dú)占的一條鏈路或電路,，稱之為虛電路?？蛻粼O(shè)備(CE)感覺不到核心網(wǎng)絡(luò)的存在,，認(rèn)為處理的業(yè)務(wù)都是本地業(yè)務(wù)。

      2.2 QoS技術(shù)
     
      在以SDH技術(shù)為主的移動回傳網(wǎng)中,，為業(yè)務(wù)提供的是獨(dú)占的剛性傳輸管道,，雖然保證了傳輸?shù)母呖煽啃裕诹硪粋€角度來說對不同特質(zhì)的業(yè)務(wù)一視同仁的傳輸也是一種浪費(fèi),。比如對實(shí)時性要求高的語音業(yè)務(wù)和普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)而言,，兩者對網(wǎng)絡(luò)的傳輸要求就截然不同,。PTN則可以感知業(yè)務(wù)特性并提供恰到好處的服務(wù)，做到按需分配,，各得其所。給不同要求的業(yè)務(wù)流提供恰到好處的服務(wù)才是對電信運(yùn)營商而言最為經(jīng)濟(jì)的方式,，尤其在帶寬需求大幅增長的情況下更是如此,。
      2.3 層次化OAM及電信級保護(hù)技術(shù)
     
      PTN的OAM機(jī)制基本繼承了SDH的OAM思想，通過為段層,、隧道層,、偽線層提供層次化的告警、性能管理,，通過支持層次化OAM,，可以對PTN網(wǎng)絡(luò)的故障進(jìn)行快速定位，而且還可以檢測出網(wǎng)絡(luò)的性能,，包括丟包率,、時延等等[5]。
     
      ITU-T為T-MPLS規(guī)定的OAM報文封裝格式[6]如圖3所示,。對于各個層次的OAM信令報文,，也采用MPLS封裝的標(biāo)簽報文。為了區(qū)分OAM信令報文和用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)報文,，定義了一個特殊的標(biāo)簽：14,，通過這個標(biāo)簽來標(biāo)志OAM信令報文。通過定義一系列的OAM協(xié)議報文,，G.8114實(shí)現(xiàn)了豐富多樣的OAM功能,。
 

      PTN網(wǎng)絡(luò)的全程電信級保護(hù)功能如圖4所示。PTN網(wǎng)絡(luò)支持全面的接入鏈路保護(hù),、網(wǎng)絡(luò)級保護(hù)及設(shè)備級保護(hù)功能,。各種保護(hù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，各自適用于不同的場景,。環(huán)網(wǎng)保護(hù)[7]針對特定的拓?fù)湫问?環(huán)狀拓?fù)?有較高的保護(hù)效率,；線性保護(hù)則對于拓?fù)湫问經(jīng)]有要求，在固定的網(wǎng)絡(luò)中只要能夠分別找到不同路徑的兩條連接即可,。而在實(shí)際應(yīng)用中,，則經(jīng)常需要結(jié)合工程實(shí)施的情況將不同保護(hù)方式綜合使用，配合起來以實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)的電信級保護(hù),。