分組傳送網(wǎng)" title="分組傳送網(wǎng)">分組傳送網(wǎng)(PTN" title="PTN">PTN)目前還沒有一個標(biāo)準的定義。從廣義的角度講,，只要是基于分組交換技術(shù)，并能夠滿足傳送網(wǎng)對于運行維護管理(OAM),、保護和網(wǎng)管等方面的要求,，就可以稱為PTN。具體的分組交換技術(shù)可以是多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS" title="MPLS">MPLS),、傳送多協(xié)議標(biāo)記交換(T-MPLS/MPLS-TP),、以太網(wǎng)、運營商骨干橋接-流量工程(PBB-TE),、彈性分組環(huán)(RPR)等,。前兩年通信業(yè)界一般理解的PTN技術(shù)主要包括T-MPLS和PBB-TE。近期由于支持PBB-TE的廠商和運營商越來越少,，中國已經(jīng)基本上將PTN和T-MPLS/MPLS-TP劃上了等號,。本文中提到的PTN均指基于T- MPLS/MPLS-TP的PTN設(shè)備。

　　從T-MPLS到MPLS-TP,，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準部門(ITU-T)和因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)經(jīng)過了多年的競爭和協(xié)商達成了共識,，體現(xiàn)了傳送領(lǐng)域和數(shù)據(jù)領(lǐng)域之間從競爭到融合的發(fā)展歷程?？梢哉fMPLS-TP是傳送領(lǐng)域和數(shù)據(jù)領(lǐng)域的利益競爭和平衡協(xié)調(diào)的產(chǎn)物,。目前，IETF已獲得了 MPLS-TP標(biāo)準開發(fā)的主導(dǎo)權(quán),，ITU-T SG15在MPLS-TP標(biāo)準中的開發(fā)話語權(quán)已逐漸被IETF剝奪,，轉(zhuǎn)為以企業(yè)和個人專家方式參與[1-6],。

　　本文將對PTN/MPLS-TP技術(shù)和標(biāo)準發(fā)展過程中的幾個關(guān)鍵問題進行探討，內(nèi)容包括端到端的服務(wù)質(zhì)量(QoS)實現(xiàn)機制,、網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu),、三層(L3)功能的引入和數(shù)據(jù)平面環(huán)回功能等，并基于PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護和開展業(yè)務(wù)的需求提出了個人觀點,。

　　1 PTN網(wǎng)絡(luò)中的QoS技術(shù)

　　QoS是指網(wǎng)絡(luò)通信過程中,，允許用戶業(yè)務(wù)在丟包率、延遲,、抖動和帶寬等方面獲得可預(yù)期的服務(wù)水平,。 PTN設(shè)備的QoS功能包括流分類、標(biāo)記,、速率限制,、帶寬保證、流量整形,、調(diào)度策略等,。PTN網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的QoS主要由基于MPLS的流量工程(TE)和區(qū)分服務(wù)(DiffServ)兩種機制來實現(xiàn)，目標(biāo)是實現(xiàn)面向業(yè)務(wù)的端到端的QoS保障能力[7-11],。

　　1.1流量工程

　　IETF對MPLS-TP的定義要求必須支持流量工程(TE)且TE可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的可控性,。 TE的目標(biāo)是有效而可靠地運行網(wǎng)絡(luò)，同時優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的使用,。約束路由(CBR)則是TE中最重要的組成部分,。IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)中的流量工程一般是通過 MPLS的TE擴展即多協(xié)議標(biāo)記交換-流量工程(MPLS-TE)來實現(xiàn)的。

　　TE在PTN網(wǎng)絡(luò)中的作用主要體現(xiàn)在2個方面：

　　(1)業(yè)務(wù)路由可控——進入PTN的業(yè)務(wù)通過偽線(PW)封裝后再復(fù)用到標(biāo)記交換路徑(LSP),。LSP的建立可以通過網(wǎng)管或控制平面實現(xiàn),，兩種建立方式的LSP路由都是可控的。

　　(2)業(yè)務(wù)帶寬可控——目前PTN承載的業(yè)務(wù)主要包括E1仿真和以太網(wǎng)業(yè)務(wù),。E1仿真業(yè)務(wù)的帶寬一般是固定可控的,，并且要求高優(yōu)先級，不允許丟包,，時延低,。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)可以分為2大類：恒定速率業(yè)務(wù)和可變速率業(yè)務(wù)。恒定速率業(yè)務(wù)的要求和可控性與E1仿真業(yè)務(wù)基本相同,?？勺兯俾蕵I(yè)務(wù)則是通過承諾速率 (CIR)和額外速率(EIR)來實現(xiàn)對業(yè)務(wù)帶寬的控制，即運營商只對用戶保障小于等于CIR的帶寬,，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時可以對EIR部分的流量進行丟棄處理,，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的可控性。

　　具體來說,，運營商通過配置PW(即業(yè)務(wù))和LSP的CIR,，并滿足連接允許控制的條件：一條LSP中的所有PW的CIR之和必須小于等于該 LSP的CIR,，一條鏈路中的所有LSP的CIR之和必須小于等于該鏈路的CIR，運營商就可以在網(wǎng)絡(luò)正常運行的情況下,，滿足所有業(yè)務(wù)的CIR帶寬需求,。由于存在可變速率業(yè)務(wù)的突發(fā)業(yè)務(wù)(即EIR部分)，因此即使使用了TE,，網(wǎng)絡(luò)中仍然可能會發(fā)生擁塞,，此時如何保障所有業(yè)務(wù)都能得到其CIR帶寬就需要使用區(qū)分服務(wù)。

　　1.2 區(qū)分服務(wù)

　　區(qū)分服務(wù)起源于集成服務(wù)(IntServ),。區(qū)分服務(wù)的目的是在因特網(wǎng)上為流量提供有區(qū)別的業(yè)務(wù)級別,。與集成服務(wù)相比，區(qū)分服務(wù)定義的是一個相對簡單而粒度粗一些的控制系統(tǒng),。另外,，區(qū)分服務(wù)針對的是流聚合后的每一類QoS控制，而不是像集成服務(wù)那樣針對每個流,。因此,，區(qū)分服務(wù)具有可擴展性，能夠在大型網(wǎng)絡(luò)上提供QoS服務(wù),。

　　區(qū)分服務(wù)在其域的邊緣對進入的IP流進行分類,，并為每一類型指定一個類型標(biāo)志區(qū)分服務(wù)代碼點(DSCP)。域內(nèi)的核心路由器查看DSCP值,，并根據(jù)每一類的特定逐跳行為(PHB)調(diào)度包的轉(zhuǎn)發(fā),。IETF目前定義了兩種PHB：加速轉(zhuǎn)發(fā)(EF)和保證轉(zhuǎn)發(fā)(AF)。

　　(1)加速轉(zhuǎn)發(fā)

　　EF PHB的流量不受其他PHB流量的影響,，確保包以最快速率得到轉(zhuǎn)發(fā)。與傳統(tǒng)的租用線類似,，EF PHB能夠提供低丟包率,、低延遲、低抖動和有保證的帶寬服務(wù),。使用EF的業(yè)務(wù)帶寬參數(shù)只有CIR,，EIR總等于0，超過CIR的流量將被丟棄,。EF可用于 E1仿真業(yè)務(wù)或恒定速率的以太網(wǎng)業(yè)務(wù),。EF必須遵循RFC3246的規(guī)定。
(2)保證轉(zhuǎn)發(fā)

　　AF為數(shù)據(jù)包提供4個級別的轉(zhuǎn)發(fā)特征,，每個級別有3種丟棄優(yōu)先級,。PTN設(shè)備通過配置各級別的轉(zhuǎn)發(fā)資源(如緩沖區(qū)和帶寬)和丟棄優(yōu)先級來決定業(yè)務(wù)的級別。當(dāng)業(yè)務(wù)不發(fā)生擁塞時,，AF的各級別業(yè)務(wù)性能值相同,；當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生擁塞時,，所有AF級別的業(yè)務(wù)都會發(fā)生丟包，丟包的多少和業(yè)務(wù)級別相關(guān),。AF必須遵循RFC2597的規(guī)定,。

　　1.3 MPLS支持的區(qū)分服務(wù)

　　由于PTN是基于MPLS-TP實現(xiàn)的，因此PTN設(shè)備中的區(qū)分服務(wù)需要采用RFC3270定義的基于MPLS的區(qū)分服務(wù)機制來實現(xiàn),。

　　IP包經(jīng)過MPLS封裝后,，核心路由器將看不到DSCP。為此,，IETF提出了一種MPLS支持區(qū)分服務(wù)的方法,。MPLS支持的區(qū)分服務(wù)能夠把區(qū)分服務(wù)的多個行為集合(BA)映射到MPLS的一條LSP上，根據(jù)BA的PHB來轉(zhuǎn)發(fā)LSP上的流量,。LSP與BA的映射有兩種方式：實驗推斷的 LSP(E-LSP)和標(biāo)記編碼推斷的LSP(L-LSP),。

　　(1)E-LSP

　　E-LSP用MPLS標(biāo)簽的實驗(EXP)字段把多個BA指派到一條LSP上，使用MPLS標(biāo)簽的EXP字段表示一個包的PHB,。最多可以把8個BA映射到EXP字段中,，即一條E-LSP最多可以支持8個業(yè)務(wù)等級。

　　(2)L-LSP

　　L-LSP把一條LSP指派給一個BA,，并采用EXP表示包丟棄優(yōu)先級,。一條L-LSP只能支持一個業(yè)務(wù)等級。由于MPLS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會在每一跳中都交換標(biāo)簽值,，而管理標(biāo)簽與PHB的映射比較困難,。E-LSP要比L-LSP更容易控制，因為E-LSP事先就可以確定整個網(wǎng)絡(luò)中每個包的EXP字段和PHB之間的映射關(guān)系,。目前PTN設(shè)備采用的主要是E-LSP,。

　　1.4 PTN端到端QoS的實現(xiàn)

　　通過上述流量工程和MPLS支持區(qū)分服務(wù)的機制，就可以實現(xiàn)PTN所倡導(dǎo)的面向業(yè)務(wù)的端到端的 QoS保障能力,。首先通過MPLS流量工程實現(xiàn)對業(yè)務(wù)路由和帶寬的控制,，以避免負載不均衡出現(xiàn)的擁塞問題；其次,，當(dāng)突發(fā)業(yè)務(wù)或網(wǎng)絡(luò)保護引起網(wǎng)絡(luò)擁塞時再通過MPLS支持的區(qū)分服務(wù)機制實現(xiàn)對業(yè)務(wù)承諾帶寬(CIR)的保障,。

　　對于E-LSP，表1給出了一種業(yè)務(wù)等級的分類方法示例,。其中的峰值速率(PIR),，等于CIR加EIR。在這種實現(xiàn)方法中數(shù)據(jù)幀的PW和LSP的EXP值相同,。

　　對于E1仿真業(yè)務(wù)和恒定速率的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)(如語音和視頻),，均采用EF PHB，并設(shè)置CIR等于PIR。對于突發(fā)型業(yè)務(wù)(如虛擬專用網(wǎng)和以太網(wǎng)專線)采用AF PHB,。為了保障突發(fā)業(yè)務(wù)的CIR帶寬,，需要在網(wǎng)絡(luò)入口依據(jù)帶寬參數(shù)對業(yè)務(wù)流進行計量、整形和標(biāo)記,，并應(yīng)支持RFC2698定義的雙速率三色標(biāo)記法,。同時基于映射關(guān)系設(shè)置數(shù)據(jù)幀的EXP值，以便LSP經(jīng)過的后續(xù)節(jié)點根據(jù)該值選擇合適的PHB,。

　　對于普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，設(shè)置CIR等于0，并設(shè)置最高速率PIR,，采用缺省的轉(zhuǎn)發(fā)行為(DF),。

　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生擁塞時，對于采用EF PHB和AF PHB的流量部分的業(yè)務(wù)帶寬將始終得到保障,。對于普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以首先進行丟棄,，或是與AF PHB的流量部分進行加權(quán)處理，以便即使在擁塞時普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也能得到一定的帶寬,。

　　2 PTN網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)

　　IETF RFC5654將MPLS-TP分為傳送業(yè)務(wù)層,、傳送通道層和段層。其中傳送業(yè)務(wù)層可以是PW或業(yè)務(wù)LSP,，類似于同步數(shù)字體系(SDH)網(wǎng)絡(luò)中的VC- 12,。PW用于提供時分復(fù)用(TDM)、以太網(wǎng)和異步傳輸模式(ATM)等仿真業(yè)務(wù),；業(yè)務(wù)LSP用于提供IP和MPLS等網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù),。傳送通道層是指 LSP層，類似于SDH網(wǎng)絡(luò)中的VC-4,。段層用于在兩個相鄰MPLS-TP節(jié)點之間匯聚傳送業(yè)務(wù)層或傳送通道層的信息,。段層可以是采用MPLS-TP技術(shù)實現(xiàn)，也可以采用其他技術(shù)來實現(xiàn),，如采用同步數(shù)字體系/以太網(wǎng)/光傳送網(wǎng)(SDH/ETH/OTN),。PTN通過采用多層網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，可以實現(xiàn)與同步數(shù)字體系/光傳送網(wǎng)類似的可擴展性,。

　　除了MPLS-TP關(guān)注的3層網(wǎng)絡(luò)之外，PTN設(shè)備還需要支持業(yè)務(wù)層和段層技術(shù)的相關(guān)功能,。如以太網(wǎng)業(yè)務(wù)層的OAM(屬于IEEE802.1ag和Y.1731),、以太網(wǎng)鏈路層OAM(屬于IEEE 802.3ah)、SDH業(yè)務(wù)和鏈路的開銷處理和保護功能等,。

　　目前的PTN設(shè)備是通過PW支持各種仿真業(yè)務(wù),，還不支持通過業(yè)務(wù)LSP支持IP/MPLS業(yè)務(wù)。對于IP/MPLS業(yè)務(wù),，采用以太網(wǎng)PW仿真實現(xiàn),，優(yōu)點是業(yè)務(wù)的透明性好,，缺點是傳送效率較低(需要傳送以太網(wǎng)幀頭)，對于較短的數(shù)據(jù)包尤其明顯,。如果采用TDM PW仿真實現(xiàn),，將對網(wǎng)絡(luò)性能提出較高要求，并可能增加設(shè)備的成本,。如果采用業(yè)務(wù)LSP實現(xiàn),，則可以避免上述問題，但是業(yè)務(wù)透明性較差,，可能需要處理部分 L3協(xié)議,。具體方式的選擇需要綜合考慮業(yè)務(wù)的透明性、傳送效率和成本等因素,。
目前的PTN設(shè)備只支持單段偽線(SS-PW),，即PW和LSP的源宿點重合。SS-PW無法實現(xiàn)多個LSP所承載的PW的匯聚,，從而對PTN 設(shè)備的LSP容量提出了很高的要求,。另外只能采用端到端的LSP保護，無法應(yīng)對多點故障,。而通過引入多段偽線(MS-PW),，則可以克服SS-PW存在的上述問題，提高PTN網(wǎng)絡(luò)的可擴展性,。IETF已經(jīng)將MS-PW列為MPLS-TP的可選項,。

　　3 PTN對L3功能和業(yè)務(wù)的支持

　　目前的PTN主要定位于提供二層(L2)的業(yè)務(wù)，包括E1/ATM仿真業(yè)務(wù),、E-Line/E- LAN/E-Tree以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等,。PTN的主要應(yīng)用場景是移動網(wǎng)絡(luò)的回傳，包括目前的3G網(wǎng)絡(luò),，以及未來的長期演進(LTE),。PTN可以很好地滿足現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)回傳的承載需求，但是否能夠滿足LTE的需求人們還心存疑慮,。

　　由于LTE階段出現(xiàn)了基站之間的互聯(lián)需求(X2接口),，以及基站到服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)的多歸屬需求，因此與3G對承載網(wǎng)的需求將有所不同,。針對上述需求,，目前有兩種主要的解決方案。一種是建議采用端到端的路由器組網(wǎng)方案,；一種是采用L3+L2的組網(wǎng)方案,，即核心層采用L3技術(shù)組網(wǎng)，接入?yún)R聚層采用L2技術(shù)組網(wǎng)。由于端到端的路由器方案在網(wǎng)絡(luò)擴展性,、可管理性和可控性方面存在問題,，因此L3+L2的組網(wǎng)方案得到更多的認可和支持。該方案中的核心層可以采用路由器組網(wǎng),，也可以通過在PTN中引入L3功能來實現(xiàn),。下面主要對后一種方式進行討論。

　　L3功能主要包括IP路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能,，以及L3 MPLS VPN和L3組播功能,。由于IP流量和組播存在流量帶寬和路由的不確定性，因此很難提供嚴格的QoS保障能力,。如果在PTN中引入這兩種業(yè)務(wù),，為了避免對原有L2業(yè)務(wù)的影響，只能將這兩種業(yè)務(wù)設(shè)置為最低等級的業(yè)務(wù),。而L3 MPLS虛擬專用網(wǎng)(VPN)由于是基于MPLS實現(xiàn),，因此可以采用前面提到的基于MPLS的流量工程和區(qū)分服務(wù)機制來保障業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。同時還可以在 MPLS VPN中支持L3組播,，同樣可以保證服務(wù)質(zhì)量,。

　　綜上所述，對于需要提供有質(zhì)量保證的L3業(yè)務(wù),，建議在PTN中以L3 MPLS VPN的方式提供,。而對服務(wù)質(zhì)量沒有要求的L3業(yè)務(wù)，可以直接采用IP路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能來實現(xiàn),。

　　4 數(shù)據(jù)平面環(huán)回功能

　　現(xiàn)有的PTN設(shè)備只支持OAM的環(huán)回功能(LB),。通過OAM LB可以驗證源、宿維護端點間的雙向連通性,，以檢測節(jié)點間及節(jié)點內(nèi)部故障,，但是并不能對故障進行準確的定位。如圖1所示,，如果PE2-PE3之間的鏈路發(fā)生故障,，通過OAM LB并不能確定是PE3出現(xiàn)故障還是PE2-PE3之間的鏈路發(fā)生故障。而如果支持類似SDH設(shè)備的數(shù)據(jù)平面環(huán)回,，即業(yè)務(wù)環(huán)回,，則可以通過對不同的點進行環(huán)回，實現(xiàn)對故障的準確定位,。

　　與SDH類似,，目前提出的PTN的數(shù)據(jù)平面環(huán)回包括遠端環(huán)回(入口環(huán)回)、近端環(huán)回(出口環(huán)回)和光纖環(huán)回(客戶環(huán)回)3種方式,。除了進行故障定位，光纖環(huán)回還可以進行單端業(yè)務(wù)性能測試，如雙向時延,、丟包率和吞吐量測試,，以方便進行現(xiàn)網(wǎng)測試。

　　由于分組傳送網(wǎng)已經(jīng)支持OAM的遠端和近端環(huán)回,，可以實現(xiàn)與數(shù)據(jù)平面的遠端和近端環(huán)回類似的功能,。因此本文認為應(yīng)首先實現(xiàn)光纖環(huán)回功能，以便能夠?qū)崿F(xiàn)準確的故障定位和單端測試,。是否需要支持數(shù)據(jù)平面的遠端和近端環(huán)回功能還需要進一步研究,。目前IETF和ITU-T正在對數(shù)據(jù)平面環(huán)回功能的標(biāo)準化進行討論。

　　5 結(jié)束語

　　PTN是運營商從現(xiàn)有2G移動回傳的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(MSTP)網(wǎng)絡(luò)演進的最佳方案,，定位于滿足 3G移動回傳,、企事業(yè)專線/專網(wǎng)等高品質(zhì)業(yè)務(wù)需求。2008—2009年,，中國三大運營商紛紛針對PTN承載3G移動回傳進行了全面的實驗室測試和現(xiàn)網(wǎng)試點應(yīng)用,，大力推進了設(shè)備商PTN產(chǎn)品成熟和商用化進展。中國移動已于2009年10—12月開始大規(guī)模集采基于MPLS-TP的PTN設(shè)備,，標(biāo)志著PTN 進入產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵期,。2010年，MPLS-TP的國際標(biāo)準化進展問題是業(yè)內(nèi)最關(guān)心的熱點問題,，并且MPLS-TP的國際標(biāo)準何時穩(wěn)定將直接影響PTN何時能從新技術(shù)引入發(fā)展到大規(guī)模應(yīng)用階段,。本文對PTN技術(shù)發(fā)展中幾個問題進行了探討，希望可以對PTN技術(shù)的發(fā)展和完善有所貢獻,。