《電子技術應用》
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PTN應用展望解析
摘要: PTN技術自提出后便獲得了快速發(fā)展,并已成為本地、城域傳送網(wǎng)IP化演進的主流技術之一,在現(xiàn)網(wǎng)中獲得了大量的應用。全球許多運營商都非常青睞PTN技術,他們紛紛組織測試、驗證PTN技術與產(chǎn)品,其中領先的
關鍵詞: NGN|4G PTN技術 IP OAM
Abstract:
Key words :

1 引言

PTN技術自提出后便獲得了快速發(fā)展,并已成為本地、城域傳送網(wǎng)IP化演進的主流技術之一,在現(xiàn)網(wǎng)中獲得了大量的應用。全球許多運營商都非常青睞PTN技術,他們紛紛組織測試、驗證PTN技術與產(chǎn)品,其中領先的運營商已開始建設PTN商用網(wǎng)絡,用于移動回傳以及組建企業(yè)專網(wǎng)等。其中,包括Vodafone 等運營商在2008年成功部署了PTN網(wǎng)絡,并且取得了良好的效果;2008—2009年,F(xiàn)T/Orange,Telefonica/O2,T- Mobile等在全球排名位列TOP10的跨國運營商,也紛紛引入PTN用于移動承載網(wǎng)的建設。

在國內(nèi),中國移動2009年投資30億元建設PTN,業(yè)內(nèi)人士預計中國移動2010年在PTN的投資規(guī)模將超過50億元,并已在2010年5月開始集采及測試工作。中國電信和中國聯(lián)通也對PTN技術進行了積極的研究與測試,并在積極推進試商用進程。

2 國內(nèi)PTN測試情況

(1)中國移動測試情況

中國移動在2008—2009年先后組織了3輪PTN技術測試,測試內(nèi)容包括全業(yè)務支持、管理維護、時鐘、壓力測試、設備與網(wǎng)絡安全等,測試廠家包括烽火、華為、中興、阿朗、泰樂和UT等。

第一輪:2008年8~9月,由工業(yè)和信息化部電信傳輸研究所主持對PTN技術與產(chǎn)品的摸底測試,包括全業(yè)務支持,OAM,QoS,保護倒換,同步等詳細內(nèi)容;2008年10月,PTN與MSTP和路由器互通測試;2008年11月,PTN與2G/3G基站互通測試。

第二輪:2009年3月中旬~4月底,為現(xiàn)網(wǎng)測試。又可分為兩個階段,第一階段是驗證各種分組城域網(wǎng)技術在單廠家組網(wǎng)方式下的可行性和差異性,重點驗證現(xiàn)網(wǎng)復雜環(huán)境下,網(wǎng)絡承載實際基站業(yè)務和全業(yè)務的能力,以及網(wǎng)絡的運營和管理維護能力,并為下一步網(wǎng)絡演進和部署提供組網(wǎng)思路和方案,為今后中國移動城域傳送網(wǎng)的建設提供依據(jù);第二階段主要驗證多廠家互聯(lián)互通以及多技術混合組網(wǎng)的可行性。

第三輪:2009年5~6月,各廠家PTN互聯(lián)互通測試。2009年9月,中國移動進行PTN集采前選型測試,增加滿配置LSP數(shù)量下壓力測試、雙歸保護等部分項目及功耗測試;2009年10月,中國移動進行PTN與基站時間同步互通測試;2009年12月,中國移動進行時間同步互通測試。

2010年5月,中國移動組織了2010年PTN設備集采測試。

(2)中國電信測試情況

2009年7~8月,中國電信組織了PTN測試,測試內(nèi)容包括全業(yè)務支持,OAM,QoS,保護倒換,同步等詳細內(nèi)容,參測廠家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等;2009年10月~2010年1月,進行現(xiàn)網(wǎng)試點。

(3)中國聯(lián)通測試情況

2009年11~12月,中國聯(lián)通第一階段測試;2010年1月,第二階段測試;2010年4月,重啟互聯(lián)互通測試。參測廠家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等。

中國聯(lián)通測試包括功能與性能測試、互通與業(yè)務場景測試等兩大部分。其中,前者包括業(yè)務承載,業(yè)務性能,標簽處理能力,網(wǎng)絡保護,QoS功能,OAM功能,設備能力,分組時鐘功能,網(wǎng)管,控制平面功能測試共10 個部分的內(nèi)容;后者包括PTN 設備互通測試,PTN 與MSTP 設備互通測試,PTN 與IP 數(shù)據(jù)設備互通組網(wǎng)測試,PTN與WCDMA網(wǎng)絡互通組網(wǎng)測試方案,PTN 綜合業(yè)務承載測試方案共5 個部分。

(4)烽火通信PTN系列產(chǎn)品參測情況

烽火通信CiTRANS全系列PTN產(chǎn)品參加了以上各運營商組織的全部測試,功能和性能均滿足要求,并在各測試中表現(xiàn)優(yōu)異,獲得各運營商廣泛認可。

3 PTN國內(nèi)現(xiàn)網(wǎng)應用情況

(1)中國移動

大型本地或城域承載網(wǎng)典型組網(wǎng)如圖1所示:3G基站業(yè)務通過FE光/電口接入PTN接入環(huán),通常PTN接入環(huán)以GE速率組網(wǎng)。在有條件的網(wǎng)絡中,GE接入環(huán)通常以雙節(jié)點與匯聚環(huán)跨接,匯聚環(huán)以GE/10GE接口通過核心/骨干層的OTN透傳到核心層PTN設備。核心層設備以GE光接口與RNC對接,實現(xiàn)基站到RNC的回傳承載。

圖1 大型本地或城域承載網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

這種組網(wǎng)方式可使用全程LSP 1+1/1:1端到端保護,類似MSTP的全程通道保護方式,實現(xiàn)承載網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)絡保護。核心/骨干層PTN設備和RNC間也可通過雙歸保護實現(xiàn)PTN與 RNC對接的保護。3G和專線業(yè)務通過PTN接入設備上的FE光/電接口直接接入PTN網(wǎng)絡;2M或STN-1等業(yè)務則通過PTN接入設備上的仿真盤接入 PTN網(wǎng)絡。

在小型的本地或城域承載網(wǎng)中,也可以沒有核心/骨干層的OTN設備,PTN匯聚環(huán)直接和核心層PTN對接。

(2)中國電信和中國聯(lián)通

中國電信、中國聯(lián)通在積極組織測試的同時,也已在各地積極推進試商用,都是以PTN承載3G和專線業(yè)務等。

圖2所示為PTN設備用于中國電信或中國聯(lián)通同時承載基站回傳和固定接入業(yè)務時的組網(wǎng)示意圖,由圖可見,PTN設備可同時接入基站E1電路,基站FE電路,AG業(yè)務,OLT語音業(yè)務,網(wǎng)吧基礎數(shù)據(jù)業(yè)務和客戶專線業(yè)務等,可以很好地滿足中國電信、中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)和后續(xù)網(wǎng)絡發(fā)展的需要。

圖2 基站回傳、固定接入并重的全業(yè)務承載網(wǎng)示意圖

 

(1)時間同步

PTN網(wǎng)絡中,目前均采用IEEE 1588v2實現(xiàn)時間同步。IEEE 1588v2定義了3種時鐘模式:普通時鐘OC(Ordinary Clock)、邊界時鐘BC(Boundary Clock)和透明時鐘TC(Transparent Clock)。OC通常是網(wǎng)絡始端或終端設備,該設備只有一個1588端口,該端口只能作為SLAVE(從端口)或MASTER(主端口);BC是網(wǎng)絡中間節(jié)點時鐘設備,該設備有多個1588端口,其中一個端口可作為SLAVE,設備系統(tǒng)時鐘的頻率和時間同步于上一級設備,其他端口作為MASTER,可以實現(xiàn)逐級的時間傳遞;TC是網(wǎng)絡中間節(jié)點時鐘設備,可分為E2E TC(End to End TC)和P2P TC(Peer to Peer TC)兩種。

在PTN網(wǎng)絡中,IEEE 1588v2實現(xiàn)時間同步主要有兩種模式,即BC模式和TC模式。但根據(jù)測試情況和技術實現(xiàn)復雜度來看,目前更傾向于采用BC(Boundary Clock)模式,烽火公司PTN系列產(chǎn)品默認支持BC模式,在各運營商組織的各次測試中性能優(yōu)異,獲得肯定,完全滿足3G對時間同步的需求。

(2)L3VPN( Virtual Private Network,虛擬專用網(wǎng))

為了滿足未來LTE的S1多歸屬和相鄰X2接口通信的承載需求,PTN設備需要具備L3VPN的演進能力。

我們知道,LTE引入了兩個新的接口S1和X2,S1-Flex機制可以讓一個eNB連接到多個SGW/MME(區(qū)域池),它是從eNB到EPC的動態(tài)接口,主要用于提高網(wǎng)絡冗余性以及實現(xiàn)負載均衡,目的是實現(xiàn)靈活的業(yè)務調(diào)度和保護;X2是相鄰eNB間的分布式接口,它承載信令和少量切換數(shù)據(jù),主要用于移動性管理相關信息的傳遞,用以改善用戶跨基站的移動切換時刻的體驗。

目前,業(yè)界傾向于要求核心層PTN設備支持L3VPN以解決LTE無線業(yè)務的回傳。

(3)網(wǎng)絡保護

PTN網(wǎng)絡支持的保護方式具體如下:

●PTN網(wǎng)絡內(nèi)的保護方式

PTN網(wǎng)絡內(nèi)的線性保護包括單向/雙向1+1路徑保護、雙向1︰1或1︰N (N >1)路徑保護、單向/雙向1+1 SNC/S保護和雙向1︰1 SNC/S保護。

PTN網(wǎng)絡內(nèi)的環(huán)網(wǎng)保護包括Wrapping和Steering兩種保護機制,目前基本采用Wrapping保護機制。

●分組傳送網(wǎng)與其他網(wǎng)絡的雙歸保護

PTN網(wǎng)絡內(nèi)保護和接入鏈路保護相配合,實現(xiàn)在接入鏈路或PTN接入節(jié)點失效情況下的端到端業(yè)務保護。

圖3所示為節(jié)點A到RNC之間的業(yè)務用雙歸保護方式實現(xiàn)業(yè)務的保護。業(yè)務主用路徑為節(jié)點A-B-C-D-RNC,備用路徑為節(jié)點A-G-F-E-RNC。

圖3 雙歸保護

故障情況下(見圖4),當PTN網(wǎng)絡部分主用路徑發(fā)生故障,且節(jié)點D和RNC之間也發(fā)生故障時,業(yè)務的路徑變?yōu)楣?jié)點A-G-F-E-RNC。

圖4 故障情況

5 PTN技術蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀

PTN技術的發(fā)展歷程是T-MPLS到MPLS-TP的歷程。早在2005年,國際電信聯(lián)盟電信標準部門(ITU-T)SG15就開始了T-MPLS的標準化工作。T-MPLS是在MPLS技術的基礎上,基于傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡架構對MPLS進行了簡化,去掉了與面向連接無關的技術內(nèi)容和復雜的協(xié)議族,增加了傳統(tǒng)傳送網(wǎng)風格的OAM和保護方面的內(nèi)容。2006年,ITU首次通過了關于T-MPLS的架構、接口、設備功能特性等3個標準建議,隨后OAM,保護,網(wǎng)絡管理等方面的標準建議相繼制訂。

2007年,IETF出于MPLS利益之爭以及兼容性問題,開始阻撓ITU-T通過T-MPLS相關標準;2008年2月,ITU-T同意和IETF成立聯(lián)合工作組(JWT)來共同討論T-MPLS和MPLS標準的融合問題。聯(lián)合工作組(JWT)由ITU-T的T-MPLS Ad Hoc組和IETF的MPLS互操作性設計組(MEAD)組成,專門做T-MPLS的評估工作;2008年4月,JWT經(jīng)過一系列的會議討論,決定 ITU-T與IETF合作開發(fā)相關標準,ITU-T將傳送的需求提供給IETF,并通過IETF的標準程序擴展MPLS的運行維護管理、網(wǎng)絡管理和控制平面協(xié)議等,使之滿足傳送的需求,技術名稱更改為MPLS-TP,由IETF定義MPLS-TP,MEAD負責。

 

截止到目前,IETF已通過多個RFC(見圖5),并在轉(zhuǎn)發(fā)機制,OAM,生存性,網(wǎng)管和控制平面等5部分繼續(xù)發(fā)展完善中,還有大量的草案有望在即將到來的IETF會議上獲得通過。

圖5 PTN技術發(fā)展歷程

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