分組傳送網(wǎng)（PTN）的生命力探討

曹洋 遼寧中移通信技術(shù)工程有限公司

分組傳送網(wǎng)（PTN）的生命力探討

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為了資源的高效整合，多項(xiàng)業(yè)務(wù)融合技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也帶來(lái)了技術(shù)上的挑戰(zhàn)，分組傳送網(wǎng)（PNT）技術(shù)能夠更好地滿足目前信息傳送和交換的需求，在技術(shù)發(fā)展迅猛的背景下對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的生命力探討具有重要意義。

分組網(wǎng)絡(luò)傳送（PTN） 生存性機(jī)制 T-MPLS

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們迎來(lái)了信息爆炸的時(shí)代，通過(guò)何種途徑能夠高效地整合信息資源、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)下最迫切的問(wèn)題。三網(wǎng)融合技術(shù)的廣泛應(yīng)用在為通訊行業(yè)帶來(lái)了業(yè)務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，也帶動(dòng)業(yè)務(wù)量的巨大增長(zhǎng)。三網(wǎng)融合可以簡(jiǎn)單地理解為業(yè)務(wù)的融合，在繼承傳統(tǒng)業(yè)務(wù)（話音、視頻、數(shù)據(jù)）的基礎(chǔ)上衍生出寬帶多業(yè)務(wù)傳送，如網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻郵件、圖文電視等諸多增值業(yè)務(wù)，但業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)需要更高效信息傳送技術(shù)。傳統(tǒng)的同步數(shù)字體系技術(shù)（SDH）、IP技術(shù)都不能滿足下一代信息的承載要求，能夠結(jié)合分組和光傳送網(wǎng)的PTN技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

一、分組傳送網(wǎng)概述

傳送網(wǎng)是綜合多種業(yè)務(wù)忘得承載網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)主要為業(yè)務(wù)網(wǎng)提供基礎(chǔ)傳送通道，其服務(wù)對(duì)象主要包括IP網(wǎng)絡(luò)及其支撐網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)等等。同步數(shù)字體系技術(shù)（SDH）主要是針對(duì)窄帶業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，在面臨寬帶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)就暴露出其技術(shù)上的缺陷。隨著IP業(yè)務(wù)的廣泛開(kāi)展，在其基礎(chǔ)上衍生的增值業(yè)務(wù)也不斷被提出，分組理論就是在此基礎(chǔ)上形成并應(yīng)用。龐大的信息傳遞，亟需綜合化、IP化、寬帶化的新載體。由于分組業(yè)務(wù)的兼容性更強(qiáng)大，其在市場(chǎng)中所占比例也日益擴(kuò)大，基于SHD的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP）應(yīng)運(yùn)而生，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展使得MSTP的生命時(shí)間大大縮短，MSTP在緩解一時(shí)之需之后，便暴露了業(yè)務(wù)融合統(tǒng)計(jì)復(fù)用方面的缺陷，同時(shí)也收到了來(lái)自3G網(wǎng)絡(luò)低成本的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

二、分組傳送網(wǎng)的生存機(jī)制

PNT技術(shù)相較于上一代技術(shù)，不僅在性能上有所提高，而且彌補(bǔ)了上一代技術(shù)的相關(guān)缺陷，但光纖傳輸寬帶的容量已經(jīng)輕松實(shí)現(xiàn)1TB/s的客觀事實(shí)，還是對(duì)于PNT技術(shù)的生存性提出了嚴(yán)格的考驗(yàn)。

所謂傳送網(wǎng)的生存性，是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于受到線路或者節(jié)點(diǎn)失效的直接影響而被迫停止的傳送業(yè)務(wù),具有利用額外或者備用的網(wǎng)絡(luò)容量,通過(guò)重置路由等手段還原業(yè)務(wù)邏輯連接的能力。從廣義上分析，生存性主要涵蓋以下四個(gè)方面，即故障檢測(cè)、定位、通知和修復(fù)。狹義的生存性只是包括保護(hù)機(jī)制和恢復(fù)機(jī)制兩個(gè)方面。

保護(hù)機(jī)制，是通過(guò)節(jié)點(diǎn)間預(yù)先分配的容量實(shí)現(xiàn)故障的修復(fù)，這里有兩種方案，其一是1+1保護(hù)方案，即為一個(gè)工作實(shí)體配備一個(gè)保護(hù)實(shí)體；其二是m:n保護(hù)方案，即n個(gè)工作實(shí)體共同享用m個(gè)保護(hù)實(shí)體。恢復(fù)機(jī)制與保護(hù)機(jī)制不同，它是利用節(jié)點(diǎn)間任何可以使用的容量完成的，也就是說(shuō)恢復(fù)機(jī)制沒(méi)有固定的備用實(shí)體，即不用預(yù)先分配容量，恢復(fù)模式的原理是實(shí)現(xiàn)為失效業(yè)務(wù)找到可替代的網(wǎng)絡(luò)連接，因此在網(wǎng)絡(luò)中需要留有一定比例的空間。

三、T-MPLS的生存性探討

T-MPLS技術(shù)是PTN技術(shù)的典型代表，2002年開(kāi)展了大量的技術(shù)研究工作，三年后該技術(shù)的諸多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)被確立。該項(xiàng)技術(shù)將原有的MPLS應(yīng)用在了傳輸層，實(shí)現(xiàn)了TDM和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的復(fù)合，另外還衍生除了OAM、QoS以及端到端的相關(guān)功能。T-MPLS的生存性包含兩種機(jī)制，其一是基于傳送平面的保護(hù)，其二是基于控制平面的恢復(fù)。

（一）保護(hù)機(jī)制

保護(hù)機(jī)制是生存性重要組成，該項(xiàng)機(jī)制是通過(guò)節(jié)點(diǎn)間預(yù)先分配的容量實(shí)現(xiàn)故障的修復(fù)。保護(hù)方法有兩項(xiàng)，一是1+1保護(hù)方案，即為一個(gè)工作實(shí)體配備一個(gè)保護(hù)實(shí)體；其二是m:n保護(hù)方案，即n個(gè)工作實(shí)體共同享用m個(gè)保護(hù)實(shí)體。

按照操作類型劃分，可以分為返回和非返回兩種類型。返回類型指在故障清除后,業(yè)務(wù)將恢復(fù)到工作實(shí)體中傳送。在這種情形下，得到工作實(shí)體故障的確認(rèn)檢測(cè)后并完成倒換工作，業(yè)務(wù)流由保護(hù)實(shí)體負(fù)責(zé)傳送，當(dāng)故障清除完畢后會(huì)進(jìn)入到等待恢復(fù)狀態(tài)然后進(jìn)入無(wú)請(qǐng)求狀態(tài)，這時(shí)業(yè)務(wù)流就會(huì)重新回歸到工作實(shí)體中。非返回類型是指當(dāng)?shù)箵Q請(qǐng)求終止時(shí),業(yè)務(wù)流不會(huì)重新回到工作實(shí)體,而是繼續(xù)在保護(hù)實(shí)體上傳送。

（二）恢復(fù)機(jī)制

T-MPLS恢復(fù)技術(shù)的生存機(jī)制是指，在控制面的參與下，使用網(wǎng)絡(luò)的空閑容量重新選擇新選路來(lái)替代出現(xiàn)故障的連接的機(jī)制。恢復(fù)機(jī)制同保護(hù)機(jī)制的同之處在于，恢復(fù)機(jī)制是利用節(jié)點(diǎn)間任何可以使用的容量來(lái)完成。由于沒(méi)有固定的實(shí)體進(jìn)行備用，因此尋找替代的網(wǎng)絡(luò)連接是算法恢復(fù)的重要渠道，T-MPLS恢復(fù)機(jī)制包括兩種方法：一是動(dòng)態(tài)重路由，二是預(yù)置重路由。

所謂預(yù)動(dòng)態(tài)重路由是指當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，即刻地通過(guò)計(jì)算備份路由、選擇備用資源以及建立新鏈接等程序代替遭受故障的連接。所謂置重路由，是指在故障發(fā)生前就設(shè)置計(jì)算好工作實(shí)體的恢復(fù)路由，當(dāng)故障發(fā)生后，該項(xiàng)設(shè)置立即啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的相關(guān)傳送。

但恢復(fù)機(jī)制的過(guò)程相較于保護(hù)機(jī)制需要花費(fèi)更多的時(shí)間用以信息倒換，因?yàn)檫@項(xiàng)過(guò)程包括了大量的信息資源建立和計(jì)算的時(shí)間。速度對(duì)于信息的傳遞非常重要，影響恢復(fù)時(shí)間的因素主要但不限于業(yè)務(wù)承載負(fù)荷度、網(wǎng)絡(luò)單元性能狀態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模情況等。為了提高數(shù)據(jù)資源的恢復(fù)效率，一項(xiàng)新的恢復(fù)機(jī)制——快速重路由（FRR）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這項(xiàng)技的優(yōu)勢(shì)在于：首先，能夠有效地提高恢復(fù)速度；其二，其設(shè)計(jì)原理就是備份是在LSP所經(jīng)歷的節(jié)點(diǎn)上完成的，而非是在起點(diǎn)上，正因?yàn)槿绱耍摷夹g(shù)智能地避免了可靠網(wǎng)絡(luò)的修護(hù)，并加強(qiáng)了薄弱環(huán)節(jié)的保護(hù)；其三，即使在沒(méi)有命令指示的情形下，依然可以根據(jù)預(yù)先的設(shè)置實(shí)現(xiàn)路徑保護(hù)。

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曹洋（1979.11-），男，遼寧鞍山人，大學(xué)本科學(xué)歷，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用。