分組傳送網(wǎng)(PTN)技術(shù)及發(fā)展分析

沙聯(lián)寶 馬志遠(yuǎn)

（同信通信股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090）

PTN技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢立足于網(wǎng)絡(luò)市場，并被廣范應(yīng)用于各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)端到端的可靠承載。但是，隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，PIN網(wǎng)絡(luò)同樣也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要不斷開放網(wǎng)絡(luò)能力，由于傳統(tǒng)的PIN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)受限，需要通過對(duì)其研究，不斷升級(jí)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最大化降低網(wǎng)絡(luò)的成本，提升網(wǎng)絡(luò)的使用效率。

1 體系架構(gòu)分析

PTN設(shè)備網(wǎng)絡(luò)分為三層，有接入層、匯聚層以及核心調(diào)度層（如圖1 所示）。一般來說，PTN技術(shù)是一種新型的承載技術(shù)，融合多方優(yōu)點(diǎn)，完美地繼承了SDH的理念，主要承載的是電信級(jí)以太網(wǎng)等相關(guān)業(yè)務(wù)，如下文介紹。

圖1 PTN 組網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1.1 PTN與SDH的建網(wǎng)差異

PTN技術(shù)主要是采用彈性管道的理念，用來對(duì)業(yè)務(wù)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)分組交換。同時(shí)，其段層的保護(hù)并未完全達(dá)到，對(duì)于端到端的業(yè)務(wù)采用LSP，雖然沒有群路和支路的區(qū)分，但是具有豐富的端口資源，節(jié)點(diǎn)配置比較復(fù)雜；對(duì)于SDH 來說，主要是采用固定管道理念，具有成熟的保護(hù)方式，用來對(duì)于TDM業(yè)務(wù)的開發(fā)，采用的群分支路，對(duì)于通道、VC12 等配置節(jié)點(diǎn)等比較簡單。在建網(wǎng)時(shí)差異性體現(xiàn)在：一是，采取總線型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)于匯聚/接入層的配置，單個(gè)骨干匯聚點(diǎn)會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來更多匯聚環(huán)，同時(shí)穩(wěn)定性比較高，接入能力優(yōu)。

1.2 PTN與SDH/MSTP 網(wǎng)絡(luò)間架構(gòu)的關(guān)系

架構(gòu)一：MSTP 和PTN實(shí)現(xiàn)共存的局面。前者主要是承載的是TDM業(yè)務(wù)，根據(jù)用戶不同的業(yè)務(wù)需求，利用PTN 技術(shù)來承載分組業(yè)務(wù)，通過在匯聚層以及核心調(diào)度層建設(shè)第二平面，促進(jìn)業(yè)務(wù)的擴(kuò)建；利用接入層滿足設(shè)備的承載，通過MSTP 插盤擴(kuò)容等方式解決TDME1的需求。

架構(gòu)二：建設(shè)PTN并替換MSTP，不斷增加業(yè)務(wù)量，最大化降低TDM業(yè)務(wù)的承載，借助于匯聚層等建設(shè)新網(wǎng)絡(luò)，接入層滿足站點(diǎn)的新增需求。一旦出現(xiàn)擴(kuò)容現(xiàn)象，將MSTP 替換為PTN設(shè)備。

架構(gòu)三：升級(jí)MSTP 并支持PTN 功能，通過MSTP 設(shè)備有效對(duì)內(nèi)核和接口進(jìn)行升級(jí)，以便滿足對(duì)于TDM和IP 類的業(yè)務(wù)的處理。為降低使用成本，采用升級(jí)優(yōu)化的MSTP，同時(shí)兼容PTN 功能是不錯(cuò)的選擇，但是站在長遠(yuǎn)的角度分析，PIN更加具備其獨(dú)特的優(yōu)越性——更易擴(kuò)展性，因此，最佳的選擇是MSTP 和PTN兩者共存形成兩個(gè)層面。

1.3 PTN與OTN組網(wǎng)架構(gòu)探討

架構(gòu)一：PTN獨(dú)立網(wǎng)組（拓?fù)浼軜?gòu)如圖2 所示），類似SDH，主要是核心層到接入層之間采用該組網(wǎng)設(shè)備，GE 速率組網(wǎng)設(shè)置接入層，組Mesh 結(jié)構(gòu)等核心層，匯聚層一般采用10GE 速率組網(wǎng)。利用核心層提供大的通道，主要解決轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)，利用匯聚層和接入層實(shí)現(xiàn)帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。該架構(gòu)有利于同步信號(hào)的傳送，實(shí)現(xiàn)對(duì)于業(yè)務(wù)的開通配置等，具有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但是擴(kuò)展性不強(qiáng)。

圖2 PIN 獨(dú)立組網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)

架構(gòu)二：OTN核心+PTN匯聚接入聯(lián)合組網(wǎng)（拓?fù)浼軜?gòu)如圖3所示）主要是提供大顆粒波分疏導(dǎo)，核心層利用OTN調(diào)度。該架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)展性好，但是難以管理，要求更高。

圖3 聯(lián)合組網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)1

架構(gòu)三：OTN核心匯聚+PTN接入聯(lián)合組網(wǎng)（如圖4 所示），兩者需要共同設(shè)置匯聚點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的控制和管理。但是如果在設(shè)備接入多個(gè)GEPTN 環(huán)時(shí)，需要雙掛接匯聚節(jié)點(diǎn)PTN 設(shè)備，借助于ONT 將調(diào)度落到PTN 設(shè)備，這一架構(gòu)擴(kuò)展性良好，能夠有效節(jié)約OTN匯聚環(huán)的波道資源，但是效率低下。為滿足網(wǎng)絡(luò)更加寬闊的接口和網(wǎng)絡(luò)更加靈活的流向，出現(xiàn)的S1 和X2 接口對(duì)PIN提出更高的要求，有兩種方案選擇：一是，利用PTN+CE 路由器，利用路由器完成IP 業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)和調(diào)度，能夠X2 接口的轉(zhuǎn)發(fā)功能等；二是，采用PTN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于端到端的組網(wǎng)，可以簡化L3VPN 方案，采用核心層實(shí)現(xiàn)IP 轉(zhuǎn)發(fā)能力，完成轉(zhuǎn)發(fā)和調(diào)度。從目前的使用效果來看，該方案更加成熟可靠，能有效降低網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)的靈活調(diào)度能力。

圖4 聯(lián)合組網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)2

2 實(shí)現(xiàn)協(xié)議分析

PTN技術(shù)支持的是雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接通道，實(shí)現(xiàn)分組傳送網(wǎng)有兩種：T-MPLS（傳送多協(xié)議標(biāo)簽）和PBT（運(yùn)營商骨干傳送），同時(shí)具有多種組網(wǎng)的能力其中，PTN各種技術(shù)演進(jìn)如圖5 所示。

圖5 PTN 各種技術(shù)演進(jìn)

T-MPLS是基于ITU-TG.805 進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，涵蓋多種功能實(shí)現(xiàn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的管理，有效解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)效率低下的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)，一旦面臨復(fù)雜業(yè)務(wù)，雖然可以采用VPLS方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，但是成本過于昂貴，一種新型的結(jié)合MPLS技術(shù)上的分組傳送技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生——改進(jìn)協(xié)議T-MPLS/MPLS-TP。該協(xié)議將客戶信號(hào)進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)去除MPLS無連接特性，實(shí)現(xiàn)有利于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送的業(yè)務(wù)，去除了協(xié)議的復(fù)雜性，簡化平面，去除不必要的操作利用成熟的標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的支撐，該業(yè)務(wù)更加嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)更加適宜傳送網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)。其中，T-MPLS架構(gòu)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)分為三層，有傳送平面、管理平面、控制平面，傳送平面實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的傳送以及信息和網(wǎng)絡(luò)的管理；管理平面主要實(shí)現(xiàn)的是管理功能，同時(shí)為平面之間提供協(xié)調(diào)操作功能等；控制平面主要是采用ASON/GMPLS協(xié)議，同時(shí)具有多樣功能，比如：選擇合適路由、發(fā)布鏈路狀態(tài)信息等。T-MPLS具有良好的生存性，主要是通過倒換技術(shù)和恢復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)對(duì)相關(guān)路徑進(jìn)行重新計(jì)算等。而PBT是基于IEEE802.1ah-PBB的擴(kuò)展，利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，使得其具有良好的兼容性。其主要具有面向連接的特征，利用系統(tǒng)和控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)完備的網(wǎng)絡(luò)功能，同時(shí)關(guān)閉傳統(tǒng)的系統(tǒng)功能，使得大幅度降低廣播包的泛濫。T-MPLS與PBT技術(shù)同時(shí)具備SDH的性能，較高的可靠性，是一種可運(yùn)營化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，但是兩者在實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等的方式不盡相同。前者能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，優(yōu)勢比較明顯，標(biāo)準(zhǔn)處于先列；后者主要是規(guī)避網(wǎng)絡(luò)缺點(diǎn)，成本比較低，但是標(biāo)準(zhǔn)化開展工作較晚，其在應(yīng)用上需要大量鏈接，缺乏公平性算法，不具備廣泛的通用性等。而T-MPLS具有良好的互通性，很多生產(chǎn)商的認(rèn)可，因此T-MPLS成為當(dāng)前PTN的主流技術(shù)。

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用優(yōu)勢

PTN其實(shí)現(xiàn)技術(shù)是一種綜合傳送網(wǎng)技術(shù)，包含同步技術(shù)、OAM技術(shù)、端到端QoS技術(shù)，交叉技術(shù)等。PIN技術(shù)在應(yīng)用方面具有廣泛的優(yōu)勢，得到廣大運(yùn)營商的青睞。主要有三個(gè)方面：一是，PTN在應(yīng)用上具有較強(qiáng)的兼容性強(qiáng)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的使用成本較低。它主要是利用各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的傳送，能夠最大限度保護(hù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，使得使用的成本比大幅度地降低，對(duì)現(xiàn)有的大的基站天線模塊的改造或設(shè)計(jì)，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難度和成本，借助于時(shí)間同步技術(shù)，降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安裝難度，同時(shí)便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，節(jié)省成本。二是，實(shí)現(xiàn)對(duì)于資源的共享，大幅度提高對(duì)于資源的使用效率，隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送模式不能滿足現(xiàn)有的用戶需求，需要借助于先進(jìn)的技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新。而PTN設(shè)備采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，能夠有效提升帶寬的使用效率，有效解決之前無法有效處理突發(fā)性業(yè)務(wù)的根本缺陷。三是，PTN具有較強(qiáng)的保護(hù)性，同時(shí)流量明確，是路由型的。能借助于自動(dòng)保護(hù)倒換實(shí)現(xiàn)對(duì)于路徑的保護(hù)，利用折回等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。

4 未來發(fā)展展望

考慮到分組傳送網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用需求，應(yīng)該予以多方面的考慮，首先需要采用非結(jié)構(gòu)化方式，滿足不同商家的需求；其次在實(shí)現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)時(shí)，應(yīng)著重考慮QoS，但是實(shí)際機(jī)制應(yīng)該予以進(jìn)一步的考究；再次建議采用同步以太網(wǎng)提供頻率同步，實(shí)現(xiàn)高精度同步方案；最后在OAM角度上應(yīng)該著重考慮OMA的業(yè)務(wù)能力，規(guī)范化OAM，同時(shí)，建議采用UMI 接口，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與OAM互通有無，規(guī)范NNI 接口，實(shí)現(xiàn)基于NNI的互通。

5 結(jié)論

綜上所述，PIN技術(shù)已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的環(huán)境下不斷趨于成熟和完善，應(yīng)該緊密結(jié)合網(wǎng)絡(luò)部署，完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理搭建，實(shí)現(xiàn)基于分組傳送網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)的最佳承載。