| 作者：烽火通信科技股份有限公司 张红彬/文 时间：2008-06-02 11:12:44 来源: 通讯世界 浏览次数：3605 | |||
目前业务网正处在发展转型时期，在电信业务IP化趋势推动下，传送网承载的业务从以TDM为主向以IP为主转变。未来的市场需要一种能够有效传递分组业务，并提供电信级OAM和保护的分组传送技术。在这样的需求驱动下，业界开始提出分组传送网（PTN）的概念，打造一个适合分组业务为主的传送网。就实现方案而言，在目前的网络和技术条件下，总体来看可分为以太网增强技术和传输技术结合MPLS两大类，前者以PBB-TE为代表，后者以T-MPLS为代表。当然，作为分组传送演进的另一个方向——电信级以太网（CE，Carrier Ethernet）也在逐步的推进中，这是一种从数据层面以较低的成本实现多业务承载的改良方法，相比PTN，在全网端到端的安全可靠性方面及组网方面还有待进一步改进。 PBT技术 面向连接的具有电信网络特征的以太网技术PBT最初在2005年10月提出，主要具有以下技术特征：基于MAC-in-MAC但并不等同于MAC-in-MAC、使用运营商MAC（Provider MAC）加上VLAN ID进行业务的转发、基于VLAN关掉MAC自学习功能，避免广播包的泛滥，重用转发表而丢弃一切在PBT转发表中查不到的数据包。 PBT希望基于现有城域以太网体系构架达到电信级运营要求，在电信级保护、可管理性、扩展性方面均有发展，也能提供低于50ms的恢复时间、以太网连接由网管系统进行配置等功能，同时运营商MAC对用户不可见，骨干网不需处理用户MAC，业务更安全；此外I-SID（I-TAG）突破VLAN ID的限制，可支持16M（24-bit）的业务实例。但由于多了一层MAC封装的硬件代价必然升高，且对POS支持的效率低在初期会是一个值得考虑的问题。在标准方面不成熟，产业支持少也是一个影响其应用的关键因素。从行业情况来看，个别厂家的路由器/交换机已支持PBT，在国外网络中已有应用。这种技术适合于已有大规模城域以太网，以以太网为业务主体的运营环境。 T-MPLS技术 T-MPLS（Transport MPLS）是一种面向连接的分组传送技术，在传送网络中，将客户信号映射进MPLS帧并利用MPLS机制（例如标签交换、标签堆栈）进行转发，同时它增加传送层的基本功能，例如连接和性能监测、生存性（保护恢复）、管理和控制面（ASON/GMPLS）。总体上说，T-MPLS选择了MPLS体系中有利于数据业务传送的一些特征，抛弃了IETF（Internet Engineering Task Force）为MPLS定义的繁复的控制协议族，简化了数据平面，去掉了不必要的转发处理。 T-MPLS从面向连接的分组传送角度扩展出发，通过上述一些机制使其达到电信级运营要求，包括在电信级保护、可管理性、扩展性方面考虑完善，如提供低于50ms的恢复时间；分级、分段的电路级管理，类似SDH的OAM；基于MPLS的帧及转发机制，对包括POS等接口的支持较好。但总体看来此技术的相应产业支持还不够成熟，预计2009年左右芯片才能完善。在应用场景上适合基于TDM业务为主向IP化演进的运营环境。 PTN典型技术比较 PTN可以看作二层数据技术的机制简化版与OAM增强版的结合体。在实现的技术上，两大主流技术PBT和T-MPLS都将是SDH的替代品而非IP/MPLS的竞争者，其网络原理相似，都是基于端到端、双向点对点的连接，并提供中心管理、在50毫秒内实现保护倒换的能力；两者之一都可以用来实现SONET/SDH向分组交换的转变，在保护已有的传输资源方面，都可以类似SDH网络功能在已有网络上实现向分组交换网络转变。 总体来看，T-MPLS着眼于解决IP/MPLS的复杂性，在电信级承载方面具备较大的优势；PBT着眼于解决以太网的缺点，在设备数据业务承载上成本相对较低。标准方面，T-MPLS走在前列；PBT即将开展标准化工作。芯片支持程度上，目前支持Martini格式MPLS的芯片可以用来支持T-MPLS，成熟度和可商用度更高。在现实中的应用以及其对成本和收入的影响将会是判断它们是否成功的最终条件，现在判断谁会胜出还为时尚早。 PTN解决方案 PTN产品为分组传送而设计，其主要特征体现在如下方面：灵活的组网调度能力、多业务传送能力、全面的电信级安全性、电信级的OAM能力、具备业务感知和端到端业务开通管理能力、传送单位比特成本低。 为了实现这些目标，同时结合应用中可能出现的需求，需要重点关注TDM业务的支持能力、分组时钟同步、互联互通问题。 TDM业务的支持方式 在对TDM业务的支持上，目前一般采用PWE3（Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，端到端伪线仿真）的方式，目前TDM PWE3支持非结构化和结构化两种模式，封装格式支持MPLS格式。 分组时钟同步 分组时钟同步需求是3G等分组业务对于组网的客观需求，时钟同步包括时间同步、频率同步两类。在实现方式上，目前主要有如下三种：同步以太网、TOP（Timing Over Packet）方式、IEEE 1588V2。 互联互通问题 PTN是从传送角度提出的分组承载解决方案。技术可以革命，网络只能演进。运营商现网是庞大的MSTP网络，MSTP节点已延伸至本地城域的各个角落。PTN网络必须要考虑与现网MSTP的互通。互通包括业务互通、网管公务互通两个方面。 目前在商用化方面来看，鉴于标准、产业成熟度、关键问题的解决进度等问题，各个厂商在标准、产品等方面虽然都投入了不少精力，但总的来说，推出解决方案和成熟产品的企业并不是太多，实际商用的并不多。烽火通信作为国内优秀的通信产品及解决方案提供商，在光通信和数据通信领域的深厚技术积累为技术和产品转型赢得了先机。作为国内最早开始研发MSTP设备的制造商之一，从2000年开始研发到2003年后大规模的商用的过程中，积累了丰富的数据和传输经验，并在此过程中不断完善MSTP产品，通过了各大运营商的大型测试。作为光谷的龙头企业，多年来承担了众多的相关“863”项目，如完成在MPLS技术上的“具有虚拟专用网功能的多业务传送平台实现技术”，并成功通过验收和商用，积累了丰富的MPLS技术和应用经验；完成了“863”项目“自动交换光网络节点设备研制与系统试验”，在控制平面上积累了丰富的研发和商用工程经验；完成了“863”项目“基于千兆以太网的宽带无源光网络系统”，以多项领先的技术和成熟稳定的产品领航FTTx市场，其中包括TDM over IP技术。这些技术的积累和成熟产品的应用，都为基于分组技术的光传送网的研究和产品开发打下了深厚的基础。 PTN应用及引入策略 分组化是光传送网发展的必然方向，未来本地网依然在相当长的时间内面临多种业务共存、承载的业务颗粒多样化、骨干层光纤资源相对丰富等问题，在考虑PTN产品网络引入的过程中，需要注意引入策略和网络承接性的问题，在现有的网络中引入分组传送技术和设备还是应该非常慎重，逐步分步实施： * 首先PTN（Packet Transport Network）的切入应该是在FE成为主流的业务接口后再逐步实施。由于分组传送设备产业链的成熟将稳步推进，在2010年后才会相对成熟，同时技术标准的选择和芯片厂家、设备商的支持度等因素均会影响到演进的节奏。 * 而核心层采用的OTN/WDM技术目前正在逐步成熟，可以逐步商用，但由于目前OTN技术的不同模块发展极不平衡，所以对于商用的步骤应有所考虑，建议现阶段可以考虑引入G.709接口，2008年后可考虑引入目前基本成熟的ROADM设备，2009年后再考虑引入OTN的电交叉设备。 * 在Packet Timing标准和产业链成熟后，可以正式切入全业务运营的分组传送网。 * 最终可实现PTN+OTN+WDM的城域传送网全面分组化演进。 在建设方式上，可以考虑采用业务分担式的二平面方式，通过本地核心汇聚层到接入层的自上而下的引入策略，最终实现网络向扁平化方向发展。 结束语 IP化是网络发展的必然趋势，面临技术和网络转型期的通信业正在积极跟进相关技术和产业的发展动向。目前作为分组传送网的代表技术PBT、T-MPLS还面临着标准、芯片成熟度、产品成熟度和应用模式等多方面的完善问题，同时任何一种技术的网络规模应用都是一个逐步演进的过程，客观的去看待技术的更新和网络的演进是变革时期整个产业链都需要思考的问题。 | |||
Feb 28, 2009
PTN技术及应用探讨
融合为分组传送技术带来新机遇
关于下一代网络的架构，有一个非常形象的比喻，软交换/IMS是核心和中枢神经，下一代承载/传送网络是骨架，下一代业务平台是血肉，而下一代接入层网络则是支撑整个生命体的毛细血管。其中，业务传送网络由于承载了运营商寄予无限希望的丰富多彩的业务，成为支撑整个电信网络的骨干框架。事实上，我们现在所谈论的电信网络转型，从某种角度来说是要改变一种网络承载一种业务的“竖井结构”这一框架，打造一个扁平化的分组化业务网络，这一重担自然而然地将业务传送网络推到了转型的最前沿。
一直以来，业务传送网络的演进就没有停止过。在城域网层面，从早期的SDH，到已经成为主流的MSTP传送平台，及至现在人们日渐关注的电信级以太网CE和分组化传送网络PTN，业务传送技术总是在努力适应着业务形态的急剧变化，呈现出一些新的特点和亮点。
三网激情碰撞催生新型传送网络
网络融合是我们所处的电信时代最为时髦的一个概念，但是我们可能很少去思考，究竟这种融合带来的激情碰撞将最可能发生在网络的哪些层面。传统电信网络与数据网络的交叉融合，以及未来的三网融合，都将焦点集中在了城域网络，因为城域传送网络是传统广域网和局域网连接的桥梁，也是底层传送网、接入网和各种业务网络的汇聚点。有专家指出，城域网处在高度竞争和开放的环境中，受用户和应用的驱动，业务类型的多样化和业务流向流量的不确定性，使其催生出一些新的衍生体：SDH多业务平台、电信级以太网多业务平台以及极具未来色彩的PTN网络，就是受到业务的多样性、IP化等特点催生出的创新网络。
一方面，业务形态的变革使得新型的业务传送、承载网络在不断演进。HeavyReading最近一份针对下一代组网技术的主要驱动因素对全球60个主流运营商进行的调查结果显示，三重播放、电信级以太网、可管理的VPN、VoIP、高速因特网接入和3G等应用位于前列。这表明业务承载的IP化趋势已经在业内达成共识，未来的光传输网络将主要负责IP/以太网流量的传送，为分组的流量特征而优化，于是具有智能化、融合化、宽带化、综合化的业务传送网络走进人们的视野，CE、PTN技术在网络转型中逐渐发力。
另一方面，各种信息应用需求的迅猛增长为新型业务传送网络的发展提供了沃土。目前，随着网络经济的迅速崛起，各种应用陆续推出，“电子商务”、“企业上网”、“政府上网”、“智能化小区”、“信息港”、“城域网”等建设的兴起，语音、数据、图像等多媒体通信的需求日益增长，这些都让城域网成为信息高速公路建设的重要部分。从这个意义上讲，CE、PTN等骨干技术的兴起也就是水到渠成的事了。
网络成熟度在转型中逐渐提升在
ALLIP的背景下，分组化多业务传送技术PTN和CE通过在统一的分组转发平面上承载不同的业务，简化了网络管理和维护，提高了业务汇聚的能力，因此受到越来越多运营商的青睐。从技术原理角度来讲，它们的本质几乎是相同的，都以PBT和T-MPLS协议为核心，具有很多技术优势。从产业发展角度来看，它们还处在一个逐渐完善的过程，特别是PTN技术。
由于传统以太网具有众多优势，包括技术成熟、性价比高、操作维护简单、用户接入无限制、应用灵活等，所以运营商希望在此基础上发展起来的CE能在IP业务大发展的背景下，发挥出这些优势，降低成本。但我们也应该看到，在引入电信级特征的时候，就应该使其控制平面功能尽量简化，但目前CE的网管和控制平面功能处在起步阶段，还有待完善。相比之下，PTN的起步就更慢一些，经过长时间的摸索，PTN的标准在2007年逐渐达到成熟。但客观上，能够推出真正意义上成熟PTN解决方案和产品的企业并不是太多，著名厂家诺西、爱立信等还没有出现成熟的商用产品，只有阿尔卡特朗讯和北电两家拥有较成熟的解决方案和现场实例。其中，阿尔卡特朗讯主推其1850TSS产品，他们介绍该产品通用矩阵的设计可使单一的平台由提供基于TDM和PDH的业务平滑转向提供汇聚、交换或点到点的以太业务，在业界有了不少尝试。此外，PBT的主要倡导者北电也有一些相关的产品得以应用。
在迈向分组化业务传送网络架构的过程中，CE和PTN技术承担着重要的责任，虽然目前在整体的产品成熟度和商用化进程上还有欠缺，但我们有理由相信，它们凭借鲜明的技术特征将会在网络转型中发挥更重要的作用。
引入分组化业务传送技术需循序渐进
由于不同的运营商在网络现状和业务需求上存在着差异，因此，CE和PTN在运营上的应用模式和前景也各有不同。比如，现在很多大的运营商都已经拥有了比较完善的城域数据网。从业务需求来看，宽带汇聚网主要承载的业务包括公众用户的宽带接入流量、大客户专线接入、软交换AG承载以及IPTV的流量。目前，对于百兆及以下速率和对可靠性要求较高的应用场合，采用MSTP较多，而存在裸光纤的场合和GE以上大颗粒业务，采用直驱的方式较多。根据这种情况，我们在引入电信级以太网的时候就应该注意到它的定位，让它承载上述业务显然有违保护投资，充分利用现有资源的原则，所以我们应当将CE作为一张汇聚网络，它的定位应该是在城域网中的业务控制点以下和“最后一公里”之上的宽带流量控制。渐渐地，当电信级以太网汇聚网络规模逐渐扩大后，再逐步增强其面向连接的特性，实现端到端的业务提供和QoS保障。
同样，我们在向PTN演进的过程中，也应当将平滑过渡视为重中之重。我们应该注意到，尽管传统TDM业务的比例正逐步减少，但其绝对业务量仍保持继续增长的态势，并将在一个相当长的时期内仍是运营商重要的收入来源。因此，我们在引入PTN时应该兼顾TDM业务的客观状况，逐渐将TDM电路的传统传输设备平滑升级到能提供点对点的以太传送、汇聚、交换的PTN平台，构建承载各种业务的融合网络。
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总之，在网络、业务融合的大背景下，处在桥梁要塞地位的分组化传送网络迎来了很多机遇，它的发展将有力地推动整个电信网络的转型。虽然它们的标准、产品设备和组网模式还有一些未知的领域，但是，我们坚信，这座“桥”一定能扮好重要角色，在网络演进舞台上给人留下深刻印象。
双域双平面：面向未来的全业务承载网建设方案
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在接入汇聚层，3G建网及全业务运营初期要求承载网具备多业务接口、并提供电信级端到端的OAM和保护能力，而中后期会有更高要求：带宽需求更大，需要传输设备具有带宽统计复用等功能，以节省资源消耗。此外，3G移动业务有不同的优先级，如果传输设备能区分业务的优先级，保证语音和视频通话等优先级高的业务的带宽，将能够更高效地利用带宽，承载网也能为业务网提供优质的保障。
在核心骨干层，全IP化对承载网核心骨干层的传输网络的挑战主要体现在带宽需求和业务调度方面。在核心骨干层的2.5Gbit/s，10Gbit/s，10GE等接口大量出现，对于2.5G和10G大颗粒业务的调度要求越来越多。
对于运营商来说，3G和全业务的发展，应承载先行。传送承载网作为基础网络，具有适度超前、生存期长的特点。承载网建设可统一规划，分布实施，从核心层到接入汇聚层自上而下，具有前瞻性的以高质量、低成本、可持续发展的绿色传送网络来支撑业务网。在技术选择方面，运营商面临着多种选择。在接入汇聚层有如下技术方案：
* MSTP方案：MSTP EOS设备简单实用，能利用现有网络资源，性价比高，但对数据业务的承载效率不高、处理能力不足，一般在对成本较敏感的接入层采用。
* E-MSTP（增强型MSTP）方案：是对传统MSTP的深化和全面提升，完全兼容传统MSTP，继承了MSTP语音承载优势。E-MSTP既能满足2G大量E1需求，又能提供数据业务的感知区分服务和统计复用能力，缓减带宽压力，增强可控性，提升收益率，并具备向PTN网络平滑演进的能力。E-MSTP适合在出现大量数据业务，传统MSTP无法满足需求的热点区域采用。
* CWDM补充方案：CWDM可节省光纤资源、提供较高的带宽，并具有完善保护机制和成熟的电信级应用，性价比较高，是一种合适的承载网接入汇聚层补充方案。3G网络采用BBU+RRU时，可采用CWDM来复用RRU上联的光波长。
* PTN/CE方案：PTN技术是数据网技术和SDH技术的结合，采用包交换的内核，引入了类似SDH的OAM和保护，但目前标准、产业链还不成熟，预计在2010年后，可适时地在CBD、城市热点等地区建设PTN网络来承载海量的3G数据业务，进而向其它业务延伸。
* 以太网方案：以太网由于技术简单实用、成本低，在局域网得到广泛应用，目前也开始向城域网扩展，但面临QoS、OAM、保护能力、安全性等问题还需解决。适合用在成本敏感、带宽压力大的场景。
在核心层有如下技术方案：
* MPLS：MPLS综合了三层IP的智能和二层ATM的快速交换，还支持网络管理、流量工程、QoS，目前MPLS VPN也已经成熟并逐步应用，而且MPLS使得IP over SDH over Optical模式直接发展成为IP over Optical。
* DWM/OTN：OTN是基于OTH的传送技术，集传送和交换能力于一体，是承载宽带IP业务的理想平台，从光域看，提供了标准的物理接口，从电域看，OTN保留了许多传统SDH的特点，同时提供对更大颗粒业务的透明传送。OTN标准发布后，由于其非常适合WDM的特点，而且有利于推进不同厂家波分设备的互连互通，所以迅速成为WDM设备的事实标准。
在宽带、IP化等大环境下，IP/MPLS over WDM/OTN是核心层的主要应用方式。
中兴通讯认为目前合适的承载网方案可分为双域双平面，双域为路由域、传送交换域，双平面即传送平面和交换平面。路由域在RNC、BRAS和SR以上，采用IP/MPLS路由器+WDM/OTN共同组网。传送交换域分传送平面和交换平面，传送平面初期采用MSTP/E-MSTP用于承载3G、大客户等高价值电信业务，CWDM作为补充。在后期，逐步引入PTN/CE设备；交换平面用于承载宽带上网等高带宽需求业务，初期可采用低成本大容量增强以太网交换机，降低每比特成本。后期将向PTN/CE演进。
采用两个平面的建网思路，不仅可以避免固网宽带业务的不断扩容带来的网络影响，也有利于提高电信业务的安全性。
ALL IP更多的是指业务网的IP化，承载网将适应ALL IP的趋势，从接口的IP适应性演进到内核IP化，这是个渐进演进的过程。IP数据网和光传送网将同时发展，并逐步融合。
明晰了承载网的未来发展，中兴通讯在PTN/OTN技术上有丰富的积累，2007年便参加了欧洲高级网络测试中心（EANTC）的技术规范及多厂家互通的测试，实现了与主要厂商产品的互通，并在保护测试中表现突出。2008年参加了中国移动的PTN测试，在各项测试中受到运营商的好评。
中兴通讯的承载网解决方案既顺应了全球承载网发展的趋势，又充分考虑国内现网实际情况，能够充分利用现网资源，以成熟可靠、充分满足业务网需求、可扩展性强、面向未来的承载网方案为3G/LTE及全业务提供坚强支撑。
Feb 8, 2009
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