從NG-SDH到PTN的多業(yè)務融合承載平臺
2008/05/30
新型業(yè)務不斷涌現(xiàn)，不但有WLAN、3G、WiMAX等無線業(yè)務，還有Triple play、HDTV、VoD、以太網(wǎng)商業(yè)用戶和存儲類業(yè)務等，這些業(yè)務都是天然的IP業(yè)務。不斷增長的數(shù)據(jù)業(yè)務需求進一步驅動傳送網(wǎng)絡的發(fā)展和融合，要求新的融合的傳送網(wǎng)絡能夠繼承類似類似SDH的電信級特征和IP網(wǎng)絡的優(yōu)勢，例如快速保護倒換、可管理性、易用性、高效帶寬統(tǒng)計復用、多業(yè)務接口、網(wǎng)絡可擴展性、可測量的端到端QoS以及低成本。
事實上，當前運營商收入主要來源于TDM業(yè)務或基于TDM接口部署的業(yè)務，業(yè)務的調度基于SDH/NG-SDH網(wǎng)絡，網(wǎng)絡覆蓋廣，拓撲結構復雜多樣。因此，用統(tǒng)一的分組傳送網(wǎng)絡一步到位替代現(xiàn)有傳送網(wǎng)絡還不能影響客戶業(yè)務是不太現(xiàn)實的。為了減少復雜度，與現(xiàn)有網(wǎng)絡的協(xié)調操作，包括互連互通和統(tǒng)一管理，在引入統(tǒng)一的傳送網(wǎng)絡之前，必須作為重點問題加以解決。
NG-SDH面臨機遇和挑戰(zhàn)
NG-SDH的以太網(wǎng)專線傳送功能通過SDH的VC對業(yè)務進行承載和隔離，并利用SDH環(huán)網(wǎng)保護對業(yè)務提供可靠傳送，很好地滿足了大客戶專線業(yè)務的承載傳送要求，因而在城域網(wǎng)中得到了大量的應用。IPTV對業(yè)務的可靠承載傳送和帶寬的高效利用都提出了更高的要求。此外，3G技術的快速發(fā)展和HSPA技術應用也對傳送網(wǎng)絡提出了新的要求。
NG-SDH由于其技術的成熟性和良好的網(wǎng)絡保護功能，再加上NG-SDH運營網(wǎng)絡的廣覆蓋性，通過NG-SDH內嵌RPR對IPTV、3G數(shù)據(jù)業(yè)務提供良好的承載傳送，可以實現(xiàn)業(yè)務的快速開通和低成本建網(wǎng)，可以說是一個很好的建網(wǎng)思路。但現(xiàn)在NG-SDH仍然是以TDM作為內核，將出現(xiàn)適配分組業(yè)務的效率低，難以滿足新型動態(tài)數(shù)據(jù)業(yè)務的要求的等問題。因此未來的市場需要一種能夠有效傳遞分組業(yè)務，并提供電信級OAM和保護的分組傳送技術。
伴隨技術演進與電信業(yè)務IP化的變革，傳送網(wǎng)作為基礎的承載網(wǎng)絡必須適應上層業(yè)務的轉型和發(fā)展，表現(xiàn)在傳送設備從"分組的接口適應性"向 "分組的內核適應性"的演進。分組傳送網(wǎng)（PTN）逐步成為行業(yè)內認同的城域承載演進方向。
PTN技術任重道遠
分組傳送網(wǎng)（PTN）提供了在終端實體之間傳輸用戶分組數(shù)據(jù)的功能，以及控制和管理承載數(shù)據(jù)的傳送資源的功能。分組傳送網(wǎng)采用了遵照ITU-T Rec. G.805的面向連接的分組交換（CO-PS）技術。將分組交換核心引入到傳送網(wǎng)絡已經(jīng)成為業(yè)界從運營商到設備廠商的共識。依照技術基礎的不同，可以將這些PTN分為三種主要類型。
T-MPLS技術
Transport MPLS（T-MPLS）是核心網(wǎng)技術向下延伸。使用基于IP核心網(wǎng)MPLS技術，簡化復雜的控制協(xié)議，簡化數(shù)據(jù)平面，增加強大的OAM能力、保護倒換和恢復功能，提供可靠的QoS、帶寬統(tǒng)計復用功能。T-MPLS構建于MPLS之上，它的相關標準為部署分組交換傳輸網(wǎng)絡提供了電信級的完整方法。需要強調的一點是，為了維持點對點OAM的完整性，T-MPLS去掉了那些與傳輸無關的IP功能。
PBB-TE技術
帶流量工程的運營商骨干網(wǎng)橋（PBB-TE，簡稱PBT）是運營商骨干網(wǎng)橋（PBB）的改進，允許配置流量工程和保護。PBT在幾乎是在標準的提供商骨干網(wǎng)橋（PBBN）上添加路由配置而完成的。 PBT技術的主要優(yōu)點體現(xiàn)在關閉傳統(tǒng)以太網(wǎng)的地址學習、地址廣播以及STP功能，以太網(wǎng)的轉發(fā)表完全由管理平面進行配置；具有面向連接的特性，使得以太網(wǎng)業(yè)務具有連接性，以便實現(xiàn)保護倒換、OAM、QoS、流量工程等傳送網(wǎng)絡的功能；PBT技術承諾與傳統(tǒng)以太網(wǎng)橋的硬件兼容。
EoMPLS技術
Ethernet over MPLS（ EoMPLS）技術是在MPLS技術的基礎上簡化完成的，主要是使用MPLS協(xié)議建立的鏈路層承載Ethernet業(yè)務，通過PWE3技術完成多種業(yè)務的傳送。去掉了IP的無連接協(xié)議，保留了原有的鏈路控制協(xié)議，增強了OAM和保護功能。EoMPLS技術可以直接借用MPLS的控制平面完成連接的建立。
PTN是電信傳送分組化的新的設備形態(tài)。三種技術的共同特征，決定了三種設備在硬件形態(tài)上趨同，所不同的是設備內部運行的軟件核心。這可能也將最終導致三種技術走向融合。
在業(yè)務感知方面，分組傳送網(wǎng)應支持業(yè)務感知的傳送功能，有助于VoIP、視頻會議、Internet訪問、企業(yè)VPN、IPTV等應用的按需資源管理，能夠動態(tài)調整帶寬和QoS參數(shù)，帶來客戶體驗質量。業(yè)務感知能夠給不同用戶提供不同業(yè)務等級，進行業(yè)務分類和區(qū)分業(yè)務調度，滿足端到端的SLAs承諾，保證吞吐量、丟包率、時延和時延抖動指標以及超過指標的預處理機制。
端到端QoS機制依賴于傳送層技術。對于MPLS網(wǎng)絡，引入管道模型將客戶信號優(yōu)先級映射到MPLS封裝幀的EXP字段，MPLS隧道端到端QoS因此基于EXP字段和指配給該隧道的資源來保證，相應的QoS性能可以通過PTN相關的OAM機制來監(jiān)管。T-MPLS是MPLS數(shù)據(jù)平面的一個子集，端到端QoS可參考MPLS。PBT的端到端QoS標準仍在研究中，但可以參照IETF RFC3270定義的類似機制實現(xiàn)。
對于分組時鐘同步難題，現(xiàn)有GSM和WCDMA基站可以從與SDH/微波等同步傳送網(wǎng)連接的E1/T1線路上提取同步信息。而傳統(tǒng)以太網(wǎng)是個異步網(wǎng)絡無法保證網(wǎng)絡定時信息準確的傳遞到基站，各標準組織正在試圖解決這個難題，可選的方案有ITU-T G.8261同步以太網(wǎng)。
為了適應WiMAX和LTE階段同步需求，包括降成本的GPS替代解決方案，需要PTN網(wǎng)絡解決相位和絕對時間的同步，加快業(yè)務投放進程。改進的IEEE 1588 V2被一致看好可以用于PTN的時間同步技術，還有進展中相位同步以太網(wǎng)，各國際標準組織正在制定相應的技術規(guī)范。
PTN建設方案
從包括中國移動在內的許多跨國運營商實際需求出發(fā)，結合自身多年的技術積累和對PTN技術的理解與把握，中興提出更加合理的移動承載網(wǎng)絡解決方案，在既滿足當前網(wǎng)絡建設需要的同時，兼顧了網(wǎng)絡平滑演進能力和分階段分層次部署。圖1給出了移動承載網(wǎng)絡平滑演進路線圖，在用戶訪問量較小的郊區(qū)和鄉(xiāng)村，沿用現(xiàn)有的NG-SDH建網(wǎng)或擴容，保護既有的設備投資。對用戶量較大的密集城區(qū)和商業(yè)中心可以自上而下逐步引入PTN建設，業(yè)務網(wǎng)絡和承載網(wǎng)絡均實現(xiàn)IP化，提高帶寬利用率，節(jié)約建網(wǎng)成本，而且現(xiàn)網(wǎng)中替換下來的NG-SDH可以補充到網(wǎng)絡的邊緣或郊區(qū)。在分組業(yè)務比重較小且有少量增長的地理位置可以采用PTN和NG-SDH并重，一部分TDM業(yè)務繼續(xù)流向NG-SDH傳送，保證對網(wǎng)絡的影響最小，NG-SDH上的分組業(yè)務可以采用分路傳送方式流向匯聚點PTN設備，節(jié)約帶寬同時也方便網(wǎng)絡擴展。而且，NG-SDH和PTN可以基于統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，今后可以通過加載智能控制協(xié)議，如ASON/GMPLS，實現(xiàn)動態(tài)連接控制、自動發(fā)現(xiàn)、增強網(wǎng)絡生存性。
圖 1. UTRAN網(wǎng)絡演進路線
總結
當前，NG-SDH因為其電信級傳送特性優(yōu)勢，在固網(wǎng)、移動、移動固網(wǎng)綜合運營商網(wǎng)絡廣泛部署并取得重大成功，然后，面對業(yè)務向全IP化轉型及傳送網(wǎng)絡向分組交換內核轉型的挑戰(zhàn)，越來越多的主流運營商正在尋求一種更簡單的，經(jīng)濟有效的多業(yè)務融合的承載平臺，新的承載平臺要能兼容現(xiàn)有業(yè)務和網(wǎng)絡結構，包括對人力成本的考量，能夠做到兼顧以前網(wǎng)絡的管理維護方式和方法，同時要能提供電信級的OAM和保護恢復能力，增強對全IP和FMC承載應用的適應性。從NG-SDH到PTN的平滑演進，毋庸置疑將會繼承和超越NG-SDH的成功，我們拭目以待。
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