PTN技术原理介绍

◎光通信专家第一部分要点¾为什么需要PTN了解¾PTN是什么熟悉¾PTN发展过程了解个电视频道视频记录/回访交互视频应用高速互联网接入远程教育游戏移动业务集团业务家庭业务业务的驱动对接口、容量、网络架构、技术实现等方面均提出了要求数据网：¾部分省已建全省范围的城域数据网¾从全国范围来看城域数据网规模较小¾核心层一般采用L3IP/MPLS组网¾汇聚/接入层主要采用普通L2/L3交换机组网；采用星型、树型拓扑传送网：¾核心层：一般采用WDM和10G/2.5G的SDH设备组建环网（个别网状网）¾汇聚层：以2.5G的SDH和MSTP设备为主，辅以少量622M/155M设备组建环网节点数目一般为6~10个采用通道段保护¾接入层：主要采用622M/155M的SDH和MSTP设备，辅以微波、3.5G或其他无线接入技术¾主要组环网，根据接入光缆路由也可采用星型、树型或链型结构化、传送分组化7¾业务IP化，光网络承载主体分组化¾光网络的数据流量增长迅猛，并占据主导，各种业务都向IP化发展，新型业务也都是建立在IP基础上的光网络面临全面转型！时代TDM/ATM业务的透明传送——生存之本z3GR5之后IP/MPLS,Eth业务的高效传送——网络演进z固定、移动数据业务的统一传送——业务拓展z适应网络演进、业务发展的要求，无缝满足各阶段多业务传送需求z灵活的网络应用z和NodeB/RNC/MSC/GSN互联互通，适应TDM/ATM/IP/MPLS业务的建立和调整z支持当前2G及今后3GTDM/ATM/IP任意比例的混合业务的高效传送z全面支持未来“接入－汇聚－核心－汇聚－接入”端到端IP业务的高效传送z从接入到核心的强大的网络扩展能力z电信级传送质量z面向连接的分组传送，业务质量的区分和保证z面向连接的OAM机制，端到端管理和故障定位z基于SDH的时钟同步，精确的TDM定时信息提取z完善的保护和恢复机制，面向业务的端到端保护倒换2.5G/10GSDH带宽管理QinQVLANMACPWE3分组环VC-nvMPLSMPLSTDMVC128的发展与对分组传送的不足¾MSTP经历了三个阶段的较长期发展PDH接口ATM接口以太网接口STM-N接口ATM层处理VC映射二层交换二层交换RPRMAC层处理二层交换MPLS层处理再生段开销处理复用段开销处理交叉连接复用段开销处理再生段开销处理STM-N接口STM-N接口RPRMAC层处理GFPPPPLAPS02年MSTP模型04年MSTP模型增加部分05年MSTP模型增加部分¾MSTP上以太网业务的主要不足静态配置业务，效率、灵活性较差GFP封装时，以太网承载效率在80~90%左右主要支持单一等级业务，不能支持区分QoS的多等级业务大客户专线SDH组网EOS方式解决以太业务VCGEBTSNodeBBTSNodeBRNC/BSCRNC/BSCBRASBRASE1/FE/ATMEthernetEthernetNGMSTPE1/FE大客户专线SDHÐ网络双平面宽带X内核STM-NSTM-NGEBTSNodeBBTSNodeBRNC/BSCRNC/BSCBRASBRASE1/FE/ATMEthernetEthernetPTNE1/FE大客户专线ETH组网PWE3方式解决TDM业务宽带Packet¾MSTP向分组化继续演进的必要性：业务IP化，网络设备以太网接口越来越普及EoS的代价总是存在（PacketTransportNetwork）基本特性11¾分组传送网（PTN）保留了传送网的功能特征：通过分层和分域提供了良好的可扩展性；快速的故障定位、故障管理和性能管理等丰富的操作管理维护（OAM）；可靠的网络生存性，即支持快速的保护倒换；不仅可以利用网络管理系统配置业务，还可以通过智能控制面灵活的提供业务。¾分组传送网（PTN）在传送网中引入了分组特性：分组业务的突发性要求支持高效的统计复用，因此PTN必须支持统计复用功能；分组业务的CoS更加丰富，因此分组传送网必须提供面向分组业务的QoS机制，同时利用面向连接的网络提供可靠的QoS保障；分组传送网的业务提供更加灵活；支持电信级以太网业务，通过电路仿真机制支持TDM、ATM等传统业务；通过分组网络的时钟同步技术提供频率同步和时间同步。发展（ODUk调度）分组化PTN发展（MPLS-TP等技术）入技术（光层调度、单波长40G/100G）接入网（EPON）内涵¾PTN：PacketTransportNetwork，分组传送网。¾可以理解为分组化MSTP，内核分组化、继承MSTP的全部优点：•灵活的组网调度•链形、星型、环型、Mesh•无阻交叉•以分组为主的多业务传送•具备SLA的分组传送能力：FE、GE、10GE•TDM：E1、STM-N•电信级安全•网络保护倒换：小于50ms；Mesh恢复：ms级•关键部件：1＋1冗余•电信级的OAM•基于通路(Channel)、通道(Path)、段(Section)的子层监视功能（TCM）•四大管理功能：配置、故障、性能、安全•软性指标•业务感知、快速开通，降低OPEX•端到端业务开通与管理•传送单位比特成本低¾目前未有标准定义PTN，因此并未约定PTN的具体实现技术的技术选择¾从不同角度演进¾目标：类同网络功能对分组的“天然”适配面向连接的多业务支持电信级OAM和保护机制T-MPLS、PBT是两大候选技术阵营。光通信专家第二部分要点¾MPLS介绍了解¾MPLS体系构架了解技术介绍多协议标签交换（MPLS：Multi-ProtocolLabelSwitching）¾多协议标签交换（MPLS）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS独立于第二和第三层协议，诸如ATM和IP。它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。¾在MPLS中，数据传输发生在标签交换路径（LSP）上。LSP是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议（LDP）、RSVP或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议（BGP）及OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。¾MPLS主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代IP中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。标签结构：¾Label：20比特，标签值字段，用于转发的指针；¾Exp：3比特，保留，用于试验，现在通常用做CoS（ClassofService）；¾S：1比特，栈底标识。MPLS支持标签的分层结构，即多重标签，S值为1时表明为最底层标签；¾TTL：8比特，和IP分组中的TTL（TimeToLive）意义相同。¾MPLS结构协议组包括：¾MPLS：相关信令协议，如OSPF、BGP、ATMPNNI等。¾LDP：标签分发协议（LabelDistributionProtocol）¾CR-LDP：基于路由受限标签分发协议（Constraint-BasedLDP）¾RSVP-TE：基于流量工程扩展的资源预留协议（resourceReservationProtocol–TrafficEngineering）技术介绍¾T-MPLSVs.MPLS¾T-MPLS体系构架¾保护倒换技术¾OAM技术技术介绍¾T-MPLS数据转发面是MPLS的一个子集，其数据是基于T-MPLS标签进行转发的。T-MPLS是面向连接的技术，是MPLS在传送网中的应用，它对MPLS数据转发面的某些复杂功能进行了简化，并增加了传送风格的面向连接的OAM和保护恢复的功能，并将ASON/GMPLS作为其控制平面。¾T-MPLS是国际电信联盟（ITU-T）标准化的一种分组传送网（PTN）技术，其解决传统SDH在以分组交换为主的网络环境中暴露出效率低下的缺点，是得到业界认可的主流的分组传送技术。¾T-MPLS可以用一个简单公式表述:¾T-MPLS=MPLS+OAM–IP¾T-MPLS的数据转发面是MPLS的一个子集，其去掉了基于IP的无连接转发特性，增加端到端的OAM和保护功能。¾T-MPLS是MPLS的一个子集：为了支持面向连接的端到端的OAM模型，排除了MPLS很多无连接的特性。不同项T-MPLSMPLS标签分配集中的网络管理配置或GMPLS控制面MPLS控制信令，包括RSVP/LDP和OSPF等LSP双向单向PHP（倒数第二跳弹出）不支持以保持端到端特性支持可以降低边缘设备的复杂度LSP聚合不支持以保持端到端特性支持相同目的地址的流量可以使用相同的标签，增加了网络的可扩展性ECMP（等价多路径）不支持以保持端到端特性支持一条LSP中，流量可以分担到多个等价的网络路径中转发体系构架¾T-MPLS的三个平面T-MPLS网络分为层次清楚的三个层面：传送平面、管理平面、控制平面。传送平面进行基于T-MPLS标签的分组交换，其