PTN技术原理与城域网总体架构(移动公司)

专题一：分组化城域传送网第二部分：PTN技术原理总部计划部、研究院2009年9月2主要内容PTN技术原理PTN分层模型PTN设备功能封装保护OAMQoS同步PTN设备规范制定3类似SDH的PTN（MPLS-TP）分层模型高阶通道层(HO-VC)低阶通道层(LO-VC)再生段层(RS)复用段层(MS)TMP通路层(LSP/Tunnel)TMC通道层(PW)物理媒介层(Fiber/Copper)TMS段层(以太网/SDH)•为一个或多个客户业务提供更大的传送网通路•提供传送网隧道的连接建立和监控•提供对TMS段层的适配•等效于MPLS的隧道层（Tunnel），而Tunnel＋LSP唯一标识相同源宿的标签交换路径•为客户提供端到端的传送网业务•将业务净荷适配封装，实现最贴近业务层的监控•封装后映射到TMP通路层承载•等效于MPLS的PWE3协议的伪线层（PW）•在物理媒介上，实现对比特流的传送，并具备对网络物理故障的监测和定位能力•可以是光媒介或电媒介，例如光纤、铜缆甚至无线等•保证传送网通路上相邻节点间信息完整性传递的物理连接•完成对固定传送网通路的承载和支撑连接的建立，并对链路的质量好坏进行监控•例如以太网、SDH、OTH、波长通道等数据链路层业务净荷TDM业务净荷以太网、TDM、ATMSDHPTN4主要内容PTN技术原理PTN分层模型PTN设备功能封装保护OAMQoS同步PTN设备规范制定5PTN设备基本功能传送平面：实现各种业务的传送处理功能，如封装、转发、流控、交换等，并实现保护和OAM开销处理管理平面：完成设备拓扑管理、配置管理、告警性能管理、安全管理控制平面：通过信令和路由协议实现业务的建立、保护恢复MPLS-TP/T-MPLSPWE3IP、Ethernet、ATM、SANE1/T1、STM-NEthernet/SDH/OTH传送平面传送平面控制平面管理平面控制平面管理平面6OAM分组交换矩阵TDMCES同步处理设备管理监控ChSTM-1IMA/TDME1控制平面ATMCESEMS保护PTNMSTPRouter基站CPEETH通道ETH通道流量管理PTNRouter10GE/GE/FE10GE/GE/FETDMEOSATMSTM-1ETH通道ETH通道ETH通道UNINNIPTN设备功能框图•传统业务预处理，如SDH映射、TDM业务的电路仿真等•故障定位•性能监控•故障检测时间3.3ms×3＝10ms•保护倒换时间50ms•报文处理•标记交换•业务交换（热备）•流量调度•基于业务流的QOS策略•拓扑管理•配置管理•告警性能管理•安全管理•路由和信令•保护恢复•1588v2时间同步•同步以太7PTN（MPLS-TP）为实现类似SDH的面向连接的端到端OAM，去除了IP/MPLS众多无连接的特性不同项MPLS-TPIP/MPLS标签分配集中的网管配置或GMPLS控制平面MPLS控制信令自动分发标记，包括RSVP/LDP等保护1：1/1＋1线性、环网保护TEFRR/IGPOAMCC/AIS/RDI/LM/DM…BFD/PingLSP双向单向PHP（倒数第二跳弹出）不支持支持，降低边缘设备的复杂度LSP聚合不支持支持，相同目的地址的流量可以使用相同的标签，增强网络可扩展性ECMP（等价多路径）不支持支持，一条LSP的流量可以分担到多个等价的网络路径中转发PTN（MPLS-TP）与IP/MPLS设备功能差异8主要内容PTN技术原理PTN分层模型PTN设备功能封装保护OAMQoS同步PTN设备规范制定9T-MPLS/MPLS-TP的帧格式项目含义描述与作用PA前同步码7个字节，1和0交互使用，使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备SFD帧起始标志符一个字节0xAB，它标识着以太网帧的开始FCS帧校验序列4个字节，采用32位CRC循环冗余校验对从目标MAC地址字段到数据字段的数据进行校验DA目的地址6个字节，目标站点的物理地址SA源地址6个字节，发送帧的站点的物理地址PAD填充位用以填充当数据段的数据不足64字节时Type以太网帧类型2个字节，被各个公司分配来用于建立系统以及用于遵循国际标准的软件（如X.25）。Label标签值字段20比特，用于转发的指针（0到15是保留的），从16开始可配EXPEXPerimental3比特，保留，用于试验，现在通常用做CoS（ClassofService）SStack1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TTL生存周期8比特，和IP分组中的TTL意义相同10T-MPLS/MPLS-TP帧头格式数据帧结构TMP标签域TMC标签域DASA0x8847TMP标签域TMC标签域数据净荷CRC6字节6字节2字节4字节4字节4字节TMPlableEXPS比特=0TTL20比特3比特1比特8比特TMClableEXPS比特=1TTL20比特3比特1比特8比特11以太网业务封装格式PE1PPE2CE1CE2MACDAMACSAC-tag(optional)DataPWLabelTunnelLabel1EthernetHeader1MACDAMACSAC-tag(optional)DataPWLabelTunnelLabel2EthernetHeader2MACDAMACSAC-tag(optional)DataMACDAMACSAC-tag(optional)DataProviderNetworkMACDAnMACSAn0x8847EthernetHeadern12TDM业务封装格式PE1PPE2NodeBRNCTDMDataPWLabelTunnelLabel1EthernetHeader1ControlWordRTPHeader(optional)TDMDataPWLabelTunnelLabel2EthernetHeader2ProviderNetworkControlWordRTPHeader(optional)TDMDataTDMData13主要内容PTN技术原理PTN分层模型PTN设备功能封装保护OAMQoS同步PTN设备规范制定14MPLS-TP的保护倒换技术：线性保护线性保护倒换：G.8131定义的路径保护主要包括无协议的1＋1方式和基于协议的1：1/1：N方式，可以对端到端路径或者端到端路径上的每个区段（节点或链路）进行保护，其中1＋1和1：1为独享保护，1：N为共享保护。采用1＋1时工作路径和保护路径都承载业务并采用双发选收的模式采用1：1时在网络正常情况下仅工作路径承载业务，备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务），在网络故障情况下，通过协议切换到备用路径承载业务（可抢占其他较低优先级的业务）TEFRR是基于协议的区段1：1方式，属于1：1线性保护的一种实现方式。一般对端到端路径上的每个区段分别做1：1线性保护。15线性1+1保护节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接工作原理技术特点：采用MSTP的通道保护原理，双发选收；倒换时间最短；保护路径不能传送业务；LSP标签占用大、带宽利用率低；主用、备用LSP应配置相同标签来减少标签数16线性1:1保护工作原理技术特点：采用SDH的通道保护原理，源宿节点两端桥接；倒换时间相对1+1长，小于50ms；保护路径可实现次要业务传送；LSP标签占用大、带宽利用率低；主用、备用LSP应配置相同标签来减少标签数AI节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接AI节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接节点A节点Z连接端点网络层踪迹端点选择器工作传送实体CICICICI保护传送实体保护域AI永久桥接节点A选择器桥接选择器工作连接Z－AA－Z保护连接Z－AA－Z节点Z选择器选择器桥接有保护业务无保护业务节点A选择器桥接选择器工作连接Z－AA－Z保护连接Z－AA－Z节点Z选择器选择器桥接有保护业务无保护业务17MPLS-TP的保护倒换技术：环网保护环网保护倒换：G.8132定义的环网保护环网保护是基于协议的区段共享方式。一般对环网上的每个区段分别做保护，不同区段的备用路径可以共享。在网络正常情况下，端到端路径经过的各个区段的备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务）；在某个区段故障时，有两种实现方式，一种是wrapping（环回）方式，故障区段的相邻节点通过协议切换到该区段的备用路径，另一种是steering方式（转向），源宿节点通过协议切换到备用路径。由于环网保护为共享方式，在资源利用率方面比1＋1和1：1线性保护更有优势，因此在各种保护方式成熟情况下，应优选环网保护（例如，现网MSTP以复用段共享环网保护为主）。环网保护的跨环问题可考虑与其他保护方式结合18环网保护倒换技术——WrappingWrapping技术特点：属于段层保护，类似SDH的复用段保护原理，在故障处相邻两节点进行桥接；采用TMS层OAM中的APS协议，实现小于50ms倒换；段层保护，节省大量LSP条目数和配置工作量；无需每条LSP3.3ms间隔的开销帧，大幅提高业务通道的传送带宽；在分布型业务模型下，环网带宽利用率更高。节点A节点B节点C节点F节点E节点D工作业务的保障带宽保护业务的保障带宽第Q线连接第Q线连接每个方向上的环网带宽被工作和保护T-MPLS信号所共享正常状态节点A节点B节点C节点F节点E节点D工作业务的保障带宽保护业务的保障带宽第Q线连接第Q线连接直通故障状态T－MPLS分组wrapping19环网保护倒换技术——Steering技术特点：属于段层保护，故障处相邻两节点通过APS协议分别告知所有经过故障点的业务的源、宿节点，源、宿节点在各自节点处倒换；受影响网元较多，倒换协议复杂，倒换时间难以保证50ms；段层保护，在节省LSP条目数和配置工作量、提高传送带宽方面的优势同Wrapping。Steering节点A节点B节点C节点F节点E节点D工作业务的保障带宽保护业务的保障带宽第Q线连接第Q线连接正常状态节点A节点B节点C节点F节点E节点D工作业务的保障带宽保护业务的保障带宽第Q线连接第Q线连接故障状态T-MPLS分组steering20其他保护方式LAG（链路聚合）DNI（双节点互连）基于GMPLS控制平面功能实现网络保护和恢复技术的结合21主要内容PTN技术原理PTN分层模型PTN设备功能封装保护OAMQoS同步PTN设备规范制定22PTN的OAM功能PTN的OAM机制可实现类似SDH丰富开销的能力，以满足电信级网络管理维护的要求。PTN的OAM主要功能特征：支持层次化OAM功能，提供了最多8层（0～7），并且每层支持独立的OAM功能，来应对不同的网络部署策略。一般分为TMC、TMP、TMS和接入链路层面提供与故障管理相关的OAM功能，实现了网络故障的自动检测、查验、故障定位和通知的功能在网络端口、节点或链路故障时，通过连续性检测，快速检测故障并触发保护在故障定位时，通过环回检测，准确定位到故障端口、节点或链路提供与性能监视相关的OAM功能，实现了网络性能的在线测量和性能上报功能在网络性能发生劣化时，通过对丢包率和时延等性能指标进行检测，实现对网络运行质量的监控，并触发保护提供告警和告警抑制相关的OAM功能告警机制可以保证在网络故障时产生告警，从而及时、