從NG-SDH到PTN的多業(yè)務(wù)融合承載平臺
2008/05/30
新型業(yè)務(wù)不斷涌現，不但有WLAN、3G、WiMAX等無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)，還有Triple play、HDTV、VoD、以太網(wǎng)商業(yè)用戶(hù)和存儲類(lèi)業(yè)務(wù)等，這些業(yè)務(wù)都是天然的IP業(yè)務(wù)。不斷增長(cháng)的數據業(yè)務(wù)需求進(jìn)一步驅動(dòng)傳送網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展和融合，要求新的融合的傳送網(wǎng)絡(luò )能夠繼承類(lèi)似類(lèi)似SDH的電信級特征和IP網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢，例如快速保護倒換、可管理性、易用性、高效帶寬統計復用、多業(yè)務(wù)接口、網(wǎng)絡(luò )可擴展性、可測量的端到端QoS以及低成本。
事實(shí)上，當前運營(yíng)商收入主要來(lái)源于TDM業(yè)務(wù)或基于TDM接口部署的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)的調度基于SDH/NG-SDH網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣，拓撲結構復雜多樣。因此，用統一的分組傳送網(wǎng)絡(luò )一步到位替代現有傳送網(wǎng)絡(luò )還不能影響客戶(hù)業(yè)務(wù)是不太現實(shí)的。為了減少復雜度，與現有網(wǎng)絡(luò )的協(xié)調操作，包括互連互通和統一管理，在引入統一的傳送網(wǎng)絡(luò )之前，必須作為重點(diǎn)問(wèn)題加以解決。
NG-SDH面臨機遇和挑戰
NG-SDH的以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)傳送功能通過(guò)SDH的VC對業(yè)務(wù)進(jìn)行承載和隔離，并利用SDH環(huán)網(wǎng)保護對業(yè)務(wù)提供可靠傳送，很好地滿(mǎn)足了大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)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(wù)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(shù)的快速發(fā)展和HSPA技術(shù)應用也對傳送網(wǎng)絡(luò )提出了新的要求。
NG-SDH由于其技術(shù)的成熟性和良好的網(wǎng)絡(luò )保護功能，再加上NG-SDH運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )的廣覆蓋性，通過(guò)NG-SDH內嵌RPR對IPTV、3G數據業(yè)務(wù)提供良好的承載傳送，可以實(shí)現業(yè)務(wù)的快速開(kāi)通和低成本建網(wǎng)，可以說(shuō)是一個(gè)很好的建網(wǎng)思路。但現在NG-SDH仍然是以TDM作為內核，將出現適配分組業(yè)務(wù)的效率低，難以滿(mǎn)足新型動(dòng)態(tài)數據業(yè)務(wù)的要求的等問(wèn)題。因此未來(lái)的市場(chǎng)需要一種能夠有效傳遞分組業(yè)務(wù)，并提供電信級OAM和保護的分組傳送技術(shù)。
伴隨技術(shù)演進(jìn)與電信業(yè)務(wù)IP化的變革，傳送網(wǎng)作為基礎的承載網(wǎng)絡(luò )必須適應上層業(yè)務(wù)的轉型和發(fā)展，表現在傳送設備從"分組的接口適應性"向 "分組的內核適應性"的演進(jìn)。分組傳送網(wǎng)（PTN）逐步成為行業(yè)內認同的城域承載演進(jìn)方向。
PTN技術(shù)任重道遠
分組傳送網(wǎng)（PTN）提供了在終端實(shí)體之間傳輸用戶(hù)分組數據的功能，以及控制和管理承載數據的傳送資源的功能。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(shù)。將分組交換核心引入到傳送網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)成為業(yè)界從運營(yíng)商到設備廠(chǎng)商的共識。依照技術(shù)基礎的不同，可以將這些PTN分為三種主要類(lèi)型。
T-MPLS技術(shù)
Transport MPLS（T-MPLS）是核心網(wǎng)技術(shù)向下延伸。使用基于IP核心網(wǎng)MPLS技術(shù)，簡(jiǎn)化復雜的控制協(xié)議，簡(jiǎn)化數據平面，增加強大的OAM能力、保護倒換和恢復功能，提供可靠的QoS、帶寬統計復用功能。T-MPLS構建于MPLS之上，它的相關(guān)標準為部署分組交換傳輸網(wǎng)絡(luò )提供了電信級的完整方法。需要強調的一點(diǎn)是，為了維持點(diǎn)對點(diǎn)OAM的完整性，T-MPLS去掉了那些與傳輸無(wú)關(guān)的IP功能。
PBB-TE技術(shù)
帶流量工程的運營(yíng)商骨干網(wǎng)橋（PBB-TE，簡(jiǎn)稱(chēng)PBT）是運營(yíng)商骨干網(wǎng)橋（PBB）的改進(jìn)，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(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)體現在關(guān)閉傳統以太網(wǎng)的地址學(xué)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(jìn)行配置；具有面向連接的特性，使得以太網(wǎng)業(yè)務(wù)具有連接性，以便實(shí)現保護倒換、OAM、QoS、流量工程等傳送網(wǎng)絡(luò )的功能；PBT技術(shù)承諾與傳統以太網(wǎng)橋的硬件兼容。
EoMPLS技術(shù)
Ethernet over MPLS（ EoMPLS）技術(shù)是在MPLS技術(shù)的基礎上簡(jiǎn)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(wù)，通過(guò)PWE3技術(shù)完成多種業(yè)務(wù)的傳送。去掉了IP的無(wú)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(shù)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(shù)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(shù)走向融合。
在業(yè)務(wù)感知方面，分組傳送網(wǎng)應支持業(yè)務(wù)感知的傳送功能，有助于VoIP、視頻會(huì )議、Internet訪(fǎng)問(wèn)、企業(yè)VPN、IPTV等應用的按需資源管理，能夠動(dòng)態(tài)調整帶寬和QoS參數，帶來(lái)客戶(hù)體驗質(zhì)量。業(yè)務(wù)感知能夠給不同用戶(hù)提供不同業(yè)務(wù)等級，進(jìn)行業(yè)務(wù)分類(lèi)和區分業(yè)務(wù)調度，滿(mǎn)足端到端的SLAs承諾，保證吞吐量、丟包率、時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)指標以及超過(guò)指標的預處理機制。
端到端QoS機制依賴(lài)于傳送層技術(shù)。對于MPLS網(wǎng)絡(luò )，引入管道模型將客戶(hù)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(lái)保證，相應的QoS性能可以通過(guò)PTN相關(guān)的OAM機制來(lái)監管。T-MPLS是MPLS數據平面的一個(gè)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(lèi)似機制實(shí)現。
對于分組時(shí)鐘同步難題，現有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(xiàn)路上提取同步信息。而傳統以太網(wǎng)是個(gè)異步網(wǎng)絡(luò )無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò )定時(shí)信息準確的傳遞到基站，各標準組織正在試圖解決這個(gè)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(luò )解決相位和絕對時(shí)間的同步，加快業(yè)務(wù)投放進(jìn)程。改進(jìn)的IEEE 1588 V2被一致看好可以用于PTN的時(shí)間同步技術(shù)，還有進(jìn)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(shù)規范。
PTN建設方案
從包括中國移動(dòng)在內的許多跨國運營(yíng)商實(shí)際需求出發(fā)，結合自身多年的技術(shù)積累和對PTN技術(shù)的理解與把握，中興提出更加合理的移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò )解決方案，在既滿(mǎn)足當前網(wǎng)絡(luò )建設需要的同時(shí)，兼顧了網(wǎng)絡(luò )平滑演進(jìn)能力和分階段分層次部署。圖1給出了移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò )平滑演進(jìn)路線(xiàn)圖，在用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量較小的郊區和鄉村，沿用現有的NG-SDH建網(wǎng)或擴容，保護既有的設備投資。對用戶(hù)量較大的密集城區和商業(yè)中心可以自上而下逐步引入PTN建設，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )和承載網(wǎng)絡(luò )均實(shí)現IP化，提高帶寬利用率，節約建網(wǎng)成本，而且現網(wǎng)中替換下來(lái)的NG-SDH可以補充到網(wǎng)絡(luò )的邊緣或郊區。在分組業(yè)務(wù)比重較小且有少量增長(cháng)的地理位置可以采用PTN和NG-SDH并重，一部分TDM業(yè)務(wù)繼續流向NG-SDH傳送，保證對網(wǎng)絡(luò )的影響最小，NG-SDH上的分組業(yè)務(wù)可以采用分路傳送方式流向匯聚點(diǎn)PTN設備，節約帶寬同時(shí)也方便網(wǎng)絡(luò )擴展。而且，NG-SDH和PTN可以基于統一的網(wǎng)絡(luò )管理系統，今后可以通過(guò)加載智能控制協(xié)議，如ASON/GMPLS，實(shí)現動(dòng)態(tài)連接控制、自動(dòng)發(fā)現、增強網(wǎng)絡(luò )生存性。
圖 1. UTRAN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)路線(xiàn)
總結
當前，NG-SDH因為其電信級傳送特性?xún)?yōu)勢，在固網(wǎng)、移動(dòng)、移動(dòng)固網(wǎng)綜合運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )廣泛部署并取得重大成功，然后，面對業(yè)務(wù)向全IP化轉型及傳送網(wǎng)絡(luò )向分組交換內核轉型的挑戰，越來(lái)越多的主流運營(yíng)商正在尋求一種更簡(jiǎn)單的，經(jīng)濟有效的多業(yè)務(wù)融合的承載平臺，新的承載平臺要能兼容現有業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )結構，包括對人力成本的考量，能夠做到兼顧以前網(wǎng)絡(luò )的管理維護方式和方法，同時(shí)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(jìn)，毋庸置疑將會(huì )繼承和超越NG-SDH的成功，我們拭目以待。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)
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