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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(xiàn)，不但有WLAN、3G、WiMAX等無線業(yè)務(wù)，還有Triple play、HDTV、VoD、以太網(wǎng)商業(yè)用戶和存儲類業(yè)務(wù)等，這些業(yè)務(wù)都是天然的IP業(yè)務(wù)。不斷增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求進一步驅(qū)動傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和融合，要求新的融合的傳送網(wǎng)絡(luò)能夠繼承類似類似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(tǒng)計復(fù)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。

　　事實上，當前運營商收入主要來源于TDM業(yè)務(wù)或基于TDM接口部署的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)的調(diào)度基于SDH/NG-SDH網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣，拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣。因此，用統(tǒng)一的分組傳送網(wǎng)絡(luò)一步到位替代現(xiàn)有傳送網(wǎng)絡(luò)還不能影響客戶業(yè)務(wù)是不太現(xiàn)實的。為了減少復(fù)雜度，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)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(luò)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(wù)進行承載和隔離，并利用SDH環(huán)網(wǎng)保護對業(yè)務(wù)提供可靠傳送，很好地滿足了大客戶專線業(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(yīng)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(yīng)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運營網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋性，通過NG-SDH內(nèi)嵌RPR對IPTV、3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供良好的承載傳送，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)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(nèi)核，將出現(xiàn)適配分組業(yè)務(wù)的效率低，難以滿足新型動態(tài)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(wù)，并提供電信級OAM和保護的分組傳送技術(shù)。

　　伴隨技術(shù)演進與電信業(yè)務(wù)IP化的變革，傳送網(wǎng)作為基礎(chǔ)的承載網(wǎng)絡(luò)必須適應(yīng)上層業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展，表現(xiàn)在傳送設(shè)備從"分組的接口適應(yīng)性"向 "分組的內(nèi)核適應(yīng)性"的演進。分組傳送網(wǎng)（PTN）逐步成為行業(yè)內(nèi)認同的城域承載演進方向。

　　PTN技術(shù)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(shù)。將分組交換核心引入到傳送網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為業(yè)界從運營商到設(shè)備廠商的共識。依照技術(shù)基礎(chǔ)的不同，可以將這些PTN分為三種主要類型。

　　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)，簡化復(fù)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(fù)功能，提供可靠的QoS、帶寬統(tǒng)計復(fù)用功能。T-MPLS構(gòu)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(diào)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(guān)的IP功能。

　　PBB-TE技術(shù)

　　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(shù)的主要優(yōu)點體現(xiàn)在關(guān)閉傳統(tǒng)以太網(wǎng)的地址學(xué)習(xí)、地址廣播以及STP功能，以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)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(wù)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(luò)的功能；PBT技術(shù)承諾與傳統(tǒng)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(chǔ)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(wù)，通過PWE3技術(shù)完成多種業(yè)務(wù)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(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(shè)備形態(tài)。三種技術(shù)的共同特征，決定了三種設(shè)備在硬件形態(tài)上趨同，所不同的是設(shè)備內(nèi)部運行的軟件核心。這可能也將最終導(dǎo)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(yīng)支持業(yè)務(wù)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(yīng)用的按需資源管理，能夠動態(tài)調(diào)整帶寬和QoS參數(shù)，帶來客戶體驗質(zhì)量。業(yè)務(wù)感知能夠給不同用戶提供不同業(yè)務(wù)等級，進行業(yè)務(wù)分類和區(qū)分業(yè)務(wù)調(diào)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(yù)處理機制。

　　端到端QoS機制依賴于傳送層技術(shù)。對于MPLS網(wǎng)絡(luò)，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(yīng)的QoS性能可以通過PTN相關(guān)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(luò)無法保證網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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)解決相位和絕對時間的同步，加快業(yè)務(wù)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(shù)，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(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

　　PTN建設(shè)方案

　　從包括中國移動在內(nèi)的許多跨國運營商實際需求出發(fā)，結(jié)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承載網(wǎng)絡(luò)解決方案，在既滿足當前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要的同時，兼顧了網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(shè)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(shè)，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和承載網(wǎng)絡(luò)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(luò)的邊緣或郊區(qū)。在分組業(yè)務(wù)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(wù)繼續(xù)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PTN設(shè)備，節(jié)約帶寬同時也方便網(wǎng)絡(luò)擴展。而且，NG-SDH和PTN可以基于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)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(luò)生存性。

圖 1. UTRAN網(wǎng)絡(luò)演進路線

　　總結(jié)

　　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(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(zhuǎn)型及傳送網(wǎng)絡(luò)向分組交換內(nèi)核轉(zhuǎn)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(wù)融合的承載平臺，新的承載平臺要能兼容現(xiàn)有業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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，同時要能提供電信級的OAM和保護恢復(fù)能力，增強對全IP和FMC承載應(yīng)用的適應(yīng)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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