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        基于PTN技術(shù)的光傳輸組網(wǎng)模式探討

        2017-05-27 07:17:34薛中偉
        中國(guó)新通信 2017年9期
        關(guān)鍵詞:管理維護(hù)

        薛中偉

        【摘要】 隨著綜合業(yè)務(wù)的IP化已成為發(fā)展趨勢(shì),大量信息數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)占據(jù)大部分傳輸帶寬,業(yè)務(wù)流向流量的不確定性,將導(dǎo)致IP化業(yè)務(wù)的帶寬突發(fā)性、高峰均值比等問題,PTN技術(shù)在傳送網(wǎng)IP化發(fā)展中解決了帶寬高效利用、QoS、高網(wǎng)絡(luò)安全性、高精度時(shí)鐘傳送等應(yīng)用難點(diǎn),本文從實(shí)現(xiàn)分組傳送的傳輸網(wǎng)技術(shù)角度出發(fā),討論P(yáng)TN組網(wǎng)方案,并對(duì)其技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用進(jìn)行探討與分析。

        【關(guān)鍵詞】 光傳送網(wǎng) PTN 聯(lián)合組網(wǎng) 管理維護(hù)

        一、前言

        近年來,通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日趨復(fù)雜,大數(shù)據(jù)量測(cè)量信息和視頻流媒體信息的應(yīng)用比例大幅增加,給傳輸帶寬帶來巨大壓力,同時(shí)對(duì)傳輸帶寬也提出新的需求。以IP化業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)成為通信網(wǎng)絡(luò)的主流業(yè)務(wù),全網(wǎng)業(yè)務(wù)的IP化將成為發(fā)展趨勢(shì),分組傳送網(wǎng)(PTN)技術(shù)的應(yīng)用將成為未來通信傳輸網(wǎng)絡(luò)IP化演進(jìn)主要發(fā)展方向。PTN技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上顛覆了傳統(tǒng)光傳輸產(chǎn)品的許多特性,其保留了MSTP的易管理、維護(hù)性和多種業(yè)務(wù)保護(hù)能力,同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)的交叉核心部分進(jìn)行了全面的改造,實(shí)現(xiàn)了由電路交換機(jī)制向分組交換機(jī)制的演進(jìn),具備了彈性帶寬分配、統(tǒng)計(jì)復(fù)用和差異化服務(wù)能力,PTN的核心技術(shù)決定了其在承載IP類業(yè)務(wù)具備天然的優(yōu)勢(shì)。[1]

        二、PTN技術(shù)分析

        PTN是分組傳送網(wǎng)(Packet Transport Network)的簡(jiǎn)稱,是基于分組交換的、面向連接的多業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送技術(shù)。PTN可分為以太網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)和傳輸技術(shù)結(jié)合MPLS兩大類,PBB技術(shù)是將用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀再封裝一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的以太網(wǎng)幀頭,形成兩個(gè)MAC地址。

        T-MPLS(Transport MPLS)是一種面向連接的分組傳送技術(shù),將客戶信號(hào)映射進(jìn)MPLS幀并利用MPLS機(jī)制(例如標(biāo)簽交換、標(biāo)簽堆棧)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此在增加傳送層基本功能的同時(shí),也實(shí)現(xiàn)了二層信息的完全隔離,解決網(wǎng)絡(luò)安全性問題。[2]

        PTN設(shè)備是針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求而設(shè)計(jì),以分組業(yè)務(wù)為核心并支持多業(yè)務(wù)傳輸,在保證各優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的CIR(Committed Information Rate)的前提下,對(duì)空閑帶寬按照優(yōu)先級(jí)和EIR(Excess Information Rate)進(jìn)行合理的分配,既能滿足高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的性能要求,又盡可能地充分共享未用帶寬,解決了TDM交換時(shí)代帶寬無法共享,無法有效支持突發(fā)業(yè)務(wù)的根本缺陷。[3]

        PTN支持多種基于分組交換業(yè)務(wù)的雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接通道,具有適合各種粗細(xì)顆粒業(yè)務(wù)、端到端的組網(wǎng)能力;繼承了SDH技術(shù)的操作、管理和維護(hù)機(jī)制,具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的完整OAM,支持傳送網(wǎng)所具有的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制、錯(cuò)誤檢測(cè)和通道監(jiān)控能力;網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立和設(shè)置,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)QoS,靈活提供SLA等優(yōu)點(diǎn)。所以說它是一種更加適合IP業(yè)務(wù)傳送的技術(shù)。[4]

        三、組網(wǎng)策略

        分組化是光傳送網(wǎng)發(fā)展的必然方向,在考慮實(shí)際應(yīng)用需求時(shí),需要注意PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)的策略,使其發(fā)揮最大的優(yōu)勢(shì)。從承載業(yè)務(wù)能力應(yīng)用考慮,OTN具有光電聯(lián)合調(diào)度的大容量組網(wǎng)技術(shù),擅長(zhǎng)解決IP業(yè)務(wù)的超長(zhǎng)距離、超大帶寬傳輸問題,為大量的2.5 Gbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s等大顆粒業(yè)務(wù)提供傳輸通道,主要定位于網(wǎng)絡(luò)中的骨干/核心層,而PTN主要是基于二層分組的傳送平臺(tái),適合各種粗細(xì)顆粒業(yè)務(wù)傳送,多應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的匯聚/接入層。從傳送帶寬的利用率考慮,OTN帶寬分配較為“剛性”、帶寬利用率不高、對(duì)較小顆粒業(yè)務(wù)較難處理,PTN采用由標(biāo)簽交換生成的彈性分組管道LSP,在帶寬分配方面體現(xiàn)較為 “柔性”,可通過精細(xì)的QoS劃分和調(diào)度,使高質(zhì)量業(yè)務(wù)帶寬需求優(yōu)先得到滿足。因此說,PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)在某種意義上已經(jīng)做到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。另外,從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入考慮,不僅降低了因核心節(jié)點(diǎn)與接入節(jié)點(diǎn)之間的設(shè)備重復(fù)建設(shè)造成的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),也避免了在PTN獨(dú)立組網(wǎng)模式中,因某節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)容量升級(jí)而引起的環(huán)路上所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須升級(jí)的情況,極大的節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)投資。[5]

        四、組網(wǎng)模式探討

        在組網(wǎng)過程中,有時(shí)會(huì)考慮到與原有設(shè)備兼容、業(yè)務(wù)承載和重要節(jié)點(diǎn)用戶需求等一些因素。根據(jù)不同需求PTN承載網(wǎng)的組網(wǎng)模式大致可分為混合組網(wǎng)模式、獨(dú)立組網(wǎng)模式和PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式三種組網(wǎng)模式。

        4.1獨(dú)立組網(wǎng)模式

        為解決某些IP自動(dòng)化基站和重要通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬增長(zhǎng)的需求,可選擇由匯聚接入層到核心骨干層都是由PTN設(shè)備組成的獨(dú)立組網(wǎng)模式,這種組網(wǎng)模式匯聚層和接入層成環(huán)速率均為GE/10GE以上,能最大限度地利用光纖資源,滿足大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高效承載,但網(wǎng)絡(luò)投資也比較大。

        4.2混合組網(wǎng)模式

        混合組網(wǎng)模式是從節(jié)約資源的角度考慮的,前提是在現(xiàn)有的SDH傳輸網(wǎng)資源可利用的基礎(chǔ)之上,即原有設(shè)備支持升級(jí)的情況下,完成原有SDH設(shè)備板卡的升級(jí),與其它SDH設(shè)備的形成混合組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期共存運(yùn)行。

        4.3 PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式

        從節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資和IP業(yè)務(wù)接入、匯聚及靈活調(diào)度能力的角度考慮,通常采用PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式。OTN是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)的光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng),OTN可以提供巨大的傳送容量、完全透明的端到端波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)連接以及電信級(jí)的保護(hù),是傳送寬帶大顆粒業(yè)務(wù)的最優(yōu)技術(shù)。PTN指的是一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和具體技術(shù),其技術(shù)本質(zhì)是一種基于分組的路由架構(gòu),能夠提供多業(yè)務(wù)技術(shù)支持,但不擅長(zhǎng)對(duì)大量的大顆粒業(yè)務(wù)傳送。OTN、PTN實(shí)質(zhì)上是兩種完全不同的技術(shù),而使兩種不同的技術(shù)聯(lián)合起來實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)應(yīng)用,設(shè)計(jì)者往往是利用了OTN、PTN各自技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)和二者相輔相成的特性,當(dāng)然二者聯(lián)合應(yīng)用并不是簡(jiǎn)單的技術(shù)疊加,在采用OTN+PTN聯(lián)合組網(wǎng)模式時(shí),設(shè)備互通性、精確時(shí)間同步、業(yè)務(wù)保護(hù)、接口一致性以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等問題是不能忽視的。

        五、組網(wǎng)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

        5.1時(shí)間同步

        PTN網(wǎng)絡(luò)中,目前均采用IEEE 1588v2實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。IEEE 1588v2定義了3種時(shí)鐘模式:普通時(shí)鐘OC(Ordinary Clock)、邊界時(shí)鐘BC(Boundary Clock)和透明時(shí)鐘TC(Transparent Clock)。OC通常是網(wǎng)絡(luò)始端或終端設(shè)備,該設(shè)備只有一個(gè)1588端口,該端口只能作為SLAVE(從端口)或MASTER(主端口);BC是網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘設(shè)備,該設(shè)備有多個(gè)1588端口,其中一個(gè)端口可作為SLAVE,設(shè)備系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率和時(shí)間同步于上一級(jí)設(shè)備,其他端口作為MASTER,可以實(shí)現(xiàn)逐級(jí)的時(shí)間傳遞;TC是網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘設(shè)備,可分為E2E TC(End to End TC)和P2P TC(Peer to Peer TC)兩種。

        在PTN網(wǎng)絡(luò)中,IEEE 1588v2實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步主要有兩種模式,即BC模式和TC模式。但根據(jù)測(cè)試情況和技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度來看,目前更傾向于采用BC(Boundary Clock)模式。

        5.2網(wǎng)絡(luò)保護(hù)

        PTN網(wǎng)絡(luò)支持以下保護(hù)方式:

        (1)PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的保護(hù)方式

        PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的線性保護(hù)包括單向/雙向1+1路徑保護(hù)、雙向1︰1或1︰N (N >1)路徑保護(hù)、單向/雙向1+1 SNC/S保護(hù)和雙向1︰1 SNC/S保護(hù)。

        PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的環(huán)網(wǎng)保護(hù)包括Wrapping和Steering兩種保護(hù)機(jī)制,目前基本采用Wrapping保護(hù)機(jī)制。

        (2)分組傳送網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)的雙歸保護(hù)

        PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)保護(hù)和接入鏈路保護(hù)相配合,實(shí)現(xiàn)在接入鏈路或PTN接入節(jié)點(diǎn)失效情況下的端到端業(yè)務(wù)保護(hù)。

        六、總結(jié)

        OTN、PTN技術(shù)的日益成熟和進(jìn)一步的發(fā)展,決定了OTN、PTN已經(jīng)成為新一代光傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向,伴隨業(yè)務(wù)網(wǎng)、核心網(wǎng)IP化的發(fā)展需求,PTN技術(shù)解決了傳統(tǒng)光傳輸網(wǎng)的傳輸瓶頸問題,在未來的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中將擁有更加廣闊的發(fā)展空間。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]韋樂平. 城域電信級(jí)以太網(wǎng)的特征與新發(fā)展[J]. 電信科學(xué), 2007,23(2):1-5.

        [2]龔倩, 徐榮, 李允博, 等. 分組傳送網(wǎng)[M]. 北京:人民郵電出版社, 2008.

        [3]李芳,張海懿. 分組傳送網(wǎng)(PTN)的生命力探討[J]. 通信世界,2008(37)

        [4]李健, 顧畹儀, 張杰, 等. T-MPLS分組傳送技術(shù)[J]. 電信科學(xué), 2007,23(1):85-88.

        [5]李允博, 徐榮. 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載技術(shù)應(yīng)用分析[J].電信網(wǎng)技術(shù),2007(8):9-12.

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