引言

    PTN的出現(xiàn)是光傳送網(wǎng)技術(shù)發(fā)展在通信業(yè)務(wù)提供商現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)環(huán)境下的必然結(jié)果。最初設(shè)想的理想光傳送網(wǎng)IP over WDM方案是IP分組通過簡單的封裝適配直接架構(gòu)在智能的光層之上，適配層功能盡量簡化從而限制在接口信號格式的范圍內(nèi)，然后由統(tǒng)一的控制平面在所有層面上 (分組，電路，波長，波帶，光纖等) 實(shí)現(xiàn)最高效率的光纖帶寬資源調(diào)度。這一目標(biāo)很早就已明確，但其技術(shù)的成熟還有待時(shí)日。

    由于光層智能化技術(shù)、分組TDM仿真和生存性機(jī)制還遠(yuǎn)未成熟，現(xiàn)在就徹底拋棄電路層的絕大多數(shù)功能將會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)過分依賴IP層，導(dǎo)致IP設(shè)備過分龐大，總體成本居高不下。所以在經(jīng)濟(jì)有效地光層帶寬復(fù)用和調(diào)度技術(shù)出現(xiàn)之前，仍然需要一個(gè)智能的傳送層面將各類業(yè)務(wù)高效、靈活地填充到光纖巨大的帶寬通道中去，IP與光層的融合焦點(diǎn)依然是承載效率和業(yè)務(wù)的可靠性、可管理性和擴(kuò)展性。

    PTN作為傳送網(wǎng)技術(shù)，最低的每比特傳送成本依然是最核心的要求，高可靠性、多業(yè)務(wù)同時(shí)基于分組業(yè)務(wù)特征而優(yōu)化、可確定的服務(wù)質(zhì)量、強(qiáng)大的OAM機(jī)制和網(wǎng)管能力等依然是其核心技術(shù)特征。在現(xiàn)有的技術(shù)條件和業(yè)務(wù)環(huán)境下，新建PTN層需要解決以下一些關(guān)鍵的技術(shù)問題：

    ·在網(wǎng)絡(luò)中的定位。PTN應(yīng)該為L3/L2乃至L1用戶提供符合IP流量特征而優(yōu)化的傳送層服務(wù)，往下可以構(gòu)建在各種光/L1/以太網(wǎng)物理層之上；

    ·承載的業(yè)務(wù)。PTN應(yīng)承載以IP為主的各類現(xiàn)有業(yè)務(wù)，包括以太幀、MPLS(IP)、ATM VP和VC、PDH、FR等等；

    ·網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。PTN應(yīng)該具有分層的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，例如劃分為段、通道和電路各個(gè)層面，每一層的功能定義完善，各層之間的相互接口關(guān)系明確清晰，使得網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，適合大規(guī)模組網(wǎng)；

    ·設(shè)備形態(tài)。PTN需要定義功能具體的設(shè)備形態(tài)，同時(shí)明確各種設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中的位置以及所扮演的角色，從而便于產(chǎn)品的開發(fā)及組建實(shí)際網(wǎng)絡(luò)；

    ·業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量 (QoS)。要求確保IP業(yè)務(wù)電信級QoS，將SDH和ATM/IP技術(shù)中的帶寬保證、優(yōu)先級劃分、同步等技術(shù)和概念結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)承載在IP之上的QoS敏感業(yè)務(wù)的有效傳送。

    PTN的概念比較寬泛，在目前的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)條件下有許多實(shí)現(xiàn)方案。許多廠家和標(biāo)準(zhǔn)化組織紛紛推出了不同程度地滿足PTN功能需求的產(chǎn)品和技術(shù)，總體來說可分為以太網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)和傳輸技術(shù)結(jié)合MPLS兩大類，前者以PBB-TE為代表，后者以T-MPLS為代表。從目前發(fā)展來看，這兩項(xiàng)技術(shù)更好地滿足了PTN目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的要求，可能成為未來PTN的主流技術(shù)方案。

    T-MPLS

    T-MPLS屬于分組傳送層的數(shù)據(jù)平面技術(shù)，由IETF的MPLS數(shù)據(jù)平面衍生而來，兩者具有相同的標(biāo)簽幀結(jié)構(gòu)以及標(biāo)簽交換和轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。T-MPLS是面向連接的分組傳送體系，其核心是通過網(wǎng)管系統(tǒng)或控制平面建立端到端的標(biāo)記交換路徑 (LSP)，分組數(shù)據(jù)流在這條LSP上根據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。T-MPLS根據(jù)PTN的要求對MPLS技術(shù)要素進(jìn)行了裁減，省去了所有3層功能和對建立連接不利的可選項(xiàng)如標(biāo)簽合并、PHP和ECMP等，增加了新的傳送工具與操作定義，對OAM、保護(hù)和智能控制面等功能進(jìn)行了擴(kuò)展，例如實(shí)現(xiàn)了任意網(wǎng)絡(luò)段之間的OAM監(jiān)控和故障定位，包括跨越多個(gè)域的端到端網(wǎng)絡(luò)，并提供連續(xù)性檢測、錯(cuò)誤前向、后向指示、環(huán)回和性能檢測等功能，等等，通過完善的OAM工具實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)操作的嚴(yán)格控制。本節(jié)的以下部分分別介紹了T-MPLS的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀和一些關(guān)鍵技術(shù)。

    標(biāo)準(zhǔn)化狀況

    目前ITU-T已經(jīng)完成了T-MPLS協(xié)議體系的主要框架，包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(G.8110.1)、UNI/NNI接口 (G.8112)、設(shè)備 (G.8121)、線性保護(hù)倒換 (G.8131)、OAM機(jī)制 (G.8114)等，其他關(guān)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如環(huán)網(wǎng)保護(hù) (G.8132)和管理模型 (G.8151)等也即將完成。T-MPLS標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 T-MPLS標(biāo)準(zhǔn)化狀況

    分層結(jié)構(gòu)

    如圖2所示，T-MPLS網(wǎng)絡(luò)從上至下可分為電路層 (channel，TMC)、通路層 (path，TMP)和段層 (section，TMS)，客戶層業(yè)務(wù) (以太網(wǎng)、IP、TDM或其它T-MPLS)信號從以太網(wǎng)電路層 (EHC)或TMC適配到T-MPLS傳送單元 (TTM)中傳送，物理層可以是任意物理媒質(zhì)。TMC和TMP又可以分別稱為偽線 (PW)和隧道層，各層都可以定義自己的OAM機(jī)制和QoS等級。TMC層的連接跨越整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，關(guān)注端到端業(yè)務(wù)的SLA實(shí)現(xiàn)和Hard-QoS服務(wù)，它與業(yè)務(wù)是一一對應(yīng)的關(guān)系，其交換行為發(fā)生在接入/城域邊緣和城域/核心網(wǎng)邊緣設(shè)備上；TMP連接的覆蓋范圍是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)域，關(guān)注匯聚、可擴(kuò)展性和業(yè)務(wù)生存性，多個(gè)TMC映射到一個(gè)TMP實(shí)體，其交換行為發(fā)生在該網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)上；TMS負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，關(guān)注鏈路資源的互通性、有效性和保護(hù)，無交換行為發(fā)生。

圖2 T-MPLS分層結(jié)構(gòu)

    網(wǎng)絡(luò)模型

    T-MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)相同，可以由運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營商間網(wǎng)絡(luò)組成，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)也可以劃分為核心、城域 (匯聚)和接入三個(gè)部分。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可分為電路終結(jié)設(shè)備 (CTE)、電路交換設(shè)備 (CSE)和通路交換設(shè)備 (PSE)三類。其中CTE完成客戶設(shè)備接口、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)選擇、信號格式封裝、電路終結(jié)和業(yè)務(wù)匯聚/捆綁等功能，CSE完成NNI復(fù)用/解復(fù)用、通路終結(jié)和電路交換等功能，一般用在網(wǎng)絡(luò)邊緣。PSE完成NNI復(fù)用/解復(fù)用和通路交換等功能，可用于城域匯聚、核心網(wǎng)外部和內(nèi)部交換等。

    業(yè)務(wù)承載

    T-MPLS利用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)或者動(dòng)態(tài)的控制平面 (GMPLS)建立雙向標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑 (LSP)，包括電路層和通道層，電路層仿真客戶信號的特征并指示連接特征，通道層指示分組轉(zhuǎn)發(fā)的隧道。T-MPLS LSP可以承載在以太網(wǎng)物理層中，也可以在SDH VCG中，還可以承載在DWDM的波長通道上。來自客戶的分組業(yè)務(wù) (以太網(wǎng)、IP/MPLS、ATM、FR等)在CTE加上T-MPLS標(biāo)簽，經(jīng)過中間設(shè)備CSE、PSE傳遞到邊緣設(shè)備CTE去掉標(biāo)簽，將分組業(yè)務(wù)送給對端客戶設(shè)備。

    T-MPLS支持各個(gè)層面上的單/雙向p2p/p2mp/mp2mp連接，在網(wǎng)絡(luò)邊緣的UNI和E-NNI接口上支持承諾信息速率 (CIR)和超額信息速率 (EIR)等帶寬規(guī)范參數(shù)的設(shè)定，從而保證帶寬的高效利用和客戶業(yè)務(wù)QoS。T-MPLS通過電路仿真 (CES)支持傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)，定時(shí)分配可基于物理層或特定時(shí)隙的分組，其同步性能和時(shí)鐘分配滿足G.8261/G.8262分組網(wǎng)同步要求及分組網(wǎng)元設(shè)備時(shí)鐘要求規(guī)范。

    保護(hù)倒換機(jī)制與OAM

    T-MPLS連接同SDH連接一樣具有較長的時(shí)間穩(wěn)定性，因此可以實(shí)施類似SDH中的保護(hù)倒換和OAM機(jī)制。G.8131定義了T-MPLS線性保護(hù)倒換，同樣能夠根據(jù)自動(dòng)保護(hù)倒換 (APS)條件啟動(dòng)1:1子網(wǎng)連接 (SNC)路徑保護(hù)，倒換行為可以在段、通路和電路各個(gè)層面上進(jìn)行。G.8132定義了T-MPLS環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案，描述了基于折回等機(jī)制，類似于SDH共享保護(hù)環(huán)的T-MPLS環(huán)網(wǎng)保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)，根據(jù)段層的缺陷監(jiān)視或APS協(xié)議信息傳送執(zhí)行業(yè)務(wù)的保護(hù)。該建議基于trail或APS的缺陷監(jiān)視和協(xié)議信息傳送實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)保護(hù)，同時(shí)依然保持T-MPLS環(huán)網(wǎng)的固有特性。T-MPLS的保護(hù)倒換機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)與SDH相同的小于50ms的保護(hù)效果。

    G.8114定義了詳盡而功能強(qiáng)大的T-MPLS OAM機(jī)制，使得網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)層面的傳送實(shí)體，不管屬于用戶、業(yè)務(wù)提供商還是運(yùn)營商，都能執(zhí)行故障檢測、故障定位和性能監(jiān)測任務(wù)，知曉該層收發(fā)信息的完整性和通道情況，這是其它所有PTN方案所不能比擬的。T-MPLS的OAM功能是傳遞通過一系列完善定義的OAM幀實(shí)現(xiàn)的，從總體上可分為主動(dòng)OAM和按需OAM兩類，前者包括連續(xù)性檢測、連通檢測、信號質(zhì)量 (時(shí)延、丟包、抖動(dòng))和告警通告信息等，后者可能是錯(cuò)誤隔離、信號參數(shù)測量等。目前，沿襲自MPLS OAM的連通性驗(yàn)證 (CV/FFD)和前后向缺陷指示 (FDI/BDI)等OAM幀已經(jīng)有了詳細(xì)的定義。

    PTN優(yōu)化演進(jìn)方案

    在向PTN演進(jìn)的過程中，盡管傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的比例正逐步減少，但其絕對業(yè)務(wù)量仍保持繼續(xù)增長的態(tài)勢，并將在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)仍是運(yùn)營商重要的收入來源。同時(shí)，如何遏制每比特業(yè)務(wù)收入的下降也是演進(jìn)過程中運(yùn)營商面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，目前引入PTN最合適的策略是兼顧TDM從而降低網(wǎng)絡(luò)的整體CAPEX+OPEX成本。上海貝爾阿爾卡特的1850TSS產(chǎn)品正是這樣的新一代分組傳送解決方案。通用矩陣、交換與業(yè)務(wù)處理分離的設(shè)計(jì)可使單一的平臺(tái)從提供TDM電路的傳統(tǒng)傳輸設(shè)備平滑升級為提供點(diǎn)到點(diǎn)/多點(diǎn)以太傳送或匯聚、交換的T-MPLS PTN平臺(tái)，徹底打破傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)和二層數(shù)據(jù)網(wǎng)的界限，構(gòu)建融合的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，承載網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有業(yè)務(wù)和將來可能出現(xiàn)的各種新業(yè)務(wù)，所有業(yè)務(wù)都在同一平臺(tái)上傳送，從而形成最佳性能價(jià)格比的演進(jìn)方案。