PTN學習總結中國移動通信集團江西有限公司萍鄉分公司Page2SoftwareVendorWidgetBizModelInternetSoftwareVendorAdvertisementTerminalVender網絡基礎設施應用基礎設施TD-SCDMA終端軟件平臺終端基礎設施WidgetFetionMusicplatformMediaplatformmSpaces/OMSServer…Advertisement集團用戶家庭用戶PON/PTNIPoverOTN/WDMTD-LTEEDGE移動網絡干線和城域核心接入和匯聚CP/SP個人用戶3目錄WhyPTN？WhatisPTN？Conclusion移動網絡向LTE演進和2G、3G并存現狀趨勢:

運營壓力:移動網絡正逐漸由2G演進到3G和LTE

2G/3G將在很長的一段時間內并存2G網絡帶寬在擴展3G網絡在加大部署4G網絡指日可待TDMATMIPGSM,R99,R4,R5,R6…LTE2G&3G并存million3,5002,5001,500500GlobalMobileSubs.ForecastSource：Informa2009Q1forecastreport移動發展對承載網絡的需求和挑戰MobileChallenge業務類型IP化，接入IP化基于分組的交換和傳送高效的網絡和解決方案挑戰1:ALLIP的業務和網絡更大和更高效的帶寬提供高速上行接口LTE-Ready挑戰2:移動寬帶需要更大網絡帶寬業務的QoS保障，網絡的OAM電信級的時鐘/時間同步方案E2E的網絡管理、維護方案Challenge4:高質量業務保證兼容傳統的TDM/ATM業務專線、家客方案的集成Challenge3:多場景接入能力面對移動業務的發展趨勢帶來的挑戰，移動承載網絡需要滿足IP化、移動寬帶化、高質量業務保證、多業務接入的需求，并提供性價比最優的解決方案現有承載技術難以滿足業務發展需要傳統的承載網絡主要有以下3種方式：

MSTP/SDH：電路交換核心，承載IP業務效率低，帶寬獨占，調度靈活度差交換機：缺乏OAM故障檢測機制，QoS能力不足，網絡管理手段嚴重缺乏，多業務承載和同步傳送能力差路由器：投資效率低，網絡保護能力偏弱，組大網能力弱，網絡管理手段嚴重缺乏，同步傳送能力差，語音業務承載能力弱，部分功能相對于RAN是多余的。對傳送網維護人員技能要求高CorePEPEPPxPONNodeBResidentialPCPhoneMobileTerminalBSCRNCBRASMSCGSPOPIPMetroIPAccessGE/FEDSLAMBusiness？BTSWhynotRouter?IPMetroRouter是具備很強的多業務承載能力網絡操作維護體驗:缺乏基于硬件的OAM監控手段,仍然大多通過軟件輪詢方式，無法確保快速的故障檢測以保證在50ms內完成網絡保護，尤其是當大量的業務同時發生故障時設備和網絡的管理體驗:缺乏端到端的業務配置，一鍵式業務操作手段，無法和現有的傳送網絡如WDM、SDH、Microwave統一管理，增加了管理維護的成本.

缺少全面的同步傳送解決方案，尤其在做為移動承載時是必須的.具有少量的設備級、網絡級保護措施，但是在應用中還是顯得非常缺乏。在所有備選的解決方案里是對投資要求最高的，但大多的功能在城域網中是用不到的。比方說，轉發表項上，路由器要識別每個終端用戶地址，所以一般業務路由器有百萬級轉發表，這對于IPRAN承載網是多余的。Router方案缺乏良好的網絡操作、管理、維護體驗，同時無法提供移動承載所必需的同步傳送能力,等…貴！不習慣WhynotLanswitch?缺乏適合的網絡保護方案,網絡越大,保護倒換的時間越長，滿足不了電信級的保護倒換要求基于包交換，轉發的包長短不一，造成高優先級短包受長包影響，造成抖動Lanswitch缺乏有效的QoS保障機制,

沒有專用的流量控制模塊缺乏有效和方便的網絡管理、操作、維護手段，從這一角度來看,難以成為一個健壯的通信網絡.難以在其網絡中部署多業務的統一承載,尤其是移動業務,IPTV業務等具有高質量網絡需求的業務...總結：Lanswitch在網絡保護、QoS、OAM、網絡管理等方面都存在非常明顯的缺陷，不是建設電信級IP城域網可推廣應用技術。COREAccessIPBackboneSRSRQoS保障能力不足多業務承載能力滿足不了需求缺乏有效和方便的網絡管理、操作、維護手段WhynotSDH/MSTP？VC1VC2VC3SDHVC

Tun1Tun2Tun3FlexibleTunnel

FreeBandwidthRNCSPOP…3G/HSxPALTE/Wimax3G/HSxPALTE/WimaxRNCRNC3G/HSxPALTE/WimaxCBDResidentialDownTownFiberApplicationModelTrafficModel

主要承載基站業務，也可兼顧少量寬帶業務，具備電信承載網的設備級和網絡級保護，端到端的網絡管理和維護，具備良好的OAM機制，操作維護簡便有效，但是不是面向未來的技術:，網絡很難擴展到ALLIP，MSTP雖然在IP化前進了一步，但不夠徹底，IP化體現在用戶接口，內核仍然是電路交換；導致傳送分組業務時效率低SDH/MSTP還不能對以太業務提供足夠的QoS能力，實現以太業務的公平性接入SDH/MSTP不具備動態的路由發現功能，路徑采用靜態機制，不利于分組業務的調度和擴展分組承載真正需要的是PTN技術Packet：分組內核，多業務處理，層次化QOS能力Transport：類SDH的保護機制：快速、豐富，從業務接入到網絡側以及設備級的完整保護方案；類SDH的豐富OAM維護手段；綜合的接入能力、完整的時鐘同步方案Network：業務端到端，管理端到端需求歸納PTN實現高效分組內核增強交換架構（1:1主備，信元交換）多業務承載TDM/ATM/Eth業務PWE3仿真端到端管理端到端業務點擊提供，端到端整個承載網絡統一管理綜合接入方式綜合接入xDSL雙絞線、微波、銅纜、光纖等全面的同步方案TDM時鐘、外時鐘、SyncEth、1588V2、TOP、ACR、NTR等QoS能力5級H-QoS高可靠保護方案50ms內的網絡內業務保護（LMSP/tunnelAPS）;網絡級保護（LAG/TPS）設備級保護等OAM能力EthernetOAM，MPLSOAM,ATMOAM等Page1111MPLS頭LSP,LDP,流量工程PWE3,BFD/FRR增強取消IP增加雙向LSP增加OAM和保護簡化和增強IPheaderIPPayloadIPEncapsulationPHYMPLSheaderIPpayloadIPheaderEncapsulationPHYMPLS(opt)EncapsulationT-MPLSMPLSheaderpayloadEncapsulationPHY(opt)EncapsulationMPLS-TP=MPLS-L3復雜性+OAM+保護PTN實現方式：MPLS-TP/T-MPLS技術12目錄WhyPTN？WhatisPTN？ConclusionPage13T-MPLS/MPLS-TP標準組織活動演進IP/MPLST-MPLS2005200620072008200602:Cisco/Juniper加入G.8110.1標準表決的討論200606：IETF專家介入T-MPLS標準制訂200709：Q12/15采納Option1200711：IETF_T-MPLSDesignTeam成立JWT200710:Q.9/15和Q.11/15采納Q.12/15建議200704：G.8113/G.8114未被通過MPLS-TP200802：ITU-T成立了T-MPLSAd-HocIUT-T和IETF成立了JWT200801:Q5/13采納SG15的決定;OAM標準沒有通過;G.8113變更為Y.Sup4.G.8114AAP被關閉了。CiscoJuniper…A-LHuaweiTellabsFujitsuZTEEricsson

2005年5月，Alcatel,Huawei,Tellabs,Fujitsu和Lucent發起T-MPLS標準的制定，隨后，ZTE和Ericsson在2006年6月加入。Page14IP/MPLST-MPLS20082009200811:IETF73rd,4MPLS-TP草稿變為WG草稿2009Q2：IETFWGLC(普遍需求/構架)200910：ITU-TSG15批準200807:IETF72nd,1st階段MPLS-TP草稿(v00)發布200804:MPLS-TP

回顧MPLS-TP200903：IETF74th,更多MPLS-TP草稿200905：ITU-TQ9,10,12,14/15也加入到標準制定中,修訂現存的T-MPLS草案200812:ITU-TSG15全體成員,回顧MPLS-TPWG草稿T-MPLS/MPLS-TP標準組織活動演進(續)Page15用市場推動標準工作MPLS-TP/T-MPLS標準的演進ITU-T已經開始了對2007年的TMPLSG.8110.1,G.8112,G.8121,G.8131,G.8132G.8151以及2008年的G.mplstp-oam標準的重新審核工作，以實現和MPLS-TP的融合.ITU-T已經于2009年6月開始了PTN設備規范G.ptneq的開發工作。ITU-T和IETF明確雙方都不能阻止對方標準的發布。IETFMPLS-TPDraft的editor應該重視ITU-T通過聯絡聲明發送的意見。框架標準路標(2010年中）保護及OAM工具路標(2011年）PTN設備功能Page16封裝保護OAMQoS同步MPLS-TP的封裝Page17項目含義描述與作用PA前同步碼7個字節，1和0交互使用，使接收節點進行同步并做好接收數據幀的準備SFD幀起始標志符一個字節0xAB，它標識著以太網幀的開始FCS幀校驗序列4個字節，采用32位CRC循環冗余校驗對從"目標MAC地址"字段到"數據"字段的數據進行校驗DA目的地址6個字節，目標站點的物理地址SA源地址6個字節，發送幀的站點的物理地址PAD填充位用以填充當數據段的數據不足64字節時Type以太網幀類型2個字節，被各個公司分配來用于建立系統以及用于遵循國際標準的軟件（如X.25）。Label標簽值字段20比特，用于轉發的指針（0到15是保留的），從16開始可配EXPEXPerimental3比特，保留，用于試驗，現在通常用做CoS（ClassofService）SStack1比特，棧底標識。MPLS支持標簽的分層結構，即多重標簽，S值為1時表明為最底層標簽TTL生存周期8比特，和IP分組中的TTL意義相同PTN設備功能Page18封裝保護OAMQoS同步MPLS-TP的保護倒換技術：線性保護Page19線性保護倒換：G.8131定義的路徑保護主要包括無協議的1＋1方式和基于協議的1：1/1：N方式，可以對端到端路徑或者端到端路徑上的每個區段（節點或鏈路）進行保護，其中1＋1和1：1為獨享保護，1：N為共享保護。采用1＋1時工作路徑和保護路徑都承載業務并采用雙發選收的模式采用1：1時在網絡正常情況下僅工作路徑承載業務，備用路徑空閑（也可運行其他較低優先級的業務），在網絡故障情況下，通過協議切換到備用路徑承載業務（可搶占其他較低優先級的業務）TEFRR是基于協議的區段1：1方式，屬于1：1線性保護的一種實現方式。一般對端到端路徑上的每個區段分別做1：1線性保護。MPLS-TP的保護倒換技術：環網保護Page20環網保護倒換：G.8132定義的環網保護環網保護是基于協議的區段共享方式。一般對環網上的每個區段分別做保護，不同區段的備用路徑可以共享。在網絡正常情況下，端到端路徑經過的各個區段的備用路徑空閑（也可運行其他較低優先級的業務）；在某個區段故障時，有兩種實現方式，一種是wrapping（環回）方式，故障區段的相鄰節點通過協議切換到該區段的備用路徑，另一種是steering方式（轉向），源宿節點通過協議切換到備用路徑。由于環網保護為共享方式，在資源利用率方面比1＋1和1：1線性保護更有優勢，因此在各種保護方式成熟情況下，應優選環網保護（例如，現網MSTP以復用段共享環網保護為主）。環網保護的跨環問題可考慮與其他保護方式結合Page21MPLS-TP的保護總結T-MPLS的主要特性之一就是其完善的生存性技術。T-MPLS網絡生存性是保障T-MPLS網絡性能的一個重要方面，主要包括基于傳送平面的保護倒換和基于控制平面的恢復。

基于傳送平面的保護倒換主要有：線性保護倒換（G.8131）、共享保護環（G.8132）；線性保護倒換機制包括路徑保護和子網連接保護。(G.8032)ERPS以太網環網保護

基于控制平面的恢復是指故障發生后，在控制平面的協調下，為業務重新計算工作路徑，或者預計算保護路徑。目前為止，在T-MPLS的生存性方面只有線性保護倒換被標準化，T-MPLS共享環保護已有草案，現正在審核中。PTN設備功能Page22封裝保護OAMQoS同步Page23SDH-like的層次化OAM架構高階通道層(HO-VC)低階通道層(LO-VC)再生段層(RS)復用段層(MS)Tunnel層TMPPW層TMC物理層(Fiber/Copper)數據鏈路層(Ethernet)TMS提供傳送通道或Tunnel管道的連接建立和監控，并提供對上一層數據鏈路段層或ETH層的適配多低階業務映射到一個高階或多個PW映射到一個Tunnel對客戶業務凈荷進行適配封裝，實現最貼近業務層的監控封裝后映射到上一通道層或Tunnel層進行承載在物理媒介上，實現對Bit流傳送，可以是光媒介/電媒介……，同時具備對網絡物理故障的監測和定位能力在物理層和所建立連接的中間層面，完成對固定傳送通道VC或彈性管道Tunnel的承載和支撐連接的建立，并對鏈路的質量好壞進行監控E1/E3/E4業務凈荷TDM/ATM/Ethernet業務凈荷SDHPTNPTNOAM具備像SDH一樣的分層架構的管理維護能力分層監控，實現快速故障檢測和故障定位多個層次的保護共存，可靠性高，發生故障時合理啟動相應層級的保護機制Page24OAM實現方案,SDH-LikePTN具備類似SDH網絡的操作、管理、維護能力,什么是SDH-Like:分層架構，如SDH的RSOH、MSOH、POH，等等..端到端的OAM理念，如SDH的端到端OAM監控反饋機制，如SDH的RDI機制等基于硬件的OAM，如SDH的OAM由硬件檢測和處理……IEEE802.3ahEFMITUY.1731OAMConnectivityLayerOAMIEEE802.1ag/ITUY.1731ServiceLayerOAM（UNItoUNI）ITUY.1730/ITUY.1711OAMLSPPWEFMPTNSRPTNPTNNodeBBTSRNCMSCGPage25SDH-like基于硬件OAM的網絡體驗OAMEngine保護倒換主要由OAM檢測和保護倒換兩個動作完成，倒換速度的主要決定因素是OAM檢測，PTN固定3.3ms的OAM協議報文插送和監控，3個協議報文周期完成故障檢測，可確保50ms完成保護倒換全過程硬件實現OAM避免因軟件性能問題導致的，因處理OAM業務條數增加而導致的性能下降硬件實現的OAM的可靠性優于軟件實現SDH技術,OAM基于硬件實現,監控周期固定為

125μs路由交換技術，OAM基于軟件實現，如以太網OAM報文插送的時間一般為秒級，最快不超過幾十msPTNOAM仿照電信級能力更強的SDH設計，OAM引擎由硬件ASIC實現，可實現固定3.3msOAM協議報文監控SDH-Like基于硬件實現的OAM引擎優點：Page26分組傳送網OAM標準分組傳送網網絡層次涉及物理層、分組傳送段層、分組傳送隧道層、分組傳送偽線層，各層都有相應的OAM功能。OAM功能準循的標準：T-MPLS為ITU-TG.8114，PBT為ITU-TY.1731、IEEE802.1agPTN設備功能Page27封裝保護OAMQoS同步Page28ＩＰ網絡的Qos技術發展MPLS－ＴＥDiff-ServBestEffortIPQostechnologyInt-ServE-LSP&L-LSP最早的IP網絡是不提供任何QoS保證的將數據流劃分為不同的類型，實行不同的轉發處理.通過RSVP信令進行帶寬預留.MSTP與Diff-Serv的結合,疏導網絡流量，解決流量的擁塞和不平衡，但在實際部署時有Ｎ問題，不宜大規模適用Page29PTN的QoS處理（層次化QOS）業務3業務2業務1TMP/TMCCIRPIR業務安全同一板卡的多類業務可分別獨立成邏輯子網子網之間相當于完全物理隔離，廣播包僅限子網內，偽造包也不可能跨子網QoS業務1、……、業務N可按端口、VID、或者MAC地址來劃分每類業務可分別設置QoS以64K/1M為步長，設置CIR（保證帶寬）、PIR（峰值帶寬）每類業務還可設置CoS（服務等級）制定CIR以外業務服務優先等級出口可實現SP（嚴格優先級）、WFQ（加權平均）等隊列調度PTN設備功能Page30封裝保護OAMQoS同步Page31RAN對同步的需求無線制式時鐘頻率精度要求時鐘相位同步（時間同步）要求GSM0.05ppmNAWCDMAFDD0.05ppmNATD-SCDMA0.05ppm±1.5usCDMA20000.05ppm3usLTE0.05ppm傾向于采用時間同步GSM/WCDMA采用異步基站技術，此時只需要做頻率同步，精度要求0.05ppm（或者50ppb）TD-SCDMA/CDMA2000采用同步基站技術，除了頻率同步外，還需做時鐘相位同步（等效于時間同步），目前主要采用基站GPS解決Page32IEEE1588v2同步技術：解決時間同步問題GPS/北斗接收機LTENodeBPTN(SyncEth)(1PPS+ToD)(1PPS+ToD)LTENodeB(1PPS+ToD)LTENodeB(1PPS+ToD)(IEEE1588v2)(IEEE1588v2)(IEEE1588v2)PTN(SyncEth)IEEE1588v2-Synch同步以太網+IEEE1588v2的解決方案，全網PTN設備端到端支持同步以太網基于IEEE1588v2的時間同步傳送1588v2Master時鐘的自動保護支持1pps+ToD的輸入和輸出，以及IEEE1588v2輸出支持傳統的2Mbps/2MHz的頻率同步傳送GPS/北斗接收機(1PPS+ToD)<800ns<1.5us33目錄WhyPTN？WhatisPTN？Conclusion對比PTN設備VS交換機&路由器六大特點FE/GE基于報文的轉發交換機設備架構FE/GE基于信元的轉發路由器設備架構報文切片與重組報文切片與重組流量調度轉發引擎FE/GEFE/GE流量調度轉發引擎FE/GEFE/GE轉發表項轉發表項PTN設備架構報文切片與重組報文切片與重組流量調度轉發引擎FE/GEFE/GE流量調度多業務仿真IMAATM轉發表項電信級保護系統級同步方案一：轉發的包長長短不一，會造成高優先級短包（如時鐘報文）受長包影響，造成抖動報文編輯報文編輯FE/GEFE/GE二：針對于管道化傳送，優化了轉發表項電信級業務監控管理三：新增了硬件實現的電信級業務監控，可以10ms檢測到業務中斷四：新增了硬件實現的電信級業務保護倒換，上千條業務同時倒換滿足50ms要求五：新增了系統級同步方案，包含TOP、同步以太，1588V2TDM基于信元的轉發六：新增了多業務仿真處理，實現移動多業務管道化傳送基于信元的轉發一：基于信元的交換，交換粒度是短包等長的，可