PTN設備在移動承載網(wǎng)建設中的部署
訊石光通訊網(wǎng)
2012/2/17 14:23:44
PTN設備是面向環(huán)網(wǎng)應用的第四代城域以太網(wǎng)接入和傳送平臺,支持從現(xiàn)有SDH/SONET架構平滑演進到分組優(yōu)化的傳送網(wǎng)絡,承載高附加值的增值業(yè)務。PTN設備將高彈性的城域以太分組環(huán)和接入?yún)R聚功能集成到統(tǒng)一的下一代SDH/SONET平臺中,可以實現(xiàn)效率極高的城域以太網(wǎng)(或其他數(shù)據(jù)業(yè)務)等分組數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送和匯聚。
移動網(wǎng)絡運營商正在積極尋找更具性價比的城域以太網(wǎng)業(yè)務承載方案,以進一步降低因特網(wǎng)接入服務的成本,創(chuàng)造新的利潤增長點。僅僅簡單利用以太網(wǎng)點到點技術只能取代現(xiàn)有的租線、幀中繼和ATM上承載的業(yè)務,只有在基本的以太網(wǎng)連接功能上捆綁高附加值的業(yè)務才能把城域以太網(wǎng)服務改造為收入不斷增加并最終盈利的業(yè)務模式。例如部署2層VPN,或為每個連接設置多重服務級別(CoS)等增值業(yè)務就大大增強了以太網(wǎng)的連接特性。PTN迎合了移動承載網(wǎng)絡分組化的大趨勢,將在2010年開始進入大規(guī)模部署時期。
1 移動承載網(wǎng)絡分組化進程
根據(jù)我國運營商的城域網(wǎng)現(xiàn)狀,核心層主要是匯聚后的大粒度流量,傳送主要以OTN/ROADM為主,PTN技術應該用于解決接入/匯聚層的傳送問題。電信業(yè)務和網(wǎng)絡正在逐步演進為面向分組的業(yè)務和網(wǎng)絡,而傳統(tǒng)的TDM業(yè)務已經(jīng)占有了可觀的市場。這種趨勢在移動終端用戶回傳設備向IP化發(fā)展的進程中尤為突出,同時,網(wǎng)元設備也逐步用以太網(wǎng)作為業(yè)務接口,而傳統(tǒng)的TDM接口也仍然和分組接口在各個層面共存于移動設備中。
隨著每比特利潤的降低以及數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務給帶寬帶來的壓力,移動運營商必須找到提高成本結構的方法。這些技術和業(yè)務應用正在加速開發(fā)和部署更加有效的回傳及承載網(wǎng)絡。這就要求新一代的城域承載設備要給網(wǎng)絡提供靈活的混合傳輸模式,即可以完成從主流的TDM業(yè)務流到主流的分組業(yè)務流的混合傳輸,而且具有循序漸進、向下兼容的能力以保護現(xiàn)有投資,允許運營商逐步地從TDM組網(wǎng)過渡到電路仿真,再實現(xiàn)以太網(wǎng)回傳。
移動運營商正在享受著進入市場的新業(yè)務帶來的巨大利益,尤其是數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務。這些新業(yè)務是驅動利潤增長的關鍵,隨之而來的是對業(yè)務承載網(wǎng)絡的需求快速增長。數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務引發(fā)了傳輸容量的激增,對網(wǎng)絡的性能也提出了苛刻的要求。而運營商頭痛的地方主要是回傳網(wǎng)絡的成本太高。事實上,回傳網(wǎng)絡的成本投入很快就會和新業(yè)務增長帶來的收益抵平,所以運營商必須尋找更具性價比的回傳方案。
分組業(yè)務可以大大降低回傳網(wǎng)絡成本這一觀點已被業(yè)界廣泛接受。隨著IP/Ethernet設備逐步達到運營級,移動基礎網(wǎng)絡也逐步向分組技術演進。然而,廣泛部署的傳統(tǒng)T1/E1接口和基礎網(wǎng)絡將會繼續(xù)和新的面向分組的設備長期共存??梢苑沼趥鹘y(tǒng)需求的混合傳輸設備具有巨大的市場需求,如面向電路的T1/E1、MLPPP和ATM/IMA,以及IP/Ethernet混合接口。
分組傳輸,特別是Ethernet,可以大幅降低移動回傳網(wǎng)的每比特成本。然而,從BTS/Node-B接口的角度出發(fā),回傳方案必須滿足一系列復雜要求以配合承載網(wǎng)的部署,包括:純TDM (T1/E1和MLPPP)、ATM/IMA和IP/Ethernet。上聯(lián)到移動電話交換局的可能是SDH/SONET、Ethernet,或者是捆綁的PDH鏈路?;诠饩W(wǎng)絡的移動回傳和承載網(wǎng)方案要確保運營商可以高效地服務于來自下一代移動業(yè)務的爆炸式增長的業(yè)務流。所選方案的關鍵特征是基于TDM或Ethernet回傳網(wǎng)傳輸電路和分組混合業(yè)務的靈活性。隨著時間的推移,越來越多的業(yè)務流將向純分組化發(fā)展,現(xiàn)有網(wǎng)絡必須能輕松地應對這種業(yè)務演進。
PTN設備可以應用到任何傳統(tǒng)的TDM和Ethernet業(yè)務環(huán)境。而且混合光/分組傳送網(wǎng)也不僅僅局限于移動運營商。事實上,它可以應用到所有提供混合業(yè)務的運營商。如圖1所示,基于PTN可以構建混合傳輸模式。
以下幾個因素加快了移動運營商積極構建他們自己的混合光/分組回傳及承載網(wǎng)絡:一是,業(yè)務量在各個無線站點已接近飽和,即使是之前很小的站點也是如此,擴容TDM進行回傳的成本高于在室內建設回傳網(wǎng)絡。二是,無線接入設備,甚至終端用戶設備都在逐步向分組技術演進。這種高端業(yè)務和BTS/Node-B設備上IP/Ethernet接口的結合創(chuàng)造了一個使用新的靈活的回傳及承載網(wǎng)絡進行管道傳輸?shù)臋C會。
移動運營商一直都在尋求降低回傳及承載成本的方案。業(yè)務和技術的發(fā)展使移動運營商能夠從部署他們自己的混合光/分組回傳及承載網(wǎng)絡中獲益。PTN設備的分組化特征符合這一要求,成為關鍵設備。
2 PTN設備在移動承載網(wǎng)中的現(xiàn)狀和應用
目前,兩大主流PTN技術(T-MPLS/MPLS-TP和PBB-TE)都處于進一步標準化和產業(yè)化的階段。雖然PTN技術的標準化工作還未完成,但由于國內外移動運營商的無線回傳市場需求迫切,目前業(yè)內已有一系列PTN產品相繼面市:T-MPLS產品主要有上海貝爾1850TSS、華為OSN3900/1900、UT斯達康TN725/705、愛立信OMS2430/2450、烽火CiTRANS、中興8905/6100等;PBB-TE產品主要有北電MERS8610/8606、諾西hiD6670/6650、華為Quidway CX600/380、烽火M8416E、中興8905/6100等。
PTN設備可以提供在現(xiàn)有SDH/SONET網(wǎng)絡或裸纖上承載高附加值的可盈利以太網(wǎng)業(yè)務的解決方案,同時具有和IP/MPLS核心網(wǎng)緊密結合,將業(yè)務擴展到全球范圍的能力。這樣的組網(wǎng)結構可以支持多種傳送增值業(yè)務,例如MEF定義的E-LINE(VPWS)或E-LAN(與IETF定義的VPLS類似),使得運營商能夠實現(xiàn)區(qū)分化業(yè)務提供,以極低的成本獲得豐厚的回報。由PTN設備組建的移動承載網(wǎng)中,豐富的業(yè)務接口可以很好地實現(xiàn)3G網(wǎng)絡的部署。
PTN設備可作為分組環(huán)交換機使用,配置為數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計分插復用器,或傳送、匯聚城域以太網(wǎng)業(yè)務的接入復用設備。來自客戶側匯聚到環(huán)中的數(shù)據(jù)或TDM 業(yè)務可以在任一終端節(jié)點下路,或是轉接到IP/MPLS核心網(wǎng)中。二層(L2)交換技術與MPLS PWE3技術結合,提供了更完善的數(shù)據(jù)業(yè)務傳遞功能。
PTN設備主要功能包括:
● 以更加靈活的帶寬分配方式傳送、匯聚城域以太網(wǎng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務,將多個邊緣以太網(wǎng)端口中的業(yè)務匯聚到GbE上行鏈路中。
● 以更加靈活的帶寬分配方式傳送、匯聚TDM業(yè)務。
● 城域以太網(wǎng)業(yè)務的完全帶寬統(tǒng)計復用,確保最大的帶寬利用率。
● 成熟的流量管理機制,在客戶和流的層面上控制業(yè)務量的傳遞。
PTN設備目前最典型的應用是作為TD網(wǎng)絡接入的承載通道,也可基于PTN設備構建分組環(huán)網(wǎng)內嵌于SDH或SONET平臺(也可以直接構建在裸光纖上),如圖2所示。這種方式利用MPLS偽線技術支持多個數(shù)據(jù)業(yè)務統(tǒng)計共享、競爭復用傳輸資源的巨大帶寬,在提高帶寬利用率的同時仍能確保每個業(yè)務流量的QoS/SLA。這里“彈性”是通過分組環(huán)技術中的“環(huán)回”機制實現(xiàn)的,能夠保證小于50ms的業(yè)務中斷時間,從而提高整個業(yè)務的可用性和環(huán)網(wǎng)的生存性。
因此,在電信網(wǎng)分組化的趨勢下,PTN設備的功能和應用模式適應了網(wǎng)絡發(fā)展的需要,從圖3可以更好地理解這種必然性。
目前,PTN主要包括T-MPLS/MPLS-TP及PBT兩大主流技術標準,其中T-MPLS/MPLS-TP主要由ITU-T及IETF在進行相關的標準研究及制定,PBT主要由IEEE在進行相關的標準制定。部分設備廠商推出了PTN設備,但由于PTN的技術標準仍在制定中,目前部分廠商推出的PTN均部分地實現(xiàn)了PTN功能,隨著技術標準的成熟與完善,設備功能也需要進一步進行增加及完善。
3 PTN設備在網(wǎng)絡部署中的特點
3.1 充分發(fā)揮智能化功能
PTN設備的一大特點是具備一定的自動化功能和網(wǎng)絡自適應能力,而像ASON這樣的自適應網(wǎng)絡技術的應用和推廣一直受到運營商的質疑甚至 殺。在網(wǎng)絡鏈路資源逐漸匱乏、網(wǎng)絡路由拓撲無限復雜的情況下,我們是否該為ASON技術松綁,讓基于智能化設備組建的網(wǎng)絡具有更強的自適應能力,以提高整網(wǎng)效率?
目前國外廠商提供的PTN設備都具有自適應功能,在國外運營商網(wǎng)絡部署時完全開啟自動配置、自動選路等功能,在大量節(jié)省維護成本的同時,使網(wǎng)絡資源的配置更加合理,自動選路、自動重路等功能的開啟大大提高了網(wǎng)絡利用率。
現(xiàn)階段,移動運營商的城域承載網(wǎng)絡升級和擴容的壓力都比較大,原因是多方面的,但根本的原因還是網(wǎng)絡規(guī)劃和建設比較混亂,缺乏科學建設和管理。所以單純增加新設備、采用新技術、鋪設新管道可能都無法從根本上解決問題。而且新設備的增加會帶來大量現(xiàn)網(wǎng)光纖的割接難問題,每條新線路、新站點的建設都付出了極大的代價。而工作量巨大只是一方面的問題,有些根本無法入手的改造工程才是更為棘手的問題。面對快速增長的用戶數(shù)和IP化發(fā)展進程,移動承載網(wǎng)的壓力非常大,已經(jīng)成為整個移動通信網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。3G的進程越快,這個環(huán)節(jié)就越薄弱,承受的壓力會隨時使這里出現(xiàn)崩潰的情況。目前有比較好的技術來解決這一問題,比如PTN設備。在設備的升級和組網(wǎng)上,具有“網(wǎng)絡融合”重要歷史責任的PTN設備被業(yè)內廣泛關注,希望可以解決網(wǎng)絡的升級問題。
3.2 結合專用規(guī)劃軟件進行PTN網(wǎng)絡部署
現(xiàn)在有多家設計和科研單位開發(fā)了比較完善和能夠實用化的網(wǎng)絡規(guī)劃軟件,結合規(guī)劃軟件進行舊網(wǎng)絡的改造和新網(wǎng)絡的部署,這將在網(wǎng)絡擴容壓力巨大的今天發(fā)揮實際效用。比如基于T-MPLS的分組傳送網(wǎng)規(guī)劃軟件,提出了新型的分組標簽交換模式,可模擬產生IP、TDM、以太網(wǎng)等多種實際業(yè)務,各種業(yè)務的分布參數(shù)能夠通過外部屬性進行設置調整。運營商的現(xiàn)實網(wǎng)絡情況和數(shù)據(jù)可導入規(guī)劃軟件,模擬現(xiàn)實的網(wǎng)絡拓撲和流量,為每年的網(wǎng)絡改造和擴容提供可靠的分析手段和依據(jù),提高運營商規(guī)劃部門和規(guī)劃院所的工作效率。
該軟件在控制平面上實現(xiàn)了OSPF-TE-基于流量工程的路由計算和資源信息分發(fā),能夠完成RSVP-TE-建立和拆除LSP、為FEC分發(fā)標簽、維護標簽轉發(fā)表等操作。在數(shù)據(jù)平面基于協(xié)議G. 8110.1、G.8112、G.8121進行數(shù)據(jù)轉發(fā)。管理平面基于G.8131/Y.1382協(xié)議實現(xiàn)了分組傳送網(wǎng)中最關注的OAM功能和APS功能,其應用如圖4所示。
通過將實際數(shù)據(jù)加載到軟件算法中,可以對網(wǎng)絡的生存性、健壯性和適應性,以及傳送網(wǎng)的分組傳送效率,包括阻塞、丟包、延時等特性進行分析和考量。在軟件的設計過程中,已經(jīng)采用高性能FPGA節(jié)點模擬硬件實現(xiàn),形成了非常真實的T-MPLS網(wǎng)絡模型和節(jié)點互聯(lián),對分組傳送網(wǎng)絡的網(wǎng)絡性能和傳送效率進行了實際測試,可不斷實現(xiàn)和驗證提出的新機制。
4 結束語
面對快速增長的用戶數(shù)和IP化發(fā)展進程,移動承載網(wǎng)的壓力非常大,已經(jīng)成為整個移動通信網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。PTN設備有望解決網(wǎng)絡的升級問題。但要從根本上解決網(wǎng)絡規(guī)劃和設備部署的有效和優(yōu)化問題,對新建網(wǎng)絡的規(guī)劃就要更科學,要走可持續(xù)發(fā)展的路線?,F(xiàn)有的問題肯定是可以解決的,更重要的是更加智能化的網(wǎng)絡設備與更加科學的規(guī)劃部署工具的緊密配合。應實現(xiàn)技術、設備和觀念的三重革新,防止出現(xiàn)技術新、設備新而管理觀念舊的情況。