Tellabs分组传送网络(PTN)演进

 泰乐通讯首席系统架构师 孙毓明 

1. 传输网络的演进

    传统的传输网络在世界范围内对支持SDH、ATM和FR等业务起到了至关重要的作用。但是随着IP应用和以太网环境的快速普及和迅速发展，传统SDH业务的需求逐步退化。目前多数的业务量都是基于分组的，全球运营商都迎来了电信史上的一个转折点。当今经常被问到的问题就是“我们应该继续在传统的传输基础设施上投资还是应该在基于分组的传输网络上投资？” 
    不同市场、国家的运营商网络演进的目的都是相同的，但是大量不同的技术和网络架构的存在往往又给运营商的选择造成困扰，导致网络建设无法实现最优选择。本文将对现有各种技术和网络架构的优缺点进行探讨，尤其是普通的IP网和典型分组演进网络的区别。本文也总结了Tellabs在分组传送网络演进和迁移中的定位，以及Tellabs在PTN网络演进中具备的优势。 

2. PTN技术和网络架构 

2.1 T-MPLS

    T-MPLS 通常是在传统的MSTP或者MSPP平台上增加了一部分以太网的支持能力。MSTP和MSPP平台上的T-MPLS一般包括静态的标签转发路径配置能力，通常支持静态标签的PWE3，具备ITU-T 1711 OAM功能。然而，虽然标准化组织进行了大量的工作，但是目前T-MPLS 隧道一般只能支持以太网业务。由此带来的问题是，T-MPLS技术无法满足传统传输网络迁移的需求。ATM、TDM、FR业务仍然具有很大的业务量，并且目前还是运营商主要的收入来源。一些传统的传输厂商，通过一些私有的协议可以实现TDM和ATM业务在T-MPLS上的传送，但是从商用的角度，并不是运营商很好的选择。再一个值得提到的是T-MPLS没有解决与广泛使用的MPLS互通的问题。

2.2 PBB-TE

    PBB-TE 已经由 IEEE 802.1Qay进行了标准化。根据目前的草案，只有以太网业务可以通过PBB-TE隧道进行承载。这和T-MPLS的情况基本一致。由于TDM、ATM和FR业务长期内还将与分组业务共存，演进后的分组网也必须要考虑到这部分业务。与T-MPLS一样，一些厂家也提供一些私有的解决方案提供传统业务的承载。PBB-TE组建未来的分组传送网络还存在另外的风险。假设一个由100，000个节点构成的网络，一般通过将网络分割成几个子网。每个子网内进行独立的保护和端到端的服务质量管理。目前的PBB-TE还无法实现跨越的SLA，故障保护和诊断。IEEE 802.1ag OAM对跨E-NNI的多个域的维护和保护还没有详细定义。 

2.3 MPLS-TP 和 MPLS

    MPLS-TP 是ITU-T和IETF共同定义的，是T-MPLS和MPLS融合的结果。这个标准的初衷是实现跨多个域的网络管理。这个网络范围包括接入网，汇聚网和核心网，每一个子网都可以运行自己的MPLS和MPLS变种（动态的或者静态的MPLS）。MPLS对于传统的TDM，ATM和FR的支持已经进行很好的标准化，并且具备大量的商用案例，这是未来MPLS-TP技术具备的巨大优势。这些能力对于支持传统业务的迁移是非常关键的。 MPLS-TP引入了多样的标签结构和GE-ACH OAM分组。这对于端到端，跨多个MPLS子网的OAM是非常关键的。在ITU-T 1711 中引入了一个标签栈底S=1的路由告警标签，这个标签的格式由Y1731进行定义，用于端到端的OAM连接性管理和性能管理。
    MPLS-TP中的动态标签和静态标签容易引起一些混淆。根据最新的标准动态，倾向于使用OSPF作为路由，RSVP作为信令构成MPLS-TP的动态控制平面。未来几个月的标准会议将就这些问题进行更详细的探讨。目前MPLS普遍的做法是OSPF和RSVP作为控制平面，数据转发平面仍然使用二层传统的ATM、TDM、FR和以太网。预计多数的分组传送设备制造商将在MPLS-TP标准化后快速跟进。

3. PTN静态和动态网络的选择 

    在使用分组网络替代SDH网络的过程中，另外一个关键的技术抉择是：是否在分组网络中引入动态控制平面。就传统的SDH技术来说，一般是采用静态的方式进行业务部署，没有使用动态的路由协议和信令建立用户通道。因此，是否在PTN中引入动态控制平面，进行用户通道的发现、建立和保护存在疑问。 值得注意的是，网络中有的部分要求动态通道建立的属性，但是也有在大部分时间中相对静态的部分。从网络架构的角度看，越靠近网络的核心，流量特征越呈现动态，相反，越靠近网络接入部分，网络流量的特征越呈现静态, 如图(1) 所示。
    另外要注意的是不要将PTN中使用的控制平面（OSPF和RSVP）和IP路由平台中的控制平面混淆。ASON就是一个很好的例子。GMPLS在WDM网络中作为控制平面，但是这不意味着用户平面使用IP路由。现在使用OSPF和RSVP（MPLS）作为控制平面，Layer 2 ATM、TDM、FR、以太网作为用户平面的应用已经非常普遍。
    目前，我们假设用户的传输模型都是点到点的，用户的流量通常汇聚到集线器或者星型网络的中心，从而实现多点处理。静态部署网络的好处是配置非常简单（一般通过NMS），但是保护路径和实时网络资源利用的优化，准确度和速度都不是最优。分组网络意味着“面向无连接”， any-to-any是分组网络与生俱来的特性。虽然，端到端PTN的理念对真正的分组网络进行了简化，但是，它也因此丧失了分组网络真正的潜力-“面向无连接”。动态控制平面在很多方面可以更好的利用分组网络的潜力。对从协议设计者到架构设计者来说，如何将面向连接的业务映射到面向无连接的平台是一个巨大的挑战。这个工作一直以来就非常困难。


 
    具体到PTN，当需要运营商介入控制和管理时，点到多点或者any-to-any网络的扩展性也是很大的挑战。动态路由协议在这种情况下对网络没有多大的帮助，因为，流量工程路由协议的扩展性不如传统的SDH网络。另外，MPLS信令的跨域问题也不容易解决。一个大规模的any-to-any的PTN网络需要非常熟练的网络设计师进行精心设计。是否在PTN中引入控制平面，可围绕以下关键问题进行决策： 

· 是否将维持以前SDH网络的可控制，可管理能力？ 

· 网络的运行是否会变得更复杂？ 

· 网络是否可以根据用户的带宽自动进行网络优化？ 

· 网络是否可以在50ms内实现保护恢复？

· 网络具备可持续发展的能力，是否能够承载未来的IP应用?

4. Tellabs 对PTN演进的观点

    Tellabs PTN解决方式包括Tellabs 8600和Tellabs 8800产品系列。Tellabs PTN解决方案之初就是为解决传统传输网络的演进问题，这已经被其硬件和软件体系设计和其所能够提供的功能所证实。Tellabs专注于该领域已经有5年以上的历史。

    Tellabs PTN解决方案采用了多种方法和机制保证传统业务的演进：

· 传统传输网络的界面和体验得到延续；

· 诸如TDM、ATM、FR等所有传统业务在PTN网络上传送的机制都基于标准进行；

· 确保PTN网络的保护都能够在50ms以内，就如传统传输网络所能够提供的；

· 确保PTN能够提供类似SDH网络网管的方式；

· 确保PTN网络提供了可媲美传统传输网络的恢复时间和性能，可靠实现了对时延、抖动高敏感的TDM业务；

· Tellabs使用真正的分组交换技术实现了上述所有的功能，并能够顺利提供MPLS-TP在其标准化完成后的功能。

虽然Tellabs非常关注传统业务的演进，但Tellabs不会忘记PTN演进的原动力，是提供可持续发展的分组传送网。Tellabs解决方案在以下的这些方面的业务提供能力将会在未来的实际网络运营中得到证实。

· 为全IP的3G移动和小区宽带提供ELAN和EVC业务；

· 为企业客户提供ELINE和EVC业务；

· 为小区宽带和企业客户提供ELAN和EVLAN业务；

· 为移动电视、IPTV和商业组播提供ETREE业务

· VPLS

· L3-VPN

· 利用IP路由、EVLAN或EVC实现LTE演进

· 高级城域以太业务

· 数据中心互连

    Tellabs PTN解决方案已经在全球96个移动运营商得到应用，我们期望能够与中国的移动运营商紧密合作构建可持续发展的网络平台，并共同成功！