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PTN技術的標準進展和展望

李芳 2009/08/28

1.PTN技術的核心特點和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　PTN是新一代基于分組的、面向連接的多業(yè)務統(tǒng)一傳送技術，不僅能較好地承載電信級以太網(wǎng)業(yè)務，而且兼顧了傳統(tǒng)TDM業(yè)務。PTN在3G無線回傳、企事業(yè)專線、IPTV等高品質(zhì)業(yè)務承載領域，具有面向連接的多業(yè)務承載、50ms的網(wǎng)絡保護、完善的運行管理維護（OAM）機制、全面的QoS保障以及功能強大的傳送網(wǎng)管功能等核心技術優(yōu)勢。

　　PTN有以下兩類實現(xiàn)技術。

　�。�1）一類是從IP/MPLS技術發(fā)展來的MPLS-TP技術，拋棄了基于IP地址的逐跳轉發(fā)，增強了MPLS面向連接的標簽轉發(fā)能力（不采用倒數(shù)第二跳標簽彈出PHP、LSP聚合、等價多路徑ECMP等），從而具有確定的端到端傳送路徑，增強了網(wǎng)絡保護、OAM和QoS能力。

　　（2）另一類是從以太網(wǎng)逐步發(fā)展而來的PBB＋PBB-TE技術，PBB解決了運營商和客戶之間的安全隔離并提高了網(wǎng)絡擴展性，PBB-TE增加了流量工程（TE）從而增強了QoS能力，PBB-TE目前主要支持點到點的傳送，多點業(yè)務支持需要借助PBB和PLSB技術。

　　由于MPLS-TP天然具有和核心網(wǎng)IP/MPLS互通的技術優(yōu)勢，另一方面受PBB-TE先驅(qū)北電企業(yè)狀態(tài)的影響，目前MPLS-TP已成為PTN的最主流實現(xiàn)技術，共有7個國內(nèi)外傳輸設備商（華為、中興、烽火、UT、上海貝爾、愛立信、諾西）發(fā)布了基于MPLS-TP技術的PTN設備。從2008年7月至今，7個設備商先后都參加了中國移動組織的城域傳送網(wǎng)IP化的實驗室階段測試，前5個設備商還積極參與了2009年3-5月的中國移動8個省市現(xiàn)網(wǎng)試點應用測試，承載了TD-SCDMA的IP化基站和GSM/TD的TDM基站。雖然，MPLS-TP的國際標準化尚未完成，導致各個廠商PTN設備在網(wǎng)絡保護、OAM機制以及網(wǎng)管功能方面存在一定差異，但也標志著PTN技術進入基本成熟階段，達到了較為可觀的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

　　2009年，MPLS-TP的標準化進展和應用前景是業(yè)內(nèi)最關心的熱點問題之一，并且MPLS-TP的國際標準何時穩(wěn)定將直接影響PTN何時能從“新技術引入”發(fā)展到“大規(guī)模應用”階段。

2.MPLS-TP標準最新進展

　　2.1 ITU-T和IETF的合作關系

　　2008年4月中旬，ITU-T和IETF成立了聯(lián)合工作組（JWT），達成了共同開發(fā)MPLS-TP的協(xié)議，但由于雙方在5個方面的傳送需求（主要是OAM和保護）以及網(wǎng)絡術語方面存在較大理解差異，再加上兩個國際組織對開發(fā)主導權的利益之爭，嚴重影響了MPLS-TP在2008年的標準進展。在2008年12月的ITU-TSG15會議上，為了統(tǒng)一業(yè)內(nèi)認識，消除產(chǎn)業(yè)內(nèi)對JWT協(xié)議的理解偏差，SG15和IETF專家進行了激烈辯論，最終確定了IETF和ITU-T在MPLS-TP標準開發(fā)方面的正確關系，JWT達成以下3條一致意見。

　�。�1）ITU-T負責向IETF提出傳送需求，IETF將加快MPLS-TP標準開發(fā)，所有草案在完成WGlastcall前交由ITU-T審閱并提出意見，以保證滿足傳送網(wǎng)的需求；一旦文檔完成IESG審查，IETF應盡早申請RFC numbers和IANA code points。

　�。�2）ITU-TSG15將暫停當前T-MPLS標準開發(fā)工作，等IETF的MPLS-TP標準相對成熟后，再根據(jù)這些RFC來修訂已有標準，并保證T-MPLS標準與MPLS-TPRFC的一致性。

　�。�3）確定IETF和ITU-T之間的工作應進一步協(xié)調(diào)，并把IETF草案和ITU-T建議進行對應，用一張表格來反映其對應關系。

　　2.2 MPLS-TP標準進展

　　在JWT專家共同努力下，2009年3月的IETF第74次全會前后，MPLS-TP標準取得了較大進展，多篇草案已成為MPLS工作組草案且基本穩(wěn)定。于是，2009年5月25-29日，ITU-TSG15在法國SophiaAntipolis召開了Q3、Q9、Q10和Q14的聯(lián)席中間會，討論審閱了IETF最新工作組草案（主要是MPLS-TP需求），提出了修改意見，并確定了2009年10月SG15全會先提交通過的標準：G.8110.1、G.8101、G.7712、G.8112、G.8121、G.8131和G.8151�？紤]到在OAM和保護方面存在一些分歧，G.8121、G.8131和G.8151的開發(fā)將受IETF相關草案進展的影響，能否按期通過需視2009年7月IETF75次全會進展而定。

　　截至2009年6月中旬，IETF在MPLS-TP標準的最新進展如下。

　　（1）發(fā)布3篇RFC：RFC5317MPLS-TP的JWT報告、RFC5462“EXP域”重命名為“業(yè)務類型域”、RC5586 MPLS通用關聯(lián)信道（G-ACH）。

　　（2）8篇MPLS-TP工作組草案：MPLS-TP需求、MPLS-TP框架、MPLS-TPOAM需求、MPLS-TP網(wǎng)絡管理需求、MPLS-TP生存性框架、MPLS-TPOAM 框架、MPLS-TP的帶內(nèi)DCN、MPLS-TP網(wǎng)絡管理框架。

　�。�3）7篇MEAD（MPLS互操作性設計組）草案：MPLS-TPOAM分析、MPLS-TP的LSP環(huán)回模式、MPLS-TP控制平面框架、MPLS-TPIETF和ITU-T術語關系、MPLS-TP主動的連續(xù)性和連通性驗證、MPLS-TP LSP的連接驗證、ACH TLV結構的定義。

　　（4）計劃的3篇MEAD編寫組草案：MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護框架、MPLS-TPRSVP-TE擴展、MPLS-TPLDP擴展，尚未提交初稿。

　�。�5）11篇個人草案：MPLS-TPOAM定義（AcronymSoup）、IETF和ITU-T MPLS-TP的聯(lián)合進展、基于Y.1731的MPLS-TP OAM、MPLS-TP LSP的性能監(jiān)視、MPLS-TP的故障管理、MPLS-TP環(huán)拓撲中P2MP業(yè)務保護、MPLS-TP OAM告警抑制工具、MPLS-TP后向通知消息報文、MPLS-TP的線性保護、MPLS-TP 和IP/MPLS的互通、MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護分析。

　　在2009年1月的CCSA的TC6全會上，電信研究院已正式牽頭立項《分組傳送網(wǎng)總體技術要求》行業(yè)標準，目前正在密切跟蹤國際標準進展，待2009年10月SG15全會后，將提交征求意見稿供會議審查。

3.MPLS-TP標準中的關鍵問題

　　3.1 MPLS-TP的OAM

　�。�1）OAM分層機制：支持Section、LSP和PW的分層監(jiān)視OAM。

　�。�2）OAM封裝格式：MPLS-TP采用GAL（G-ACH標簽，推薦13）＋G-ACH（通用關聯(lián)信道）來表示Section和LSP的OAM報文。G-ACH功能支持FCAPS（即故障、配置、計費、性能和安全五大功能），承載類型包括擴展的OAM功能（AIS、LM、DM等）、ECC（支持DCN和SCN）和APS。允許OAM報文直接到LSP/PWE的中間節(jié)點，通過標簽堆�；蚝线m的TTL設置來實現(xiàn)。

　�。�3）OAM功能：MPLS-TP認可了T-MPLS的OAM功能需求（CV、PM、AIS、ECC、APS等），但對如何實現(xiàn)這些OAM功能產(chǎn)生了分歧，IETF專家傾向于對LSPBFD和VCCV-BFD擴展來實現(xiàn)，ITU-T專家傾向于采用類似Y.1731以太網(wǎng)OAM機制來實現(xiàn)。

　�。�4）PHP和ECMP問題：IETF專家認為PHP和ECMP可以用于傳送領域，目前規(guī)范MPLS-TP的L1/L2的P2P和P2MP業(yè)務可不使用PHP和ECMP，L2/L3的MP2MP業(yè)務可使用PHP和ECMP，這將給今后MPLS-TP與IP/MPLS的互通帶來一些問題。

　　3.2 MPLS-TP網(wǎng)絡保護

　　（1）保護需求

　　MPLS-TP的保護機制同樣適用于LSP和PW，應包括網(wǎng)絡故障的檢測、定位、通知和修補，支持數(shù)據(jù)平面觸發(fā)機制。保護控制分為人工控制、失效觸發(fā)、OAM信令、控制平面信令等，保護率應達到100%。保護路徑應支持運營商的QoS目標；可支持1︰1雙向保護倒換，且雙向保護倒換應同步進行；在1︰1保護模式下可支持額外業(yè)務；可支持1＋1單向保護倒換；應提供操作控制命令和保護優(yōu)先級；支持返回和非返回方式；支持P2PLSP的保護；支持P2MP的LSP保護。

　�。�2）保護方式分類

　　MPLS-TP的保護分為端到端保護和段保護兩類，其中端到端保護適用于PW和LSP段的故障檢測和保護；段保護適用于層次化嵌套的LSP、PWE3定義的MS-PW段、TCM標簽堆棧，并且每段的保護機制獨立于其他段。原T-MPLS保護分為線性保護和環(huán)網(wǎng)保護兩類，IETF認為環(huán)網(wǎng)保護僅適用于環(huán)拓撲，而FRR同時適用于網(wǎng)狀網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)。經(jīng)過2008年12月SG15會議上對環(huán)網(wǎng)保護需求的討論，RFC5317的JWT報告第88頁已正式體現(xiàn)環(huán)網(wǎng)保護需求。

　�。�3）保護實現(xiàn)機制

　　IETF專家傾向于采用MPLS-TEFRR和PW1︰1冗余保護，ITU-T專家傾向于在ACH中采用G.8131和G.8132的APS機制。FRR的Facilitybypass和Detour兩種方式可提供環(huán)網(wǎng)保護，但在某些場景下非最優(yōu)。G.8132可提供更多功能，比如多重故障時節(jié)點間的協(xié)調(diào)機制等。IETF專家在學習了ITU-T保護機制的優(yōu)點后，確定FRR進行以下改進：避免成環(huán)（loop），支持雙向倒換、人工倒換、網(wǎng)管命令倒換和倒換優(yōu)先級，支持節(jié)點配置來感知環(huán)拓撲，支持多重故障（即環(huán)分割），支持點到多點LSP。

　�。�4）保護倒換時間

　　2008年12月SG15會議上對環(huán)網(wǎng)保護的50ms倒換時間參照SDH環(huán)網(wǎng)要求給出了條件限制。由于受LSP/PW保護組數(shù)量和3.33ms OAM報文處理能力的影響，建議線性保護的50 ms倒換時間需規(guī)范一定的保護組數(shù)量作為限定條件。

　　3.3 MPLS-TP和IP/MPLS的互通

　　目前運營商的核心網(wǎng)都已采用IP/MPLS承載技術，因此MPLS-TP與IP/MPLS的互通將影響其網(wǎng)絡應用范圍和業(yè)務運維模式，如能否實現(xiàn)跨IP/MPLS核心網(wǎng)的OAM、保護和管理。但是，由于MPLS-TP在OAM、保護和控制平面存在一些關鍵問題待解決，因此互通機制尚未進入實質(zhì)化階段。

4.PTN的應用前景展望

　　4.1 PTN的應用定位

　　我國運營商的城域網(wǎng)和本地網(wǎng)現(xiàn)狀是SDH/MSTP、以太網(wǎng)交換機、路由器等多個網(wǎng)絡分別承載不同業(yè)務并各自維護，難以滿足今后NGN多業(yè)務統(tǒng)一承載和降低運營成本的發(fā)展需求。因此，為了滿足城域業(yè)務轉型和網(wǎng)絡融合的趨勢，需要采用靈活、高效和低成本的分組傳送平臺來實現(xiàn)多業(yè)務統(tǒng)一承載。

　　由于MPLS-TP屬于MPLS類技術，不僅降低了IP/MPLS成本提高了可靠性，而且具有面向連接的OAM、保護和管理能力。因此，近期基于MPLS-TP技術的PTN的應用定位是滿足城域匯聚、接入層的IP化轉型需求，重點承載3G無線基站回傳和企事業(yè)以太網(wǎng)專線/專網(wǎng)業(yè)務，并且可跨越IP/MPLS核心網(wǎng)實現(xiàn)互通。

　　4.2 MPLS-TP的應用前景

　　2009年年初以來，MPLS-TP的標準化和產(chǎn)業(yè)化都在快速推進，預計2009年10月至2010年6月期間，IETF和ITU-T將完成MPLS-TP的標準化。相信基于MPLS-TP技術的PTN可以較好地滿足3G無線基站回傳、高品質(zhì)數(shù)據(jù)業(yè)務以及企事業(yè)專線/專網(wǎng)等電信級的業(yè)務承載需求，實現(xiàn)我國城域傳送網(wǎng)從傳統(tǒng)TDM機制向分組化的演進，特別是受我國運營商3GRANIP化市場需求的進一步推進，PTN產(chǎn)業(yè)鏈將走向成熟，設備性價比不斷提高，逐漸達到與現(xiàn)有MSTP相當?shù)膬r格水平，在我國運營商的城域傳送網(wǎng)中進入“大規(guī)模應用”階段。

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