ptn技术要素及关键技术
ptn技术基本概念
ptn（分组传送网，packettransportnetwork）是指这样一种光传送网络架构和具体技术：在ip业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本（tco），同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的oam和网管、可扩展、较高的安全性等。
ptn作为传送网满足下一代网络分组传送需求的解决方案，目前主要关注的是tmpls和pbt技术，tmpls选择了mpls体系中有利于数据业务传送的一些特征，抛弃了ietf为mpls定义的繁复的控制协议族，简化了数据平面，去掉了不必要的转发处理。pbt技术则是关闭传统以太网的地址学习、地址广播以及stp功能，以太网的转发表完全由管理平面（将来控制平面）进行控制。具有面向连接的特性，使得以太网业务具有连接性，以便实现保护倒换、oam、q0s、流量工程等传送网络的功能。pbt技术的缺点是标准化工作刚刚开始，标准化的程度较低。未来分组传送网的技术拟在城域的汇聚和接入层开始应用，同时还取决于产品化、实用化的程度和如何适应网络的应用。
ptn关键技术 1．pwe3（端到端的伪线仿真）
一种业务仿真机制，希望以尽量少的功能，按照给定业务的要求仿真线路。如图1所示。
伪线表示端到端的连接，通过tunnel隧道承载；ptn内部网络不可见伪线；本地数据报表现为伪线端业务（pwes），经封装为pwpdu之后传送；边缘设备pe执行端业务的封装/解封装；客户设备ce感觉不到核心网络的存在，认为处理的业务都是本地业务。
2．多业务统一承载，tdmtopwe3：支持透传模式和净荷提取模式。在透传模式下，不感知tdm业务结构，将tdm业务视作速率恒定的比特流，以字节为单位进行tdm业务的透传；对于净荷提取模式感知tdm业务的帧结构定帧方式/时隙信息等，将tdm净荷取出后再顺序装入分组报文净荷传送。
atmtopwe3：支持单/多信元封装，多信元封装会增加网络时延，需要结合网络环境和业务要求综合考虑。
ethernettopwe3：支持无控制字的方式和有控制字的传送方式。
3．端到端层次化oam
如图2所示。基于硬件处理的oam功能；实现分层的网络故障自动检测，保护倒换，性能监控，故障定位，信号的完整性等功能；业务的端到端管理，和级联监控支持连续和按需的oam。
4．智能感知业务
业务感知有助于根据不同的业务优先级采用合适的调度方式；对于atm业务，业务感知基于信元vpi/vci标识映射到不同伪线处理，优先级（含丢弃优先级）可以映射到伪线的exp字段；对于以太网业务，业务感知可基于外层vlanid或ipdscp；对时延敏感性较高的tdme1实时业务按固定速率的快速转发处理。
5．端到端qos设计。
网络入口：在用户侧通过hqos提供精细的差异化服务质量，识别用户业务，进行接入控制；在网络侧将业务的优先级映射到隧道的优先级；转发节点：根据隧道优先级进行调度，采用pq、pq+wfq等方式进行；网络出口：弹出隧道层标签，还原业务自身携带的qos信息。
6．全程电信级保护机制
ptn网络生存性 现有城域网能完全满足公众用户和大客户基本语音以及公众用户宽带上网业务的需隶满足iptv、视频监控、视频通信的业务需求基本满足大客户专线上网和vpn互联业务需求。目前现有城域网还不能很好地满足业务差异化的需求。
从业务发展趋势来看，城域承载网需要进行以下3方面的考虑。
（1）语音业务的发展趋势。语音业务可能是由pstn提供的，也可能是通过互联网、无线网络、有线电视网络甚至电力网提供的。voip在未来电信网中将是众多采用ip技术提供应用业务的承载方式之一。
（2）数据业务的发展趋势。互联网业务发展的关键是获得用户对业务质量的认同，互联网业务质量与网络质量密切相关，另外，满足业务发展及保障业务质量也是网络优化的出发点。互联网增值业务的大规模开展对于承载网络能力有一定的要求，承载网能否支撑这些要求对业务开展有至关重要的影响。
（3）不同的互联网增值业务对网络的要求呈现不同的特点，甚至可能存在较大的差异。例如，某些业务对网络容量及接入带宽有较高要求，而对服务质量指标（包括时延、抖动等）敏感度稍低，有的业务则对网络服务质量有较高的要求。随着iptv、三重播放、voip等业务的兴起，这些以ip为承载协议的业务已经迅速遍及电信业务的各个领域，业务网络的ip化和承载网络的分组化转型已经成为一个不可逆转的潮流。在这种趋势下，运营商的整个网络架构也在发生着转变，业务的融合期待着光层作为基础承载层的融合，使其成为更加适宜于承载ip/mpls以及电信级以太网业务的ptn。这些新型的电信业务与传统的电信业务相比，具有更高的动态特性和不可预测性，因此需要承载网提供更高的灵活性。
基于对城域网业务需求的分析，下一代城域网的基本要求大致可以总结如下：承载平台支持多协议多业务，中间层次最少承载网络的拓扑架构和容量具有灵活的扩展性、具有一定透明性，能适应各种现有和将来可能出现的协议和业务；可以跨越多个网络层面，实现快速业务指配集成的、标准的、易用的网管系统低成本；继续可靠、有效地支持以传统语音业务为代表的实时业务能平滑有效地支持从电路交换网向分组网的过渡。
当前，城域网多业务平台的解决方案很多，分类方案也很多。从技术的焦点看，多种技术解决方案争论的实质是核心网技术与用户驻地网技术阵营在城域网的竞争。一方面，代表典型核心网技术的sdh和路由器，或者说代表面向连接的tdm和路由mpls技术在不断改进，增强数据支持能力，向网络边缘拓展，争夺二层交换机市场。另一方面，代表用户驻地网技术的以太网，也在不断改进和创新，增强电信级的性能和功能，向城域网扩展，压缩sdh和路由器的市场。
ip网络没有uni和nni的区别，在承载层面是相互可见的运营商网络设备、协议甚至拓扑对用户可见，用户侧产生的ip信息既有可能在用户侧终结，也可能在网络中终结，这就使得用户侧有机会与运营商网络交换非法路由信息，也可能攻击运营商网络的路由器和控制设备。另外，位于网络边缘的用户侧网络、业务和应用一般都使用tcpudpip技术，用户之间在承载层和应用层相互可见。这种在通信过程中才确定信任关系的、不面向连接的工作方式，为用户之间的相互攻击（攻击对方网络、应用和业务）提供了方便。同时，在目前的ip网络上，安全性要求低的一般互联网业务与安全性要求高的电信级业务混杂在一起，没有进行很好的物理或逻辑上的隔离，对业务的安全性产生很大影响。在一个安全的ip网络中，互联网业务和电信级业务的隔离是保证业务安全的重要前提之一。ptn就是在现有的ip网络上将互联网业务和电信级业务作为两大业务区别对待，使其在承载电信级业务时变成一个面向连接的安全的网络通过在边缘设备上实施流分类技术，可以识别出不同的电信级业务流和互联网业务流。通过在接人和边缘设备实施针对业务流的带宽管理机制，隔离和控制不同业务的资源使用，可以有效地防止业务盗用和恶意攻击，从而保证电信业务在ip承载网上的安全。
ptn网络演进策略 tco是运营商在网络建设中重点关注的一个方面，特别是作为节点分布最密集、覆盖最广泛、场景最复杂的移动接入网，其网络演进策略尤为重要。总体说来，ptn的网络部署应采取循序渐进的原则（如图2所示）。ptn建网首先在分组业务快速增长的区域启动，先通过这些区域小规模建设，积累ptn网络规划和运维经验，然后在广度和深度上进行ptn网络的覆盖。
传统sdh/mstp边缘化时，利用ptn的多业务承载优势，对接入层sdh/mstp网络承载的tdm业务进行仿真处理，在汇聚层统一承载和调度，简化运维工作量。
在lte阶段，s1接口可以采用集中处理方式，由位于核心网的sr完成，sr负责将s1接口的信息按照ip地址转发给sgw/mme或者sgw/mmepool中相应的sgw以及mme。在enb与sr之间，通过ptn建立s1eline，利用ptn网络完成实现s1接口的承载保护。针对x2接口，在lte初期，可以采用sr集中处理方式，在enb与sr之间通过ptn建立x2eline，随着lte的规模部署，enb数量增加，可以考虑将x2处理的sr下移到汇聚节点。
ptn发展现状及趋势 1.mplstp技术标准的进展情况 2008年2月tu-t同意和ietf建立t-mpls联合工作组（jwt），讨论tmpls技术的发展。经过jwt近期的讨论已经达成共识，由双方共同促进tmpls和mpls技术进行融合。ietf和itut将基于现有的mpls技术，吸收tmpls中的传送网技术理念和特性，制订mplstp系列标准，以增强其对传送需求的支持。
在mpls-tp标准的制定过程中，ietf的倾向是尽可能地重用现有mpls机制。如oam方面的lspping和bfd，以及对pw和ldp的支持等。而itu-t则希望能够继承现有的sdh等传送网技术的特点，如通过网管进行业务指配、基于y1731的oam机制、支持基于cmpls／as0n的控制平面、不依赖于ip转发等。
目前ietf已经完成了以下mplstp标准。rfc5654：mpls—tp总体需求；rfc5586：mpls通用关联信道（g—ach）；rfc5718：mpls-tp带内dcn。
另外mpls-tp对oam和网管的需求标准也已经基本完成，目前讨论的热点是mpls-tp总体框架结构和oam框架结构。
在国内方面，我国三大运营商和设备制造商的ptn设备主要参照itut的标准，例如对于业务主要参考g.8011系列（epl、ep—lan、evprm等），oam主要参考y1731和g8114，保护主要参考g8131和g8132等。目前，由于mpls-tp的标准主要在ietf开发，标准化进展相对缓慢。此外，由于国内运营商、设备制造商乃至整个传输阵营在ietf话语权不够，标准化工作还可能进一步滞后。预计ietf关于mpls-tp的主要标准要到2011年以后才能完成，从而难以满足运营商的网络建设需求。为了加快ptn标准的进展，我国通信行业标准组织ccsa传送网工作组已经将ptn相关的系列标准开发作为今年的工作重点。
2、ptn技术应用和发展的一些考虑 考虑到分组传送网络的特点，并结合现网应用的实际需求，对ptn技术的应用和发展提出以下几点考虑。
a）在e1业务实现方式方面，由于非结构化方式（satop）实现简单，支持厂商多，性能与结构化方式（cesop）无明显差异，因此推荐采用非结构化方式。
b）由于ptn强调的是端到端的业务特性，而在网络中的节点只处理lsp，因此基于lsp的qos处理显得尤为重要，需要对其实现机制进行进一步的研究和规范。
c）由同步以太网提供频率同步方案时的频率时间精度较1588v2提供频率同步方案要高，建议采用同步以太网提供频率同步，1588v2提供时间同步的同步方案。
d）在oam方面，在应用的初期应重点关注以太网业务、lsp和段层的oam能力。当引入ms～pw（多段pw）之后，则需要对pw的oam进行研究和规范。
e）在互联互通方面，初期建议采用uni接口进行互联，以实现业务和oam的互通。同时需要对nni接li进行规范，包括封装格式／oam／qos保护机制等方面，以实现基于nni的互通。
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4．智能感知业务
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5．端到端qos设计。
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ptn网络演进策略 tco是运营商在网络建设中重点关注的一个方面，特别是作为节点分布最密集、覆盖最广泛、场景最复杂的移动接入网，其网络演进策略尤为重要。总体说来，ptn的网络部署应采取循序渐进的原则（如图2所示）。ptn建网首先在分组业务快速增长的区域启动，先通过这些区域小规模建设，积累ptn网络规划和运维经验，然后在广度和深度上进行ptn网络的覆盖。
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在lte阶段，s1接口可以采用集中处理方式，由位于核心网的sr完成，sr负责将s1接口的信息按照ip地址转发给sgw/mme或者sgw/mmepool中相应的sgw以及mme。在enb与sr之间，通过ptn建立s1eline，利用ptn网络完成实现s1接口的承载保护。针对x2接口，在lte初期，可以采用sr集中处理方式，在enb与sr之间通过ptn建立x2eline，随着lte的规模部署，enb数量增加，可以考虑将x2处理的sr下移到汇聚节点。
ptn发展现状及趋势 1.mplstp技术标准的进展情况 2008年2月tu-t同意和ietf建立t-mpls联合工作组（jwt），讨论tmpls技术的发展。经过jwt近期的讨论已经达成共识，由双方共同促进tmpls和mpls技术进行融合。ietf和itut将基于现有的mpls技术，吸收tmpls中的传送网技术理念和特性，制订mplstp系列标准，以增强其对传送需求的支持。
在mpls-tp标准的制定过程中，ietf的倾向是尽可能地重用现有mpls机制。如oam方面的lspping和bfd，以及对pw和ldp的支持等。而itu-t则希望能够继承现有的sdh等传送网技术的特点，如通过网管进行业务指配、基于y1731的oam机制、支持基于cmpls／as0n的控制平面、不依赖于ip转发等。
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另外mpls-tp对oam和网管的需求标准也已经基本完成，目前讨论的热点是mpls-tp总体框架结构和oam框架结构。
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2、ptn技术应用和发展的一些考虑 考虑到分组传送网络的特点，并结合现网应用的实际需求，对ptn技术的应用和发展提出以下几点考虑。
a）在e1业务实现方式方面，由于非结构化方式（satop）实现简单，支持厂商多，性能与结构化方式（cesop）无明显差异，因此推荐采用非结构化方式。
b）由于ptn强调的是端到端的业务特性，而在网络中的节点只处理lsp，因此基于lsp的qos处理显得尤为重要，需要对其实现机制进行进一步的研究和规范。
c）由同步以太网提供频率同步方案时的频率时间精度较1588v2提供频率同步方案要高，建议采用同步以太网提供频率同步，1588v2提供时间同步的同步方案。
d）在oam方面，在应用的初期应重点关注以太网业务、lsp和段层的oam能力。当引入ms～pw（多段pw）之后，则需要对pw的oam进行研究和规范。
e）在互联互通方面，初期建议采用uni接口进行互联，以实现业务和oam的互通。同时需要对nni接li进行规范，包括封装格式／oam／qos保护机制等方面，以实现基于nni的互通。
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