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PTN技术的标准进展和应用展望

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来源: 作者: 2019-03-21 11:31:38

1PTN技术的核心特点和产业现状

PTN是新一代基于分组的、面向连接的多业务统一传送技术,不仅能较好地承载电信级以太业务,而且兼顾了传统TDM业务。PTN在3G无线回传、企事业专线、IPTV等高品质业务承载领域,具有面向连接的多业务承载、50ms的络保护、完善的运行管理维护(OAM)机制、全面的QoS保障以及功能强大的传送管功能等核心技术优势。

PTN有以下两类实现技术。

(1)一类是从IP/MPLS技术发展来的MPLS-TP技术,抛弃了基于IP地址的逐跳转发,增强了MPLS面向连接的标签转发能力(不采用倒数第二跳标签弹出PHP、LSP聚合、等价多路径ECMP等),从而具有确定的端到端传送路径,增强了络保护、OAM和QoS能力。

(2)另一类是从以太逐步发展而来的PBB+PBB-TE技术,PBB解决了运营商和客户之间的安全隔离并提高了络扩展性,PBB-TE增加了流量工程(TE)从而增强了QoS能力,PBB-TE目前主要支持点到点的传送,多点业务支持需要借助PBB和PLSB技术。

由于MPLS-TP天然具有和核心IP/MPLS互通的技术优势,另一方面受PBB-TE先驱北电企业状态的影响,目前MPLS-TP已成为PTN的最主流实现技术,共有7个国内外传输设备商(华为、中兴、烽火、UT、上海贝尔、爱立信、诺西)发布了基于MPLS-TP技术的PTN设备。从2008年7月至今,7个设备商先后都参加了中国移动组织的城域传送IP化的实验室阶段测试,前5个设备商还积极参与了2009年月的中国移动8个省市现试点应用测试,承载了TD-SCDMA的IP化基站和GSM/TD的TDM基站。虽然,MPLS-TP的国际标准化尚未完成,导致各个厂商PTN设备在络保护、OAM机制以及管功能方面存在一定差异,但也标志着PTN技术进入基本成熟阶段,达到了较为可观的产业规模。

2009年,MPLS-TP的标准化进展和应用前景是业内最关心的热点问题之一,并且MPLS-TP的国际标准何时稳定将直接影响PTN何时能从“新技术引入”发展到“大规模应用”阶段。

2MPLS-TP标准最新进展

2.1ITU-T和IETF的合作关系

2008年4月中旬,ITU-T和IETF成立了联合工作组(JWT),达成了共同开发MPLS-TP的协议,但由于双方在5个方面的传送需求(主要是OAM和保护)以及络术语方面存在较大理解差异,再加上两个国际组织对开发主导权的利益之争,严重影响了MPLS-TP在2008年的标准进展。在2008年12月的ITU-TSG15会议上,为了统一业内认识,消除产业内对JWT协议的理解偏差,SG15和IETF专家进行了激烈辩论,最终确定了IETF和ITU-T在MPLS-TP标准开发方面的正确关系,JWT达成以下3条一致意见。

(1)ITU-T负责向IETF提出传送需求,IETF将加快MPLS-TP标准开发,所有草案在完成WGlastcall前交由ITU-T审阅并提出意见,以保证满足传送的需求;一旦文档完成IESG审查,IETF应尽早申请RFC numbers和IANA code points。

(2)ITU-TSG15将暂停当前T-MPLS标准开发工作,等IETF的MPLS-TP标准相对成熟后,再根据这些RFC来修订已有标准,并保证T-MPLS标准与MPLS-TPRFC的一致性。

(3)确定IETF和ITU-T之间的工作应进一步协调,并把IETF草案和ITU-T建议进行对应,用一张表格来反映其对应关系。

2.2MPLS-TP标准进展

在JWT专家共同努力下,2009年3月的IETF第74次全会前后,MPLS-TP标准取得了较大进展,多篇草案已成为MPLS工作组草案且基本稳定。于是,2009年5月日,ITU-TSG15在法国SophiaAntipolis召开了Q3、Q9、Q10和Q14的联席中间会,讨论审阅了IETF最新工作组草案(主要是MPLS-TP需求),提出了修改意见,并确定了2009年10月SG15全会先提交通过的标准:G.8110.1、G.8101、G.7712、G.8112、G.8121、G.8131和G.8151。考虑到在OAM和保护方面存在一些分歧,G.8121、G.8131和G.8151的开发将受IETF相关草案进展的影响,能否按期通过需视2009年7月IETF75次全会进展而定。

截至2009年6月中旬,IETF在MPLS-TP标准的最新进展如下。

(1)发布3篇RFC:RFC5317MPLS-TP的JWT报告、RFC5462“EXP域”重命名为“业务类型域”、RC5586 MPLS通用关联信道(G-ACH)。

(2)8篇MPLS-TP工作组草案:MPLS-TP需求、MPLS-TP框架、MPLS-TPOAM需求、MPLS-TP络管理需求、MPLS-TP生存性框架、MPLS-TPOAM 框架、MPLS-TP的带内DCN、MPLS-TP络管理框架。

(3)7篇MEAD(MPLS互操作性设计组)草案:MPLS-TPOAM分析、MPLS-TP的LSP环回模式、MPLS-TP控制平面框架、MPLS-TPIETF和ITU-T术语关系、MPLS-TP主动的连续性和连通性验证、MPLS-TP LSP的连接验证、ACH TLV结构的定义。

(4)计划的3篇MEAD编写组草案:MPLS-TP环保护框架、MPLS-TPRSVP-TE扩展、MPLS-TPLDP扩展,尚未提交初稿。

(5)11篇个人草案:MPLS-TPOAM定义(AcronymSoup)、IETF和ITU-T MPLS-TP的联合进展、基于Y.1731的MPLS-TP OAM、MPLS-TP LSP的性能监视、MPLS-TP的故障管理、MPLS-TP环拓扑中P2MP业务保护、MPLS-TP OAM告警抑制工具、MPLS-TP后向通知消息报文、MPLS-TP的线性保护、MPLS-TP 和IP/MPLS的互通、MPLS-TP环保护分析。

在2009年1月的CCSA的TC6全会上,电信研究院已正式牵头立项《分组传送总体技术要求》行业标准,目前正在密切跟踪国际标准进展,待2009年10月SG15全会后,将提交征求意见稿供会议审查。

3MPLS-TP标准中的关键问题

3.1MPLS-TP的OAM

(1)OAM分层机制:支持Section、LSP和PW的分层监视OAM。

(2)OAM封装格式:MPLS-TP采用GAL(G-ACH标签,推荐13)+G-ACH(通用关联信道)来表示Section和LSP的OAM报文。G-ACH功能支持FCAPS(即故障、配置、计费、性能和安全五大功能),承载类型包括扩展的OAM功能(AIS、LM、DM等)、ECC(支持DCN和SCN)和APS。允许OAM报文直接到LSP/PWE的中间节点,通过标签堆栈或合适的TTL设置来实现。MPLS-TP的Section和LSPOAM报文格式以及PWOAM报文格式分别如图1和图2所示。

图1MPLS-TP的Section和LSPOAM报文格式

图2MPLS-TP的PWOAM报文格式

(3)OAM功能:MPLS-TP认可了T-MPLS的OAM功能需求(CV、PM、AIS、ECC、APS等),但对如何实现这些OAM功能产生了分歧,IETF专家倾向于对LSPBFD和VCCV-BFD扩展来实现,ITU-T专家倾向于采用类似Y.1731以太OAM机制来实现。

(4)PHP和ECMP问题:IETF专家认为PHP和ECMP可以用于传送领域,目前规范MPLS-TP的L1/L2的P2P和P2MP业务可不使用PHP和ECMP,L2/L3的MP2MP业务可使用PHP和ECMP,这将给今后MPLS-TP与IP/MPLS的互通带来一些问题。

3.2MPLS-TP络保护

(1)保护需求

MPLS-TP的保护机制同样适用于LSP和PW,应包括络故障的检测、定位、通知和修补,支持数据平面触发机制。保护控制分为人工控制、失效触发、OAM信令、控制平面信令等,保护率应达到100%。保护路径应支持运营商的QoS目标;可支持1︰1双向保护倒换,且双向保护倒换应同步进行;在1︰1保护模式下可支持额外业务;可支持1+1单向保护倒换;应提供操作控制命令和保护优先级;支持返回和非返回方式;支持P2PLSP的保护;支持P2MP的LSP保护。

(2)保护方式分类

MPLS-TP的保护分为端到端保护和段保护两类,其中端到端保护适用于PW和LSP段的故障检测和保护;段保护适用于层次化嵌套的LSP、PWE3定义的MS-PW段、TCM标签堆栈,并且每段的保护机制独立于其他段。原T-MPLS保护分为线性保护和环保护两类,IETF认为环保护仅适用于环拓扑,而FRR同时适用于状和环。经过2008年12月SG15会议上对环保护需求的讨论,RFC5317的JWT报告第88页已正式体现环保护需求。

(3)保护实现机制

IETF专家倾向于采用MPLS-TEFRR和PW1︰1冗余保护,ITU-T专家倾向于在ACH中采用G.8131和G.8132的APS机制。FRR的Facilitybypass和Detour两种方式可提供环保护,但在某些场景下非最优。G.8132可提供更多功能,比如多重故障时节点间的协调机制等。IETF专家在学习了ITU-T保护机制的优点后,确定FRR进行以下改进:避免成环(loop),支持双向倒换、人工倒换、管命令倒换和倒换优先级,支持节点配置来感知环拓扑,支持多重故障(即环分割),支持点到多点LSP。

(4)保护倒换时间

2008年12月SG15会议上对环保护的50ms倒换时间参照SDH环要求给出了条件限制。由于受LSP/PW保护组数量和3.33ms OAM报文处理能力的影响,建议线性保护的50 ms倒换时间需规范一定的保护组数量作为限定条件。

3.3MPLS-TP和IP/MPLS的互通

目前运营商的核心都已采用IP/MPLS承载技术,因此MPLS-TP与IP/MPLS的互通将影响其络应用范围和业务运维模式,如能否实现跨IP/MPLS核心的OAM、保护和管理。但是,由于MPLS-TP在OAM、保护和控制平面存在一些关键问题待解决,因此互通机制尚未进入实质化阶段。

4PTN的应用前景展望

4.1PTN的应用定位

我国运营商的城域和本地现状是SDH/MSTP、以太交换机、路由器等多个络分别承载不同业务并各自维护,难以满足今后NGN多业务统一承载和降低运营成本的发展需求。因此,为了满足城域业务转型和络融合的趋势,需要采用灵活、高效和低成本的分组传送平台来实现多业务统一承载。

由于MPLS-TP属于MPLS类技术,不仅降低了IP/MPLS成本提高了可靠性,而且具有面向连接的OAM、保护和管理能力。因此,近期基于MPLS-TP技术的PTN的应用定位是满足城域汇聚、接入层的IP化转型需求,重点承载3G无线基站回传和企事业以太专线/专业务,并且可跨越IP/MPLS核心实现互通。

4.2MPLS-TP的应用前景

2009年年初以来,MPLS-TP的标准化和产业化都在快速推进,预计2009年10月至2010年6月期间,IETF和ITU-T将完成MPLS-TP的标准化。相信基于MPLS-TP技术的PTN可以较好地满足3G无线基站回传、高品质数据业务以及企事业专线/专等电信级的业务承载需求,实现我国城域传送从传统TDM机制向分组化的演进,特别是受我国运营商3GRANIP化市场需求的进一步推进,PTN产业链将走向成熟,设备性价比不断提高,逐渐达到与现有MSTP相当的价格水平,在我国运营商的城域传送中进入“大规模应用”阶段。

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