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2020 1 11 PTN关键技术 Page2 分组承载两大主流技术 T MPLS PBB TE Page3 帧头MPLS标签转发 VPN TEBFD FRR 增加 3层功能 OAM PS 简化 增强 IPheader IPPayload IP Encapsulation PHY 无连接尽力而为单一业务 MPLSheader IPpayload IPheader PHY MPLS 面向连接有QoS保证支持多业务IP MPLS耦合性强 T MPLS MPLSheader Payload PHY Encapsulation Encapsulation IP路由 MPLS控制平面 近似SDH的管理平台 GMPLS控制平面 面向连接有QoS保证支持多业务增加了OAM PSMPLS IP解耦合 数据平面 控制平面 管理平面 分组承载主流技术1 TMPLS Page4 T MPLSVSMPLS T MPLS继承了IP MPLS的部分功能帧格式和转发机制层次化LSP LDP T MPLS摒弃了IP MPLS同传送无关的特性倒数第二跳弹出 PHP 聚合 Merging 等价多路径 ECMP T MPLS重新定义了IP MPLS的部分功能T MPLS定义了新的OAM机制 G 8113 G 8114 取代BFD和LSPPingT MPLS支持线性保护和环网保护 而不是快速重路由 T MPLS提供了更多特性基于TMN的端到端管理平面支持多层调度的GMPLS控制平面 T MPLS相对MPLS的改进 业务提供分组帧格式和转发机制网络扩展性独立于物理层局部有效标签空间 20bit 标签嵌套机制 基于分组的传送技术 严格的QoS保障更容易提供端到端业务管理功能运营级OAM和PS 面向连接的传送技术 T MPLS Page5 分组承载主流技术2 PBT 以太网历史概述 通过在二层以太帧头与净荷间不断增加新的垫层 定义新的开销字节 来实现更多必需的运营级OAM 管理等需求 Page6 面向连接 PBB TE 基于面向连接连接的分组传送技术 PBB TE技术将以往尽力而为的 不确定路由的二层以太网络 改造成一个确定路由 QoS有保障 并且可控制 可运营的网络技术 实现了分组传送技术成本 性能与效率的平衡 PBB TE相对传统以太网技术的改进 OAM PS QoS机制 以太网之前是无连接的网络 网络可靠性低 很难部署TE 提供QoS保障PBT网络中 关闭了地址学习和生成树协议 改为逐个节点配置转发表项通过管理平面 或控制平面 完成路径配置 网络是可知的 保护支持端到端保护支持线性保护 环网保护支持APS保护协议OAMETH OAM提供快速故障监视功能GMPLS ASON控制平面引入AIS RDI等类似SDH的多种告警监测机制 支持流量工程管道经过的节点 进行资源预留类似RSVP管道 但基于目的地址转发差分服务用802 1p进行业务区分同一通道 支持多种服务类型支持基于报文抢占机制 Page7 T MPLSvs PBB TE PBB TE Ethernet MPLS CarrierclassOAM PS Ethernet MPLS CarrierclassOAM PS T MPLS VPLS T MPLS和PBB TE只是实现相同目的的不同手段 封装和转发机制的不同导致OAM和保护实现的方式不同 两者都是面向连接的技术 控制平面 管理平面 QoS OAM PS是相似的 目前T MPLS的标准制订已基本完成 PBT乐观预计将在2009年末能够完成标准化工作 PBT由Nortel BT发起 Cisco A L也参与PBT的标准化工作 T MPLS由A L Huawei Tellabs Fujitsu发起 随后E M也加入T MPLS阵营 Page8 多业务承载关键技术 PWE3 Page9 PWE3 端到端伪线仿真 技术简介 CE1 CE2 PWE3模块 PWE3模块 PE1 PE2 仿真业务 Tunnel 原始业务 原始业务 虚电路 PW PWE3的网络 业务结构模型 PWE3是在PE间传送仿真业务关键要素的一种机制 封装PE侧端口过来的协议数据单元 并将封装后的报文承载在LSP隧道中 在隧道内建立PW 进行PWID的交换和分配 管理PW边界的定时 信号 顺序等 PWE3是一种端到端业务仿真承载的二层技术 在网络的两个PE节点中 以LDP作为信令 通过隧道模拟CE端的各种业务 使CE端的业务在分组网络中透明传送 在两端的PE处起到类似于业务协议转换并还原的作用 PTN网络 Page10 TDMtoPWE3 ATMtoPWE3 SAToPSN模式 透传模式 不感知TDM业务结构 将TDM业务视作速率恒定的比特流 以8bit为单位进行TDM业务的透传 EthernettoPWE3 PWE3技术承载的主要业务类型 CESoPSN模式 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 N to one信元模式 一个PW承载一个或多个VPC VCC 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 多个VPC VCC有不同的QoS需求时 需要满足最高的QoS需求 one to one信元模式 一个PW只承载一个VPC VCC 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 方式一 无控制字的方式必须支持的方式 满足不需严格排序传递的一般以太网业务的需求 方式二 有控制字的方式可选择支持的方式 满足802 3要求的同一会话帧必须顺序传递的需求 这一功能不能要求PSN实现 Page11 PWE3技术的价值 采用统一的PTN作为多业务承载平台 符合未来以分组业务为主体的业务发展趋势 大大减少了网络数量 降低了维护成本支持TDM的空闲时隙压缩 ATM的VPI VCI交换 空闲ATM信元去除技术 提高了带宽利用率 构建了多业务的统一分组承载网 满足业务需求的同时有效降低了网络整体TCO 实现了统一承载网络的前 后向兼容 保护了原有网络投资 兼容现存的多种非IP MPLS网络接口基于分组架构 可灵活支持未来的新业务PWE3基于PTN 具有对网络业务流进行分类 流量管理控制和多种QoS保障机制 满足各种等级业务的需求 提供了专线仿真等高回报的网络业务 专线业务具有质量好 安全性高等特点 为大客户所青睐 是运营商的重要收益来源基于PTN网络 提供了FR Ethernet ATM TDM等传统的L1 L2层专线业务 Page12 分组网络时钟同步技术 Page13 PSN网络面临的同步问题及解决方案 ACR 1588V2 面临的问题 PSN网络时钟同步技术 传统的数据分组网为异步网络 节点间不存在同步关系分组中的数据包到达目的节点的延时存在不确定性频率不同步会导致实时业务数据流出现滑码 误码 相位不同步会严重影响移动基站的业务切换切换 NTP V4 同步以太 Page14 Timing包队列 TimeStamp f recovery 时钟宿 分组网络 产生Timing包 收端利用数据包的timing信息进行时钟恢复 ACR Adaptiveclockrecovery 就是将本地时钟 timing 信息根据一定的封装格式放入分组数据包 packet 中发送 在接收端从分组数据中恢复时钟 通过算法和封装格式尽量规避PSN传送过程中所带来的损伤 ACR时钟概述 时钟源 网络接口 ACR的基本原理是通过在一个时钟频率调整周期中对接收端数据缓冲区大小多次采样 获得该时钟频率调整周期内一组缓冲采样序列 并将该缓冲采样序列进行线性化处理 从而可以获得源端 接收端时钟频率偏差的估计 以调整接收端的时钟频率 自适应的含义就是不需源端设备参与时钟恢复 由宿端设备自行恢复同步信息 Page15 CES ACR技术简介 CES ACR是基于CES电路仿真技术的自适应时钟同步方式 CES包括CESoP 净荷 和SAToP 透传 两种模式 同步过程 在Ingress侧PE设备上 从TDM接口提取时钟 在Egress侧PE设备上 根据CES业务接收缓冲区的变化情况恢复TDM时钟 CES ACR的恢复时钟性能与其承载网络密切相关 会受到分组网络传输时延变化影响 CES ACR在不同厂家芯片实现方式不同 为私有协议 无法对接 Page16 TOP ACR技术简介 IP网络 发送内含timing信息的分组数据包 启用Linetiming模式 从业务线路中恢复时钟 TOP ACR的设备可以实现包网的全网同步 实现与异步包网络相连的同步包网络的同步TOP ACR有自适应模式和差分模式两种 两种模式恢复信号方法相同 差分模式需要在头尾两端外接参考时钟 成本很高 极少使用 同步过程 接收端连续监测存储在FIFO存储器中的报文信息量偏差 用时钟恢复算法跟踪线路时钟频率 TOP ACR的恢复时钟性能与其承载网络密切相关 对网络的PDV要求高 只能容忍1ms的PDV 包延时变化 TOP ACR有PWE3和Top1588v2两种方式 PWE3无标准 TOP1588v2标准封装 可以对接 Page17 ACR时钟可以实现与异步包网络相连的同步包网络的同步 支持PSN网络透传 不要求中间设备支持 运用灵活厂商芯片支持较好 我司也有相关技术开发 实现技术较成熟 优点 局限 恢复时钟的质量依赖于承载的PSN网络 受网络延迟抖动 丢包 错序的影响非常大 需要保证业务高QoSCES ACR没有标准化协议 不同设备间兼容性差不能支持时间 相位 同步 分组时钟技术 ACR Page18 PRC PSN 以太网物理层同步技术概述 PTN网络 同步以太技术 通过采用直接利用以太网物理层面上的特性 从串物理层的串行数据码流恢复时钟 与上层业务无关 不受网络负载影响从而达到包网络全面同步 以太网物理层同步 提供与SDH SONET网络相同的时钟树部署和时钟质量 在以太接口上使用高精度的时钟发送数据 在接收端恢复并提取这个时钟 以太网物理层同步 需要同步信息所经过节点的设备全部支持 不能透传 Page19 以太网物理层同步技术概述 根据网络串行码流从线路上恢复物理层的时钟 实现方式 1 从PHY芯片恢复时钟 2 从CDR恢复时钟 同步以太网提取的时钟作为系统时钟作为时钟板 在下发给各单板 Page20 时钟恢复质量接近SDH的水平 达到PPm级别 受PSN网络影响较小 可靠性较高 系统时钟架构与SDH方案相似 实现技术较成熟 优点 局限 需要在全网节点部署 改造成本较高 并非所有的以太接口都可以恢复时钟 不能支持时间 相位 同步 分组时钟技术2 同步以太 Page21 1588V2概述 IEEE1588V2是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准 采用PTP 精密时钟同步 协议 精度可以达到微秒级 实现频率同步和时间 相位 同步 IEEE1588V2协议的关键技术点可以分为三个 BMC 最佳主时钟 算法 主从同步原理透明时钟TC模型 时钟分为三种模型 OC 源时钟 BC 边界时钟 TC 透明时钟 1588V2采用握手的方式 利用精确的时间戮完成同步 Page22 1588v2时钟的传送机制 Master Slaver Dataatslaverclock t1 t2 t1 t2 t3 t4 t1 t2 t3 t1 t2 t3t4 Delay Reqmessage Synmessage Delay Respmessage 同步过程 1 t1时刻主时钟发送synmessage报文 带t1时刻信息 t1的时刻值由Master通过MAC层直接下插到SynMessage报文中通知Slaver 2 t2时刻从时钟接收到synmessage报文 3 t3时刻从时钟发送Req报文 4 t5时刻主时钟发送Resp报文 带t4时刻信息 t5 t6 在网络中存在着offset和delay 1 Offset 主时钟和从时钟的时间差 2 Delay 网络传输造成的延迟时间 Offset和Delay的计算方法 1 t2 t1 Delay Offset2 t4 t3 Delay Offer3 Offset t4 t3 t2 t1 24 Delay t4 t3 t2 t1 2 Page23 局限 优点 分组时钟技术3 1588V2 时钟恢复质量好 最佳情况能达到亚微秒级的水平可以实现频率 时间 相位 同步 满足移动网络切换的需求 协议标准化 支持不同厂家对接 需要时钟链路所有设备支持 网络改造成本较高 标准协议还处于草稿的状态 业界的商用方案还未完全成熟 Page24 分组时钟技术4 NTP V4 还有另外一种技术可以同时实现频率与时间同步 就是当前Internet上广泛用于网络定时的NTP 网络时间协议 NTP最新的版本为V4 但目前尚未定稿 其实现定时的方式与IEEE1588类似 NTP实现的定时精度不如1588 Page25 同步技术 频率同步 时间同步 TOP 同步以太 1588v2 NTPv4 支持 支持 支持 支持 不支持 不支持 支持 支持 4种同步技术特性对比 Page26 系统同步源可以是 物理层 A 传统物理接口 POS EOS SDH E1B 以太网物理接口 FE GE 10GE业