PTN技术及网络建设分析.ppt

PTN技术应用及烽火PTN解决方案 2 1传输网络建设面临挑战 3PTN产品应用解析 内容摘要 业务的转变和发展 TDM的逐步退出 IP的高速发展IP的物理接口形式多样 POS FE GE 10GE 3 宽带业务需求驱动 4 无线回传3G和远端无线接入WiFi接入传送下一代数据业务高清照片无线视频游戏数字手机电视 商业用户间千兆连接灾备冗余恢复多个百兆速率接入互连网的保证视频会议和广播商务电话数据中心合并 IPTV的业务超过100个电视频道视频记录 回访交互视频应用高速互联网接入远程教育游戏 移动业务 集团业务 家庭业务 业务的驱动对接口 容量 网络架构 技术实现等方面均提出了要求 融合的传送网 多业务统一传送2G 3G时代TDM ATM业务的透明传送 生存之本3GR5之后IP MPLS Eth业务的高效传送 网络演进固定 移动数据业务的统一传送 业务拓展适应网络演进 业务发展的要求 无缝满足各阶段多业务传送需求灵活的网络应用和NodeB RNC MSC GSN互联互通 适应TDM ATM IP MPLS业务的建立和调整支持当前2G及今后3GTDM ATM IP任意比例的混合业务的高效传送全面支持未来 接入 汇聚 核心 汇聚 接入 端到端IP业务的高效传送从接入到核心的强大的网络扩展能力电信级传送质量面向连接的分组传送 业务质量的区分和保证面向连接的OAM机制 端到端管理和故障定位基于SDH的时钟同步 精确的TDM定时信息提取完善的保护和恢复机制 面向业务的端到端保护倒换 5 全业务运营目标网络架构 6 SGSN GGSN CSCF HLR HSS 融合数据业务平台 MGCF 数据业务能力部件 IMS SCP AS PS域 MSCSERVER MGW 业务层 核心层 传送层 接入层 CRM 客服 统一PORTAL 融合计费 经营分析 BOSS容灾 BOSS网管 面向全业务运营的IT支撑系统 2GRAN 3GRAN R4CS域 ONU OLT ONU OTN网络 MSTP网络 PTN网络 FTTx Internet ASON网络ASON网络ASON网络 MSTP向PTN的转型 7 MSTP向分组化继续演进的必要性 业务IP化 网络设备以太网接口越来越普及EoS的代价总是存在 RAN中接口变化及各运营商建网策略 2G中Abis接口普遍采用TDME13G中Iub接口业务类型语音业务图像视频 宽带接入业务 所有业务采用E1传输 语音采用E1宽带视频采用IP传输 全部采用IP承载 1 首先需要解决IP化的问题 2 其次是Qos问题 3 然后是传送效率与组网的问题 8 9 3PTN产品应用解析 内容摘要 2PTN技术探讨 分项目录 10 PTN技术体系及标准 PTN PacketTransportNetwork 基本特性 11 分组传送网 PTN 保留了传送网的功能特征 通过分层和分域提供了良好的可扩展性 快速的故障定位 故障管理和性能管理等丰富的操作管理维护 OAM 可靠的网络生存性 即支持快速的保护倒换 不仅可以利用网络管理系统配置业务 还可以通过智能控制面灵活的提供业务 分组传送网 PTN 在传送网中引入了分组特性 分组业务的突发性要求支持高效的统计复用 因此PTN必须支持统计复用功能 分组业务的CoS更加丰富 因此分组传送网必须提供面向分组业务的QoS机制 同时利用面向连接的网络提供可靠的QoS保障 分组传送网的业务提供更加灵活 支持电信级以太网业务 通过电路仿真机制支持TDM ATM等传统业务 通过分组网络的时钟同步技术提供频率同步和时间同步 PTN与MSTP网络架构对比 12 没有本质区别 核心的差别交换方式和颗粒上 MSTP向分组化继续演进的必要性 业务IP化 网络设备以太网接口越来越普及EoS的代价总是存在MSTP与PTN有明确的定位 效率和成本 MSTP定位以TDM业务为主PTN在分组业务占主导时才体现其优势 13 实现PTN的技术选择 从不同角度演进趋向相同网络功能 对分组的天然适配面向连接的多业务支持电信级OAM和保护机制以T MPLS和PBB TE为代表的分组传送网 PTN 技术是电信级以太网 CE 业务的最佳承载技术 还有其它承载技术 如无连接的增强型以太网技术 PB QinQ PBB MACinMAC 以太环网保护ERP或RPR环网保护等 基于IP MPLS的EoMPLS VPLS 虚拟专用LAN技术 H VPLS技术等 MPLS的标准演进 T MPLS MPLS TP 14 15 T MPLS MPLS TP详解 MPLS TP是MPLS的一个子集 去除MPLS无连接特性 如PHP LSPMerge ECMP等 增加了SDHlikeOAM和保护 T MPLS MPLS OAM IP 16 MPLS TPVs MPLS 特征 MPLS TP MPLS IP OAM为了支持面向连接的端到端的OAM模型 排除了MPLS很多无连接的特性 T MPLS的帧格式 17 T MPLS MPLS TP帧头格式 数据帧结构TMP标签域TMC标签域 与SDH帧结构的比较 19 20 从以太网向PBT的演进 PBT Eth Eth OAM PBB ProviderBackboneBridge PBT ProviderBackboneTransportB DA BackboneDA B SA BackboneSAB VID BackboneVID I VID ServiceIDC VID CustomerVID S VID ServiceVID PBT基于PBB的改进 去掉PBB的部分内容 对未知目的数据采用丢弃策略而不是洪泛 PBT关闭了PBB的广播学习功能和生成树协议 PBT关闭了PBB的组播功能 对组播数据采用丢弃策略 21 MPLS TPVs PBT 两者从不同角度出发期望达到相同网络功能 不同地区应用选择有所区别从产业链成熟度看 目前前者更成熟 分项目录 22 PTN技术体系及标准 分项目录 23 PTN保护倒换技术 PTN的OAM技术 PTN的QoS技术 PTN的同步技术 24 MPLS TP的保护倒换技术 线性保护倒换 G 8131定义的路径保护 1 1和1 1两种类型 环网保护倒换 G 8132定义的环网保护 Wrapping 环回 和Steering 转向 两种类型 通过ASON控制功能实现网络保护和恢复技术的结合 25 线性1 1保护 工作原理 技术特点 采用MSTP的通道保护原理 并发选收 倒换时间最短 保护路径不能传送业务 LSP标签占用大 带宽利用率低 主用 备用LSP应配置相同标签来减少标签数 26 线性1 1保护 工作原理 技术特点 采用SDH的通道保护原理 原宿节点两端桥接 倒换时间相对1 1长 小于50ms 保护路径可实现次要业务传送 LSP标签占用大 带宽利用率低 主用 备用LSP应配置相同标签来减少标签数 27 环网保护倒换技术 Wrapping Wrapping 技术特点 属于段层保护 类似SDH的复用段保护原理 在故障处相邻两节点进行桥接 采用TMS层OAM中的APS协议 实现小于50ms倒换 段层保护 节省大量LSP条目数和配置工作量 无需每条LSP3 3ms间隔的开销帧 大幅提高业务通道的传送带宽 在分布型业务模型下 环网带宽更大 28 环网保护倒换技术 Steering 技术特点 属于段层保护 经过故障点的业务在各自原节点处转向 倒换 受影响网元较多 倒换协议复杂 倒换时间不能保证50ms 节点数多时 段层保护 在节省LSP条目数和配置工作量 提高传送带宽方面的优势同Wrapping Steering 分项目录 29 PTN保护倒换技术 PTN的OAM技术 PTN的QoS技术 PTN的同步技术 PTN的分层模型 30 31 MPLS TP的层次化OAM管理 MPLS TP网络分为电路层 T MPLSP 通道层 T MPLSC 段层和媒质层 TMS MPLS TP建立端到端面向连接的分组的传送管道 该管道可以通过网络管理系统或智能的控制面建立 该分组的传送通道具有良好的操作维护性和保护恢复能力 32 PTN的OAM技术 目前MPLS TP还未有明确的标准定义 PTN的OAM机制可实现类似SDH丰富开销的能力 以满足电信级网络管理维护的要求 PTN的OAM主要功能特征如下分层OAM 支持层次OAM功能 提供了最多8个MEG层 0 7 并且每层支持独立的OAM功能 来应对不同的网络部署策略 提供与故障管理相关的OAM功能 实现了网络故障的自动检测 查验 故障定位和通知的功能 分TMC TMP TMC和接入链路层面 提供与性能监视相关的OAM功能 实现了网络性能的在线测量和性能上报功能 分TMC TMP TMC和接入链路层面 提供用于日常维护的OAM功能 包括环回 锁定等操作 为操作人员在日常网络检查中提供了更为方便的维护操作手段 PTN的OAM帧结构 目前MPLS TP还未有明确的标准定义 33 OAM信息包含在特定的OAM帧 并以帧的形式进行传送 OAM帧 由OAMPDU和外层的转发标记栈条目组成 转发标记栈条目内容同其它数据分组一样 用来保证OAM帧在路径上的正确转发 Lable 20bit 值为13表示OAM帧发送周期 3种不同应用故障管理 缺省周期1s 1帧 秒 性能监控 缺省周期100ms 10帧 秒 保护倒换 缺省周期3 33ms 300帧 秒 分项目录 34 PTN保护倒换技术 PTN的OAM技术 PTN的QoS技术 PTN的同步技术 35 以太网在MSTP的应用情况 MSTP的应用特点技术 产品成熟 应用广泛虽EOS有效率损失 但量大 价格便宜组网灵活 业务分插方便多业务特性在移动城域网的应用多业务板卡 站点配置比例小多业务特性应用 业务IP化不是一蹴而就 2G 3G MSTP PTN长期共存 最合适的技术而不是最好的技术 36 PTN网络的QoS技术机制 37 PTN的Qos处理 业务3 业务2 业务1 TMP TMC CIR PIR 业务安全同一板卡的多类业务可分别独立成专线逻辑子网子网之间相当于完全物理隔离 广播包仅限子网内 伪造包也不可能跨域QoS业务1 业务N可按端口 VID 或者MAC地址来划分每类业务可分别设置QoS以64K为颗粒 设置CIR PIRCIR为承诺带宽 PIR为峰值带宽每类业务还可设置COS 服务等级 制定CIR以外业务服务优先等级出口可实现PQ 绝对优先 WFQ 加权平均 方式调度 38 PTN层次化Qos解决方案 MPLS TP 每个层面分别提供一定的QOS机制 客户层 实现流分类 接入速率控制 优先级标记 TMC层 客户优先级到TMC优先级映射 带宽管理 TMCEXP优先级调度 TMP层 TMC优先级到TMP优先级映射 带宽管理 TMPEXP优先级调度 此外 TMPLS网管系统一般提供各层面QOS的核查 即CAC 连接接入控制 机制 分项目录 39 PTN保护倒换技术 PTN的OAM技术 PTN的QoS技术 PTN的同步技术 频率同步和时间同步的区别 40 同步包括频率同步和时间同步两个概念 通讯网络对同步的需求 无线IPRAN对同步的需求 GSM WCDMA为代表的欧洲标准采用的是异步基站技术 此时只需要做频率同步 精度要求0 05ppm 或者50ppb 以TD CDMA2000代表的同步基站技术 需要做时钟的相位同步 也叫时间同步 对于时间同步 以前主要采用GPS来解决 GPS也能同时解决时钟的频率同步 41 GPS实现时间同步的缺陷 42 加大天馈施工难度和成本GPS天线对安装站址环境有特殊要求 如120 的净空要求馈线距离超过110米需增加中继放大器GPS天线馈线较粗增加设备不稳定因素每台基站都须安装GPS接收机模块 增加基站成本目前GPS时钟模块已成为基站损耗率较高的主要模块 战争等特殊情况下对CDMA2000整网运行带来安全隐患 CDMA2000系统高精度时间同步需求 导致严重依赖GPS 为建设和运维带来一定困难 PTN网络内的时钟同步技术 同步以太 采用类SDH的时钟同步方案 通过物理层串行比特流提取时钟 实现网络时钟 频率 同步 同步以太网时钟精度由物理层保证 与以太网链路层负载和包转发时延无关 时钟的质量等级信息可以通过专门的SSM帧进行传送 相关标准为G 8261 43 44 同步 IEEE1588技术简介 IEEE1588全称是 网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准 IEEE1588定义了一个在测量和控制网络中 与网络交流 本地计算和分配对象有关的精确同步时钟的协议 PTP PrecisionTimeProtocol IEEE1588V2 PTP 协议 通过主从设备间消息传递 计算时间和频率偏移以及中间网络设备引入的驻留时间 从而减少定时包受存储转发的影响 实现主从时钟和时间的精确同步 1588V2在PTN网络中的实现方式 PTN网络中 时间同步主要有两种方式 BC 边界时钟 方式和TC 透明时钟 方式 45 BC模式特点 逐级同步 最终PTN全网同步PTN网络中主M 从S端口数量一样 即有一个主M就有一个从S每条链路上的PTP包流量与网络节点数无关无需NodeB支持1588V2 TC模式特点 仅仅每个同步链的首末两个节点运行主从时钟模式 中间节点运行TC模式增加了设备的复杂度 对CPU处理能力要求非常高 否则 将造成丢包或延时需要NodeB支持1588V2 46 内容摘要 3PTN产品应用解析 PTN将是未来主流传输技术 下一代MSTP 适时地在CBD 城市热点等地区优先规划建设PTN网络来承载海量的3G数据业务 进而向其他业务延伸 在数据业务量不大的地方仍可沿用MSTP网络 整个承载网实现MSTP网络与新建PTN网络混合组网 在无需改造MSTP设备条件下 实现业务互联互通 统一的网络管理 47 PTN设备定位 在IP化的网络中 PTN设备主要定位于城域的汇聚接入层主要用于解决未来RANIP化后的基站FE的无线回传承载全业务运营中的大量高品质以太网 IP专线业务同时兼顾传统2G基站TDME1和3G早期版本的ATMIAM2M STM 1的传送 48 PTN产品系列 MPLS TP PBT兼容 49 交叉容量160G 320G业务槽位 总槽位数量26 32应用场景城域核心 汇聚节点典型功耗450W 交叉容量50G 90G业务槽位 总槽位数量8 12应用场景边缘汇聚 重要接入节点典型功耗100W 交叉容量5G 20G业务槽位 总槽位数量2 2应用场景城域边缘接入节点最大功耗50W CiTRANS640 CiTRANS660 CiTRANS620 CiTRANS600系列PTN设备功能描述 50 主要部件 设备交叉时钟 网管等主控盘 电源盘等均可提供1 1的冗余备份业务单盘 E1 FE业务单盘还可提供1 N的TPS保护 业务接口 组网能力 管理功能 同步功能 硬件保护 线路接口 对数据流进行包分类 标签处理 队列整理 流量整形等处理以太网 支持FE GE速率的以太网业务 支持分组业务组播 支持层次化QoSTDM 支持TDM业务的处理 提供E1业务 STM N等SDH业务接口 组网模式 可组建链状 星型 环网 相交环 相切环 日型环 MESH网等方式线性保护 可提供线性1 1和1 1的LSP保护 1 1 1 1SNC S保护环网保护 可提供Wrapping 环回 和Steering 转向 环网保护 MESH保护及恢复 层次化管理 面向连接的端到端的OAM管理 支持层次化QoS系统兼容性 可与烽火通信其它产品纳入同一管理平台OTNM2000 2100 3000丰富的接口 具有F f DEBUG MBUS CTR ALM 提供外部事件监测和控制 同步以太网 提供同步以太网方式 实现网络时钟 频率 同步时间同步 基于IEEE1588V2协议 实现网络的时间同步功能 PTN产品系列定位 51 CiTRANS660系统功能介绍 结构 600mm 300mm 单面插板 32个机盘槽位容量 提供160G和320G两种分组交换容量 支持FE GE 10GE全速率的以太网业务 支持分组业务组播 支持层次化QoS 硬件T MPLS PBT兼容 目前软件上开发前者支持1588V2时间同步数据接口 单系统支持多达14 28个10GE的线路接口 最大支持100个GE接口 最大可提供168个10 100M以太网 支持环网保护TDM接口 支持TDM业务的处理 最大可提供224个E1业务 28个STM 1 4的SDH业务接口 系统支持最大6个STM 16接口 支持E1及FE的TPS保护 同时 定位 适用于网络汇聚层或中小城市网络核心层 组建一体化的分组承载网络 52 CiTRANS660设备介绍 子框分为上下两层 单面插板 各有16个机盘槽位上框为电源端子板和低速接口盘槽位区下框为网元管理盘 信令控制盘 交叉时钟盘和高速接口盘槽位区上下两框中间设有3个独立的大功率智能风扇 可根据设置的温度界限采用不同的转速子框底部为分纤单元和防尘过滤网前向兼容MSTP技术 兼容OTN单盘 兼容PON技术 53 CiTRANS660设备槽位介绍 电源及辅助端子 网元管理盘1 1 控制单元盘1 1 交叉盘1 1 2M处理盘 端子板 2M FE 群路盘槽位 GE 10GE O155 O622 FE单盘槽位 2 5G单盘槽位 54 CiTRANS640设备 重要业务接入节点 边缘汇聚节点设备 交叉容量 20 90G设备结构业务槽位8个300mm深 4U高度典型配置功耗低于100W全业务接入能力FE GE 10GE E1 STM 1E1 FE带TPS功能XCU NMU ASCU POWER 1 1技术选择MPLS TP 同时兼容PBT前向兼容MSTP 55 CiTRANS640设备槽位介绍 56 CiTRANS620系统介绍 CiTRANS620边缘层分组传送平台是面向分组传送的新一代移动接入传送设备 CiTRANS620利用PWE3伪线仿真技术实现面向连接的TDM业务承载技术 利用T MPLS协议实现面向电信承载网优化的以太网转发技术 配以完善的OAM和保护倒换机制 集中了分组传送网和SDH传送网的优点 实现了电信级别的业务传送 CiTRANS620主要应用于传输网络的边缘节点 为地理位置处于分散的大客户 写字楼 住宅小区等提供TDM和数据业务的接入服务 同时也能很好地满足IPTV 视频播放等新业务发展需求 57 CiTRANS620设备介绍 图示接入容量 2 GE 6 FE 16 E1最大接入4GE 4FEe 4FEo 16 E1扩展插板 E1仿真板采用插卡的形式单槽位 位于设备后端16路E1的TDM业务的仿真接入后期考虑GE FE单盘可选用 48VDC或220VAC电源供电方式 58 烽火CiTRANS600系列PTN产品功能特色 兼容OTN单盘 实现大颗粒业务的调度支持合分波盘 网管盘 OTU盘 统一网管 环网保护与线性保护相结合 实现带宽和标签的有效利用支持多种距离接口 配合放大 色散模块满足各场景应用 支持PON技术 提升产品应用方式兼容EPON GPON 实现站点周边业务接入 前向兼容MSTP 可组建MSTP接入环网 并提供管理实现网络平滑演进 组网无忧 网管统一 与烽火MSTP OTN等传输产品统一网管智能平台 可提供智能平台及规划软件 实现智能化调度 59 烽火MSTP后向兼容PTN的设备实现方式 60 TDM单板 Packet TDM双核交叉单板 TDM单板 分组化单板 MSTP PTN 分组化单板 TDM单板 TDM交叉单板 TDM单板 MSTP EOS单板 ATM 分组化演进 升级步骤 更换原有TDM时钟交叉盘为支持Packer TDM的双核交叉盘 升级网元管理盘软件 支持对分组化单盘的管理根据业务需要增配10GE分组化单盘和GE分组化单盘 FonsWeaver780A B设备支持向PTN的平滑升级 61 PTN产品引入网络策略比较 优势 组网无忧 平滑建网 节省投资 劣势 效率消失协议复杂成本高昂 优势 各自服务自取其长容量无忧劣势 两个平面各自管理配套资源 PTN与MSTP长期共存PTN与MSTP接口相同PTN与MSTP目标相同 插花 互通 这样的话 还有必要引入PTN技术吗 62 PTN产品引入本地网策略初探 建议PTN引入本地网采用单独组网方式MSTP为2G等服务 以TDM业务为主PTN作为MSTP二平面 以IP为主 为网络建设服务骨干 汇聚节点通过2 5G光口互通 实现IP数据业务的处理 63 PTN产品引入本地网策略初探 续 建议PTN引入本地网应用在网络汇聚层和接入层OTN PTN的应用提升网络容量和调度能力 部分已建设WDM可利旧 接入层PTN采用GE组网 环内带宽共享 节点5 8个 汇聚层PTN采用10GE组网 带宽收敛 节点4 5个 汇聚层环网保护 Wrapping 推荐 Steering端到端的LSP1 1 1 1保护 建议跨节点组网 10GE汇聚环 主LSP 备LSP 两层PTN网络模型 烽火PTN前向兼容MSTP方案 单板方式实现 64 低成本保护原有投资 一块单板即可实现PTN与MSTP网络的兼容在CITRANS660 CITRANS640设备上插入155M 622M单板即可支持下挂IBAS系列设备单板TDM可提供155M 622M及2 5G速率支持SDH网络的通道级保护倒换 PTN与MSTP网络的无缝融合 烽火通信PTN与MSTP的无缝融合组网方案 65 PTN MSTP 骨干层 汇聚层 接入层 CiTRANS640 FonsWeaver780B MSTP PTN PTN MSTP PTN IBAS180 CiTRANS620 IBAS180 CiTRANS620 统一网管 CiTRANS660向OTN升级的应用 66 PTN OTN OTN PTN PTN PTN 骨干层 汇聚层