PTN技术原理介绍

PTN技术原理介绍目

录1.

PTN承载网产生背景2.

PTN原理及关键技术3.

PTN组网介绍1移动网络向LTE演进和2G、3G并存现状趋势:运营压力:

移动网络正逐渐由2G演进到3G和LTE2G/3G将在很长的一段时间内

并存

2G

网络带宽在扩展3G

网络在加大部署4G

网络需要更大的带宽

ATMTDMIPGSM,

R99,

R4,

R5,

R6…LTE20092010201120122013GSMWCDMAmillion

3,5002,5001,500500

2G&3G

并存Global

Mobile

Subs.

ForecastSource：Informa

2009Q1

forecast

report2移动业务需要高质量网络保证1990

1995

20002005

2010

2015MobileVoIPFixed

voice

DataVoice

DataVoice2GARPU2.5G3G移动业务的快速发展移动语音业务的ARPU值仍是主要收入

移动语音业务收入在未来5到10年将持续快速发展，语音业务的ARPU值在3G时代仍然高于数据业务，是移动运营商收入的主要部分

数据业务也在迅猛增长，大颗粒的数据业务使用IP承载效率更高；同时大客户专线的数据业务不仅带来高带宽的需求，还带来了高可靠性、高QoS、低时延、低抖动的要求

高质量的移动语音和数据业务需要高质量的网络保证，对QoS、OAM、同步、端到端网络管理提出了更高的要求

3移动发展对承载网络的需求和挑战MobileChallenge

业务类型IP化，接入IP化基于分组的交换和传送高效的网络和解决方案挑战1:

ALL

IP的业务和网络

更大和更高效的带宽提供高速上行接口LTE-Ready挑战2:

移动宽带需要更大网络带宽

业务的QoS保障，网络的OAM电信级的时钟/时间同步方案E2E的网络管理、维护方案Challenge

4:

高质量业务保证

兼容传统的TDM/ATM业务微波接入方案的集成xDSL接入方案的集成Challenge

3:

多场景接入能力面对移动业务的发展趋势带来的挑战，移动承载网络需要满足IP化、移动宽带化、高质量业务保证、多业务接入的需求，并提供性价比最优的解决方案

4现有承载技术难以满足业务发展需要传统的承载网络主要有以下3种方式：

MSTP/SDH：电路交换核心，承载IP业务效率低，带宽独占，调度灵活度差

交换机：缺乏OAM故障检测机制，QoS能力不足，网络管理手段严重缺乏，多业务承载和同步

传送能力差

路由器：投资效率低，网络保护能力偏弱，组大网能力弱，网络管理手段严重缺乏，同步传送能力差，语音业务承载能力弱，部分功能相对于RAN是多余的。对传送网维护人员技能要求高IP

CorePEPEPPxPON

NodeBResidentialPhoneMobile

Terminal

BSCPCRNCBRASMSCGSPOPIP

MetroIP

AccessGE/FEDSLAMBusinessBTS5SRWhy

not

Lanswitch?•

缺乏适合的网络保护方案,

网络越大,

保护倒换的时间越长，满足不了电信

级的保护倒换要求•

基于包交换，转发的包长短不一，造

成高优先级短包受长包影响，造成抖

动•

Lanswitch

缺乏有效的QoS保障机制,

没有专用的流量控制模块IP

Backbone

SR

CORE

AccessQoS保障能力不足多业务承载能力满足不了需求

•

缺乏有效和方便的网络管理、操作、

维护手段，从这一角度来看,

难以成

为一个健壮的通信网络.

•

难以在其网络中部署多业务的统一承

载,

尤其是移动业务,

IPTV业务等具有

高质量网络需求的业务...

缺乏有效和方便的网络

管理、操作、维护手段Lanswitch在网络保护、QoS、OAM、网络管理等方面都存在非常明显的缺陷，不是建设电信级IP城域网的合适技术

6IP

MetroWhy

not

Router?

Router是具备一定的多业务承载能力，采用可编程转

发引擎，支持L2/L3功能；采用流量控制单元，为业务

提供层次化调度功能；交换单元采用等长信元交换，可

以保证高优先级业务优先通过。

但是…

网络操作维护体验:

缺乏基于硬件的OAM监控手段,

仍然大多通过软件轮询方式，无法确保快速的故障检测以保证在50ms内完成网络保护，尤其是当大量的业务同时发生故障时设备和网络的管理体验:

缺乏端到端的业务配置，一键式业务操作手段，无法和现有的传送网络如WDM、SDH、Microwave统一管理，增加了管理维护的成本.

缺少全面的同步传送解决方案，尤其在做为移动承载时是必须的.具有少量的设备级、网络级保护措施，但是在应用中还是显得非常缺乏。在所有备选的解决方案里是对投资要求最高的，但大多的功能在城域网中是用不到的。比方说，转发表项上，路由器要识别每个终端用户地址，所以一般业务路由器有百万级转发表

，这对于IPRAN承载网是多余的。Router

方案缺乏良好的网络操作、管理、维护体验，同时无法提供移动承载所必需的同步传送能力,

等…

7Why

not

SDH/MSTP？VC1VC2VC3SDH

VCTun1Tun2Tun3Flexible

TunnelFree

BandwidthSPOP…3G/HSxPALTE/WimaxLTE/WimaxRNCRNCRNC3G/HSxPALTE/WimaxCBD

3G/HSxPAResidentialDownTownFiberApplication

ModelTraffic

Model

主要承载基站业务，也可兼顾少量宽带业务，具备电信承载网的设备级和网络级保护，端到端的网络管理和维护，具备良好的OAM机制，操作维护简便有效，但是....不是面向未来的技术:，网络很难扩展到ALL

IP，MSTP虽然在IP化前进了一步，但不够彻底，IP化体现在用户接口，内核仍然是电路交换；导致传送分组业务时效率低SDH/MSTP还不能对以太业务提供足够的QoS能力，实现以太业务的公平性接入SDH/MSTP不具备动态的路由发现功能，路径采用静态机制，不利于分组业务的调度和扩展

8目

录1.

PTN承载网产生背景2.

PTN原理及关键技术3.

PTN组网介绍9需求归纳PTN实现高效分组内核增强交换架构（1:1主备，信元交换）多业务承载TDM/ATM/Eth业务PWE3仿真端到端管理端到端业务点击提供，端到端整个承载网络统一管理综合接入方式综合接入xDSL双绞线、微波、铜缆、光纤等全面的同步方案TDM时钟、外时钟、SyncEth、1588V2、TOP、ACR、NTR等QoS能力5级H-QoS高可靠保护方案50ms内的网络内业务保护（LMSP/tunnelAPS）;网络级保护（LAG/TPS）设备级保护等OAM能力EthernetOAM，MPLSOAM,ATMOAM等分组承载真正需要的是PTN技术

Packet：分组内核，多业务处理，层次化QOS能力

Transport：

类SDH的保护机制：快速、

丰富，从业务接入到网络侧以及设备级的

完整保护方案；类SDH的丰富OAM维护

手段；综合的接入能力、完整的时钟同步

方案

Network：业务端到端，管理端到端

本地

业务Native

业

业务本地

务PWPWLSP链路层链路层LSPPTN多业务承载理念-层次化仿真承载PTN

本地

业务Native

业

业务本地

务PWPWPTNPTN本地

业务

净荷封装

PW

LSP

链路层

物理层本地

业务

净荷封装

PW

LSP

链路层

物理层TDM/ATM/Ethernet

PWE3

PW

MPLS

LSP

Ethernet/VLAN/MLPPP

10GE/GE/FE/POSNodeBRNCPTN

11–支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX、SNA等–

Label

Switching–给报文打上标签，以标签交换取代IP转发

PTN原理及关键技术-MPLS

MPLS•

MPLS——Multi-Protocol

Label

Switching

–

Multi-Protocol起源：为了将IP与ATM结合

IP面向无连接的控制平面面向无连接的转发平面

ATM面向连接的控制平面面向连接的转发平面

MPLS面向无连接的控制平面面向连接的转发平面12•••LSR：Label

Switch

RouterLER：Label

Edge

RouterLSP：Label

Switch

PathLERLERLERLSRLSR

LSRLERMPLS域IP

LSPMPLS

PTN原理及关键技术-MPLSMPLS基本概念13IPIPL1IPL2IPL3IP传统IP转发传统IP转发标签转发边缘LSR边缘LSR

PTN原理及关键技术-MPLSMPLS

基本工作过程

Core

LSR14MPLS头部2层头部IP头部数据标签EXP

STTL20023243132比特

PTN原理及关键技术-MPLSMPLS封装格式与标签15FECNHLFE下一跳发送接口标签操作其他10.0.1.0/24BE1加上标签L1…••传统路由协议和标签分发协

(LDP)一起，在各个LSR中为有业务需求的FEC建立路由表和标签映射表(FEC-Label映射),即成功建立LSP。Ingress接收分组，判定分组所属的FEC，给分组加上LabelA:标签操作：push

分析IP头

FEC绑定LSP

FTN->NHLFE

A

入口LER标签操作：swap

ILM->NHLFE

B

LSR标签操作：swap

ILM->NHLFE

C

LSR标签操作：popILM->NHLFE分析IP头映射到下一跳

D

出口LERPTN原理及关键技术-标签转发16入标签NHLFE下一跳发送接口标签操作其他L1CE0去掉原来的标签，加上标签L2…•在MPLS域中只依据标签和标签转发表通过转发单元进行转发B，C:标签操作：push

分析IP头

FEC绑定LSP

FTN->NHLFE

A

入口LER标签操作：swap

ILM->NHLFE

B

LSR标签操作：swap

ILM->NHLFE

C

LSR

标签操作：popILM->NHLFE分析IP头映射到下一跳

DPTN原理及关键技术-标签转发17入标签NHLFE下一跳发送接口标签操作其他L2D去掉标签…•Egress将标签去掉，继续转发标签操作：push

分析IP头

FEC绑定LSP

FTN->NHLFE

A

入口LER

D:标签操作：swap

ILM->NHLFE

B

LSR标签操作：swap

ILM->NHLFE

C

LSR标签操作：pop

ILM->NHLFE

分析IP头

映射到下一跳

DPTN原理及关键技术-标签转发1