PTN技术及应用-烽火

1、PTN技术及应用,烽火通信 科技股份有限公司 成刚 2010年1月,2,PTN技术概要、PTN技术体系、PTN关键技术（OAM、PS、Qos、Timer）,1 PTN技术产生背景,2 PTN关键技术,内容摘要,PTN技术概要、PTN技术体系、PTN关键技术（OAM、PS、Qos、Timer）,3 PTN应用场景,4 烽火PTN产品及测试情况介绍,5 烽火PTN组网案例,3,MSTP的发展历程,MSTP的发展是电信级传送技术分组化的开始,4,面对电信级分组传送传统技术的不适应性,分组传送网应用的必要性 统一的接口，设备简化 面向未来的设备建设，保护投资，降低建网成本 支持宽带共享 端到端 OAM

2、,5,MSTP向PTN的转型,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,6,PTN与MSTP的本质区别：分组交叉核心,Page 7,PTN面向分组的传送网络,PTN网络是基于包交换、端到端连接、多业务支持、低成本的网络,PTN：Packet Transport Network,8,2 PTN关键技术,内容摘要,PTN技术概要、PTN技术体系、PTN关键技术（OAM、PS、Qos、Timer）,3 PTN应用场景,4 烽火PTN产品及测试情况介绍,5 烽火PTN组网案例,1 PTN技术产生背景,1 PTN技术产生背景,PTN关键技术,OA

3、M 网络保护 QOS 时间同步 仿真,9,10,类似SDH的OAM,G.8114定义了详尽而功能强大的T-MPLSOAM机制，使得网络中每一个层面的传送实体，不管属于用户、业务提供商还是运营商，都能执行故障检测、故障定位和性能监测任务，知晓该层收发信息的完整性和通道情况，,PTN与SDH OAM的比较,SDH 在SDH帧结构的固定位置提供J/B/C/K等开销的处理和传递 PTN 3.3msOAM协议报文插入 总结：保证50ms完成保护倒换,PTN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：Wrappi

4、ng（环回）,13,PTN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。,1+1,1:1,14,PTN的环网保护倒换技术,环网保护倒换： G.8132 定义的环网保护：Wrapping（环回）。,Wrapping,15,PTN网络的QoS技术机制,结合IP/MPLS 的QoS技术，PTN的QOS机制主要包括：流分类、流量监管、流标记、流量整形、队列调度和拥塞避免等。 流分类（traffic classification），流是一组具有相同特性的数据报文，业务的区分可以基于数据报文流进行。进行流分类的目的是区分服务，以便对数据报文进行区别对待。 流量监

5、管（traffic policing），流量监管就是流分类后采取某种动作，用于限制进入网络的流量速率。 优先级标记（priority marking）：为特定报文提供优先级标记的服务，标记内容包括TOS、DSCP、802.1p、MPLS EXP等。根据DiffServ规范，PTN一般支持8类优先级 流量整形（traffic shaping）：流量整形可以限制流量的突发，使报文流能以均匀的速率发送，使业务流中的分组延时输出以符合业务模型的规定。 队列调度（Congestion Management）：当网络发生拥塞现象时，多个报文将同时竞争使用资源，网络上的转发设备如何制定资源调度策略，决定报文

6、转发处理次序，这就是拥塞管理。拥塞管理一般采用队列机制，内容包括队列的创建、决定报文的队列归属的流分类和队列间的调度策略。 拥塞避免（Congestion Avoidance）：拥塞避免是指通过监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在网络尚未发生严重过载的情况下，主动采取丢弃报文的策略，通过降低网络负载来缓解或解除网络拥塞的一种流控策略。一般采用随机早期检测WRED丢弃算法能避免TCP全局同步现象,流分类与标记,分类原则 源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID、802.1p优先级IP地址等及组合 标记 每条流具备入口优先级的指配/自动映射(802.1p - PHB)、出口优先级的

7、指配/自动映射(PHB - EXP),拥塞管理,输出队列,流分类,网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不同的QoS待遇，包括时延、带宽等。 将不同优先级的报文入不同的队列，不同队列将得到不同的调度优先级、或带宽保证。 拥塞管理具备多种算法： FIFO（ First In First Out ） PQ（ Priority Queue ） CQ（ Custom Queue ） WFQ（ Weighted Fair Queuing ） SP（Strict Priority）,SP（Strict Priority）,严格优先级： 保证某种类型数据流得到任其所需的带宽 严格按照优先级的高低次序，优先发送

8、较高优先级队列中的分组，但较高优先级队列为空时，再发送较低优先级队列中的分组 缺点：低优先级的队列存在“饿死”的可能性,drop,流分类,WFQ（ Weighted Fair Queuing ）,WFQ： 每个队列可以设置不同的权值，按照一定的比例分配带宽 保证了不同优先级的队列都有流量通过,drop,流分类,拥塞避免,拥塞避免是指通过监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在网络尚未发生严重过载的情况下，主动采取丢弃报文的策略，通过降低网络负载来缓解或解除网络拥塞的一种流控策略。 尾部丢弃：指当队列长度达到某一最大值时，所有新到来的报文都被丢弃。 加权随机早期检测（WRED）：根据当前

9、队列的深度来预测拥塞的情况，根据优先级定义不同的丢弃策略，定义上限门槛值和下限门槛值，相同的优先级不同的队列，队列长度越长丢弃概率越高，有效的探测网络流量的拥塞程度，提高产品在丢弃策略中的灵活性。,QOS的应用,带宽需要竞争的情况下才需要QOS 全业务运营下QOS的应用 2G/3G的基站回传业务，两层标签 集团用户/家庭用户及其它数据用户，两层标签,同步的概念,同步包括频率同步和时间同步两个概念。 频率同步 频率同步，就是所谓时钟同步，是指信号之间的频率或相位上保持某种严格的特定关系，其相对应的有效瞬间以同一平均速率出现，以维持通信网络中所有的设备以相同的速率运行。 时间同步 一般所说的“时间

10、”有两种含义：时刻和时间间隔。前者指连续流逝的时间的某一瞬间，后者是指两个瞬间之间的间隔长。 时间同步有两个主要的功能：授时和守时。用通俗的描述，授时就是“对表”。通过不定期的对表动作，将本地时刻与标准时刻相位同步(中国的授时中心是陕西蒲城）；守时就是前面提到的频率同步，保证在对表的间隙里，本地时刻与标准时刻偏差不要太大。,频率同步和时间同步的区别,上图给出了时间同步与频率同步的区别。 如果两个表（Watch A与Watch B）每时每刻的时间都保持一致，这个状态叫时间同步（Phase synchronization）；如果两个表的时间不一样，但是保持一个恒定的差，比如6小时，那么这个状态称为

11、频率同步(Frequency synchronization)。,通讯网络对同步的需求,无线IP RAN对同步的需求,总的来看，以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）。而以CDMA/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，目前主要采用GPS来解决，GPS也能同时解决时钟的频率同步。,传送网传递时间同步信息（1588）,电路仿真技术,分组网电路仿真是在包交换网络上承载传统TDM数据的技术。分组网电路仿真技术在PWE3框架协议下，采用电路仿真的方式，在包交换网络上为P

12、DH和SDH数据流提供端到端的传输 PW是一种通过PTN把一个仿真业务的关键要素从一个PE运载到另一个或多个其它PE的机制。通过PTN网络上的一个隧道对多种业务（ATM、TDM、Ethernet等）进行仿真，PTN可以传输多种业务的数据净荷。我们把这种方案里使用的隧道定义为伪线（Pseudo Wires）,26,PTN,155M接口,E1,PWE3,27,PTN技术概要、PTN技术体系、PTN关键技术（OAM、PS、Qos、Timer）,1 PTN技术产生背景,2 PTN关键技术,内容摘要,3 PTN应用场景,4 烽火PTN产品及测试情况介绍,5 烽火PTN组网案例,1 PTN技术产生背景,2

13、8,MSTP解决IP化基站的问题,网络组网涉及到的几个方面 FE业务网络级保护的问题； 带宽分配问题 VLAN处理问题 EOS总是有代价的,C1,C2,C3,C4,C5,C6,Node B,Node B,Node B,Node B,Node B,Node B,B1,B2,RNC,A,FE接口,GE接口,接入环： SDH保护方式， 业务透传带宽固定,C类节点：业务透传，或采用VLAN处理不同业务； B类节点：一次汇聚，处理管辖的VLAN，带宽可收敛；具备一定的汇聚比，多个Wan口，可设置QinQ,29,PTN构建IP化3G传送网,PTN构建IP化3G的基站传送网，综合总体成本较低,MSTP作为G

14、SM的传送网,PTN作为IP化3G的传送网,STM-64/16,STM-1/4,STM-1/4,BSC/MSC,RNC,GE,GE,10GE,GE,BTS,E1接口,NodeB,FE接口,FE/GE接口,155M/2M接口,烽火MSTP后向兼容PTN的设备实现方式,30,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1

15、0GE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,烽火PTN前向兼容MSTP方案单板方式实现,31,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交叉容量为2.5G。 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,32,PTN,MSTP,骨干层,汇聚层,接入层,CiTRANS640,FonsWeaver780B,MSTP,PTN,PTN,MSTP,PTN

16、,IBAS180,CiTRANS620,IBAS180,CiTRANS620,统一网管,CiTRANS 660向OTN升级的应用,33,PTN/OTN,OTN,PTN,PTN,PTN,骨干层,汇聚层,接入层,低成本、高效率的解决网络容量问题 通过增配单盘即可实现CiTRANS 660兼容OTN功能 具备基于波长和子波长调度的功能,两种传送网的对比,34,35,PTN与MSTP网络架构对比,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 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,36,PT

17、N技术概要、PTN技术体系、PTN关键技术（OAM、PS、Qos、Timer）,1 PTN技术产生背景,2 PTN关键技术,内容摘要,3 PTN应用场景,4 烽火PTN产品及测试情况介绍,5 烽火PTN组网案例,1 PTN技术产生背景,烽火公司PTN产品系列（MPLS-TP/PBT兼容）,37,37,CiTRANS 600系列PTN设备特性,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,管理特性,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

18、持FE/GE速率的以太网业务，支持分组业务组播，支持层次化QoS TDM：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+1/1:1 SNC/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

19、，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IEEE 1588V2协议，实现网络的时间同步功能,38,38,CiTRANS 660 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,39,39,Citrans 660 带宽接口图,槽位与交叉东西向环路对照图,CiTRANS640

20、设备-重要业务接入节点、边缘汇聚节点设备,交叉容量： 2090G 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-1 E1、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,42,CiTRANS640设备槽位介绍,43,Citrans 620介绍,定位在远端设备用户侧，提供以太网数据业务、提供TDM 2M业务接入服务 采用单层板化设计 一路核心芯片可以提供2GE+4FE的以太网业务，配置两路可以提供2路共4GE+8FE 4路FE接口为2光2电

21、以扩展插板的方式，提供16路2M的TDM业务的仿真接入 可通过外置控制单元（ACU），从而使设备具备自动配置功能 电源可以选用直流为-48V，交流为220V 两种供电方式,烽火CiTRANS 600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

22、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,45,46,PTN技术概要、PTN技术体系、PTN关键技术（OAM、PS、Qos、Timer）,1 PTN技术产生背景,2 PTN关键技术,内容摘要,3 PTN应用场景,4 烽火PTN产品及测试情况介绍,5 烽火PTN组网案例,1 PTN技术产生背景,商用工程情况-河南鹤壁移动PTN承载网,网络组网情况 初期建设组建1个PTN核心环，核心环采用10GE速率组网，核心环又下挂3个PTN接入环，以GE速率组网； 2M业务情况：共计72个2M(5：1支路盘保护） GE业务：浚县、淇县、西岭分别对开发区局开通12个GE业务，用于承

23、载IP城域网业务； FE业务统计：各站提供FE业务用于大客户和营业厅接入 覆盖全城，一期工程，后期根据需要，增加接入站点和接入环网的数量，形成一张多业务传送功能的PTN网络,47,商用工程情况-河南商丘电信PTN承载网（大客户方案）,48,数据设备,图例：,商丘电信IP城域网络拓扑图(原网络图),光纤收发器,核心节点三层数据设备,核心节点三层数据设备,模块局二层数据设备,模块局二层数据设备,模块局二层数据设备,用户,用户,用户,用户,用户,用户,用户,商用工程情况-河南商丘电信PTN承载网（大客户方案）,49,OTNM2000,工业学校,白云宾馆,南站,10GE环,10GE环,人民路,凯旋商城,