PTN技术与IP化移动回传网

摘要:融合了分组技术及同步数字体系(SDH)技术优势的分组传送网(PTN)技术以分组交换为核心，先天具备高效统计复用能力，更适应分组业务的高效传输。同时其类似SDH的强大运行维护管理(OAM)及电信级保护能力保障了移动回传业务的高效管理及传输质量。基于多协议标签交换传送应用(MPLS-TP)技术的分组传送网在多协议标记交换(MPLS)体系基础上去除了倒数第二跳(PHP)、标签合并及等价多路径(ECMP)等无连接特性，并在OAM、保护及同步技术方面做了相应增强，更适合承载IP化后的移动回传业务及大客户业务。PTN与原有多业务传送平台(MSTP)、城域以太网及IP over WDM/OTN网络有机配合，合理分工，将共同服务于全IP时代的电信业务。

关键字:分组传送网；统计复用；端到端伪线仿真；服务质量；时间同步

英文摘要:MPLS Transport Profile-based (MPLS-TP) packet transport network eliminates its connectionless features (such as Penultimate Hop Popping (PHP), label merge, and Equal-cost multi-path (ECMP)), and is enhanced in terms of OAM, protection, and synchronization. This is ideally suitable for carrying IP-based mobile backhaul services and key account services. PTN, and the original Multi-Service Transport Platform (MSTP), Metro Ethernet, and the IP over WDM/OTN network of organic complexes, contribute to an “all IP” era of telecommunications services.

英文关键字:packet transport network; statistic multiplexing; pseudo wire emulation edge-to-edge; service quality; time synchronization

随着移动通信技术的迅猛发展，3G/LTE已从纸面标准走向现实。移动通信技术的发展给未来更为便利的通信生活描绘了一副美好的前景。与此同时，移动通信技术的发展也对移动回传网提出了一些新的挑战。

当今电信业务全面IP化的趋势同样体现在移动通信领域，移动通信业务正由以时分复用(TDM)为内核的语音业务向IP化业务为内核的语音、数据等多样业务类型转变。随着3G网络IP化的不断推进、移动数据业务的深入开展，用户对3G移动回传网络的业务感知、服务质量(QoS)、统计复用效率的要求越来越高。另一方面，随着3G网络的业务接口由E1接口向FE接口变化，业务接口带宽也出现迅猛增长，在未来长期演进(LTE)基站甚至会出现1 000 Mbit/s的GE接口。

图1所示为移动通信技术演进示意图。图1清晰地说明了在从2G向3G/LTE演进的过程中，上下行带宽速率的大幅提高。接口速率的提高将同步带来传送网带宽的激增。带宽激增的压力导致移动回传网必须提高传输效率从而降低网络成本。

2G时代移动回传网的主导技术同步数字体系/多业务传送平台(SDH/MSTP)主要是为汇聚和高效传送时分复用(TDM)电路业务而设计。MSTP最初就是为了解决IP业务在传送网的承载问题。遗憾的是这种改进并不彻底，其IP化主要体现在用户接口，内核却仍然是TDM电路交换，采用刚性管道承载分组业务。这就使得MSTP在承载传送包长可变、流量突发的IP、以太网等分组化业务时，存在传输效率较低、成本较高、可扩展性较差等缺点。

SDH/MSTP作为2G时代的功勋技术，在移动通信发展到3G/LTE阶段后已逐渐不再适应，并将制约今后移动业务的发展。在这种背景下，融合了分组技术及SDH技术的分组传送网(PTN)应运而生。

1 PTN技术特点

基于上述移动通信在3G/LTE阶段的IP化、宽带化需求，移动回传网既要具备高效统计复用、灵活感知业务特性及差异化服务质量(QoS)等分组技术的传统能力；同时作为电信级业务的承载体，端到端业务管理、层次化运行维护管理(OAM)及电信级保护等传送特性又是移动回传网希望能继承的“优秀革命传统”。那么有没有一种技术能兼具两方面的优势呢？答案就是PTN。

PTN是一种以面向连接的分组技术为内核，同时具备端到端的业务管理、层次化OAM及电信级保护等传送特性，以承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM等业务的综合传送技术。

PTN分组内核提供了统计复用能力强大的弹性管道，带宽利用率高，更适应分组业务突发性强的特点。PTN同时继承了类似SDH的传输网络特性、强大的OAM及电信级保护能力、图形化界面网管能力，可以带给用户与移动回传网一脉相承的体验[1]。

目前PTN有两大类技术选择：多协议标签交换传送应用(MPLS-TP)[2]及运营商骨干桥接-流量工程(PBB-TE)。前者是核心网技术的向下延伸，使用基于IP核心网多协议标记交换(MPLS)技术，简化了复杂的控制协议，简化了传送平面；在MPLS基础上去除了倒数第二跳(PHP)、标签合并及等价多路径(ECMP)等无连接特性，增强了OAM及保护倒换功能，提供可靠的QoS、带宽统计复用功能。后者则是局域网技术的向上扩展，基于IEEE 802.1ah的MAC-in-MAC[3]技术，关闭了运营商媒体访问控制(MAC)地址自学习功能，增加了网管管理和网络控制的配置，形成面向连接的分组传送技术。目前MPLS-TP已成为事实上的主流选择。

目前MPLS-TP标准主要由两大国际标准组织ITU-T及IETF主导。两大标准组织自2008年2月份成立联合工作组(JWT)至今，MPLS-TP标准已取得长足的发展，截止2009年2月底已有5篇RFC、2篇建议标准文档以及13篇工作组草案文档，预计在2011年将完成各关键标准的发布。

2 PTN应用于移动回传网的关键技术

PTN作为具有分组和传送双重属性的综合传送网技术，目前已成为3G/LTE时代IP化移动回传网的主流解决方案。这在很大程度上得力于以下各项关键技术的支撑。

2.1 端到端伪线仿真技术

尽管3G发展势头非常迅猛，但在很长一段时间内传统的TDM业务仍将是电信运营商丰厚利润的来源，所以PTN必须具备多业务承载能力。端到端伪线仿真(PWE3)技术即是为满足这一需求而出现的。MPLS-TP采用PWE3的电路仿真技术来适配所有类型的客户业务，包括以太网、TDM和ATM等，并为之提供端到端的、专线级别的传输管道。