从NG-SDH到PTN的多业务融合承载平台

zjol

新型业务不断涌现，不但有WLAN、3G、WiMAX等无线业务，还有Triple play、HDTV、VoD、以太网商业用户和存储类业务等，这些业务都是天然的IP业务。不断增长的数据业务需求进一步驱动传送网络的发展和融合，要求新的融合的传送网络能够继承类似类似SDH的电信级特征和IP网络的优势，例如快速保护倒换、可管理性、易用性、高效带宽统计复用、多业务接口、网络可扩展性、可测量的端到端QoS以及低成本。
事实上，当前运营商收入主要来源于TDM业务或基于TDM接口部署的业务，业务的调度基于SDH/NG-SDH网络，网络覆盖广，拓扑结构复杂多样。因此，用统一的分组传送网络一步到位替代现有传送网络还不能影响客户业务是不太现实的。为了减少复杂度，与现有网络的协调操作，包括互连互通和统一管理，在引入统一的传送网络之前，必须作为重点问题加以解决。
NG-SDH面临机遇和挑战
NG-SDH的以太网专线传送功能通过SDH的VC对业务进行承载和隔离，并利用SDH环网保护对业务提供可靠传送，很好地满足了大客户专线业务的承载传送要求，因而在城域网中得到了大量的应用。IPTV对业务的可靠承载传送和带宽的高效利用都提出了更高的要求。此外，3G技术的快速发展和HSPA技术应用也对传送网络提出了新的要求。
NG-SDH由于其技术的成熟性和良好的网络保护功能，再加上NG-SDH运营网络的广覆盖性，通过NG-SDH内嵌RPR对IPTV、3G数据业务提供良好的承载传送，可以实现业务的快速开通和低成本建网，可以说是一个很好的建网思路。但现在NG-SDH仍然是以TDM作为内核，将出现适配分组业务的效率低，难以满足新型动态数据业务的要求的等问题。因此未来的市场需要一种能够有效传递分组业务，并提供电信级OAM和保护的分组传送技术。
伴随技术演进与电信业务IP化的变革，传送网作为基础的承载网络必须适应上层业务的转型和发展，表现在传送设备从"分组的接口适应性"向 "分组的内核适应性"的演进。分组传送网（PTN）逐步成为行业内认同的城域承载演进方向。
PTN技术任重道远
分组传送网（PTN）提供了在终端实体之间传输用户分组数据的功能，以及控制和管理承载数据的传送资源的功能。分组传送网采用了遵照ITU-T Rec. G.805的面向连接的分组交换（CO-PS）技术。将分组交换核心引入到传送网络已经成为业界从运营商到设备厂商的共识。依照技术基础的不同，可以将这些PTN分为三种主要类型。
T-MPLS技术
Transport MPLS（T-MPLS）是核心网技术向下延伸。使用基于IP核心网MPLS技术，简化复杂的控制协议，简化数据平面，增加强大的OAM能力、保护倒换和恢复功能，提供可靠的QoS、带宽统计复用功能。T-MPLS构建于MPLS之上，它的相关标准为部署分组交换传输网络提供了电信级的完整方法。需要强调的一点是，为了维持点对点OAM的完整性，T-MPLS去掉了那些与传输无关的IP功能。
PBB-TE技术
带流量工程的运营商骨干网桥（PBB-TE，简称PBT）是运营商骨干网桥（PBB）的改进，允许配置流量工程和保护。PBT在几乎是在标准的提供商骨干网桥（PBBN）上添加路由配置而完成的。 PBT技术的主要优点体现在关闭传统以太网的地址学习、地址广播以及STP功能，以太网的转发表完全由管理平面进行配置；具有面向连接的特性，使得以太网业务具有连接性，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等传送网络的功能；PBT技术承诺与传统以太网桥的硬件兼容。
EoMPLS技术
Ethernet over MPLS（ EoMPLS）技术是在MPLS技术的基础上简化完成的，主要是使用MPLS协议建立的链路层承载Ethernet业务，通过PWE3技术完成多种业务的传送。去掉了IP的无连接协议，保留了原有的链路控制协议，增强了OAM和保护功能。EoMPLS技术可以直接借用MPLS的控制平面完成连接的建立。

PTN是电信传送分组化的新的设备形态。三种技术的共同特征，决定了三种设备在硬件形态上趋同，所不同的是设备内部运行的App核心。这可能也将最终导致三种技术走向融合。
在业务感知方面，分组传送网应支撑业务感知的传送功能，有助于VoIP、视频会议、Internet访问、企业VPN、IPTV等应用的按需资源管理，能够动态调整带宽和QoS参数，带来客户体验质量。业务感知能够给不同用户提供不同业务等级，进行业务分类和区分业务调度，满足端到端的SLAs承诺，保证吞吐量、丢包率、时延和时延抖动指标以及超过指标的预处理机制。
端到端QoS机制依赖于传送层技术。对于MPLS网络，引入管道模型将客户信号优先级映射到MPLS封装帧的EXP字段，MPLS隧道端到端QoS因此基于EXP字段和指配给该隧道的资源来保证，相应的QoS性能可以通过PTN相关的OAM机制来监管。T-MPLS是MPLS数据平面的一个子集，端到端QoS可参考MPLS。PBT的端到端QoS标准仍在研究中，但可以参照IETF RFC3270定义的类似机制实现。
对于分组时钟同步难题，现有GSM和WCDMA基站可以从与SDH/微波等同步传送网连接的E1/T1线路上提取同步信息。而传统以太网是个异步网络无法保证网络定时信息准确的传递到基站，各标准组织正在试图解决这个难题，可选的方案有ITU-T G.8261同步以太网。
为了适应WiMAX和LTE阶段同步需求，包括降成本的GPS替代解决方案，需要PTN网络解决相位和绝对时间的同步，加快业务投放进程。改进的IEEE 1588 V2被一致看好可以用于PTN的时间同步技术，还有进展中相位同步以太网，各国际标准组织正在制定相应的技术规范。
PTN建设方案
从包括中国移动在内的许多跨国运营商实际需求出发，结合自身多年的技术积累和对PTN技术的理解与把握，中兴提出更加合理的移动承载网络解决方案，在既满足当前网络建设需要的同时，兼顾了网络平滑演进能力和分阶段分层次部署。图1给出了移动承载网络平滑演进路线图，在用户访问量较小的郊区和乡村，沿用现有的NG-SDH建网或扩容，保护既有的设备投资。对用户量较大的密集城区和商业中心可以自上而下逐步引入PTN建设，业务网络和承载网络均实现IP化，提高带宽利用率，节约建网成本，而且现网中替换下来的NG-SDH可以补充到网络的边缘或郊区。在分组业务比重较小且有少量增长的地理位置可以采用PTN和NG-SDH并重，一部分TDM业务继续流向NG-SDH传送，保证对网络的影响最小，NG-SDH上的分组业务可以采用分路传送方式流向汇聚点PTN设备，节约带宽同时也方便网络扩展。而且，NG-SDH和PTN可以基于统一的网络管理系统，今后可以通过加载智能控制协议，如ASON/GMPLS，实现动态连接控制、自动发现、增强网络生存性。

图 1. UTRAN网络演进路线

总结
当前，NG-SDH因为其电信级传送特性优势，在固网、移动、移动固网综合运营商网络广泛部署并取得重大成功，然后，面对业务向全IP化转型及传送网络向分组交换内核转型的挑战，越来越多的主流运营商正在寻求一种更简单的，经济有效的多业务融合的承载平台，新的承载平台要能兼容现有业务和网络结构，包括对人力成本的考量，能够做到兼顾以前网络的管理维护方式和方法，同时要能提供电信级的OAM和保护恢复能力，增强对全IP和FMC承载应用的适应性。从NG-SDH到PTN的平滑演进，毋庸置疑将会继承和超越NG-SDH的成功，大家拭目以待。