PTN是什么

小嘿QA2020-04-14 15:55:54阅读(...)

PTN(分组传送网)是指这样一种光传送网络架构和具体技术:在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面,包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。

PTN分组传送网,Packet Transport Network)是指这样一种光传送网络架构和具体技术:在 IP 业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面,它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计,以分组业务为核心并支持多业务提供,具有更低的总体使用成本(TCO),同时秉承光传输的传统优势,包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的 OAM 和网管、可扩展、较高的安全性等。

PTN是什么

简介

PTN 支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道,具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力,提供了更加适合于 IP 业务特性的“柔性”传输管道;具备丰富的保护方式,遇到网络故障时能够实现基于 50ms 的电信级业务保护倒换,实现传输级别的业务保护和恢复;继承了 SDH 技术的操作、 管理和维护机制(OAM),具有点对点连接的完美 OAM 体系,保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力;完成了与 IP/MPLS 多种方式的互连互通,无缝承载核心 IP 业务;网管系统可以控制连接信道的建立和设置,实现了业务 QoS 的区分和保证,灵活提供 SLA 等优点。

另外,它可利用各种底层传输通道(如 SDH/Ethernet/OTN)。总之,它具有完善的 OAM 机制,精确的故障定位和严格的业务隔离功能,最大限度地管理和利用光纤资源,保证了业务安全性,在结合 GMPLS 后,可实现资源的自动配置及网状网的高生存性。

功能组成

PTN 是基于分组交换、面向连接的多业务统一传送技术,不仅能较好地承载以太网业务,而且兼顾了传统的 TDM 和 ATM 业务,满足高可靠、可灵活扩展、严格 QoS 和完善的 OAM 等基本属性。从网元的功能结构来看,PTN 网元由传送平面、管理平面和控制平面共同构成。

①传送平面。传送平面实现对 UNI 接口的业务适配、业务报文的标签转发和交换、业务的服务质量(QoS)处理、操作管理维护(OAM)报文的转发和处理、网络保护、同步信息的处理和传送以及接口的线路适配等功能。

②管理平面。管理平面实现网元级和子网级的拓扑管理、配置管理、故障管理、性能管理和安全管理等功能,并提供必要的管理和辅助接口,支持北向接口。

③控制平面功能(可选)。目前 PTN 的控制平面的相关标准还没有完成,一般认为它可以是 ASON 向 PTN 领域的扩展,用 IETF 的 GMPLS 协议实现,支持信令、路由和资源管理等功能,并提供必要的控制接口。

分层结构

PTN 将网络分为信道层、通路层、传输媒质层,其通过 GFP 架构在 OTN、SDH 和 PDH 等物理媒质上。分组传送网分为三个子层:

①分组传送信道层( Packet Transport Channel,PTC),其封装客户信号进虚信道(VC),并传送虚信道(VC),提供客户信号端到端的传送,即端到端 OAM,端到端性能监控和端到端的保护。

②传送通路层( Packet Transport Path,PTP),其封装和复用虚电路进虚通道,并传送和交换虚通路(VP),提供多个虚电路业务的汇聚和可扩展性(分域、保护、恢复、OAM)。

③传送网络传输媒质层,包括分组传送段层和物理媒质。段层提供了虚拟段信号的 OAM 功能。

技术体制

分组传送网( Packet Transport Network,PTN)是以分组交换为核心,面向分组数据业务的传送网。PTN 也是一种基于分组转发的、面向连接的多业务传送技术。PTN 支持电信级以太网、时分复用和 IP 业务承载。PTN 作为 IP/多协议标记交换( Multi- ProtocolLabel switch,MPLS)或以太网承载技术和传送网结合的产物,在 IP 业务和底层光传输媒质之间设置一个层面,针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求,采用分组的、面向连接的多业务统一传送技术,其不仅能够承载电信级以太网业务,而且兼顾传统的 TDM 业务;不仅继承了传统传送网面向连接的特性,而且具备高效带宽管理功能 PTN 实现的两大技术体制是:多协议标记交换-传送子集( Multi-Protocol labelSwitch- Transport Profile, MPLS-TP)和运营商骨干网桥流量工程( Provider backboneBridgesTraffic Engineering, PBB-TE)。 MPLS-TP 来源于 IP/MPLS 技术,PBB-TE 来源于以太网技术。

基于 MPLS-TP 技术的 PTN 网络,用伪线( Pseudo wire,PW)和标记交换路径( LableSwitched path,LSP)来分别标识端到端的分组传送业务和分组传送路径,实现面向连接的分组转发和传送功能。

关键技术

PTN 是基于分组转发的面向连接的多业务传送技术。PTN 支持电信级以太网、TDM 和 IP 业务承载,具有高可靠性、高安全性、高扩展性、高业务质量和可控可管等电信级网络特点。基于 MPLS-TP 的 PTN 包括如下一些关键技术。

(1)分组转发机制

PTN 数据转发基于标签进行,即由标签构成端到端的面向连接的路径, MPLS-TE 基于 20 比特的 MPLS-TP 标签转发,是局部标签,在中间节点进行 LSP 标签交换。

(2)多业务承载

MPLS-TP 采用伪线电路仿真技术来适配不同类型的客户业务,包括以太网、TDM 和 ATM 等客户业务。支持以太网点到点线型业务、以太网多点到多点专网线业务和以太网点到多点树形业务。

(3)运行维护管理机制

PTN 的 MPLS-TP 运行维护管理机制分为虚线层、标签交换路径层和段层三层。每层都支持运行维护管理功能机制,包括连续性检验、连接确认、性能分类、告警抑制、远端完整性能等。

(4)网络保护方式

MPLS-TP 支持的标签交换路径的保护方式,主要有环路保护、线路倒换和网状网恢复等。保护倒换时间≤50ms,保护范围包括光纤、节点、环的段层等;线路倒换时间≤50ms 网状网的恢复,主要依靠重新选择路由机制完成。

(5)服务质量机制

PTN 支持的服务质量机制,包括流量管理、优先级映射、流量整形、队列调度和拥塞控制等。

典型实现方案

就实现方案而言,在目前的网络和技术条件下,总体来看,PTN 可分为以太网增强技术和传输技术结合 MPLS 两大类,前者以 PBB-TE 为代表,后者以 T-MPLS 为代表。当然,作为分组传送演进的另一个方向——电信级以太网(CE,CarrierEthernet)也在逐步的推进中,这是一种从数据层面以较低的成本实现多业务承载的改良方法,相比 PTN,在全网端到端的安全可靠性方面及组网方面还有待进一步改进。

PBB 技术

PBB 技术的基本思路是将用户的以太网数据帧再封装一个运营商的以太网帧头,形成两个 MAC 地址。PBB 的主要优点是:具有清晰的运营网和用户间的界限,可以屏蔽用户侧信息,实现二层信息的完全隔离,解决网络安全性问题;在体系架构上具有清晰的层次化结构,理论上可以支持 1600 万用户,从根本上解决网络扩展性和业务扩展性问题;规避了广播风暴和潜在的转发环路问题:无需担心 VLAN 和 MAC 地址与用户网冲突,简化了网络的规划与运营;采用二层封装技术,无需复杂的三层信令机制,设备功耗和成本较低;对下可以接入 VLAN 或 SVLAN,对上可以与 VPLS 或其他 VPN 业务互通,具有很强的灵活性,非常适合接入汇聚层应用;无连接特性特别适合经济地支持无连接业务或功能,如多点对多点 VPN(E-LAN)业务、IPTV 的组播功能等。PBB 的主要缺点是:依靠生成树协议进行保护,保护时间和性能都不符合电信级要求,不适用于大型网络;依然是无连接技术,OAM 能力很弱;内部不支持流量工程。在 PBB 的基础上,关掉复杂的泛洪广播、生成树协议以及 MAC 地址学习功能,增强一些电信级 OAM 功能,即可将无连接的以太网改造为面向连接的隧道技术,提供具有类似 SDH 可靠性和管理能力的硬 QoS 和电信级性能的专用以太网链路,这就是所谓的 PBT(网络提供商骨干传送)技术,又称 PBB-TE。

PBT 技术的显著特点是扩展性好。关掉 MAC 地址学习功能后,转发表通过管理或者控制平面产生,从而消除了导致 MAC 地址泛洪和限制网络规模的广播功能;同时,PBT 技术采用网管/控制平面替代传统以太网的“泛洪和学习”方式来配置无环路 MAC 地址,提供转发表,这样每个 VID 仅具有本地意义,不再具有全局唯一性,从而消除了 12bit(4096)的 VID 数限制引起的全局业务扩展性限制,使网络具有几乎无限的隧道数目(260)。此外,PBT 技术还具有如下特点:转发信息由网管/控制平面直接提供,可以为网络提供预先确知的通道,容易实现带宽预留和 50ms 的保护倒换时间;作为二层隧道技术,PBT 具备多业务支持能力;屏蔽了用户的真实 MAC,去掉了泛洪功能,安全性较好;用大量交换机替代路由器,消除了复杂的 IGP 和信令协议,城域组网和运营成本都大幅度下降;将大量 IEEE 和 ITU 定义的电信级网管功能从物理层或重叠的网络层移植到数据链路层,使其能基本达到类似 SDH 的电信级网管功能。

然而,PBT 存在部分问题:首先,它需要大量连接,管理难度加大;其次,PBT 只能环型组网,灵活性受限;再次,PBT 不具备公平性算法,不太适合宽带上网等流量大、突发较强的业务,容易存在设备间带宽不公平占用问题;最后,PBT 比 PBB 多了一层封装,在硬件成本上必然要付出相应的代价。

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