中国移动ptn技术原理与城域网总体架构

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1、中国移动ptn技术原理与城域网总体架构 中国移动城域网总体网络架构 总部计划部研究院 2009年9月 城域网总体网络架构 城域网逻辑架构 专题一分组化城域传送网 第一部分概述 总部计划部研究院 2009年9月 主要内容 业务驱动力分析 分组化城域传送网技术概述 测试情况 城域网现状和面临的挑战 3G对城域网带来的挑战 主要内容 业务驱动力分析 分组化城域传送网技术概述 测试情况 L1L2L3技术争夺城域市场同时各种技术也在互相借鉴 SDHMSTP和PTN设备的交换方式 PTN MPLS-TP 是针对城域网应用场景结合IPMPLS和传送网技术而做的优化 PTN实现方式IMPLS-TPT-MPLS

2、技术 最初由ITU-T定义T-MPLS后续由IETFITU-T JWT工作组负责标准制定命名为MPLS - Transport ProfileMPLS-TP 一种面向连接的分组交换网络技术 利用MPLS标签交换路径省去MPLS信令和IP复杂功能 支持多业务承载独立于客户层和控制面并可运行于各种物理层技术 具有强大的传送能力QoSOAM和可靠性等 PTN实现方式IIPBTPBB-TE技术 PBT运营商骨干网传送 利用现有以太网的封装和转发机制 建立面向连接的网络取消了MAC地址学习生成树和泛洪等以太网无连接特性 增强了OAM能力实现了基于业务和网络的层次化管理 采用主备隧道的线性保护实现电信级保

3、护 PTN的两种实现方式的共性和差异 IPMPLS路由型业务模型下的典型组网技术多业务和组网能力强但网管和OAM能力弱 优势 具有很强的灵活性智能性 分组交换QoS和统计复用能力强 技术成熟在核心层应用广泛 支持三层业务如L3 VPN 不足 动态路由功能在汇聚型业务模型和环网环境下无法发挥动态优势 电路仿真大多数采用外挂方式 在几千个节点的网络环境下路由和LSP收敛慢存在可扩展性问题 目前路由器多采用基于软件的OAM在大网环境下能否保证性能和保护倒换时间还需要进一步验证缺乏对线路性能劣化故障管理网管常采用命令行方式维护人员要求较高 三层安全隐患比二层相对高需通过相应手段加强安全 不支持1588

4、v2时间同步技术 投资成本和设备功耗较高 增强以太网在传统以太基础上进行增强的以太网技术 各类IP化技术之间的关系 主要内容 业务驱动力分析 分组化城域传送网技术概述 测试情况 测试情况 单厂家单技术组网试点测试 试点测试拓扑 专题一分组化城域传送网 第二部分PTN技术原理 总部计划部研究院 2009年9月 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS 同步 PTN设备规范制定 类似SDH的PTNMPLS-TP分层模型 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS 同步 PTN设备规范制定 PTN设备基本功能 PT

5、N设备功能框图 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS 同步 PTN设备规范制定 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS 同步 PTN设备规范制定 MPLS-TP的保护倒换技术环网保护 环网保护倒换G8132定义的环网保护 环网保护是基于协议的区段共享方式一般对环网上的每个区段分别做保护不同区段的备用路径可以共享 在网络正常情况下端到端路径经过的各个区段的备用路径空闲也可运行其他较低优先级的业务在某个区段故障时有两种实现方式一种是wrapping 环回方式故障区段的相邻节点通过协议切换到该区段的备用路径

6、另一种是steering方式转向 源宿节点通过协议切换到备用路径 由于环网保护为共享方式在资源利用率方面比11和11线性保护更有优势因此在各种保护方式成熟情况下应优选环网保护例如现网MSTP以复用段共享环网保护为主 环网保护的跨环问题可考虑与其他保护方式结合 其他保护方式 LAG链路聚合 DNI双节点互连 基于GMPLS控制平面功能实现网络保护和恢复技术的结合 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS 同步 PTN设备规范制定 基于PTN分层模型的层次化OAM机制 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS

7、同步 PTN设备规范制定 主要内容 PTN技术原理 PTN分层模型 PTN设备功能 封装 保护 OAM QoS 同步 PTN设备规范制定 主要内容 PTN技术原理 PTN设备规范制定 PTN设备规范内容 组网模型和应用场景 PTN功能和性能指标一 设备能力 多业务承载功能和性能 支持以太网专线和专网业务的承载 支持TDM CES业务的非结构化仿真SAToP方式和ATM业务透传 PTN功能和性能指标二 网络可扩展性指标 QoS要求 支持8级优先级支持流分类与本地优先级映射队列调度拥塞控制带宽控制和层次化QoS 网络可靠性要求 支持线性保护和环网保护 保护倒换时间业务中断时间50ms PTN功能和

8、性能指标三 OAM要求 支持PWLSP段层以太网业务和接入链路OAM 故障管理连续性检测告警抑制远端故障指示环回检测踪迹监视等性能监视丢包率时延测量通信通道 网络管理要求 拓扑管理配置管理故障管理性能管理安全管理 物理接口要求 支持E1STM-NFEGE接口 互通要求 支持多厂家设备在转发平面互通后续支持在控制平面互通 支持基于UNI接口的业务互通和保护互通后续支持基于NNI接口的业务互通和保护互通 同步要求 支持CES业务同步 支持基于同步以太网的频率同步 支持基于1588v2的时间同步 端到端业务时延指标要求 话音业务端到端指标要求和分配 3GPP移动通信国际标准组织规定250ms推荐15

9、0ms其中 IP骨干网为50ms 城域核心层为单向25ms BSSRAN从用户终端到BSCRNC为单向75ms其中空口一般分配单向55ms基站和RNC一般分配10ms建议IP化城域传送网分配E1业务单向时延8ms即双向16ms 参考3GPP标准中国移动TD-SCDMA技术体制规定话音业务端到端业务时延指标为300ms其中BSSRAN从用户终端到BSCRNC为单向90ms IP化城域传送网要求在各种城域网规模如30跳1000km和各种网络负载如网络拥塞情况下满足双向16ms的E1业务时延指标现网试点是在10跳200km左右且网络未拥塞情况下的测量结果 处理时延 两端节点处理电路仿真业务的时延单节

10、点25ms 中间节点或两端节点处理以太网业务的时延单节点100us 传输时延200km约需要1ms OAM要求 QoS要求 VLAN要求 PTN主要承载各类基站和重要集团客户VLAN规划原则如下 每个IP化基站的业务和网管采用相同VLAN进行标识其中业务优先级采用VLAN 优先级方式 不同IP化基站采用不同VLAN进行标识 在同一个城域网内承载各类基站和重要集团客户的VLAN资源应不重复使用 Thank You CECarrier Ethernet是一种业务 CE是一种业务本身不是特定的技术由各类IP化技术承载 MEF对于Carrier Ethernet的定义如下 PTNMPLS-TP与IPM

11、PLS设备差异 Requirements on PTN equipment 同步以太技术解决频率同步问题 采用类SDH的时钟同步方案通过物理层串行比特流提取时钟实现网络时钟频率同步 源站点通过以太物理层的Bit流携带从BITs或其它源获得的高精度时钟信息接收节点可以从以太物理层中恢复出数据和时钟信息 同步以太网时钟精度由物理层保证与以太网链路层负载和包转发时延无关 以太信号以 8B10B 的长度编码 它的好处是不会出现连续的1 或者0 不超过8位 这个有利于提高时钟恢复的精度 时钟的质量等级信息可以通过专门的SSM帧进行传送 PTN的同步以太时钟具有高稳定度精度达到15ppb相关标准为G826

12、1 Node B 从时钟 GE 主时钟 GE 物理层 MAC MAC 物理层 以太网 SSM SSM IEEE 1588v2同步技术解决时间同步问题 IEEE 1588全称是 网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准 IEEE 1588定义了一个在测量和控制网络中与网络交流本地计算和分配对象有关的精确同步时钟的协议PTP Precision Time Protocol IEEE 1588 v2 PTP 协议通过主从设备间消息传递计算时间和频率偏移以及中间网络设备引入的驻留时间从而减少定时包受存储转发的影响实现主从时钟和时间的精确同步 偏移校正 传输延时测量 1588v2两种实现方式BC和TC

13、PTN时间同步主要有两种方式BC边界时钟和TC透明时钟 BC模式特点 每个同步链上的相邻节点逐跳运行主从时钟模式上游为主下游为从逐级同步最终PTN全网同步 时间树的中间转发节点运行PTP协议按照主从方式逐跳转发精确时间 TC模式特点 每个同步链上仅首末两个节点运行主从时钟模式中间节点运行TC模式 时间树上的中间转发节点不运行PTP协议只对时戳包补偿节点转发延时 PTN 控制平面 保护 同步 网管 QOS OAM 国内首次制定PTN设备规范 统计复用流分类队列调度带宽控制 线性保护和环网保护设备级保护 配置管理性能监控故障定位安全管理等 动态路由和信令UNI和E-NNI接口 CES业务承载同步频

14、率同步传送时间同步传送 层次化OAM故障管理性能监视通信通道 汇聚节点 BSC RNC SR BRAS Abis STM-NGE Iub STM-NGE GE10GE GE10GE 接入层 汇聚层 BTS NodeB NodeB 家庭 集团 Iub ATMIMA Iub ETHIP Abis TDM FEGE FEGE BTS Abis ETHIP PTN PTN PTN PTN PTN PTN PTN PTN PTN PTN PTN主要用于2G TDMIP基站3G ATMIP基站以及未来的LTE基站回传的应用场景也用于重要集团客户业务接入和承载的应用场景 当基站周边普通集团客户和家庭客户业务

15、接入的总带宽较小时也可利用基站内的PTN设备接入 GE 10GE 接入节点 核心节点 PTN 信元丢失率1E-8 24hr 无丢包业务最大单向时延8ms ATM业务在拥塞情况下信令同步报文话音等高优先级业务 最大误码率1E-12 24hr 满足G823com要求 最大单向时延8ms TDM CES业务在拥塞情况下 最大丢包率1E-7 24hr 最大单向时延抖动1ms 无丢包业务最大单向时延4ms 以太网业务在拥塞情况下信令同步报文话音等高优先级业务 误码丢包 抖动 时延 性能指标 3G以上 40G以上 160G以上 交换容量 50W 200W 500W 1级 包转发率64B帧长 整机功耗 性能

16、指标 500W 1500W 3000W 5级 225Mpps 100W 300W 500W 接入节点 30Mpps 500W 1000W 1500W 汇聚节点 120Mpps 1000W 2000W 3000W 核心节点 2级 3级 4级 性能指标 8K 支持最大MAC地址数 支持最大点对点业务实例数 支持本地终结的最大双向路径数 64 32 64 接入节点 64K 1024 512 1024 汇聚节点 64K 1024 2048 4096 核心节点 带保护的 总的 IP BACKBONE BSSRAN BSSRAN 75 ms 75ms 25ms 25ms 50ms 端到端250ms Met

17、ro Core Metro Core A必选B未来必选C可选 0 1 2 3 4 5 6 7 IP优先级 0 1 2 3 4 5 6 7 EXP 0 10 18 26 34 46 48 56 DSCP 0 1 2 3 4 5 6 7 VLAN PRI PS Background BE PS Interactive AF1 AF2 PS Streaming AF3 PS Conversational AF4 CS语音 EF 网管 CS6 CS信令 PS信令 CS7 其他类型 CS业务类型 PS业务类型 类别 VLAN业务遵循VLAN PRI值3位 MPLS业务遵循EXP值3位 IP业务遵循IP

18、Precedence值3位或扩展的DSCP值6位DSCP分为4类CSClass SelectorEFExpedited ForwardingAFAssured ForwardingBEBest Effort 32003311 标识业务和客户 企业自带VLANPTN UNI侧添加外层标签NNI 侧透传SR将其终结无内网或透传企业VLAN有内网 SVLAN企业VLAN或单层SVLAN L2 VPN 重要集团客户 PTN UNI侧添加VLANNNI侧透传RNC将其终结 815 标识业务 单层SVLAN 网管 33123423 34243455 34563583 30723199 323071中的偶数

19、 323071中的奇数 VLAN资源分配 说明 VLAN上行标识位置 VLAN标记方式 业务类型 应用场景 标识业务和客户 SVLAN L3 VPN 标识业务 单层SVLAN 视频会议 标识业务 单层SVLAN VOIP 标识业务和客户 PTN UNI侧添加VLANNNI侧透传SR将其终结 单层SVLAN 高速上网 标识客户基站 单层SVLAN 3G 标识客户基站 PTN UNI侧添加VLANNNI侧透传BSC将其终结 单层SVLAN 2G 基站 注预留VLAN包括17163135844094 Carrier Ethernet 是一种普遍存在的 标准化运营级的业务网络 具备特定的属性以区别于普

20、通的LAN以太网 Carrier Ethernet 扩展性Scalability 标准化Standardized Services 业务管理Service Management 服务质量Quality of Service 可靠性Reliability Carrier Ethernet 属性 PTNMPLS-TP为实现类似SDH的面向连接的端到端OAM去除了IPMPLS众多无连接的特性 TE FRRIGP 1111线性环网保护 保护 MPLS控制信令自动分发标记包括RSVPLDP等 集中的网管配置或GMPLS控制平面 标签分配 不同项 MPLS-TP IPMPLS OAM CCAISRDILM

21、DM BFDPing LSP 双向 单向 PHP倒数第二跳弹出 不支持 支持降低边缘设备的复杂度 LSP聚合 不支持 支持相同目的地址的流量可以使用相同的标签增强网络可扩展性 ECMP等价多路径 不支持 支持一条LSP的流量可以分担到多个等价的网络路径中转发 PTNMPLS-TP与IPMPLS设备功能差异 T-MPLSMPLS-TP的帧格式 项目 含义 描述与作用 PA 前同步码 7个字节1和0交互使用使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备 SFD 帧起始标志符 一个字节0xAB它标识着以太网帧的开始 FCS 帧校验序列 4个字节采用32位CRC循环冗余校验对从目标MAC地址字段到数据字段的

22、数据进行校验 DA 目的地址 6个字节目标站点的物理地址 SA 源地址 6个字节发送帧的站点的物理地址 PAD 填充位 用以填充当数据段的数据不足64字节时 Type 以太网帧类型 2个字节被各个公司分配来用于建立系统以及用于遵循国际标准的软件如X25 Label 标签值字段 20比特用于转发的指针0到15是保留的从16开始可配 EXP EXPerimental 3比特保留用于试验现在通常用做CoSClass of Service S Stack 1比特栈底标识MPLS支持标签的分层结构即多重标签S值为1时表明为最底层标签 TTL 生存周期 8比特和IP分组中的TTL意义相同 T-MPLSMP

23、LS-TP帧头格式 数据帧结构 TMP标签域 TMC标签域 DA SA 0x8847 TMP标签域 TMC标签域 数据净荷 CRC 6字节 6字节 2字节 4字节 4字节 4字节 TMP lable EXP S比特 0 TTL 20比特 3比特 1比特 8比特 TMC lable EXP S比特 1 TTL 20比特 3比特 1比特 8比特 以太网业务封装格式 PE1 P PE2 CE1 CE2 MAC DA MAC SA C-tag optional Data PW Label Tunnel Label 1 Ethernet Header 1 MAC DA MAC SA C-tag opti

24、onal Data PW Label Tunnel Label 2 Ethernet Header 2 MAC DA MAC SA C-tag optional Data MAC DA MAC SA C-tag optional Data Provider Network MAC DA n MAC SA n 0x8847 Ethernet Header n TDM业务封装格式 PE1 P PE2 Node B RNC TDM Data PW Label Tunnel Label 1 Ethernet Header 1 Control Word RTP Header optional TDM D

25、ata PW Label Tunnel Label 2 Ethernet Header 2 Provider Network Control Word RTP Header optional TDM Data TDM Data MPLS-TP的保护倒换技术线性保护 线性保护倒换G8131定义的路径保护 主要包括无协议的11方式和基于协议的111N方式可以对端到端路径或者端到端路径上的每个区段节点或链路进行保护其中11和11为独享保护1N为共享保护 采用11时工作路径和保护路径都承载业务并采用双发选收的模式 采用11时在网络正常情况下仅工作路径承载业务备用路径空闲也可运行其他较低优先级的业务在网

26、络故障情况下通过协议切换到备用路径承载业务可抢占其他较低优先级的业务 TE FRR是基于协议的区段11方式属于11线性保护的一种实现方式一般对端到端路径上的每个区段分别做11线性保护 线性11保护 工作原理 技术特点 采用MSTP的通道保护原理双发选收 倒换时间最短 保护路径不能传送业务 LSP标签占用大带宽利用率低 主用备用 LSP应配置相同标签来减少标签数 线性11保护 工作原理 技术特点 采用SDH的通道保护原理源宿节点两端桥接 倒换时间相对11长小于50ms 保护路径可实现次要业务传送 LSP标签占用大带宽利用率低 主用备用 LSP应配置相同标签来减少标签数 环网保护倒换技术Wrapp

27、ing Wrapping 技术特点 属于段层保护类似SDH的复用段保护原理在故障处相邻两节点进行桥接 采用TMS层OAM中的APS协议实现小于50ms 倒换 段层保护节省大量LSP条目数和配置工作量 无需每条LSP 33ms间隔的开销帧大幅提高业务通道的传送带宽 在分布型业务模型下环网带宽利用率更高 环网保护倒换技术Steering 技术特点 属于段层保护故障处相邻两节点通过APS协议分别告知所有经过故障点的业务的源宿节点源宿节点在各自节点处倒换 受影响网元较多倒换协议复杂倒换时间难以保证50ms 段层保护在节省LSP条目数和配置工作量提高传送带宽方面的优势同Wrapping Steering

28、 PTN的OAM功能 PTN的OAM机制可实现类似SDH丰富开销的能力以满足电信级网络管理维护的要求 PTN的OAM主要功能特征 支持层次化OAM功能提供了最多8层07并且每层支持独立的OAM功能来应对不同的网络部署策略一般分为TMCTMPTMS和接入链路层面 提供与故障管理相关的OAM功能实现了网络故障的自动检测查验故障定位和通知的功能 在网络端口节点或链路故障时通过连续性检测快速检测故障并触发保护 在故障定位时通过环回检测准确定位到故障端口节点或链路 提供与性能监视相关的OAM功能实现了网络性能的在线测量和性能上报功能 在网络性能发生劣化时通过对丢包率和时延等性能指标进行检测实现对网络运行

29、质量的监控并触发保护 提供告警和告警抑制相关的OAM功能 告警机制可以保证在网络故障时产生告警从而及时有效关联到故障影响的业务 网络底层故障会导致大量的上层故障上游故障会导致大量的下游故障AISFDI等告警抑制可以屏蔽无效告警 提供用于日常维护的OAM功能包括环回锁定等操作为操作人员在日常网络检查中提供了更为方便的维护操作手段 P P MEP MIP MIP MEP MEP MEP MEP MEP MEP MEP MIP MIP PTN域1 PTN域 2 NNI TMP通路层OAM 域间 CE CE 接入链路OAM TMP通路层OAM 域 2 TMP通路层OAMLSP 域 1 接入链路OAM

30、PE TMC通道层OAMPW P MIP UNI UNI PE PE-S PE-S MEP MEP MEP MEP MEP MEP MEP MEP MEP TMS段层OAM TMS段层OAM MEG Intermediate Point MEG的中间节点 MIP MEG End Point MEG的端点 MEP Maintenance Entity Group维护实体组 MEG 业务OAM OAM帧结构 OAM信息包含在特定的OAM帧并以帧的形式进行传送 OAM帧由OAM PDU 和外层的转发标记栈条目组成 转发标记栈条目内容同其它数据分组一样用来保证OAM帧 在路径上的正确转发 Lable2

31、0bit值为13表示OAM帧 发送周期3种不同应用 故障管理缺省周期1s1帧秒 性能监控缺省周期100ms10帧秒 保护倒换缺省周期 333ms300帧秒 Function Type类型常用 Type Name Type Name 01 CV 29 MCC 02 FDI 2A LMR 20 LBR 2B LMM 21 LBM 2D 1DM 23 LCK 2E DMR 25 TST 2F DMM 27 APS 35 SSM 28 SCC 37 CSF 其余字段Reserved OAM类型介绍-CCCV 连续性检测和连通性验证该功能工作在主动模式源端MEP周期性发送该OAM报文宿端MEP检测两维护

32、端点间的连续性丢失LOC故障以及误合并误连等连通性故障可用于故障管理性能监控保护倒换检测相同MEG域内任意一对MEP间的信号连续性 CC- Continuity and Connectivity Check 传送CC信息的帧是CV帧其主要参数有 MEG ID 本身MEP ID 所有目标MEP ID 发送周期33ms10ms100ms1s 3倍发送周期内收不到CV帧产生LOC告警loss of continuity OAM类型介绍-AISRDI 告警抑制该功能用于服务层检测到故障后在服务层MEP向客户层上插该OAM报文并转发至客户层MEP实现对客户层的告警进行压制避免大量冗余告警 AISAlar

33、m Indication Signal 在服务层检测到故障时通知客户层 使用FDI帧传送 发送周期1s 在3倍的接收周期内未再收到AIS消息清除AIS告警 远端故障指示该功能用于将MEP检测到故障这一信息通告给对端MEP RDIRemote Defect Indicator OAM类型介绍-LBTrace Route 环回检测该功能工作在按需模式源端MEP发送该请求OAM报文宿端MIP或MEP接收该报文并返回相应应答OAM报文用于验证MEP与MIP或对端MEP间的双向连通性以检测节点间及节点内部故障进行故障定位 LBLoopBack MEP是环回请求分组的发起点环回的执行点可以是MEP或者MI

34、P 用于验证MEP之间或者MEP和MIP之间的连接性 在MEP之间进行双向的在线或非在线的诊断测试带宽吞吐量比特误码率等 LBM和LBR 踪迹监视该功能工作在按需模式源端MEP发送该请求OAM报文所有MIP及MEP接收该报文并分别返回相应OAM报文用于验证MEP与MIP及MEP间的双向连通性以检测节点间及节点内部故障进行故障定位 Trace Route OAM类型介绍-LCKCSFTST 锁定指示该功能用于为管理维护目的中断业务后源端MEP发送该OAM报文将该信息通告宿端MEP并上插客户层进行告警压制避免引起不必要的冗余告警 LCKLock 用于通知对端MEP本端MEP出于管理上的需要已经将正

35、常业务中断 对端MEP可以判断业务中断是预知的还是由于故障引起的 客户信号故障该功能用于在客户层自身不支持告警压制故障通告机制时发送该OAM报文将客户层信号故障信息转发至对端MEP实现客户层故障信息传递 CSFClient Signal Fail 通告远端本端出现入口客户信号失效 TSTTest 一个MEP向另一个MEP发送的测试请求信号 单方向的在线或非在线的诊断测试 OAM类型介绍-LMDM LMFrame Loss Measurement 用于测量从一个MEP到另一个MEP的单向或双向丢失率 采用CV帧来测试SD性能劣化 DMPacket Delay and Packet Delay V

36、ariation Measurement 用于测量从一个MEP到另一个MEP的分组传送时延和时延变化 单向收发两端时钟同步源端发送DM帧宿端在收到DM帧时计算单向时延使用DM帧测试 双向源端发送DM请求帧宿端在收到DM时回送DM响应帧给源端源端在收到响应的DM帧后计算双向时延使用DMM和DMR OAM类型介绍-APSMCCSCCSSM APS Automatic Protection Switching 由G8131G8132 定义发送APS帧 MCC Management Communication Channel 发送MCC管理通道信息 SCC Signalling Communicati

37、on Channel 用于一个MEP向对等MEP发送控制平面信息 SSMSynchronisation Status Message 由G8261定义发送SSM帧 PTN的QoS机制 流量分类 流量监控 流量整形 拥塞控制 队列调度 Eth 接 口 Eth 接 口 分组交叉内核 IP流分类及标记是QoS执行服务的基础报文分类使用ACL和IP优先级技术根据分类结果交给其它模块处理或打标记着色供系统分类使用 对流量进行控制 整形使业务流输出的速率符合业务模型的规定 根据特定规则丢弃分组 打标记设置报文的DS域或IP优先级 对报文的流量进行限制对超出流量约定的报文进行缓冲流量整形可能会增加延迟CAR

38、CIR等技术 根据队列状态进行有选择性的丢包尾丢弃算法或WRED算法缓解和避免网络拥塞在网络拥塞时保证不同优先级的报文得到不同的QoS待遇 将不同优先级的报文进入不同队列不同队列将得到不同的调度优先级概率或带宽保证SPWFQDWRR等算法 QoS处理 业务3 业务2 业务1 TMPTMC CIR PIR 业务安全 同一板卡的多类业务可分别独立成逻辑子网 子网之间相当于完全物理隔离广播包仅限子网内伪造包也不可能跨子网 QoS 业务1业务N可按端口VID或者MAC地址来划分 每类业务可分别设置QoS 以64K1M为步长设置CIR保证带宽PIR峰值带宽 每类业务还可设置CoS服务等级 制定CIR以外

39、业务服务优先等级 出口可实现SP严格优先级WFQ加权平均等队列调度 频率同步和时间同步的区别 时间同步两个表每时每刻的时间都保持一致 频率同步两个表的时间不一样保持一个恒定的差 RAN对同步的需求 无线制式 时钟频率精度要求 时钟相位同步时间同步要求 GSM 005ppm NA WCDMA FDD 005ppm NA TD-SCDMA 005ppm 15us CDMA2000 005ppm 3us LTE 005ppm 倾向于采用时间同步 GSMWCDMA采用异步基站技术此时只需要做频率同步精度要求005ppm或者50ppb TD-SCDMACDMA2000采用同步基站技术除了频率同步外还需做

40、时钟相位同步等效于时间同步目前主要采用基站GPS解决 GPS实现时间和频率同步的缺陷 加大天馈施工难度和成本 GPS天线对安装站址环境有特殊要求如120的净空要求 馈线距离超过110米需增加中继放大器 GPS天线馈线较粗 增加设备不稳定因素 每台基站都须安装GPS接收机模块增加基站成本 目前GPS时钟模块已成为基站损耗率较高的主要模块 战争等特殊情况下对TD-SCDMA整网运行带来安全隐患 TD-SCDMA系统高精度时间同步需求导致严重依赖GPS为建设和运维带来一定困难 集团客户 IP over WDM 采用PTNIP RAN积极跟踪增强以太网 基站 TDMFEGE SRBRAS 家庭客户 O

41、LT ONU 无源 光分路器 分组化城域传送网 PON网络 光缆网络 IP城域网 城域核心路由器 城域核心层 城域汇聚层 城域接入层 以PON为主GPONEPON两者并重优选GPON热点区域采用WLAN 将基站接入及各类客户接入光缆有机结合统筹规划建设一张光缆网络 中国移动全业务城域传送网包括分组化城域传送网城域光缆网络和PON网络 专题一 分组化城域传送网的概述PTN技术原理 IP RAN技术原理建设方案 专题三 城域光缆网络建设方案 专题四 PON技术原理和建设方案 IP城域网 专题二 IP 城域网建设方案 基站 高档住宅小区客户 集团客户 WDM SDHMSTP IP专网 WDM SDH

42、MSTP 分组化城域传送网 SDHMSTP 分组化城域传送网 干线传送网 城域传送网 核心层 城域传送网 汇聚层 城域传送网 接入层 IP骨干网 IP城域网 分组化城域传送网 CMNET IPMPLS PONWLAN 接入网 传送网 IP承载网 接入网 业务IP化和大颗粒化导致城域网将由主要 承载现有E1STM-1 2M155M速率 TDM业务逐渐 转向承载FEGE 10M100M1000M速率 IP业务 城域网技术需要由现有以TDM电路交换为内核 向以IP分组交换为内核演进 3G和全业务竞争导致城域网不仅承载2G3G 语音和数据业务还需承载集团客户和家庭业务 城域网需要扩大规模并考虑多业务统

43、一承载 对于基站和高价值集团客户等高价值业务和 普通集团客户和家庭宽带等低价值业务需要 合理选择组网技术 增强对于大规模数据业务的控制和管理 TD-SCDMA空口精确时钟和时间同步需求导致 城域网需要提供更高精度的同步信号传送能力 改造现有MSTPSDH网络成本较高 新建分组化城域网应考虑1588v2等同步功能 IP over SDHWDM 城域网核心层 MSTPSDH 城域网 汇聚接入层 路由器传输组网GE及以上颗粒业务逐渐采用IP over WDM小颗粒业务仍采用SDH环网 以MSTPSDH环网为主承载2G基站和少量集团客户业务 主要采用城域传送网MSTPSDH承载以小颗粒 TDM业务为主

44、的2G基站和少量集团客户业务 缺乏集团客户和家庭业务城域数据网规模较小 现状 需求 和 挑战 二三层交换机星型组网接入少量家庭和中小企业用户 TD回传网络的需求 业务IP化以承载分组业务为主 TD回传网络的现状 OAM和保护等电信级能力 以承载TDMATM电路业务为主 TD回传网络的挑战 传输接口和内核IP化 平滑演进 IP over FiberSDHWDM BSC BTS Node B TDME1 IMA E1 RNC 核心层 汇聚层 接入层 E1 E1STM-1 E1Ch-STM-1 622M155M SDHMSTP 25G622M 城域网 接口速率和带宽需求加大 接口速率小带宽需求小 大

45、容量传输提高带宽效率 对不同业务有不同QoS保证 对所有业务都保证高QoS 区分QoS传输 提供精确频率和时间同步 支持频率同步不支持精确 时间同步目前传输都不提供 精确频率和时间同步传输 IP over FiberSDHWDM BSC BTS Node B FEE1 FEPOS RNC FE GESTM-1 GEPOS 25GGE622M 10G25GGE 2G和3G共传输 平滑演进 新技术 SDHMSTP OAM和保护等电信级能力 2G和3G共传输 MSTP 增强以太 MPLS PWE3 Ethernet IP PBT SDH 以太环网保护提高可扩展性 QinQ 面向连接MacinMac增

46、强OAM和可靠性 以太网接口GFPL2交换虚级联 提高转发效率有连接分组交换 QoS保证支持多业务IGP收敛FRR Layer 1 ITU-T Layer 2 IEEE Layer 3 IETF WDM 分组传送网 PTN OTN 成本太高 OAM太弱 不满足电信级 非分组化 MPLS-TP E1 STM - N ATM VC交叉连接TDM E1 STM - N ATM FE GE 客户侧接口 E1 STM - N ATM FE GE 分组交换 客户侧接口 客户侧接口 VC交叉连接TDM SDH MSTP PTN 各种技术都具备完善的保护机制组网灵活网管能力强 现网96的设备支持MSTP功能满

47、足接口IP化但内核仍为TDM 为适应分组业务承载MSTP正向传送IP化技术演进 技术特点和现状 承载业务类型 内核 在分组业务比重较大时承载效率较高 分组交换 PTN设备 在分组业务比重较大时承载效率较低 TDM业务和分组业务 MSTP设备 无法承载分组业务 TDM业务 TDM交换VC交叉 SDH设备 SDHMSTP和PTN设备的架构 弹性管道有统计复用带宽规划可按收敛比提高带宽利用率 刚性管道无统计复用 统计复用 MSTP 组网 PTN 组网 速率 核心层10G汇聚层10G25G接入层622155M组网 核心层汇聚层10GE接入层GE组网 组网 环形链形MESH 保护 复用段保护通道保护SN

48、CP 保护 环网WrappingSteering保护1111 LSP线路保护 保护性能 50ms电信级保护 控制平面 可升级支持 引入PTN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 业务量增加统计复用提高带宽效率 MSTP与PTN有明确的定位 MSTP定位以TDM业务为主分组业务为辅 PTN在分组业务占主导时约70才体现优势 核心差别是交换方式和统计复用能力 优势 继承MPLS的转发机制和多业务承载能力 PWE3 支持分组交换QoS和统计复用能力IP化 采用面向连接技术提高业务端到端性能保证 继承传送网的OAM和保护能力 去除了IP的复杂的路由协议和面向非连接的特

49、性更适应城域网环网结构和汇聚型业务需求 去除了SDH的TDM交换和同步 不足 暂不支持L3 VPN业务后续可演进 静态配置方式给网络调整带来复杂度 国际标准未成熟导致产品成熟度不高目前仅部分厂家支持环网保护 可靠性 可扩展性 多业务承载 OAM和管理 QoS 和 统计复用 高精度同步定时 MPLS头 LSP LDP 流量工程 PWE3 BFDFRR 增强 取消IP 增加双向LSP 增加OAM和保护 简化和增强 IP header IP Payload IP Encapsulation PHY MPLS header IP payload IP header Encapsulation PHY

50、MPLS opt Encapsulation T-MPLS MPLS header payload Encapsulation PHY opt Encapsulation MPLS-TP MPLS - L3复杂性 OAM 保护 IPMPLS T-MPLS 2005 2006 2007 2008 200602 路由器厂商加入T-MPLS架构标准 com 的讨论 200606IETF专家介入T-MPLS标准制订 200709Q1215 采纳Option 1 200711IETF 成立MPLS interoperability Design Team JWT 200710 Q9Q1115采纳Q121

51、5决议 200704 G8113G8114受阻 MPLS-TP 200802 ITU-T成立T-MPLS adhoc group ITU-T和IETF联合工作组 JWT 成立 200801 Q513采纳SG 15的决议 comG8114 AAP关闭 更新截至200901 2009 200811 IETF 73次会议后4篇MPLS-TP drafts成为WG 2009Q2IETF WG LC 200910 ITU-T SG15 consent 200807 IETF 72次会议10篇 MPLS-TP drafts v00 发布 200804 MPLS-TP overview 200903IETF

52、 74次会议 200905ITU-T Q1015Q1215联合中间会议开始修订现有T-MPLS标准 200812 ITU-T SG15全会审阅MPLS-TP WG草案 MPLS-TP主要标准预计2009年底可以成熟全部标准预计2010年成熟 MPLS-TPT-MPLS标准的演进 T-MPLS MPLS-TP T-MPLSMPLS-TP演进原因 ITU-T提出T-MPLS的初衷是扩展IETF MPLS的功能子集用于满足传送网络的面向连接的需求如OAM保护等 随后IETF发现这些扩展与现有MPLS标准不兼容 最终ITU-T和IETF决定成立联合工作组JWT重新评估T-MPLS的需求得出结论ITU-

53、T传送需求可扩展IETF MPLS架构实现这些扩展被称为Transport Profile for MPLS即MPLS-TP C-DA C-SA Payload S-VID C-VID IEEE8021ad Ethertype Ethertype Ethertype QinQ IEEE8021ah C-DA C-SA Payload I-SID S-VID C-VID Ethertype Ethertype Ethertype B-DA B-SA B-VID Ethertype Ethertype MAC in MAC C-DA C-SA Payload I-SID S-VID C-VID E

54、thertype Ethertype Ethertype B-DA B-SA B-VID Ethertype Ethertype PBB-TE IEEE8021Qay C-DA C-SA C-VID IEEE8021q Ethertype Ethertype VLAN Payload C-DA C-SA IEEE8021 Ethertype Ethernet Payload PBT MACinMAC L2无连接 OAM 保护 增强以太网 PBB PBT 北电 IEEEMEFITU-T PBT 阿朗华为中兴烽火爱立信UT斯达康诺西富士通新邮通 IETFITU-TMEF MPLS-TP 设备商 国

55、际标准化组织 PTN实现方式 支持精确频率同步和基于1588v2的时间同步能力 同步 与以太网兼容性较好 支持电信级OAM和网管能力以及图形化界面 OAM和网管 以分组交换为内核 内核 共性 差异 与MSTP兼容性较好 互通 在环网保护同步OAM与路由器互通等方面的标准尚不成熟 标准化 天然支持分组业务承载采用内嵌电路仿真方式承载电路业务 承载业务 支持QoS区分和统计复用 QoS 采用面向连接技术保证业务的安全性 安全性 支持线性保护 可靠性 PBT MPLS-TP 关键技术 实现方式 PTN的两种实现方式差异不大技术选择主要由产业链情况决定目前MPLS-TP更占优势 PBT仅北电主推中国移

56、动建议选择基于MPLS-TP的实现方式 隧道标签 二层三层用户数据 VC标签 二层报头 标志外层隧道路径 标志内层VPN信息 优势 引入QinQ提高以太网的可扩展性 引入以太环网保护和链路线性保护能力提高网络可靠性 存在以太的成本优势 不足 电路仿真大多数采用外置方式E1往返时延偏大要求16ms实测46ms 不支持L3 VPN业务 QoS能力不足 以太网OAM机制不够完善增强以太设备对于线路系统的性能监控和管理能力不足 目前多采用基于软件的OAM在大网环境下能否保证性能和保护倒换时间还需要进一步验证缺乏对线路性能劣化故障管理网管常采用命令行方式维护人员要求较高 不支持频率同步和1588v2时间

57、同步技术 保护协议均为私有协议跨厂家互通组网时存在问题 8021ad Provider Bridges PB SA DA Payload S-VID C-VID 8021q SA DA Payload VID 8021 SA DA Payload S4 M S2 S3 S6 L1 L2 L3 L5 L6 L4 B S5 客户侧 客户侧 CPE E-NTU CPE 运营商 A 运营商 B 实现端到端服务控制和监控 接入链路 OAM 8023ah-EFM E-NTU IPMPLS IP域内域间动态路由和信令协议 面向无连接特性 L3业务承载如L3 VPN业务L3组播业务 SDHMSTP TDM电路

58、交换和同步 PTNMPLS-TP MPLS帧格式协议栈转发机制 电路业务承载 面向连接特性保证端到端业务性能 OAM线性保护和环网保护 网管静态配置 分组同步同步以太网IEEE 1588v2等 增强以太 QinQ 私有以太环网保护协议 IP RAN 核心汇聚层IPMPLS 接入层增强以太 分组交换 L2分组业务承载如以太网业务L2 VPN业务L2组播业务 QOS策略和统计复用 集团公司于2008年上半年启动了城域传送网IP化相关研究工作目前已开展了实验室测试试点测试及规范编制等工作 单厂家实验室测试2008720091PTN增强以太网IPMPLS和IP RAN的技术摸底测试承载基站业务和宽带业

59、务测试 单厂家试点测试2009220096PTN增强以太网IPMPLS和IP RAN承载基站业务及宽带业务的现网试点测试涉及8个省9个厂家的20个测试重点验证在现网复杂环境下承载实际基站业务的能力长期运行性能和稳定性以及故障定位等网管运维能力 多厂家组网实验室测试2009420096对PTN增强以太网IPMPLSIP RAN等多厂家多技术组网进行实验室测试重点验证不同厂家设备的互通性以及不同技术混合组网可行性 中国移动城域传送网IP化设备规范2009120096共5册 IPMPLS1 IP RAN1 增强以太网1 PTN7 测试厂家 测试技术 Y 泰勒 1 Y 爱立信 1 IPMPLS PBT

60、 MPLS-TP 大唐 华为 Y Y 甘肃 中兴 爱立信 Y 山东 Y Y 思科 2 Y 北电 1 Y Y Y 烽火 3 增强以太 摩托 阿朗 诺西 诺西 爱立信 2G TDM 配合基站厂家 IP RAN PTN Y Y Y 烽火 3 Y Y 中兴 3 中兴 诺西 Y 福建 大唐 诺西 Y Y 浙江 中兴 湖南 Y Y 华为 4 Y Y 阿朗 3 UT斯达康 2 中兴 华为 中兴 3G 爱立信 2G IP 湖北 江苏 广东 地点 本次试点拓扑采用4个汇聚节点10GE汇聚环和10个接入节点GE接入环承载TDMIP化2G基站ATMIP化3G基站回传和集团客户接入 高阶通道层 HO-VC 低阶通道层

61、 LO-VC 再生段层 RS 复用段层 MS TMP通路层 LSPTunnel TMC通道层 PW 物理媒介层 Fiber Copper TMS段层 以太网SDH 为一个或多个客户业务提供更大的传送网通路 提供传送网隧道的连接建立和监控 提供对TMS段层的适配 等效于MPLS的隧道层Tunnel而TunnelLSP唯一标识相同源宿的标签交换路径 为客户提供端到端的传送网业务 将业务净荷适配封装实现最贴近业务层的监控 封装后映射到TMP通路层承载 等效于MPLS的PWE3协议的伪线层PW 在物理媒介上实现对比特流的传送并具备对网络物理故障的监测和定位能力 可以是光媒介或电媒介例如光纤铜缆甚至无线

62、等 保证传送网通路上相邻节点间信息完整性传递的物理连接 完成对固定传送网通路的承载和支撑连接的建立并对链路的质量好坏进行监控 例如以太网SDHOTH波长通道等数据链路层 业务净荷 TDM 业务净荷 以太网TDMATM SDH PTN 传送平面实现各种业务的传送处理功能如封装转发流控交换等并实现保护和OAM开销处理 管理平面完成设备拓扑管理配置管理告警性能管理安全管理 控制平面通过信令和路由协议实现业务的建立保护恢复 MPLS-TPT-MPLS PWE3 IPEthernetATMSAN E1T1STM-N EthernetSDHOTH 传送平面 传 送 平 面 控制平面 管理平面 控 制 平

63、面 管 理 平 面 OAM 分组交换矩阵 TDM CES 同步处理 设备管理监控 Ch STM-1 IMATDM E1 控制平面 ATM CES EMS 保护 PTN MSTP Router 基站 CPE ETH 通道 ETH通道 流量管理 PTN Router 10GEGEFE 10GEGEFE TDM EOS ATM STM-1 ETH通道 ETH通道 ETH通道 UNI NNI 传统业务预处理如SDH映射TDM业务的电路仿真等 故障定位 性能监控 故障检测时间33ms310ms 保护倒换时间 50ms 报文处理 标记交换 业务交换热备 流量调度 基于业务流的QOS策略 拓扑管理 配置管理 告警性能管理 安全管理 路由和信令 保护恢复 1588v2时间同步 同步以太