分组传送技术分析与网络应用

1、分组传送网技术(jsh)分析与网络应用中讯邮电咨询(zxn)设计院有限公司何 磊helei2010.7共七十九页广义的PTN广义的IP RAN狭义的PTN狭义的IP RAN其它PTN技术其它PTN技术MSTP广义的IP RAN：IP化的RAN（无线接入网），包括RNC、NodeB、BackHaul三部分狭义的IP RAN：采用(ciyng)IP/MPLS技术实现的BackHaul广义的PTN：采用分组技术实现的传送(chun sn)网，是解决IP化BackHaul的主要技术狭义的PTN：采用ITU-T T-MPLS标准的分组传送设备，面临向MPLS-TP标准的迁移共七十九页目 录2PTN技术分

2、析3PTN技术网络应用1分组业务传送技术分析共七十九页传送网技术(jsh)的演进fiberSDHWDMOTNETHPDHMPLSIP+ LSPPBB增加MAC,I-SIDMPLS-TE+PW+TE+ PWMPLS-TP简化IP增加传送特性PBB-TE/PBT+TE面向连接的分组传送技术ASON/WSONMSTPT-MPLSMPLS-TE增加数据接口及处理功能共七十九页分组传送(chun sn)技术需求WHY 分组传送(chun sn)？业务IP化、ETHERNET化本地传输网主要是基站IP化和专线IP化以太网是传送IP最广泛、廉价的技术，对传输（二层）主要是业务以太化网络IP化业务网络已基本统

3、一采用IP承载传输网也需要适应业务网IP趋势，由TDM交叉转变为分组交换网络扁平化IP网络参考模型更为简单，网络扁平化要求通信网络IP化（分组化）分组网络mesh结构有助于本地传输网络自身扁平化现有传输设备不适应大比例以太网业务传送并非传输设备（MSTP/OTN）无法支持以太网业务，而是当其达到一定比例（一般认为70%）时，分组传送效率更高、成本更低大带宽时，传输设备组网统计复用困难现有数据设备不能提供可靠&廉价的以太网业务传送，不具备电信级管理路由器可提供可靠业务传送，但成本远高于传输方案；以太网交换机则无法保证性能数千个节点本地网，对数据设备组网挑战大数据设备缺乏完善的网管，无法适应目前本

4、地网的维护现状，不具备电信级的管理共七十九页分组业务传送(chun sn)技术现状分组业务传送技术MSTPPTNIP/MPLS（IP RAN）以SDH（TDM交叉）为内核，通过增加数据处理功能，提供2层以太网业务采用通用交叉矩阵，统一处理TDM交叉和分组交换，提供2层以太网业务（阿朗）以分组交换为内核，采用T-MPLS/MPLS-TP技术提供2层以太网业务；可提供简单的L3 VPN以IP转发为内核，采用VPLS伪线仿真技术提供2层以太网业务；提供完善的IP业务承载注1：MSTP+方案是在1台设备上叠加独立的TDM交叉和分组交换，采用现有技术实现，是一种新的设备形态而非新的传送技术注2：E-OT

5、N是指二层的PTN技术和一层的OTN技术融合(rngh)的一种设备形态，通过相邻层面网络功能的融合(rngh)实现了网络层次的简化共七十九页7项 目MSTPPTNIP/MPLS多业务支持TDM业务支持能力强，支持2层以太网业务，不支持3层IP业务支持TDM业务，2层以太网业务支持能力强，3层VPN支持能力弱支持TDM业务，支持2层以太网业务，3层IP业务支持能力强电信级OAM完善的SDH分层OAM较完善的SDH-Like分层OAMOAM功能弱，目前只有一些简单的故障管理功能电信级保护倒换传统SDH保护能力强；提供环网保护、线性保护；可实现50ms倒换提供线性保护、环网保护；可实现50ms倒换提

6、供线性保护、FRR保护；在网络规模大和业务数多时难以达到电信级保护要求；倒换触发条件少（如SD）QOS较弱强强带宽统计复用较弱，边缘层难以统计复用强强同步频率同步频率及时间同步频率及时间同步标准情况标准成熟标准争议较大，大部分厂家设备采用原T-MPLS标准（已终止）；MPLS-TP仍在制定当中标准成熟网络管理及运行维护完善的网管系统，有成熟的运维手段和丰富的维护人员与传统SDH/MSTP网管系统类似，可与现有传输设备统一管理，便于运维手段的延续和维护人员的培养网管能力较弱，不能与传输统一网管，与现有传输运维方式差异大，缺乏电信级的运维手段，对运维人员要求高可扩展性有丰富的大规模组网经验，可扩展

7、性好；业务性能受网络规模影响小采用静态配置方式，网络可扩展性较好，业务性能受网络规模影响较小采用动态信令，管理难度大；业务性能受网络规模影响较大；现网单域一般100个节点以内，大规模组网经验少分组业务(yw)传送技术分析共七十九页分组业务(yw)传送技术分析MSTP技术适合L2分组业务与TDM业务共存阶段的业务传送对于3G移动回传，当单站带宽大于50M时（HSPA+ phase2），MSTP组网存在一定困难无法实现全业务接入（移动回传、宽带接入、IPTV、租线等）主要问题：QOS功能较弱，统计复用困难，带宽收敛功能较弱PTN技术适合L2分组业务占主导阶段的业务传送可很好满足整个3G生命周期的移

8、动回传；可解决LTE时期的移动回传全业务接入存在一定困难主要问题：标准争议较大，MPLS-TP标准仍需完善，规模网络应用需验证IP/MPLS技术适合L3业务占较大比重时的业务承载可满足3G、LTE时期的移动回传；但网络运行维护、网络保护等存在一定不足可实现全业务接入主要问题：OAM功能较弱，管理(gunl)难度较大，规模网络应用需验证共七十九页目 录2PTN技术分析3PTN技术网络应用1分组业务传送技术分析共七十九页PTN标准化进程与发展(fzhn)PTN技术原理分析中国联通PTN测试总结目 录共七十九页T-MPLS向MPLS-TP演进(ynjn)之路PTN标准化进程(jnchng)与发展IT

9、U-TG.81xxIETFRFCsITU-TG.81xxT-MPLS standardizationITU-TIETFJoint Working Team (JWT)T-MPLS/MPLS-TP standardizationAlignmentConvergedMPLS TransportSpecsT-MPLSMPLS-TPMPLS-TP200720082009201020112012MPLSIETFRFCs共七十九页T-MPLS与MPLS的冲突(chngt)PTN标准化进程(jnchng)与发展项目T-MPLSMPLSTTL 值的处理可不变（=1）,甚至增加递减，TTL0时，CBS必须大于或

10、等于IEEE802.3中规定的业务帧最大帧长额外速率(EIR)：是一个用户可超过其CIR的最大信息速率。帧时延和帧丢失率等性能参数不适用于在业务EIR 内的那些帧。对于采用PIR（峰值速率）和CIR表示，PIR为CIR与EIR带宽之和额外突发长度(EBS)：定义信息单元的最大数量来限制入口业务帧的突发。当EIR 大于0时，EBS 必须大于或等于IEEE802.3中规定的业务帧最大帧长共七十九页PTN技术原理(yunl)分析PTN网络QOS功能术语解释（流量整形）着色模式(Color Mode)：是一个带宽能力属性参数，表示带宽能力是采用色敏感还是色盲模式。对每个业务帧预先确定其带宽属性符合程度

11、(chngd)时，色敏感表示需要对该业务帧着色；色盲表示忽略着色双速率三色标记算法：对报文按照令牌桶的CIR和EIR与报文当前速率进行比较，超过EIR的报文染红色，超过CIR低于EIR的报文染黄色，低于CIR的报文染绿色。在色敏感模式下，对报文重标记，若报文本身带有颜色，会与报文本身的颜色比较，取更深的颜色。对染色后的报文进行是否丢弃行为处理，从而限定业务流接入速率，流量限速的默认处理规则为：红色报文丢弃，黄色、绿色通过共七十九页PTN技术(jsh)原理分析PTN网络QOS功能术语解释（拥塞(yngs)控制）尾丢弃（Tail Drop）：采用缓存队列对报文缓存，在缓存过程中不区分报文丢弃级别，

12、当缓存队列满时，固定丢弃后来的报文加权随机早期探测（WRED：Weighted Random Early Detected）：感知报文的丢弃优先级（颜色），基于不同的丢弃优先级给报文设定丢弃门限和丢弃概率，从而对不同丢弃优先级的报文提供不同的丢弃特性共七十九页PTN技术原理(yunl)分析PTN网络QOS功能术语(shy)解释（队列调度）队列PHB名称带宽属性队列类型应用CS7Class selectorCIR=PIRPQ一般用于网络控制和网管信息CS6CIR=PIRPQ一般用于网络控制协议EFExpedited forwardingCIR=PIRPQ一般用于承载语音流量 AF4Assured

13、 forwardingCIRPIRWRQ/DWRR一般用于承载语音的信令流量 AF3CIRPIRWRQ/DWRR一般用于承载IPTV的直播流量 AF2CIRPIRWRQ/DWRR一般用于承载VOD的流量 AF1CIR0WRQ/DWRR/PQ一般用于承载INTERNET业务 共七十九页PTN技术(jsh)原理分析PTN网络QOS功能术语(shy)解释（队列调度）PQ（Priority Queue）严格优先级队列优先调度高优先级队列，高优先级队列若有报文缓存，低优先级队列不能得到调度会出现低优先级得不到服务的情况，即带宽“饥饿”现象WFQ（Weighted Fair Queuing）加权公平队列自

14、动流分类，将流均匀放入不同队列，出队时，按优先级分配流应占出口带宽,轮询各队列，按照带宽比例进行发送缺点是流量粒度过细，计算复杂度较高共七十九页PTN技术(jsh)原理分析PTN网络QOS功能术语(shy)解释（队列调度）WRR（Weighted Round Robin）加权轮询队列将每个端口分为多个输出队列，队列之间轮流调度，保证每个队列都得到一定的服务时间不能支持长度不同的包而出现带宽分配不公平，计算复杂DWRR（Deficit Weighted Round Robin）差额加权轮询队列在WRR基础上,为每个队列设置权值和差值计数器(每次允许调度器访问队列的字节总数)结合了WFQ和WRR优

15、点，按权值为流提供带宽分配，支持长度变化流，算法实现较简单共七十九页PTN技术原理(yunl)分析PTN网络(wnglu)QOS功能层次化QOS功能UNIPWLSP流分类和流标记、流量监管、队列调度、流量整形、连接允许功能拥塞管理、队列调度共七十九页PTN技术(jsh)原理分析PTN网络保护功能行标分组传送(chun sn)网（PTN）总体技术要求PTN网络保护PTN网内保护接入链路保护双归保护1+1/1:1路径保护1+1/1:1SNC保护Wrapping保护Steering保护线性保护环网保护STM-N 保护以太网保护1+1/1:1MSP保护LAG保护共七十九页PTN技术(jsh)原理分析P

16、TN网络保护功能(gngnng)1：1路径线性保护1+1路径线性保护共七十九页PTN技术(jsh)原理分析PTN网络保护(boh)功能Wrapping保护Steering保护共七十九页PTN技术(jsh)原理分析PTN分组同步功能(gngnng)同步是指两个或两个以上信号之间，在频率或相位上保持某种特定关系，即两个或两个以上信号在相对应的有效瞬间，其相位差或频率差保持在约定的允许范围之内时钟同步（频率同步）频率相同/频率锁定；相位不同/固定相位差；时间不同/UTC时间不一致时间同步（相位同步）频率相同/频率锁定；相位相同/无相位差；时间相同/UTC时间一致 相位同步频率同步共七十九页PTN技术

17、(jsh)原理分析同步(tngb)以太网从时钟GE主时钟GE物理层MACMAC物理层以太网SSMSSM采用G.8261标准采用类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时钟的质量等级信息可以通过专门的SSM帧进行传送共七十九页PTN技术原理(yunl)分析网络测量(cling)和控制系统的精密时钟同步协议标准（1588v2）精度可达到亚微秒级，实现频率同步和时间(相位)同步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

18、间的精确同步1588 Master1588 SlaveDelay_RespFollow_UpSyncDelay_Req共七十九页PTN技术(jsh)原理分析网络(wnglu)测量和控制系统的精密时钟同步协议标准（1588v2）主从同步MasterSlaverData at slaver clockt1、t2t1t2t3t4t1、t2、t3t1、t2、t3t4Delay_ReqmessageSynmessageDelay_Respmessage 同步过程：t1时刻主时钟发送syn message报文，带t1时刻信息。t1的时刻值由Master通过MAC层直接下插到Syn Message 报文中通

19、知Slavert2时刻从时钟接收到syn message报文t3时刻从时钟发送Req报文主时钟发送Resp报文，带t4时刻信息 在网络中存在着offset和delay：Offset：主时钟和从时钟的时间差Delay：网络传输造成的延迟时间 Offset和Delay的计算方法：t2t1=DelayOffsett4t3=DelayOfferOffset=(t4t3)(t2t1)/2Delay=(t4t3)(t2t1)/2共七十九页PTN技术(jsh)原理分析网络测量和控制系统的精密时钟同步(tngb)协议标准（1588v2）BMC算法 BMC(Best Master Clock)算法过程：各mas

20、ter端口定期发送announce报文，通告时钟信息每单板上各端口，比较收到时钟信息，得出单板的最佳时钟源Erbest时钟板比较各单板选出的Erbest，决出最佳时钟源Ebest，下发给各端口进行同步同时，根据Ebest、Erbest和其它相关信息，BMC算法+端口状态机决定出端口的状态 算法特点目的是避免同时出现多个时钟源或者没有时钟源BMC算法对整网时钟生成时钟树，产生一级级的主从关系，从时钟同步主时钟，从而消除时钟环路Router/Switch共七十九页PTN技术原理(yunl)分析网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准（1588v2）网络节点(ji din)模型OCOC：Ordina

21、ry Clock，普通时钟OC模型只能接收时间，用于整个网络的时间源或时钟宿，不能同时作为始端和终端。OC模型对应网络的纯粹时钟源和宿 BCBC：Boundary Clock，边界时钟BC模型相当于时间中继器，是OC两种类型的混合体，既可以恢复时钟，又可作为时钟源往下游传递时钟BC模型对应处于中间位置的网络节点TCTC：Transparent Clock，透明时钟TC模型自身不恢复时间和频率，只对1588报文做延时修正TC模型对应网络中仅需配合处理1588 v2报文，自身不需恢复时钟的设备共七十九页PTN技术原理(yunl)分析网络测量和控制系统的精密(jngm)时钟同步协议标准（1588v2

22、）1588v2的部署 BC和OC模型：OC应用于首末端节点，BC是中间节点，原理基本一致，需要频率同步和时间。 TC模型：中间传输节点可不需要进行频率或者时间的恢复，只需补偿在网元的驻留时间 业务设备部署方式：对于支持协议的业务设备，通过业务接口(FE/GE)和传送设备互联即可实现1588V2的布署连接要求对于不支持协议的业务设备，可通过业务接口之外的外接口（1PPSTOD）实现部署共七十九页PTN标准化进程与发展PTN技术原理(yunl)分析中国联通PTN测试总结目 录共七十九页中国联通PTN测试(csh)总结测试概况(gikung)中国联通电信级以太网测试 PTN测试由我院承担 “功能与性

23、能测试部分”于2010年1月结束；“互通与业务场景”部分于2010年4月结束共七十九页中国联通PTN测试(csh)总结参测PTN设备(shbi)共七十九页中国联通PTN测试(csh)总结简要结论各厂家设备基本满足测试方案要求的业务承载、业务性能、网络保护、QOS、OAM功能、网络管理等功能由于MPLS-TP标准尚不完善，各厂家在遵循标准、实现方式等方面差异较大缺乏足够的网络应用试验(shyn)，业务性能和设备能力是否满足大规模组网需要，还需进一步验证PTN设备可较好的实现与PTN设备自身、MSTP设备、IP路由器设备的业务互通和QOS互通；由于受标准化影响，在保护和OAM方面互通性差PTN设备

24、可以较好的解决WCDMA网络3G回传业务的传送共七十九页目 录2PTN技术分析3PTN技术网络应用1分组业务传送技术分析共七十九页PTN技术(jsh)应用策略PTN网络规划与设计目 录共七十九页PTN技术(jsh)应用策略在3G建设期，推荐采用MSTP方案解决3G移动回传业务当3G网络引入HSPA+技术后，部分高带宽需求的热点区域将难以采用MSTP方案提供移动回传，需要采用分组传送技术解决；近期根据业务需求，可在部分MSTP方案无法解决3G移动回传的热点区域采用PTN方案应在集团公司的统一部署下，结合HSPA+等技术试验进行分组传送技术试验网试验，为本地传输网面向分组化的长期演进打下基础PTN

25、技术应用(yngyng)应在集团公司试验网测试后，根据业务需求统一确定共七十九页57PTN技术应用(yngyng)策略组网模型全PTN方案(fng n)核心层、汇聚层、边缘层均采用PTN设备共七十九页58PTN技术应用(yngyng)策略组网模型全IP/MPLS方案(fng n)核心层、汇聚层、边缘层均采用IP/MPLS设备共七十九页59PTN技术应用(yngyng)策略组网模型IP/MPLS+PTN方案(fng n)核心层、汇聚层采用IP/MPLS设备、边缘层采用PTN设备共七十九页PTN技术(jsh)应用策略PTN网络规划与设计目 录共七十九页PTN网络规划(guhu)与设计传统传输(ch

26、un sh)网络规划设计 VS. 传统数据网络规划设计共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计PTN网络(wnglu) VS. 传统IP/MPLS数据网络PTN网络传统IP/MPLS网络配置方式一般采用静态配置方式采用路由协议和信令的动态配置方式业务类型以提供端到端的二层以太网连接为主以提供MPLS的L3 VPN为主应用场景以移动回传业务为主，是电信运营商内部的私网，一般局限于本地区域一般承载互联网或VPN业务，是IP公网的一部分或与公网相连共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计分组传送网络规划(guhu)设计需求与规划(guhu)流程共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计网络

27、拓扑设计拓扑结构网络拓扑应保持现有本地传输网的分层模型网络拓扑宜简化网络层次、扩大汇聚层的网络规模网络组织边缘层PTN网络应以环网为主，部分难以接入到环路中的节点也可通过跨接到2个环路实现双路由上联核心汇聚层PTN网络应以网状结构为主，其节点应具备2个及以上的光缆方向，以提高网络的可靠性网络规模为保证业务质量，PTN网络的规模仍需要加以限制从经验来看，建议网络半径（指最远的业务接入节点到核心节点的最小跳数）一般不超过20具体(jt)指标有待现网应用的进一步验证共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计地址规划网元ID用作设备标识，格式各厂家有所差异每个网元应有一个独立的ID，且管理域内应唯一

28、网元IP用作DCN网通信每个网元应有一个唯一的IP地址控制平面ID用作控制平面节点标识，一般为IP地址每个网元应有一个独立的NodeID，且控制域内应唯一端口IP用作标识MEP/MIP标准制定中，有全局唯一、节点内唯一两种方案个别(gbi)厂家需用作MPLS控制面使用与传统传输网络相同，地址规划一般不纳入工程设计范围共七十九页PTN网络规划(guhu)与设计业务(yw)规划业务提供方式TDM业务：主要应用于E1接口或155M接口一般采用SAToP（非结构化仿真）协议应注意封装帧数和抖动缓存的设置以太网业务：EP-Line、EP-LAN、EP-TreeEVP-Line、EVP-LAN、EVP-T

29、ree3G移动回传业务：一般采用EVP-Line方式提供业务，从NodeB到RNC所在核心节点建立点到点的以太网专线通过VLAN划分实现业务的隔离共七十九页PTN网络规划(guhu)与设计业务规划业务QOS设置针对每条业务进行QOS规划：流分类和流标记、流量监管与业务网络或用户协调确定流分类方式，根据业务的服务等级和要求确定流标记，并指定或映射到相应的PHB 服务等级根据业务要求设置相应的CIR、PIR业务VLAN设置PTN网络主要以提供二层以太网业务为主，对于采用(ciyng)EVP-Line、EVP-LAN和EVP-Tree的业务，需设置VLAN进行业务隔离3G移动回传业务：需与无线专业协

30、调进行VLAN和VLAN优先级的设置，每个NodeB应分配1-2个独立的VLAN，不同类型的业务应分配独立的VLAN优先级VLAN ID不足时，可采用QinQ功能扩展VLAN数量共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计网络配置规划PW/LSP规划PTN的网络设计需明确业务、伪线、隧道、链路之间承载关系对于规模较大的PTN网络，建议采用MS-PW方式标签使用规划标签配置一般可采用网管自动分配的方式，降低规划的复杂度若需对标签取值进行管理，可采用手工分配的方式，按照区域、环路等方式进行统一规划。手工分配时应注意各厂家PTN设备(shbi)标签的取值范围、标签预留、PW和LSP是否共用标签库等问

31、题，合理设计标签块分配方案和使用规则共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计QOS规划流分类和流标记可采用VLAN优先级或IP DSCP方式实现流分类，并指定或映射到相应的PHB 服务等级流量监管映射到CS7、CS6、EF的报文，应设置CIR=PIR，为业务带宽映射到AF的业务，应设置PIR大于CIR，根据用户要求取值，或设置CIR为均值(jn zh)带宽、PIR为峰值带宽映射到BE的业务，一般应设置CIR为0，PIR根据业务规划或网络资源空余资源状况等综合取值CBS、PBS的取值均应大于IEEE 802.3中规定的业务帧最大帧长共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计QOS规划流量整

32、形/拥塞管理/队列调度一般可采用默认配置，在网络规划设计中无需修改连接允许控制应根据CAC原则对各层面带宽参数进行设置，应满足(mnz)业务、PW、LSP、端口之间的带宽约束关系共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计QOS规划注意事项应与业务网或用户协调确定流分类方式、业务等级、带宽参数的设置，以保证端到端QOS的一致性为减少过多的队列调度等对业务时延、抖动的影响，不宜在业务、PW、LSP各层次均设置队列调度、拥塞管理等QOS机制；可仅在PW层次应用队列调度策略、LSP可不进行流量监管等。具体的层次化QOS规划应根据网络需求和设备情况确定应合理设置业务的PHB服务等级和CIR/PIR带宽

33、参数。网络中的高优先级业务（EF等级）流量不宜超过总流量的1/4，以保证高优先级业务的实时性和低优先级业务的公平性；CIR设置不宜过高，一般(ybn)可为均值流量，以提高网络的利用率和带宽收敛能力共七十九页PTN网络规划(guhu)与设计网络保护设计网内保护网内保护一般采用1:1LSP保护一般采用单段保护方式；设备支持的，根据业务特点优先采用分段保护为在采用SS-PW做LSP线性保护时使网络具备一定的抗两点故障能力，可在汇聚(hu j)层采用Wrapping或Steering环网保护互联保护互联保护一般采用主备LAG方式/LMSP方式设备支持的，优先采用双归方式设备级保护通用板卡应采用1+1/

34、1:1方式保护设备支持的，应采用TPS保护共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计业务路由设计路由设计主要是确定LSP的路由。对于LSP保护组，可分为工作路由、保护路由；对于启用了控制平面的PTN网络还包括LSP的备份路由路由的选择与传统SDH/MSTP网络类似，通常(tngchng)采用带约束的最短路径相关算法，以路由长度最短、或路由跳数最少作为规划目标保证保护路由、备份路由与工作路由的风险分离共七十九页PTN网络(wnglu)规划与设计同步系统设计时钟同步可采用同步以太网、1588v2、CES业务等方式提供，对于只需提供时钟同步的网络，宜采用同步以太网方式注意事项核心层、汇聚层网络应采用时钟保护，设置主、备时钟基准源；边缘层网络一般只在中心站设置一个时钟基准源，其余(qy)各站跟踪中心站时钟合理规划时钟同步网，避免时钟互锁、时钟环 线路时钟跟踪应遵循最短路径要求，并对时钟长