分组传送网简介(PTN)

广州杰赛通信规划设计院演讲人：刘仲明分组传送网与LTE传输简介第2页目录•分组传输简介1•LTE传输需求2•分组传送网方案3•流量工程等技术介绍4第3页传输网是一切网络和业务的基础，稳定、可靠、扩展、先进、经济是传输网追求的目标尽管传输网通常不直接产生效益，但传输网投入大、建设期长、影响深远，需要站在战略高度来规划传输网的布局和发展方向，采用战术手段，配合、协调各业务网发展策略进行分期建设和储备。保证适度的超前性，同时加大对战略资源的储备。随着网络规模的不断扩大、承载业务不断增加、网络技术的不断更新，必须坚持统一规划、分步实施的策略，采取“将就”和“一劳永逸”的思路都是不可取的。传输网定位第4页传送方式变革TDM组网分组传送业务IP化宽带化多样化第5页什么是分组数据包（Datagram）最大传送单元（MTU）分组（Packet）说明：如果数据包长度超过网络的MTU，要进行分片一个分组可以是一个完整的数据报，也可以是数据报的一个分片。第6页VPN与隧道VPN可以理解为：通过隧道技术在公众IP/MPLS网络上仿真一条点到点的专线。隧道是利用一种协议来传输另外一种协议的技术，共涉及三种协议，包括：乘客协议、隧道协议和承载协议。被封装的原始数据包承载封装隧道封装乘客协议（如IP、以太网、ATM等）隧道协议承载协议原始数据包经过封装后第7页业务的弹性业务的突发性业务的分类：具有不同的敏感性业务分类：不同业务有不同的敏感因素弹性*部署MPLS和Diffserv机制，为不同用户和不同业务提供不同QOS等级的服务第8页业务的互补性（可以汇聚收敛的根源所在）当不在同一时间产生峰值需求，即具有互补性可以根据业务对时延的不同要求来调整，增强业务的互补性业务突发性越大、互补性越强、量越多，收敛收益越高弹性第9页弹性网络的弹性传统SDH：无MSTP：部分接口板卡分组网：完备的弹性接口板卡内核通道小结：建设分组网的目地就是为了使网络具有弹性：与业务适配、有效提高资源使用效率第10页传送方式变革类比传送---------------------------货物搬运TDM方式---------------------------火车运输（以SDH为代表）传统IP方式--------------------------散装托运第11页传送方式变革类比传统IP方式--------------------------散装托运+MPLS--------------------------预选运输路线（FRR）--------------------（绕开障碍点或短线路，尽快回原线路）（LSP）---------------------（换另外新线路）（双归，MC-LAG,VRRP等）----------（具备双重出口）+Diffserv----------分类、排队、高优先级先行+TE-----排除塞车，提前预留安排好线路+QoS------------分优先级，提供差别化服务分组传送网---------------优化方式，灵活、低价、快速、有保证（可管可控可运营）第12页分组网的资源类比分组网资源---------------------------交通线路带宽---------------------------路宽接口--------------------路口（如收费站）缓存空间----------------------队列数量及长度处理能力-------------管控能力（如收费速度）注：目前分组设备主要关注了带宽和端口等外部特性，而默认了设备的内部性能。第13页分组网的效率分组设备“直观”解读分组在分组节点被转发，类似要经过一道“门”转入到相应“出路”，但“门”的宽度有限（受制于芯片速度、背板总线等），流量较大时，分组需要“等候处理”通过传统IP网的这一过程是不受控的（Besteffort），分组设备则可以让流量排队，并对“队列”进行控制管理，只有一定数量的分组能够得到最短延迟转发（目前厂家建议的实时业务占比通常在20%左右）优先队列、短队列可小延时通过第14页分组网的效率分组设备“直观”解读理想情况下，必须保证让“对延时敏感”的业务（实时业务）享受这“最短时延优先转发”的特权，这需要两个前提条件：（1）对业务进行准确分类，精确识别实时业务；（2）控制实时业务所占比例。如果不能对业务进行准确分类，为了保证服务质量，会把跟实时业务混在一起的业务都定义为“高等级”业务，这导致分组网的能力不能得到充分发挥第15页分组网的效率在资源一定的前提下，分组网主要靠加强资源的管理、对业务分类适配，进行合理分配资源来提高其利用率面向综合业务，不同等级业务搭配资源紧张时，依据策略高级业务抢占低级业务资源高级业务所占比例有一定限制在只承载高等级业务的情况下，分组网要达到很高的带宽利用率是不现实的第16页分组网的效率关于CIR/PIRCIR:CommittedInformationRatePIR:PeakInformationRateEIR:ExcessInformationRateEIR=PIR–CIR无带宽保证业务（完全弹性），不设置；对于固定带宽业务，可设置CIR=PIR=BW（链路带宽）;一定弹性业务设置PIRCIR对CIR的两种理解：（有待进一步落实）刚性，不能被抢占，即使自己不用或未用够当有业务时，带宽被保证，直至CIR；无业务或有部分业务时，多余带宽亦可被抢占当资源不够时，根据优先级设置，带宽受到挤压，业务会逐渐被丢包。CIRPIREIR第17页分组网的参照理解假定一个模型：在一根硬管道（A，尺寸为W）里敷设2层软管道（B、C），即A中有多根B，B中有多根C。在最内层软管道（C）里可以有水流过。没水的时候，软管会塌下来，完全不占空间（忽略管壁的尺寸），空出来的空间，可以供敷设更多的管道。软管完全充满的时候，可以到一最大空间（类比峰值PIR）。这样的软管具有完全的弹性（CIR=0）。B与C能很好的配合（能同步的扩大和缩小），彼此间可以共享空间，从而达到最大的空间利用率。如果B或C的数量较多，且大家同时充满的时候，将相互挤压，流量会相互影响，甚至某些管道会被挤扁（因为一旦有空间就会被挤占）无管控、无分类、无优先级、自由抢占第18页分组网的参照理解改进：如果有流量需要始终完全保证。我们可以把相应的C管道换成硬管道。（CIR=PIR)如果某根管道里的流量只需保证一部分。我们把相应管道换成具有一定弹性的管道，能优先保证一定空间的水流通过。但当大水流来的时候，可以被充满到更大空间。（CIRPIR）保证措施：∑CIR（C管）≤CIR（B管）∑CIR（B管）≤WPIR≤W第19页分组网的参照理解改进：在流量较小的时候，空间有富余，一般不会出现相互挤占。流量较大时，会出现2个层面相互挤占：B管道之间、C管道之间由于资源有限，为保证其中的某些重要流量，可以做差异化服务（Diffserv、DS-TE）：在C管道内做流量分类，定优先级（Diffserv）B管道分优先级（Diffserv）重要B管道资源预留（RSVP-TE）B管道空间分类并反映流量类型，协调流量类型动作（DS-TE的CT映射）B管道制定“建立优先级和保持优先级”第20页业务与管道分类不同的层面有不同的分类标记位；MPLS标签可以嵌套，外层对应隧道，内层对应业务；封装点是否做分类映射取决于传送策略；通常要求业务分类可内层透传；技术的处理与成熟度与设备技术有关IPDSCP以太网PORMPLSEXPMPLSEXPL2通道L3通道经传送后还原提交业务IPDSCP以太网PORIPDSCPIPDSCP目录•分组传送简介1•LTE传输需求2•分组传送网方案3•流量工程等技术介绍4第22页注：HSS---HomeSubscriberServer/归属用户服务器PCRF---PolicyandChargingRulesFunction/策略和计费规则功能LTE系统连接MMEHSSS-GWP-GWPCRF运营商IP服务S1-MMES1-US11S6aS5SGiGxcGxRxUEeNBUu第23页LTE核心网元MME是核心网唯一的控制面设备，主要功能是接入控制、移动性管理、会话管理、网元选择和存储用户承载信息控制和承载分离使MME集中设置成为可能，不会给骨干面引入过多流量：具有更好的扩展能力，实现快速扩容具有更好网络性能，通过POOL组网能进一步提升业务范围，降低MME间位置更新和切换频率，适当集中部署并不会影响业务的接续速度每个物理设备支持多个逻辑MME，其虚拟化支持“集中部署，分散运营”第24页LTE核心网元SGW主要功能是进行会话管理、路由选择和数据转发、QOS控制、计费及存储信息对每一个接入的UE，一次只能有一个SGW为之服务需要综合考虑网络组织、容量、发展和周边配套等选择单独设置或与PGW合设PGW主要功能是用户IP地址分配、会话管理、PCRF选择、路由选择、数据转发、QOS控制、计费、策略等是面向PDN终结于SGi接口的网关，如果UE访问多个PDN，UE将对应一个或多个PGW第25页LTE传输需求结构传输重点在解决S1接口和X2接口的需求，其中S1是基站与核心网元的连接，而X2的连接对象则是其他基站，这是LTE阶段网络扁平化出现的新需求。S1接口采用FLEX连接方式，基站不固定连接某个核心网元，由系统根据负荷分布等因素控制基站之间有互联需求（X2），近期支持相邻站间切换，以后可能支持站间互通第26页接口S1接口传输带宽可达300Mbps以上，X2接口带宽约10Mbps，后期可能会有所增长S1、X2对承载延迟有严格要求（S1-MME:100-300ms，S1-U:5-10ms，X2:10-20ms)组网LTE传输需求NodeBMMESGW/PGWNodeBIP承载网本地网本地网省中心（1-N个）S1-US1-CMME、aGW早期全省集中设置（1个或多个省中心），需要IP承载网提供支持，后期随着业务发展（如视频）可能向地市下沉LTE无线的链路预算要比现有体制低，导致覆盖同样的区域需要更多的基站LTE需要时间同步面对视频业务（如移动TV），需要支持组播设备要支持IPV6升级第27页LTE传输需求关注：业务策略对网络的影响由于目前数据业务多为互联网业务，能在本地终结的业务占比很少。aGW集中设置需要IP承载B网支持，分散下沉到地市，则需要IP承载A网的支持视频业务对网络有较大影响，当业务量较大时，需要在本地设置节目源，aGW也需要相应下沉到地市延时要求较高，尤其是S1-U：5-10ms对组网有较大压力。该指标的适用条件和环境有待进一步落实；如果SGW分散设置，下沉到地市，对减少S1-U延时有利；如果LTE不开放话音类业务，延时指标是否可放松、可放松到多少?（这需要标准研究支持）第28页LTE传输需求关注：X2接口流量到底有多大，早期有说不超过S1的3%，3%-5%，10%的，有说未来会可能到20%-30%初期如果不部署X2接口，可降低LTE部署的复杂程度如果早期X2接口仅要求支持相邻站切换，流量在10M左右；如果后期要开通站间互通，流量会增加但后期X2接口流量如果达到10%以上，甚至20%-30%，则三层到边缘将成为必然选择，否则迂回路由将消耗大量资源如果需要支持站间互通，采用三层到边缘方案，边缘设备的性能可能需要做大幅提升（待研究），投资需求量大第29页目录•分组传送简介1•LTE传输需求2•分组传送网方案3•流量工程等技术介绍4第30页传输网方案—分组传送网总体方案目前移动建议采用方案C；电信建议采用方案B；联通则采用方案A或B第31页传输网方案—分组传送网总体方案各运营商根据自身特点，经过多因素分析，选择自己的方案：移动采用PTN单独组网（核心层增加L3功能）；电信建议