搜索
LTE传输网挑战与PTN网络应对策略湖南移动网管中心2012年12月一月一课，能力提升（12月）LTE传输网挑战与PTN网络应对策略原理篇：PTN概述、关键技术、网管特点发展篇：LTE带来的挑战、业务承载、引入L3VPN维护篇：维护界面、数据制作、故障处理、关键指标、保护时钟123目录3业务需求多样化，导致传送网设备接口类型多样化和接口速率提升，实现多业务承载移动接入网IP化，导致传送网从接口到内核都向IP化方向演进，提升传输效率SDH不能满足传送网IP化的需求业务类型语音数据、视频接口类型TDM/ATMIP接入带宽几兆几百兆SDH电交叉内核，类型单一的TDM/ATM接口，均为IP化SDH已无法满足现有及未来业务发展需求，需新技术替代多样化、宽带化、突发性IP化宽带化4不可视、命令行配置模式，繁琐，故障定位困难；IP技能要求高，原团队无法平滑接管，每人可维护设备有限；TargetTCOTrafficTCObasedtraditionalIP传统IP技术缺乏电信级OM的继承性，复杂而成本高：基于传统IP的OPEX占比将急速增长，TCO不可控：移动宽带发展迅速，导致流量50倍增长，而收入仅为缓增长；OPEX急剧升高导致TCO随流量而非收入曲线增长。传统IP技术无法满足未来业务发展需求，需新技术替代传统IP技术也不能满足传送网IP化的需求PTN（分组传送网，PacketTransportNetwork）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；基于全IP分组内核，实现多业务承载；具有更低的总体使用成本（TCO）；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、可扩展性和较高的安全性。PTN原理-1PTN概述PTN技术特点PTN网络是IP/MPLS、以太网和传送网三种技术相结合的产物，具有以下技术特点：基于全IP分组内核；采用优化的面向连接的增强以太网、IP/MPLS传送技术，通过PWE3仿真适配多业务承载，包括以太网帧、MPLS（IP）、ATM、PDH、FR（FrameRelay）等；为L3（Layer3）/L2(Layer2)乃至L1(Layer1)用户提供符合IP流量特征而优化的传送层服务，可以构建在各种光网络/L1/以太网物理层之上。具有电信级的OAM能力和完善的QoS保障能力；PTN原理-2PTN原理-3•MPLS-TP和PBT从不同角度出发期望达到相同网络功能•纯技术之争意义不大，看产业链成熟度，目前前者更成熟，主流厂家均采用PTN两大技术体系PTN原理-4PBT则由北电予以支持，它源自IEEE802.1ah定义的“PBB-TE”（运营商骨干网桥接传输技术），并希望2007年能够开始技术的标准化。PBT着眼于解决以太网的缺点，T-MPLS着眼于解决IP/MPLS的复杂性。它们都为从现有的SONET/SDH向完全分组交换网络的转变提供了平滑过渡的方法。从标准化的程度上看，T-MPLS更成熟，ITU-T已经完成了大部分标准化工作，正在修订部分标准并与IETF合作；PBT则处于标准发展的早期，2007年3月在IEEE批准立项，标准化过程需持续2～3年，IETF的GELS工作组预备成立，提交了2个IETFdraft，并且，802.1agCFM本身尚未批准。PBT是在IEEE802.1ahPBB（MACinMAC）的基础上进行的扩展，目前正在ITU-T和IEEE进行标准化（IEEE称其为PBB-TE）。PBT的主要特征是关闭了MAC地址学习、广播、生成树协议等传统以太网功能，从而避免广播包的泛滥。PBT具有面向连接的特征，通过网络管理系统或控制协议进行连接配置，并可以实现快速保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信级传送网络功能。PBT建立在已有的以太网标准之上，具有较好的兼容性，可以基于现有以太网交换机实现。这使得PBT具有以太网所具有的广泛应用和低成本特性。PBTPTN原理-5T-MPLS经由阿尔卡特朗讯、爱立信、富士通、华为和泰乐等众多支持者提议，于2006年2月由ITU-T实现了技术的标准化，是PTN的首次尝试。它基于ITU-TG.805传输网络结构，由ITU完成标准化（G.8110.1，G.8112，G.8121），其主要改进包括通过消除IP控制层简化MPLS以及增加传输网络需要的OAM和管理功能。T-MPLS是一种基于MPLS、面向连接的分组传送技术。与MPLS不同，T-MPLS不支持无连接模式，实现上要比MPLS更简单，更易于运行和管理。T-MPLS取消了MPLS中与L3和IP路由相关的功能特性，其设备实现将满足运营商对低成本和大容量的下一代分组网络的需求。T-MPLS沿袭了现有基于电路交换传送网的思想，采用与其相同的体系架构、管理和运行模式。T-MPLS/MPLS-TP高阶通道层(HO-VC)低阶通道层(LO-VC)再生段层(RS)复用段层(MS)TMP通路层(LSP/Tunnel)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Tunnel＋LSP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、SDH、OTH、波长通道等数据链路层业务净荷TDM业务净荷以太网、TDM、ATMSDHPTN类似SDH的PTN（MPLS-TP）分层模型PTN分层模型11PTN的保护技术-1简介PTN保护网络保护接入链路保护设备级保护线性保护环网保护以太网链路聚合(LAG)保护线性MSP保护双归保护每种保护方式实现对网络不同位置链路、节点的保护，根据网络具体情况灵活选择保护方式，全面提高网络可靠性12PTN的保护技术-2线性保护12工作路径保护路径保护域节点A选择器桥接选择器工作连接Z－AA－Z保护连接Z－AA－Z节点Z选择器选择器桥接有保护业务无保护业务节点A选择器桥接选择器工作连接Z－AA－Z保护连接Z－AA－Z节点Z选择器选择器桥接有保护业务无保护业务工作路径保护路径保护域节点A节点Z永久桥接选择器网络层踪迹端点连接端点采用SDH通道保护原理，原宿节点两端桥接倒换时间较1+1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采用MSTP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1:1保护线性1+1保护13配置简单，效率高，尤其是LSP数量庞大时，更体现出优势倒换时间快（50ms），安全可靠，类似SDH复用段保护，避免因光纤中断引起的大量LSP保护拥塞。OAM开销小，节省带宽，设备负荷小。当LSP=1000条时，采用LSP1+1保护，则OAM的总带宽是1000*0.2=200M;采用环网保护，则OAM的带宽是1*0.2=0.2M。BSC/RNCSGSNMGWaGWMSCBTSeNBE1E1/FEE1/FEGEMME段层的多个LSP弹性保护通道LSP1+1的OAM业务流环网保护的OAM业务流PTN的保护技术-2环网保护14BSC/RNCPE1PW1DNIPW3Link1Link2PE2PE3Link3PW2Link4Link5MC-LAGMC-MSPMC-APS为业务PW建立开口的PW保护，两个接入点之间建立DNIPW，在正常情况下，业务PW1与Link1进行桥接，DNIPW3和ACLink2之间进行桥接。故障处理机制当Link1故障时，PW1与DNIPW3进行桥接,DNIPW3与Link2进行桥接。当PW1故障时，在PE3上PW2与DNIPW3进行桥接,在PE2上DNIPW3与Link1进行桥接。业务link1和link4均故障,在PE3完成PW2与Link2的桥接。PTN的保护技术-3双归保护SGWMMEL2L3L2L2L3VPNL3L3L3ABCDE静态L2VPN静态L3VPN工作PW保护PWeNodeBPWLSPVPNFRR•L2层需要部署双节点互连，部署PW双归保护解决节点故障。尽量避免同时部署PW、LSP双层保护。•若厂家方案需要同时部署双层保护，则需要考虑带宽规划、双层倒换时间的配合。•双归L3节点作为eNodeB的网关，应支持保护。当主节点故障时，备节点应能自动接替网关工作，不影响eNodeB的正常转发。•在双归L3节点上可部署VRRP实现网关保护功能。采用专线+L3VPN方式组网时，从简化配置及管理考虑，也可使用部署相同IP/MAC。•需要部署VPNFRR保护节点故障•需要部署LSPAPS1：1保护L3VPN网络内部链路及节点故障•SGW/MME通过主备方式双归接入核心PTN，两个核心PTN节点之间运行VRRP，SGW/MME上可运行主备端口/链路聚合(主、备方式)保护。•此方案不适用核心网设备负载分担至两台核心L3PTN场景。SGW通常使用多链路双归接入核心PTN，考虑到核心网SGW需要部署负载分担，核心层PTN可通过IPFRR方式提供双归保护，SGW上可配置主备静态路由。15PTN的保护技术-4核心层L3PTN相关保护Data70Voice30Data20Voice30•统计复用：提升带宽利用率，成倍节省带宽，降低每bit传送成本。•高质量QoS是统计复用的前提灵活的调度策略保障各级业务：利用不用业务的等级区分，保证语音业务的可靠性和视频、数据等业务之间的区分调度；保障带宽复用质量：拥塞时，保证CIR，其中关键业务不受影响；空闲时，可将带宽分享给其他业务。•PW/LSP管道资源智能弹性控制，提高带宽利用率，节省带宽资源。•高质量QoS是智能弹性的保障NB1NB2NB3FlexibleTunnelFreeBandwidth3:1收敛PTN的QoS技术-1简介LSPCIRLSPPIRPIRPW1PW2LSPLSPCIR=Sum(PWiCIR)LSPEIR=Max(PWiEIR)PIR,CIR和EIR的数学关系:当LSP1设置为CIR=PIR=1G时，LSP2的CIR受接口3容量限制只能设为0，但是PIR可以设为1G。现假设LSP2一直有1G的流量，则有下面结果：1.如果LSP1没有流量，LSP2的1G流量可以无任何丢弃，从接口3转发，该结果表明：CIR配置后若实际带宽不用，可以被别的用户共享，达到统计复用。2.如果LSP1开始有速率为A的流量，LSP1的全部流量将无任何丢弃，从接口3转发；同时LSP2会出现丢包，只有1G-A的流量被转发。该结果表明：CIR配置后若要用，别的用户无法抢占，其效果和刚性管道一样。3.如果LSP1的流量达到1G，LSP1的全部流量无损从接口3转发，LSP2的全部流量被丢弃。该结果表明：PIR是柔性的，可以做到见缝插针，充分利用带宽资源。LSP1LSP2PTNGE接口1GE接口3GE接口2PIR,CIR和EIR的物理意义:PTN的QoS技术-2Qos的基本概念按客户要求为专线设置CIR，再依网络情况设置PIR，拥塞时可保证CIR，闲时可让专线再享PIR带宽出口发包端口号VLAN等尾丢弃WRED等入队Queue0Queue1Queue2Queue3…出队漏桶流分类和标记流量监管拥塞避免拥塞管理流量整形QoS处理流程示意图入口收包丢弃流分类是根据一定的匹配