DIY编程器网

标题: PTN技术承载3G基站回传 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 12:28
标题: PTN技术承载3G基站回传
中国联通的积极推动下，TD-SCDMA、cdma2000、WCDMA3张3G网络正在全国各地进行广泛部署，部分地区已陆续向用户提供3G业务，3G网络将向用户提供方便的话音业务和丰富的数据业务，未来市场增长趋势依然强劲，对网络和容量将有更高的要求。

3G接入网IP化发展趋势

为了更好地满足用户的规模发展，移动网络需要不断地进行发展和创新。移动网GSM/UMTS采用了相同的体系结构，分为核心网(CN)和接入网(2G称为BSS，3G称为RAN，本文统一称为RAN)。CN又分为电路域(CS)和分组域(PS)，CS主要是话音业务，UMTS的核心网引入软交换机制，由MSCServer和MGW组成。2G的核心网CS由MSC组成，目前正向软交换架构演进，逐步实现2G/3G共用核心网。PS域主要是移动数据业务，主要网元是SGSN和GGSN。2G的接入网由基站控制器BSC和基站BTS组成，UMTS接入网由基站控制器RNC和基站NodeB组成。GSM/UMTS主要网络功能单元和架构如图1所示。

图1 GSM/UMTS主要网络功能单元和架构示意图

目前RAN接口的承载主要基于SDH，3GPPR4引入了ATM承载模式，但是随着IP技术的发展，它已逐步成为未来RAN接口承载的方向。虽然3GPP在R5阶段才提出了IPRAN，但是由于目前IP化的进程发展迅速，GSM和3GR4RAN的IP化已经提前，商用已经开始出现。RAN网络的IP化使得承载和传送层面面临业务类型由TDM为主向以IP/ETH分组为主转变、业务接口由E1向FE变化、业务粒度由2Mbit/s向10Mbit/s至100Mbit/s发展等挑战。IP化的业务呈现出带宽突发性、很高的峰均值比等特点，传统基于电路交换的MSTP传送网以刚性管道为特点，不能很好地满足这些分组业务的传送需求，MSTP的分组处理或IP化程度不够彻底，其IP化主要体现在业务接口IP化，内核却仍然是电路交换。这就使得MSTP在承载IP分组业务时效率较低，并且无法适应以大量数据业务为主的3G和全业务时代的需要。随着TDM业务的相对萎缩及全IP环境的逐渐成熟，传送设备需要由现有“以TDM电路交换为内核”向“以IP分组交换为内核”演进。目前，业界提出的分组传送网络（PTN）可以很好地解决移动网络由2G向3G演进背景下，由TDM业务向IP业务的逐步过渡，满足2G/3G基站回传业务的统一接入和传送，被认为是下一代城域传送网的一个重要发展方向。

PTN技术特性

分组传送网在垂直网络协议中位于一层的物理层和三层的IP层之间，能够对分组业务提供高效统计复用传送，网络结构支持分层分域，具有良好的可扩展性，可以提供可靠的网络保护及OAM管理功能，具备完善的QoS功能，兼容传统TDM、ATM、FR等业务的综合传送网技术，支持分组的时间及时钟同步，分组传送网需要具备多种功能来实现上述业务的传送，这其中既有继承的原来SDH传送网的功能需求，也有针对分组业务提出的新的功能需求。目前，T-MPLS/MPLS-TP和PBT（PBB-TE）技术是分组传送网的代表技术，可以较好地满足分组传送网的功能要求。T-MPLS/MPLS-TP和PBT的技术功能特性主要有6个方面。

多业务承载特性

MPLS-TP采用PWE3的电路仿真技术来适配所有类型的客户业务，包括以太网、TDM和ATM等，采用VPWS支持以太网专线业务（包括EP-Line和EVP-Line），采用VPLS支持以太网专网业务（包括EP-LAN和EVP-LAN）；而PBB-TE目前主要支持以太网专线业务，采用PBB技术来支持以太网专网业务；对于TDM和ATM等业务，PBB-TE也可采用PW来承载，基于以太网的电路仿真技术还在开发中。目前，两种PTN技术对E-Tree业务的实现机制还有待完善。

网络可扩展性

T-MPLS继承了传送网的分层和分域架构，支持TMC（PW）、TMP（LSP）和TMS（段层，可选）三层，不同域之间通过NNI接口互连，PW的20bit标签支持的业务数量多达104万（220－17），MPLS-TP的分层架构尚未确定，但至少有LSP和PW两层；PBB-TE是基于PBB的分层网络架构，支持用户业务和运营商网络的安全隔离，用于标识业务的I-SID为24bit，多达1677万（224－1）。PTN的数据转发都是基于标签进行，但两者采用的标签和转发机制有所区别。

保护功能

在MPLS-TP保护方面，ITU-T的T-MPLS支持1＋1和1：1线性保护（G.8131）以及Wrapping和Steering环网保护（G.8132），IETF倾向于采用MPLS的FRR完成1：N线性和环网保护。目前IETF和ITU-T的JWT专家正在讨论MPLS-TP的环网保护需求，而目前PBB-TE支持1：1线性保护，由于其标签全局性带来的限制，不支持子网保护和基于连接的环网保护，可采用G.8032的以太环网保护。

OAM功能

PTN的OAM主要包括故障管理（故障检测、定位和通告）和性能管理功能。PPB-TE的OAM是基于IEEE802.1ag的连接故障管理（CFM）或Y.1731的以太网OAM机制。T-MPLS的OAM是基于G.8114，与Y.1731的OAM消息功能非常相似，不同之处是T-MPLS的OAM支持分层：TMP/TMC/TMS（可选）。标准制定组织正在讨论MPLS-TP的OAM，修改了OAM报文格式，引入ACH来实现与PWVCCV兼容，PW的CC可能会利用VCCV-BFD实现，同时引入CV、AIS、APS等OAM功能。

QoS功能

PTN的QoS主要包括流分类、流量管理、优先级标记、流量整形、队列调度和拥塞控制等。MPLS-TP主要采用E-LSP方式，即利用EXP字段的3bit作为优先级标记，支持8个优先级；MPLS-TP的QoS通常分为3层：客户层、PW层和LSP层，可基于每层进行流量管理和调度。PBB-TE主要采用B-VLAN的VLANPRI（3bit）作为优先级标记，支持8个优先级；PBB-TE的QoS可分为客户层、业务层（I-SID）和隧道层（Trunk）。

时钟特性

在PTN中，对于同步的需求主要体现在两个方面：其一，承载TDM业务以及与PSTN网络进行互通，要求分组传送网在TDM业务入口和出口提供同步功能，实现业务时钟的恢复；其二，实现对时间和频率同步信号的传送，满足承载2G/3G基站业务对高精度的时间同步需求。分组传送网的时钟和同步实现技术主要有两种，IEEE1588协议和同步以太网技术。同步以太网只能支持频率信号的传送，不支持时间信号的传送。支持同步以太网的时钟称之为EEC，其时钟性能和功能需满足ITU-TG.8262的要求。IEEE1588技术采用主从时钟方案，对时间进行编码传送，时戳的产生由靠近物理层的协议层完成，利用网络链路的对称性和延时测量技术，实现主从时钟的频率、相位和绝对时间的同步。

图2 PTN技术引入的阶段示意图

PTN技术发展现状

T-MPLS技术标准最初由ITU-T于2005年5月开始开发，到2007年底已发布和制定了T-MPLS框架G.8110.1、T-MPLS网络接口G.8112、T-MPLS设备功能G.8121、T-MPLS线性保护G.8131和环网保护G.8132、T-MPLSOAMG.8114等系列标准。2008年2月，ITU-T和IETF成立联合工作组（JWT）来共同讨论T-MPLS和MPLS标准的融合问题，扩展现有MPLS技术为MPLS-TP。今后由IETF和ITU-T的JWT共同开发MPLS-TP标准，并保证T-MPLS标准与MPLS-TP一致。

PBB-TE技术由IEEE的802.1Qay任务组负责开发，是在IEEE802.1ah规范的PBB（运营商骨干桥接，即MACinMAC技术）基础上发展而来，增加了业务的流量工程和1：1的50ms快速保护等面向连接的传送特性。IEEE802.1Qay任务组的目标是在2009年第2季度进行IEEE802赞助者投票，预计在2009年第4季度成为IEEE标准。

虽然PTN技术的标准化工作还未完成，但由于国内外移动运营商的无线回传市场需求迫切，目前业内已有一系列分别基于T-MPLS和PBT的PTN产品相继面世，但目前都不够成熟，部分厂商设备进入试验网测试阶段，部分基于PBT的技术设备被应用为电信级以太网。

PTN技术引入策略

PTN技术是IP/MPLS、以太网和传送网三种技术相结合的产物，具有面向连接和电信级可靠性的特征，适用于承载电信运营商的无线基站回传网络、以太网专线、L2VPN等高品质数据业务。互联网业务的宽带接入是尽力而为的，而基站业务的电信级传送对时延、抖动和丢包率都有严格的要求，因此它们在业务特性和网络功能方面存在着本质差异，直接导致基站回传与互联网业务接入在质量保证和网络性能方面相去甚远，很难统一承载。虽然城域网内业务将全部面向分组的IP化发展，但在现网中引入PTN技术后，城域网在长期内将仍然呈现出多网并存局面，宽带业务及普通集团客户宽带接入将主要由宽带接入网及IP城域网进行承载，而无线基站回传、以太网专线等对可靠性及网络安全要求较高的业务将由新建的分组传送网（PTN）进行承载。

由于PTN标准及产业链尚未成熟，虽然有部分厂商已经推出相关产品，但目前国内商用案例较少，部分设备进入试验网测试阶段。此外，国内各大运营商3G网络建设已经开始，目前3G基站接口主要为ATMIMA格式，尚未引入IP化接口，所以各运营商在传输承载技术选择方面仍然以MSTP为主。PTN技术的规模商用主要受以上两个条件约束，预计PTN技术将先于基站IP化达到成熟商用水平，但其规模商用将与基站实施IP化相辅相成。待PTN技术成熟以后，2G/3G基站接入承载网将停止MSTP网络建设，转而逐步引入PTN技术。虽然PTN技术具有多业务适应性，但引入过程中也需要充分考虑保护现网投资，平稳过渡，平滑演进，因为现网中针对3G基站的MSTP承载网络建设时间不长。传送网技术过渡期间，基站业务承载的基本原则是：对于E1、ATMIMA接口基站尽量采用已有的MSTP网络进行承载，对于IP化接口基站采用PTN网络进行承载，因为MSTP即将退网，继续扩容数据板卡意义不大，同样，对于PTN网络，将来面向的业务以分组业务为主，也要尽量避免配置E1、ATM等支路板及处理板。PTN技术的引入将是一个逐步实施的过程，首先将在汇聚层引入，然后逐步向汇聚及接入进行渗透，概括起来可以分为3个阶段来进行。

阶段一：首先在汇聚层进行PTN网络的搭建，城域传送网在汇聚及接入层呈现出PTN及MSTP两网并存局面，新增基站利用PTN网络承载，原有基站利用MSTP网络承载。
阶段二：PTN技术在汇聚层实现对MSTP技术的替代，接入层仍保留部分MSTP设备，各种类型的基站在接入层接入后，都统一通过PTN汇聚层实现到RNC的汇聚回传。

阶段三：PTN技术在汇聚接入实现对MSTP的完全替代，3G基站回传全程全网为PTN设备，退网的MSTP设备可利旧组建集团大客户专线网络。

欢迎光临 DIY编程器网 (http://diybcq.com/)