PTN技術(shù)承載3G基站回傳

中國聯(lián)通的積極推動下，TD-SCDMA、cdma2000、WCDMA3張3G網(wǎng)絡(luò)正在全國各地進行廣泛部署，部分地區(qū)已陸續(xù)向用戶提供3G業(yè)務(wù)，3G網(wǎng)絡(luò)將向用戶提供方便的話音業(yè)務(wù)和豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，未來市場增長趨勢依然強勁，對網(wǎng)絡(luò)和容量將有更高的要求。

3G接入網(wǎng)IP化發(fā)展趨勢

為了更好地滿足用戶的規(guī)模發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)需要不斷地進行發(fā)展和創(chuàng)新。移動網(wǎng)GSM/UMTS采用了相同的體系結(jié)構(gòu)，分為核心網(wǎng)(CN)和接入網(wǎng)(2G稱為BSS，3G稱為RAN，本文統(tǒng)一稱為RAN)。CN又分為電路域(CS)和分組域(PS)，CS主要是話音業(yè)務(wù)，UMTS的核心網(wǎng)引入軟交換機制，由MSCServer和MGW組成。2G的核心網(wǎng)CS由MSC組成，目前正向軟交換架構(gòu)演進，逐步實現(xiàn)2G/3G共用核心網(wǎng)。PS域主要是移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，主要網(wǎng)元是SGSN和GGSN。2G的接入網(wǎng)由基站控制器BSC和基站BTS組成，UMTS接入網(wǎng)由基站控制器RNC和基站NodeB組成。GSM/UMTS主要網(wǎng)絡(luò)功能單元和架構(gòu)如圖1所示。

圖1 GSM/UMTS主要網(wǎng)絡(luò)功能單元和架構(gòu)示意圖

目前RAN接口的承載主要基于SDH，3GPPR4引入了ATM承載模式，但是隨著IP技術(shù)的發(fā)展，它已逐步成為未來RAN接口承載的方向。雖然3GPP在R5階段才提出了IPRAN，但是由于目前IP化的進程發(fā)展迅速，GSM和3GR4RAN的IP化已經(jīng)提前，商用已經(jīng)開始出現(xiàn)。RAN網(wǎng)絡(luò)的IP化使得承載和傳送層面面臨業(yè)務(wù)類型由TDM為主向以IP/ETH分組為主轉(zhuǎn)變、業(yè)務(wù)接口由E1向FE變化、業(yè)務(wù)粒度由2Mbit/s向10Mbit/s至100Mbit/s發(fā)展等挑戰(zhàn)。IP化的業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出帶寬突發(fā)性、很高的峰均值比等特點，傳統(tǒng)基于電路交換的MSTP傳送網(wǎng)以剛性管道為特點，不能很好地滿足這些分組業(yè)務(wù)的傳送需求，MSTP的分組處理或IP化程度不夠徹底，其IP化主要體現(xiàn)在業(yè)務(wù)接口IP化，內(nèi)核卻仍然是電路交換。這就使得MSTP在承載IP分組業(yè)務(wù)時效率較低，并且無法適應(yīng)以大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的3G和全業(yè)務(wù)時代的需要。隨著TDM業(yè)務(wù)的相對萎縮及全IP環(huán)境的逐漸成熟，傳送設(shè)備需要由現(xiàn)有“以TDM電路交換為內(nèi)核”向“以IP分組交換為內(nèi)核”演進。目前，業(yè)界提出的分組傳送網(wǎng)絡(luò)（PTN）可以很好地解決移動網(wǎng)絡(luò)由2G向3G演進背景下，由TDM業(yè)務(wù)向IP業(yè)務(wù)的逐步過渡，滿足2G/3G基站回傳業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入和傳送，被認為是下一代城域傳送網(wǎng)的一個重要發(fā)展方向。

PTN技術(shù)特性

分組傳送網(wǎng)在垂直網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中位于一層的物理層和三層的IP層之間，能夠?qū)Ψ纸M業(yè)務(wù)提供高效統(tǒng)計復(fù)用傳送，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)支持分層分域，具有良好的可擴展性，可以提供可靠的網(wǎng)絡(luò)保護及OAM管理功能，具備完善的QoS功能，兼容傳統(tǒng)TDM、ATM、FR等業(yè)務(wù)的綜合傳送網(wǎng)技術(shù)，支持分組的時間及時鐘同步，分組傳送網(wǎng)需要具備多種功能來實現(xiàn)上述業(yè)務(wù)的傳送，這其中既有繼承的原來SDH傳送網(wǎng)的功能需求，也有針對分組業(yè)務(wù)提出的新的功能需求。目前，T-MPLS/MPLS-TP和PBT（PBB-TE）技術(shù)是分組傳送網(wǎng)的代表技術(shù)，可以較好地滿足分組傳送網(wǎng)的功能要求。T-MPLS/MPLS-TP和PBT的技術(shù)功能特性主要有6個方面。

多業(yè)務(wù)承載特性

MPLS-TP采用PWE3的電路仿真技術(shù)來適配所有類型的客戶業(yè)務(wù)，包括以太網(wǎng)、TDM和ATM等，采用VPWS支持以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)（包括EP-Line和EVP-Line），采用VPLS支持以太網(wǎng)專網(wǎng)業(yè)務(wù)（包括EP-LAN和EVP-LAN）；而PBB-TE目前主要支持以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)，采用PBB技術(shù)來支持以太網(wǎng)專網(wǎng)業(yè)務(wù)；對于TDM和ATM等業(yè)務(wù)，PBB-TE也可采用PW來承載，基于以太網(wǎng)的電路仿真技術(shù)還在開發(fā)中。目前，兩種PTN技術(shù)對E-Tree業(yè)務(wù)的實現(xiàn)機制還有待完善。

網(wǎng)絡(luò)可擴展性

T-MPLS繼承了傳送網(wǎng)的分層和分域架構(gòu)，支持TMC（PW）、TMP（LSP）和TMS（段層，可選）三層，不同域之間通過NNI接口互連，PW的20bit標簽支持的業(yè)務(wù)數(shù)量多達104萬（220－17），MPLS-TP的分層架構(gòu)尚未確定，但至少有LSP和PW兩層；PBB-TE是基于PBB的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持用戶業(yè)務(wù)和運營商網(wǎng)絡(luò)的安全隔離，用于標識業(yè)務(wù)的I-SID為24bit，多達1677萬（224－1）。PTN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)都是基于標簽進行，但兩者采用的標簽和轉(zhuǎn)發(fā)機制有所區(qū)別。

保護功能

在MPLS-TP保護方面，ITU-T的T-MPLS支持1＋1和1：1線性保護（G.8131）以及Wrapping和Steering環(huán)網(wǎng)保護（G.8132），IETF傾向于采用MPLS的FRR完成1：N線性和環(huán)網(wǎng)保護。目前IETF和ITU-T的JWT專家正在討論MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)保護需求，而目前PBB-TE支持1：1線性保護，由于其標簽全局性帶來的限制，不支持子網(wǎng)保護和基于連接的環(huán)網(wǎng)保護，可采用G.8032的以太環(huán)網(wǎng)保護。

OAM功能

PTN的OAM主要包括故障管理（故障檢測、定位和通告）和性能管理功能。PPB-TE的OAM是基于IEEE802.1ag的連接故障管理（CFM）或Y.1731的以太網(wǎng)OAM機制。T-MPLS的OAM是基于G.8114，與Y.1731的OAM消息功能非常相似，不同之處是T-MPLS的OAM支持分層：TMP/TMC/TMS（可選）。標準制定組織正在討論MPLS-TP的OAM，修改了OAM報文格式，引入ACH來實現(xiàn)與PWVCCV兼容，PW的CC可能會利用VCCV-BFD實現(xiàn)，同時引入CV、AIS、APS等OAM功能。

QoS功能

PTN的QoS主要包括流分類、流量管理、優(yōu)先級標記、流量整形、隊列調(diào)度和擁塞控制等。MPLS-TP主要采用E-LSP方式，即利用EXP字段的3bit作為優(yōu)先級標記，支持8個優(yōu)先級；MPLS-TP的QoS通常分為3層：客戶層、PW層和LSP層，可基于每層進行流量管理和調(diào)度。PBB-TE主要采用B-VLAN的VLANPRI（3bit）作為優(yōu)先級標記，支持8個優(yōu)先級；PBB-TE的QoS可分為客戶層、業(yè)務(wù)層（I-SID）和隧道層（Trunk）。