引言
PTN的出現(xiàn)是光傳送網(wǎng)技術發(fā)展在通信業(yè)務提供商現(xiàn)實的網(wǎng)絡和業(yè)務環(huán)境下的必然結果。最初設想的理想光傳送網(wǎng)IP over WDM方案是IP分組通過簡單的封裝適配直接架構在智能的光層之上，適配層功能盡量簡化從而限制在接口信號格式的范圍內，然后由統(tǒng)一的控制平面在所有層面上 (分組，電路，波長，波帶，光纖等) 實現(xiàn)最高效率的光纖帶寬資源調度。這一目標很早就已明確，但其技術的成熟還有待時日。
由于光層智能化技術、分組TDM仿真和生存性機制還遠未成熟，現(xiàn)在就徹底拋棄電路層的絕大多數(shù)功能將會使得網(wǎng)絡過分依賴IP層，導致IP設備過分龐大，總體成本居高不下。所以在經濟有效地光層帶寬復用和調度技術出現(xiàn)之前，仍然需要一個智能的傳送層面將各類業(yè)務高效、靈活地填充到光纖巨大的帶寬通道中去，IP與光層的融合焦點依然是承載效率和業(yè)務的可靠性、可管理性和擴展性。
PTN作為傳送網(wǎng)技術，最低的每比特傳送成本依然是最核心的要求，高可靠性、多業(yè)務同時基于分組業(yè)務特征而優(yōu)化、可確定的服務質量、強大的OAM機制和網(wǎng)管能力等依然是其核心技術特征。在現(xiàn)有的技術條件和業(yè)務環(huán)境下，新建PTN層需要解決以下一些關鍵的技術問題：
·在網(wǎng)絡中的定位。PTN應該為L3/L2乃至L1用戶提供符合IP流量特征而優(yōu)化的傳送層服務，往下可以構建在各種光/L1/以太網(wǎng)物理層之上；
·承載的業(yè)務。PTN應承載以IP為主的各類現(xiàn)有業(yè)務，包括以太幀、MPLS(IP)、ATM VP和VC、PDH、FR等等；
·網(wǎng)絡架構。PTN應該具有分層的網(wǎng)絡體系架構，例如劃分為段、通道和電路各個層面，每一層的功能定義完善，各層之間的相互接口關系明確清晰，使得網(wǎng)絡具有較強的擴展性，適合大規(guī)模組網(wǎng)；
·設備形態(tài)。PTN需要定義功能具體的設備形態(tài)，同時明確各種設備的網(wǎng)絡中的位置以及所扮演的角色，從而便于產品的開發(fā)及組建實際網(wǎng)絡；
·業(yè)務服務質量 (QoS)。要求確保IP業(yè)務電信級QoS，將SDH和ATM/IP技術中的帶寬保證、優(yōu)先級劃分、同步等技術和概念結合起來，實現(xiàn)承載在IP之上的QoS敏感業(yè)務的有效傳送。
PTN的概念比較寬泛，在目前的網(wǎng)絡和技術條件下有許多實現(xiàn)方案。許多廠家和標準化組織紛紛推出了不同程度地滿足PTN功能需求的產品和技術，總體來說可分為以太網(wǎng)增強技術和傳輸技術結合MPLS兩大類，前者以PBB-TE為代表，后者以T-MPLS為代表。從目前發(fā)展來看，這兩項技術更好地滿足了PTN目標網(wǎng)絡的要求，可能成為未來PTN的主流技術方案。
T-MPLS
T-MPLS屬于分組傳送層的數(shù)據(jù)平面技術，由IETF的MPLS數(shù)據(jù)平面衍生而來，兩者具有相同的標簽幀結構以及標簽交換和轉發(fā)機制。T-MPLS是面向連接的分組傳送體系，其核心是通過網(wǎng)管系統(tǒng)或控制平面建立端到端的標記交換路徑 (LSP)，分組數(shù)據(jù)流在這條LSP上根據(jù)標簽進行轉發(fā)。T-MPLS根據(jù)PTN的要求對MPLS技術要素進行了裁減，省去了所有3層功能和對建立連接不利的可選項如標簽合并、PHP和ECMP等，增加了新的傳送工具與操作定義，對OAM、保護和智能控制面等功能進行了擴展，例如實現(xiàn)了任意網(wǎng)絡段之間的OAM監(jiān)控和故障定位，包括跨越多個域的端到端網(wǎng)絡，并提供連續(xù)性檢測、錯誤前向、后向指示、環(huán)回和性能檢測等功能，等等，通過完善的OAM工具實現(xiàn)全網(wǎng)操作的嚴格控制。本節(jié)的以下部分分別介紹了T-MPLS的標準化現(xiàn)狀和一些關鍵技術。
標準化狀況
目前ITU-T已經完成了T-MPLS協(xié)議體系的主要框架，包括網(wǎng)絡架構(G.8110.1)、UNI/NNI接口 (G.8112)、設備 (G.8121)、線性保護倒換 (G.8131)、OAM機制 (G.8114)等，其他關于相關標準如環(huán)網(wǎng)保護 (G.8132)和管理模型 (G.8151)等也即將完成。T-MPLS標準化現(xiàn)狀如圖1所示。
圖1 T-MPLS標準化狀況
分層結構
如圖2所示，T-MPLS網(wǎng)絡從上至下可分為電路層 (channel，TMC)、通路層 (path，TMP)和段層 (section，TMS)，客戶層業(yè)務 (以太網(wǎng)、IP、TDM或其它T-MPLS)信號從以太網(wǎng)電路層 (EHC)或TMC適配到T-MPLS傳送單元 (TTM)中傳送，物理層可以是任意物理媒質。TMC和TMP又可以分別稱為偽線 (PW)和隧道層，各層都可以定義自己的OAM機制和QoS等級。TMC層的連接跨越整個網(wǎng)絡，關注端到端業(yè)務的SLA實現(xiàn)和Hard-QoS服務，它與業(yè)務是一一對應的關系，其交換行為發(fā)生在接入/城域邊緣和城域/核心網(wǎng)邊緣設備上；TMP連接的覆蓋范圍是單個網(wǎng)絡域，關注匯聚、可擴展性和業(yè)務生存性，多個TMC映射到一個TMP實體，其交換行為發(fā)生在該網(wǎng)絡中的每個中間節(jié)點上；TMS負責相鄰節(jié)點之間的點到點鏈路連接，關注鏈路資源的互通性、有效性和保護，無交換行為發(fā)生。
圖2 T-MPLS分層結構
網(wǎng)絡模型
T-MPLS網(wǎng)絡結構與傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)相同，可以由運營商網(wǎng)絡和運營商間網(wǎng)絡組成，運營商網(wǎng)絡也可以劃分為核心、城域 (匯聚)和接入三個部分。網(wǎng)絡設備可分為電路終結設備 (CTE)、電路交換設備 (CSE)和通路交換設備 (PSE)三類。其中CTE完成客戶設備接口、網(wǎng)絡服務選擇、信號格式封裝、電路終結和業(yè)務匯聚/捆綁等功能，CSE完成NNI復用/解復用、通路終結和電路交換等功能，一般用在網(wǎng)絡邊緣。PSE完成NNI復用/解復用和通路交換等功能，可用于城域匯聚、核心網(wǎng)外部和內部交換等。
業(yè)務承載
T-MPLS利用網(wǎng)絡管理系統(tǒng)或者動態(tài)的控制平面 (GMPLS)建立雙向標簽轉發(fā)路徑 (LSP)，包括電路層和通道層，電路層仿真客戶信號的特征并指示連接特征，通道層指示分組轉發(fā)的隧道。T-MPLS LSP可以承載在以太網(wǎng)物理層中，也可以在SDH VCG中，還可以承載在DWDM的波長通道上。來自客戶的分組業(yè)務 (以太網(wǎng)、IP/MPLS、ATM、FR等)在CTE加上T-MPLS標簽，經過中間設備CSE、PSE傳遞到邊緣設備CTE去掉標簽，將分組業(yè)務送給對端客戶設備。
T-MPLS支持各個層面上的單/雙向p2p/p2mp/mp2mp連接，在網(wǎng)絡邊緣的UNI和E-NNI接口上支持承諾信息速率 (CIR)和超額信息速率 (EIR)等帶寬規(guī)范參數(shù)的設定，從而保證帶寬的高效利用和客戶業(yè)務QoS。T-MPLS通過電路仿真 (CES)支持傳統(tǒng)TDM業(yè)務，定時分配可基于物理層或特定時隙的分組，其同步性能和時鐘分配滿足G.8261/G.8262分組網(wǎng)同步要求及分組網(wǎng)元設備時鐘要求規(guī)范。
保護倒換機制與OAM
T-MPLS連接同SDH連接一樣具有較長的時間穩(wěn)定性，因此可以實施類似SDH中的保護倒換和OAM機制。G.8131定義了T-MPLS線性保護倒換，同樣能夠根據(jù)自動保護倒換 (APS)條件啟動1:1子網(wǎng)連接 (SNC)路徑保護，倒換行為可以在段、通路和電路各個層面上進行。G.8132定義了T-MPLS環(huán)網(wǎng)保護方案，描述了基于折回等機制，類似于SDH共享保護環(huán)的T-MPLS環(huán)網(wǎng)保護倒換結構，根據(jù)段層的缺陷監(jiān)視或APS協(xié)議信息傳送執(zhí)行業(yè)務的保護。該建議基于trail或APS的缺陷監(jiān)視和協(xié)議信息傳送實現(xiàn)業(yè)務保護，同時依然保持T-MPLS環(huán)網(wǎng)的固有特性。T-MPLS的保護倒換機制能夠實現(xiàn)與SDH相同的小于50ms的保護效果。
G.8114定義了詳盡而功能強大的T-MPLS OAM機制，使得網(wǎng)絡中每一個層面的傳送實體，不管屬于用戶、業(yè)務提供商還是運營商，都能執(zhí)行故障檢測、故障定位和性能監(jiān)測任務，知曉該層收發(fā)信息的完整性和通道情況，這是其它所有PTN方案所不能比擬的。T-MPLS的OAM功能是傳遞通過一系列完善定義的OAM幀實現(xiàn)的，從總體上可分為主動OAM和按需OAM兩類，前者包括連續(xù)性檢測、連通檢測、信號質量 (時延、丟包、抖動)和告警通告信息等，后者可能是錯誤隔離、信號參數(shù)測量等。目前，沿襲自MPLS OAM的連通性驗證 (CV/FFD)和前后向缺陷指示 (FDI/BDI)等OAM幀已經有了詳細的定義。
PTN優(yōu)化演進方案
在向PTN演進的過程中，盡管傳統(tǒng)TDM業(yè)務的比例正逐步減少，但其絕對業(yè)務量仍保持繼續(xù)增長的態(tài)勢，并將在一個相當長的時期內仍是運營商重要的收入來源。同時，如何遏制每比特業(yè)務收入的下降也是演進過程中運營商面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。因此，目前引入PTN最合適的策略是兼顧TDM從而降低網(wǎng)絡的整體CAPEX+OPEX成本。上海貝爾阿爾卡特的1850TSS產品正是這樣的新一代分組傳送解決方案。通用矩陣、交換與業(yè)務處理分離的設計可使單一的平臺從提供TDM電路的傳統(tǒng)傳輸設備平滑升級為提供點到點/多點以太傳送或匯聚、交換的T-MPLS PTN平臺，徹底打破傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)和二層數(shù)據(jù)網(wǎng)的界限，構建融合的統(tǒng)一網(wǎng)絡，承載網(wǎng)絡中現(xiàn)有業(yè)務和將來可能出現(xiàn)的各種新業(yè)務，所有業(yè)務都在同一平臺上傳送，從而形成最佳性能價格比的演進方案。
