PTN在城域傳送網(wǎng)中的引入策略
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PTN技術(shù)的運維機制
城域網(wǎng)環(huán)境下存在3G數據業(yè)務(wù)和大客戶(hù)接入業(yè)務(wù)。商業(yè)區域對數據業(yè)務(wù)需求不同，會(huì )產(chǎn)生3G基站密集覆蓋問(wèn)題，3G基站數量約為2G基站的2倍。3G建設初期，80%的3G基站可以和2G基站共站點(diǎn)，3G承載網(wǎng)絡(luò )兼容2G業(yè)務(wù)承載的同時(shí)，在維護體制、網(wǎng)絡(luò )管理系統上應該滿(mǎn)足兼容MSTP和PTN兩種設備形態(tài)的機制。因此在引入PTN技術(shù)后，運維系統能夠實(shí)現復雜、靈活的多業(yè)務(wù)形態(tài)的配置和監管。
傳統的SDH/MSTP技術(shù)，通過(guò)處理各種開(kāi)銷(xiāo)字節，在其幀結構的固定位置提供J0/J1、B1/B2/B3、C1/C2和TCM等開(kāi)銷(xiāo)的處理和傳遞，完成日常網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)的分析、預測、規劃和配置，并能對網(wǎng)絡(luò )及其業(yè)務(wù)進(jìn)行測試和故障管理?；贛PLS-TP的PTN技術(shù)利用了MPLS/PW偽線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行多業(yè)務(wù)傳送，進(jìn)行PW多業(yè)務(wù)傳送、TDM業(yè)務(wù)仿真，吸收分組交換對突發(fā)業(yè)務(wù)高效的統計復用的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)完善的OAM處理機制，不僅可以預防網(wǎng)絡(luò )故障的發(fā)生，而且還能實(shí)現網(wǎng)絡(luò )故障的快速診斷和定位。
PTN設備在網(wǎng)絡(luò )層支持3層OAM結構，包括PWOAM、LSPOAM和段層OAM，同時(shí)支持業(yè)務(wù)OAM和鏈路OAM，各層的OAM操作方式可分為主動(dòng)（Proactive）——周期性報告鏈路狀態(tài)、性能和差錯，以及按需（On-demand）——按需人工操作報告鏈路狀態(tài)、性能和差錯。通過(guò)分層架構，可以實(shí)現類(lèi)似SDH網(wǎng)絡(luò )中復用段、再生段和通道段的故障隔離。
PTN的OAM機制主要包括告警檢測機制和性能檢測機制。告警性能檢測包括連續性檢測和連通性檢測，用于宿端維護端點(diǎn)檢測兩個(gè)維護端點(diǎn)間的連續性丟失（LOC）故障，以及誤合并、誤連等連通性故障告警顯示；告警抑制，用于服務(wù)層檢測到故障后，實(shí)現對客戶(hù)層的告警進(jìn)行壓制，避免大量冗余告警；遠端故障指示，用于將維護端點(diǎn)檢測到故障這一信息通告給對端維護端點(diǎn)，類(lèi)似于原有SDH的BDI/RDI告警；環(huán)回檢測，用于驗證維護端點(diǎn)與維護中間點(diǎn)或對端維護端點(diǎn)間的雙向連通性，以檢測節點(diǎn)間及節點(diǎn)內部故障，進(jìn)行故障定位，這項功能類(lèi)似于原有SDH的環(huán)回功能，在判定故障點(diǎn)方面非常有效，而且可用于業(yè)務(wù)開(kāi)通前的長(cháng)期性能測試；鎖定指示，用于因管理維護目的而中斷業(yè)務(wù)后，將該信息通告宿端維護端點(diǎn)，并上插客戶(hù)層，進(jìn)行告警壓制，避免引起不必要的冗余告警。
性能檢測機制包括支持LSP/PW實(shí)時(shí)丟包率檢測功能和時(shí)延檢測功能，并且保證一定的精度，包括丟包測量，實(shí)現近端或遠端丟包測量；雙向時(shí)延測量，實(shí)現單端或雙端延時(shí)及抖動(dòng)測量。
PTN設備的OAM引擎通過(guò)硬件實(shí)現，高速可靠，可避免軟件實(shí)現過(guò)程中因處理OAM數量增加而導致的性能下降。該設備可實(shí)現最快3.3msOAM協(xié)議報文插入，3個(gè)協(xié)議報文周期完成故障檢測，10ms內完成連續性檢測，保證50ms內完成倒換全過(guò)程。
PTN技術(shù)的保護機制
由于PTN設備承載移動(dòng)核心業(yè)務(wù)——基站業(yè)務(wù)，以及大客戶(hù)接入業(yè)務(wù)，PTN設備及組網(wǎng)的可靠性尤為重要。PTN設備分為設備級保護和網(wǎng)絡(luò )級保護，設備級保護包括了主控和通信處理單元、交叉和時(shí)鐘處理單元的1+1保護、TPS保護（支路接口保護）、電源的1+1保護以及風(fēng)扇的保護，能夠提高設備自身的生存性，同時(shí)還具有完善的網(wǎng)絡(luò )級保護恢復能力。
網(wǎng)絡(luò )級保護包括基于MPLS-TP的線(xiàn)性保護（1+1和1∶1保護），以及環(huán)網(wǎng)保護（Wrapping和Steering保護）、以太網(wǎng)LAG保護等等。
基于MPLS隧道的線(xiàn)性1+1和1∶1保護，1+1保護模式下業(yè)務(wù)雙發(fā)選收，1∶1保護模式下業(yè)務(wù)單發(fā)單收。環(huán)網(wǎng)保護中，Wrapping方式是基于故障相鄰節點(diǎn)的環(huán)回保護倒換，Steering方式是基于業(yè)務(wù)端到端的保護倒換，同時(shí)環(huán)網(wǎng)保護應支持單環(huán)保護、環(huán)相交、環(huán)相切保護功能，實(shí)現對節點(diǎn)和鏈路的單點(diǎn)或多點(diǎn)故障的保護。
LAG（LinkAggregationGroup）——鏈路聚合組協(xié)議，是指將—組相同速率的物理以太網(wǎng)接口捆綁在一起作為一個(gè)邏輯接口（鏈路聚合組）來(lái)增加帶寬，并提供鏈路保護的一種方法。鏈路聚合的優(yōu)勢在于增加鏈路帶寬，提高鏈路可靠性，當一條鏈路失效時(shí)，其他鏈路將重新對業(yè)務(wù)進(jìn)行分擔，此外還可實(shí)現負載分擔，流量分擔到聚合組的各條鏈路上。具體實(shí)現如圖1所示。
以太網(wǎng)LAG保護可以實(shí)現端口的負載分擔和非負載分擔。在負載分擔模式下，設置鏈路聚合組后，設備會(huì )自動(dòng)將邏輯端口上的流量負載分擔到組中的多個(gè)物理端口上。當其中一個(gè)物理端口發(fā)生故障時(shí)，故障端口上的流量會(huì )自動(dòng)分擔到其他物理端口上。當故障恢復后，流量會(huì )重新分配，保證流量在匯聚的各端口之間的負載分擔。
在非負載分擔模式下，則聚合組只有一條成員鏈路有流量存在，其它鏈路則處于備份狀態(tài)。這實(shí)際上提供了一種“熱備份”的機制，因為當聚合中的活動(dòng)鏈路失效時(shí)，系統將從聚合組中處于備份狀態(tài)的鏈路中選出一條作為活動(dòng)鏈路，以屏蔽鏈路失效。
通過(guò)硬件方式實(shí)現的OAM引擎，保證了各種保護方式的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間不大于50ms。保護倒換后，高優(yōu)先級業(yè)務(wù)（如信令、同步報文、話(huà)音等）的網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量（誤碼/丟包率、時(shí)延、抖動(dòng)等）均不會(huì )降低。
引入PTN技術(shù)對于功耗的降低
在全球能源、資源日益短缺，環(huán)境壓力愈來(lái)愈大的形勢下，環(huán)境問(wèn)題已成為制約我國經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的主要因素，綠色通信理念由此而生。中國移動(dòng)大力倡導、實(shí)施節能減排工作，旨在將整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)鏈對環(huán)境產(chǎn)生的副作用降低到最小，最大程度地發(fā)揮資源優(yōu)化配置及利用。
通信產(chǎn)品降低能耗的方法主要有以下幾個(gè)方面：第一是新技術(shù)的應用，改變以往網(wǎng)絡(luò )架構，減少基站接入設備的數量，對減少運營(yíng)商投資和節約資源將是一個(gè)巨大的推動(dòng)；第二是改進(jìn)設備工藝，降低芯片和光電子器件的功耗。
1.網(wǎng)絡(luò )結構簡(jiǎn)化
PTN設備與SDH和MSTP設備有較多的不同，PTN設備主要是基于分組交換的傳送設備，最大的特點(diǎn)就是帶寬的統計復用能力，不同于MSTP設備的剛性傳送管道，即在相同的交換容量下PTN設備能帶的用戶(hù)數量或用戶(hù)帶寬要比MSTP設備多。
PTN技術(shù)引入LAG，將多個(gè)以太網(wǎng)端口聚合到一起，當作一個(gè)端口來(lái)處理，一方面可以保證鏈路可靠性，另外一方面可以提供更高的帶寬。以一個(gè)線(xiàn)路速率為622Mbit/s的MSTP接入環(huán)為例，接入5個(gè)基站節點(diǎn)，單節點(diǎn)的接入能力為100Mbit/s，而一個(gè)線(xiàn)路速率為GE的PTN接入網(wǎng)，利用統計復用功能，單節點(diǎn)的接入能力可以達到200Mbit/s。在未來(lái)承載IP化3G基站和LTE基站時(shí)，基站主要承載數據業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)呈突發(fā)特性，MSTP采用剛性管道傳輸，擴容能力較弱，在有限的匯聚能力下，需要增加板卡和設備的數量；PTN設備可利用統計復用功能，實(shí)現高效率傳送，在小范圍增加板卡數量、不增加設備數量的前提下，可以滿(mǎn)足IP化基站的帶寬需求。
2.設備工藝改進(jìn)
PTN設備硬件設計階段盡可能選用低功耗器件，與以往SDH/MSTP設備設計理念不同，PTN設備盡可能多的采用插板型、可插拔光模塊的結構。PTN設備的主要耗能部件為：核心交叉芯片、MPLS-TP核心處理芯片，占總功耗的70%；其次為電源模塊，其綜合轉換效率為85%左右，實(shí)際自身耗能占15%。
PTN設備軟、硬件對能耗的影響及相應控制能耗的措施和方法主要有以下4個(gè)。
⑴對不用的光模塊可以關(guān)閉激光器，或者拔出光模塊。
⑵FE的物理端口一般都支持軟件下電，可以在不用的情況下使其處于下電狀態(tài)，節能降耗。
⑶對不用的線(xiàn)路口，在網(wǎng)管上配置“不使能”，降低功耗。
⑷系統內有多個(gè)直流風(fēng)扇，磨損情況下其能耗會(huì )加大，風(fēng)扇老化磨損后及時(shí)更換風(fēng)扇可以降低能耗。
此外，電源模塊盡可能選用轉換效率高的模塊，并使其工作在效率較高區段。在滿(mǎn)足電路穩定性能的前提下降低信號驅動(dòng)幅度，軟件上對于芯片內無(wú)關(guān)模塊采取關(guān)斷方式降低整盤(pán)功耗，去掉所有線(xiàn)性電壓轉換器件。低功耗設備可以被更緊密地集成在小尺寸的機箱內，不僅減少了設備自身重量和電力需求，同時(shí)也減少了設備所在房間空調的電力消耗。
引入PTN技術(shù)的策略
中國移動(dòng)城域網(wǎng)中現存大規模的MSTP設備，現階段網(wǎng)絡(luò )的大部分業(yè)務(wù)仍然是TDM形式的業(yè)務(wù)，少部分是分組業(yè)務(wù)。盡管傳統TDM業(yè)務(wù)的比例正逐步減少，但其絕對業(yè)務(wù)量仍保持繼續增長(cháng)的態(tài)勢，并將在一個(gè)相當長(cháng)的時(shí)期內仍是重要的收入來(lái)源。保證已有TDM業(yè)務(wù)的穩定傳送是3G及全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的基礎，從保證業(yè)務(wù)的可靠性角度出發(fā)，需要維系現有網(wǎng)絡(luò )的穩定。
新建分組傳送網(wǎng)絡(luò )與老網(wǎng)絡(luò )在一段時(shí)間內共存，新業(yè)務(wù)在新網(wǎng)絡(luò )上開(kāi)展，老業(yè)務(wù)逐步遷移到新網(wǎng)絡(luò )，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )間存在一定的業(yè)務(wù)交互，交互點(diǎn)位于MSTP接入環(huán)和PTN匯聚環(huán)的相交點(diǎn)上。在接入層為MSTP網(wǎng)絡(luò )，匯聚層為PTN網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)對接應用場(chǎng)合下，接入環(huán)同時(shí)承載TDM和EOS兩種業(yè)務(wù)，為實(shí)現業(yè)務(wù)的互通，接入層的MSTP可以先將EOS業(yè)務(wù)終結落地，將落地的FE/GE接入PTN網(wǎng)絡(luò )，也可以將EOS業(yè)務(wù)通過(guò)TDM調度，通過(guò)SMT-N光口和PTN網(wǎng)絡(luò )對接。隨著(zhù)分組業(yè)務(wù)的增長(cháng)，可以新建一張端到端的分組承載網(wǎng)絡(luò )。由于業(yè)務(wù)發(fā)展的不均衡，部分業(yè)務(wù)量大的區域，還會(huì )出現光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)應用到匯聚層，而PTN僅應用于接入層的場(chǎng)景，以滿(mǎn)足大帶寬傳送。
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