中国联通的活跃推进下,TD-SCDMA、cdma2000、WCDMA3张3G网络正在全国各地进行广泛布置,部分地区已连续向用户供给3G事务,3G网络将向用户供给方便的话音事务和丰厚的数据事务,未来商场增加趋势依然微弱,对网络和容量将有更高的要求。
3G接入网IP化开展趋势
为了更好地满意用户的规划开展,移动网络需求不断地进行开展和立异。移动网GSM/UMTS选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,本文共同称为RAN)。CN又分为电路域(CS)和分组域(PS),CS首要是话音事务,UMTS的核心网引进软交流机制,由MSCServer和MGW组成。2G的核心网CS由MSC组成,现在正向软交流架构演进,逐渐完结2G/3G共用核心网。PS域首要是移动数据事务,首要网元是SGSN和GGSN。2G的接入网由基站操控器BSC和基站BTS组成,UMTS接入网由基站操控器RNC和基站NodeB组成。GSM/UMTS首要网络功用单元和架构如图1所示。
图1 GSM/UMTS首要网络功用单元和架构示意图
现在RAN接口的承载首要根据SDH,3GPPR4引进了ATM承载形式,可是跟着IP技能的开展,它已逐渐成为未来RAN接口承载的方向。尽管3GPP在R5阶段才提出了IPRAN,可是由于现在IP化的进程开展迅速,GSM和3GR4RAN的IP化现已提早,商用现已开端呈现。RAN网络的IP化使得承载和传送层面面对事务类型由TDM为主向以IP/ETH分组为主改变、事务接口由E1向FE改变、事务粒度由2Mbit/s向10Mbit/s至100Mbit/s开展等应战。IP化的事务呈现出带宽突发性、很高的峰均值比等特色,传统根据电路交流的MSTP传送网以刚性管道为特色,不能很好地满意这些分组事务的传送需求,MSTP的分组处理或IP化程度不行彻底,其IP化首要体现在事务接口IP化,内核却依然是电路交流。这就使得MSTP在承载IP分组事务时功率较低,而且无法适应以很多数据事务为主的3G和全事务年代的需求。跟着TDM事务的相对萎缩及全IP环境的逐渐老练,传送设备需求由现有“以TDM电路交流为内核”向“以IP分组交流为内核”演进。现在,业界提出的分组传送网络(PTN)能够很好地处理移动网络由2G向3G演进布景下,由TDM事务向IP事务的逐渐过渡,满意2G/3G基站回传事务的共同接入和传送,被认为是下一代城域传送网的一个重要开展方向。
PTN技能特性
分组传送网在笔直网络协议中坐落一层的物理层和三层的IP层之间,能够对分组事务供给高效计算复用传送,网络结构支撑分层分域,具有杰出的可扩展性,能够供给牢靠的网络维护及OAM办理功用,具有完善的QoS功用,兼容传统TDM、ATM、FR等事务的归纳传送网技能,支撑分组的时刻及时钟同步,分组传送网需求具有多种功用来完结上述事务的传送,这其间既有承继的本来SDH传送网的功用需求,也有针对分组事务提出的新的功用需求。现在,T-MPLS/MPLS-TP和PBT(PBB-TE)技能是分组传送网的代表技能,能够较好地满意分组传送网的功用要求。T-MPLS/MPLS-TP和PBT的技能功用特性首要有6个方面。
多事务承载特性
MPLS-TP选用PWE3的电路仿真技能来适配一切类型的客户事务,包含以太网、TDM和ATM等,选用VPWS支撑以太网专线事务(包含EP-Line和EVP-Line),选用VPLS支撑以太网专网事务(包含EP-LAN和EVP-LAN);而PBB-TE现在首要支撑以太网专线事务,选用PBB技能来支撑以太网专网事务;关于TDM和ATM等事务,PBB-TE也可选用PW来承载,根据以太网的电路仿真技能还在开发中。现在,两种PTN技能对E-Tree事务的完结机制还有待完善。
网络可扩展性
T-MPLS承继了传送网的分层和分域架构,支撑TMC(PW)、TMP(LSP)和TMS(段层,可选)三层,不同域之间经过NNI接口互连,PW的20bit标签支撑的事务数量多达104万(220-17),MPLS-TP的分层架构没有确认,但至少有LSP和PW两层;PBB-TE是根据PBB的分层网络架构,支撑用户事务和运营商网络的安全阻隔,用于标识事务的I-SID为24bit,多达1677万(224-1)。PTN的数据转发都是根据标签进行,但两者选用的标签和转发机制有所区别。
维护功用
在MPLS-TP维护方面,ITU-T的T-MPLS支撑1+1和1:1线性维护(G.8131)以及Wrapping和Steering环网维护(G.8132),IETF倾向于选用MPLS的FRR完结1:N线性和环网维护。现在IETF和ITU-T的JWT专家正在评论MPLS-TP的环网维护需求,而现在PBB-TE支撑1:1线性维护,由于其标签全局性带来的束缚,不支撑子网维护和根据衔接的环网维护,可选用G.8032的以太环网维护。
OAM功用
PTN的OAM首要包含毛病办理(毛病检测、定位和布告)和功用办理功用。PPB-TE的OAM是根据IEEE802.1ag的衔接毛病办理(CFM)或Y.1731的以太网OAM机制。T-MPLS的OAM是根据G.8114,与Y.1731的OAM音讯功用十分类似,不同之处是T-MPLS的OAM支撑分层:TMP/TMC/TMS(可选)。规范拟定安排正在评论MPLS-TP的OAM,修改了OAM报文格局,引进ACH来完结与PWVCCV兼容,PW的CC可能会使用VCCV-BFD完结,一起引进CV、AIS、APS等OAM功用。
QoS功用
PTN的QoS首要包含流分类、流量办理、优先级符号、流量整形、行列调度和拥塞操控等。MPLS-TP首要选用E-LSP方法,即使用EXP字段的3bit作为优先级符号,支撑8个优先级;MPLS-TP的QoS一般分为3层:客户层、PW层和LSP层,可根据每层进行流量办理和调度。PBB-TE首要选用B-VLAN的VLANPRI(3bit)作为优先级符号,支撑8个优先级;PBB-TE的QoS可分为客户层、事务层(I-SID)和地道层(Trunk)。
时钟特性
在PTN中,关于同步的需求首要体现在两个方面:其一,承载TDM事务以及与PSTN网络进行互通,要求分组传送网在TDM事务进口和出口供给同步功用,完结事务时钟的康复;其二,完结对时刻和频率同步信号的传送,满意承载2G/3G基站事务对高精度的时刻同步需求。分组传送网的时钟和同步完结技能首要有两种,IEEE1588协议和同步以太网技能。同步以太网只能支撑频率信号的传送,不支撑时刻信号的传送。支撑同步以太网的时钟称之为EEC,其时钟功用和功用需满意ITU-TG.8262的要求。IEEE1588技能选用主从时钟计划,对时刻进行编码传送,时戳的发生由接近物理层的协议层完结,使用网络链路的对称性和延时丈量技能,完结主从时钟的频率、相位和肯定时刻的同步。
图2 PTN技能引进的阶段示意图
PTN技能开展现状
T-MPLS技能规范开端由ITU-T于2005年5月开端开发,到2007年末已发布和拟定了T-MPLS结构G.8110.1、T-MPLS网络接口G.8112、T-MPLS设备功用G.8121、T-MPLS线性维护G.8131和环网维护G.8132、T-MPLSOAMG.8114等系列规范。2008年2月,ITU-T和IETF建立联合作业组(JWT)来一起评论T-MPLS和MPLS规范的交融问题,扩展现有MPLS技能为MPLS-TP。今后由IETF和ITU-T的JWT一起开发MPLS-TP规范,并确保T-MPLS规范与MPLS-TP共同。
PBB-TE技能由IEEE的802.1Qay使命组担任开发,是在IEEE802.1ah规范的PBB(运营商主干桥接,即MACinMAC技能)基础上开展而来,增加了事务的流量工程和1:1的50ms快速维护等面向衔接的传送特性。IEEE802.1Qay使命组的方针是在2009年第2季度进行IEEE802赞助者投票,估计在2009年第4季度成为IEEE规范。
尽管PTN技能的规范化作业还未完结,但由于国内外移动运营商的无线回传商场需求火急,现在业界已有一系列别离根据T-MPLS和PBT的PTN产品相继问世,但现在都不行老练,部分厂商设备进入实验网测验阶段,部分根据PBT的技能设备被应用为电信级以太网。
PTN技能引进战略
PTN技能是IP/MPLS、以太网和传送网三种技能相结合的产品,具有面向衔接和电信级牢靠性的特征,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等高质量数据事务。互联网事务的宽带接入是尽力而为的,而基站事务的电信级传送对时延、颤动和丢包率都有严厉的要求,因而它们在事务特性和网络功用方面存在着实质差异,直接导致基站回传与互联网事务接入在质量确保和网络功用方面相去甚远,很难共同承载。尽管城域网内事务将悉数面向分组的IP化开展,但在现网中引进PTN技能后,城域网在长期内将依然呈现出多网并存局势,宽带事务及一般集团客户宽带接入将首要由宽带接入网及IP城域网进行承载,而无线基站回传、以太网专线等对牢靠性及网络安全要求较高的事务将由新建的分组传送网(PTN)进行承载。
由于PTN规范及产业链没有老练,尽管有部分厂商现已推出相关产品,但现在国内商用事例较少,部分设备进入实验网测验阶段。此外,国内各大运营商3G网络建造现已开端,现在3G基站接口首要为ATMIMA格局,没有引进IP化接口,所以各运营商在传输承载技能挑选方面依然以MSTP为主。PTN技能的规划商用首要受以上两个条件束缚,估计PTN技能将先于基站IP化到达老练商用水平,但其规划商用将与基站施行IP化相得益彰。待PTN技能老练今后,2G/3G基站接入承载网将中止MSTP网络建造,转而逐渐引进PTN技能。尽管PTN技能具有多事务适应性,但引进进程中也需求充分考虑维护现网出资,平稳过渡,滑润演进,由于现网中针对3G基站的MSTP承载网络建造时刻不长。传送网技能过渡期间,基站事务承载的基本原则是:关于E1、ATMIMA接口基站尽量选用已有的MSTP网络进行承载,关于IP化接口基站选用PTN网络进行承载,由于MSTP行将退网,持续扩容数据板卡含义不大,相同,关于PTN网络,将来面向的事务以分组事务为主,也要尽量防止装备E1、ATM等支路板及处理板。PTN技能的引进将是一个逐渐施行的进程,首要将在会聚层引进,然后逐渐向会聚及接入进行浸透,归纳起来能够分为3个阶段来进行。
阶段一:首要在会聚层进行PTN网络的建立,城域传送网在会聚及接入层呈现出PTN及MSTP两网并存局势,新增基站使用PTN网络承载,原有基站使用MSTP网络承载。
阶段二:PTN技能在会聚层完结对MSTP技能的代替,接入层仍保存部分MSTP设备,各种类型的基站在接入层接入后,都共同经过PTN会聚层完结到RNC的会聚回传。
阶段三:PTN技能在会聚接入完结对MSTP的彻底代替,3G基站回传全程全网为PTN设备,退网的MSTP设备可利旧组成集团大客户专线网络。