PTN技术的标准进展和应用展望
www.cww   2009年8月28日 11:12    电信技术   
作 者：工信部电信研究院李芳
    1PTN技术的核心特点和产业现状
    PTN是新一代基于分组的、面向连接的多业务统一传送技术，不仅能较好地承载电信级以太网业务，而且兼顾了传统TDM业务。PTN在3G无线回传、企事业专线、IPTV等高品质业务承载领域，具有面向连接的多业务承载、50ms的网络保护、完善的运行管理维护（OAM）机制、全面的QoS保障以及功能强大的传送网管功能等核心技术优势。
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    PTN有以下两类实现技术。
国庆节放假7天    （1）一类是从IP/MPLS技术发展来的MPLS-TP技术，抛弃了基于IP地址的逐跳转发，增强了MPLS面向连接的标签转发能力（不采用倒数第二跳标签弹出PHP、LSP聚合、等价多路径ECMP等），从而具有确定的端到端传送路径，增强了网络保护、OAM和QoS能力。
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    （2）另一类是从以太网逐步发展而来的PBB＋PBB-TE技术，PBB解决了运营商和客户之间的安全隔离并提高了网络扩展性，PBB-TE增加了流量工程（TE）从而增强了QoS能力，PBB-TE目前主要支持点到点的传送，多点业务支持需要借助PBB和PLSB技术。
    由于MPLS-TP天然具有和核心网IP/MPLS互通的技术优势，另一方面受PBB-TE先驱北电企业状态的影响，目前MPLS-TP已成为PTN的最主流实现技术，共有7个国内外传输设备商（华为、中兴、烽火、UT、上海贝尔、爱立信、诺西）发布了基于MPLS-TP技术的PTN设备。从2008年7月至今，7个设备商先后都参加了中国移动组织的城域传送网IP化的实验室阶段测试，前5个设备商还积极参与了2009年3-5月的中国移动8个省市现网试点应用测试，承载了TD-SCDMA的IP化和GSM/TD的TDM。虽然，MPLS-TP的国际标准化尚未完成，导致各个厂商PTN设备在网络保护、OAM机制以及网管功能方面存在一定差异，但也标志着PTN技术进入基本成熟阶段，达到了较为可观的产业规模。
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    2009年，MPLS-TP的标准化进展和应用前景是业内最关心的热点问题之一，并且MPLS-TP的国际标准何时稳定将直接影响PTN何时能从“新技术引入”发展到“大规模应用”阶段。
    2MPLS-TP标准最新进展
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    2.1ITU-T和IETF的合作关系
    2008年4月中旬，ITU-T和IETF成立了联合工作组（JWT），达成了共同开发MPLS-TP的协议，但由于双方在5个方面的传送需求（主要是OAM和保护）以及网络术语方面存在较大理解差异，再加上两个国际组织对开发主导权的利益之争，严重影响了MPLS-TP在2008年的标准进展。在2008年12月的ITU-TSG15会议上，为了统一业内认识，消除产业内对JWT协议的理解偏差，SG15和IETF专家进行了激烈辩论，最终确定了IETF和ITU-T在MPLS-TP标准开发方面的正确关系，JWT达成以下3条一致意见。
    （1）ITU-T负责向IETF提出传送需求，IETF将加快MPLS-TP标准开发，所有草案在完成WGlastcall前交由ITU-T审阅并提出意见，以保证满足传送网的需求；一旦文档完成IESG审查，IETF应尽早申请RFC numbers和IANA code points。
    （2）ITU-TSG15将暂停当前T-MPLS标准开发工作，等IETF的MPLS-TP标准相对成熟后，再根据这些RFC来修订已有标准，并保证T-MPLS标准与MPLS-TPRFC的一致性。
    （3）确定IETF和ITU-T之间的工作应进一步协调，并把IETF草案和ITU-T建议进行对应，用一张表格来反映其对应关系。
    2.2MPLS-TP标准进展
    在JWT专家共同努力下，2009年3月的IETF第74次全会前后，MPLS-TP标准取得了较大进展，多篇草案已成为MPLS工作组草案且基本稳定。于是，2009年5月25-29日，ITU-TSG15在法国SophiaAntipolis召开了Q3、Q9、Q10和Q14的联席中间会，讨论审阅了IETF最新工作组草案（主要是MPLS-TP需求），提出了修改意见，并确定了2009年10月SG15全会先提交通过的标准：G.8110.1、G.8101、G.7712、G.8112、G.8121、G.8131和G.8151。考虑到在OAM和保护方面存在一些分歧，G.8121、G.8131和G.8151的开发将受IETF相关草案进展的影响，能否按期通过需视2009年7月IETF75次全会进展而定。
    截至2009年6月中旬，IETF在MPLS-TP标准的最新进展如下。
    （1）发布3篇RFC：RFC5317MPLS-TP的JWT报告、RFC5462“EXP域”重命名为“业务类型域”、RC5586 MPLS通用关联信道（G-ACH）。
    （2）8篇MPLS-TP工作组草案：MPLS-TP需求、MPLS-TP框架、MPLS-TPOAM需求、MPLS-TP网络管理需求、MPLS-TP生存性框架、MPLS-TPOAM 框架、MPLS-TP的带内DCN、MPLS-TP网络管理框架。
    （3）7篇MEAD（MPLS互操作性设计组）草案：MPLS-TPOAM分析、MPLS-TP的LSP环回模式、MPLS-TP控制平面框架、MPLS-TPIETF和ITU-T术语关系、MPLS-TP主动的连续性和连通性验证、MPLS-TP LSP的连接验证、ACH TLV结构的定义。
    （4）计划的3篇MEAD编写组草案：MPLS-TP环网保护框架、MPLS-TPRSVP-TE扩展、MPLS-TPLDP扩展，尚未提交初稿。
    （5）11篇个人草案：MPLS-TPOAM定义（AcronymSoup）、IETF和ITU-T MPLS-TP的联合进展、基于Y.1731的MPLS-TP OAM、MPLS-TP LSP的性能监视、MPLS-TP的故障管理、MPLS-TP环拓扑中P2MP业务保护、MPLS-TP OAM告警抑制工具、MPLS-TP后向通知消息报文、MPLS-TP的线性保护、MPLS-TP 和IP/MPLS的互通、MPLS-TP环网保护分析。
杜淳的图片
  在2009年1月的CCSA的TC6全会上，电信研究院已正式牵头立项《分组传送网总体技术要求》行业标准，目前正在密切跟踪国际标准进展，待2009年10月SG15全会后，将提交征求意见稿供会议审查。
    3MPLS-TP标准中的关键问题
    3.1MPLS-TP的OAM
    （1）OAM分层机制：支持Section、LSP和PW的分层监视OAM。
    （2）OAM封装格式：MPLS-TP采用GAL（G-ACH标签，推荐13）＋G-ACH（通用关联信道）来表示Section和LSP的OAM报文。G-ACH功能支持FCAPS（即故障、配置、计费、性能和安全五大功能），承载类型包括扩展的OAM功能（AIS、LM、DM等）、ECC（支持DCN和SCN）和APS。允许OAM报文直接到LSP/PWE的中间节点，通过标签堆栈或合适的TTL设置来实现。MPLS-TP的Section和LSPOAM报文格式以及PWOAM报文格式分别如图1和图2所示。
    图1MPLS-TP的Section和LSPOAM报文格式
    图2MPLS-TP的PWOAM报文格式
    （3）OAM功能：MPLS-TP认可了T-MPLS的OAM功能需求（CV、PM、AIS、ECC、APS等），但对如何实现这些OAM功能产生了分歧，IETF专家倾向于对LSPBFD和VCCV-BFD扩展来实现，ITU-T专家倾向于采用类似Y.1731以太网OAM机制来实现。
    （4）PHP和ECMP问题：IETF专家认为PHP和ECMP可以用于传送领域，目前规范MPLS-TP的L1/L2的P2P和P2MP业务可不使用PHP和ECMP，L2/L3的MP2MP业务可使用PHP和ECMP，这将给今后MPLS-TP与IP/MPLS的互通带来一些问题。
    3.2MPLS-TP网络保护
    （1）保护需求
    MPLS-TP的保护机制同样适用于LSP和PW，应包括网络故障的检测、定位、通知和修补，支持数据平面触发机制。保护控制分为人工控制、失效触发、OAM信令、控制平面信令等，保护率应达到100%。保护路径应支持运营商的QoS目标；可支持1︰1双向保护倒换，且双向保护倒换应同步进行；在1︰1保护模式下可支持额外业务；可支持1＋1单向保
护倒换；应提供操作控制命令和保护优先级；支持返回和非返回方式；支持P2PLSP的保护；支持P2MP的LSP保护。
    （2）保护方式分类
    MPLS-TP的保护分为端到端保护和段保护两类，其中端到端保护适用于PW和LSP段的故障检测和保护；段保护适用于层次化嵌套的LSP、PWE3定义的MS-PW段、TCM标签堆栈，并且每段的保护机制独立于其他段。原T-MPLS保护分为线性保护和环网保护两类，IETF认为环网保护仅适用于环拓扑，而FRR同时适用于网状网和环网。经过2008年12月SG15会议上对环网保护需求的讨论，RFC5317的JWT报告第88页已正式体现环网保护需求。
    （3）保护实现机制
    IETF专家倾向于采用MPLS-TEFRR和PW1︰1冗余保护，ITU-T专家倾向于在ACH中采用G.8131和G.8132的APS机制。FRR的Facilitybypass和Detour两种方式可提供环网保护，但在某些场景下非最优。G.8132可提供更多功能，比如多重故障时节点间的协调机制
等。IETF专家在学习了ITU-T保护机制的优点后，确定FRR进行以下改进：避免成环（loop），支持双向倒换、人工倒换、网管命令倒换和倒换优先级，支持节点配置来感知环拓扑，支持多重故障（即环分割），支持点到多点LSP。
    （4）保护倒换时间
    2008年12月SG15会议上对环网保护的50ms倒换时间参照SDH环网要求给出了条件限制。由于受LSP/PW保护组数量和3.33ms OAM报文处理能力的影响，建议线性保护的50 ms倒换时间需规范一定的保护组数量作为限定条件。
    3.3MPLS-TP和IP/MPLS的互通
    目前运营商的核心网都已采用IP/MPLS承载技术，因此MPLS-TP与IP/MPLS的互通将影响其网络应用范围和业务运维模式，如能否实现跨IP/MPLS核心网的OAM、保护和管理。但是，由于MPLS-TP在OAM、保护和控制平面存在一些关键问题待解决，因此互通机制尚未进入实质化阶段。