PTN开启IP业务传送的未来

*无阻塞分组交换系统架构为了保证专线、语音等业务的高QoS要求，新一代的PTN设备采用无阻塞的分组交换系统架构。

分组网络的QoS首先由设备的系统架构保证，分组设备的交换架构可以分成两类，即无阻塞Crossbar信元交换架构和低成本共享总线/共享内存架构。

无阻塞Crossbar架构的主要代表，是高端路由器和ATM交换机。其转发模块对转发的每一个分组报文进行定长信元切片，这些定长信元在交换模块进行无阻塞的信元交换后，重新恢复成完整的分组报文，等长信元交换消除了不等长的报文处理时延不一致的影响，因而能够保证任意端口的线速转发，执行严格的业务优先级策略，保障业务的时延、抖动、带宽、丢包率等QoS特性不受设备转发性能的影响。交换机和低端路由器普遍采用共享内存或共享总线架构，其集中存储转发机制存在性能瓶颈，总线冲突或内存读取时间的限制决定了其时延、抖动较大（一般在毫秒量级），存在丢包现象，不能保证严格的QoS优先级。

*面向连接组网保障完善的QoS机制

端到端的QoS需要采用面向连接的组网技术。在承载高QoS业务的专用IP承载网络中，为了避免动态路由造成的流量、流向无序变化对QoS的影响，IP路由器采用面向连接的MPLS-TE技术，通过集中路径规划、带宽预留，确保IP业务的QoS。MPLS-TP完全继承了MPLS-TE的面向连接的特性，通过集中网管或控制平面建立MPLSTunnel。另外，MPLS-TP建立的是静态传送管道，不需要动态路由刷新，仅受链路状态变化和业务配置影响，消除了动态路由刷新造成的故障扩散和路由震荡的影响。

通过双向LSP支持双向业务，双向业务能够保证双向业务时延、传送路径的一致性，连接数量降低一倍。

*硬件实现的端到端高性能OAM机制

PTN最突出的优势是其高性能的层次化的OAM机制，实现在复杂网络拓扑下实时、精确的故障定位功能。克服了IP/MPLS网络在故障检测、故障定位、告警抑制等方面的缺陷。

MPLS-TP分别针对伪线层、LSP隧道层和MPLS段层定义层次化的OAM报文处理机制，通过对分层网络的支持，上层OAM信息能够自动顺序下插到下层链路，使状态传递和告警抑制具有协议基础。MPLS-TP定义了完备的OAM报文，比如用于连通性检测的CC&CV，用于抑制下游告警和次生告警的AIS报文，用于反向回插远端告警指示维护双向链路状态的RDI报文，作为网络维护手段的LB报文等。

PTN的OAM报文处理采用硬件实现，显著提高了处理性能。传统路由器通过软件实现，性能受CPU处理能力的限制，高端路由器支持的LSP保护组的数量一般不超过2000条，而城域传送网的需求是数万条业务保护组。

由于定义了完善的OAM故障检测和传递机制，PTN能够在10ms内完成故障检测、50ms故障倒换的性能要求。MPLS-TP/T-MPLS定义了明确的线形保护、环形保护功能，能够支持1+1、1:1、环保护等多种网络保护技术，适应各种网络拓扑的需要。

*端到端的可视化集中网络管理

PTN集中网管系统提供端到端的业务配置、故障定位、性能监视、日常维护等功能，网管系统的可用性是评价PTN设备是否成熟商用的重要标志。

端到端集中网管是建立在面向连接的组网模型和端到端的OAM基础之上的，面向连接的组网模型才能维持业务和网络端到端清晰的拓扑，业务流量流向可以规划、可部署，高性能的OAM支持才能实时监视链路上任意节点的状态，层次化的OAM可以有效抑制次生告警，把注意力集中在根源告警上。PTN的业务建立除了集中网管静态配置以外，还可以采用控制平面自动建立方式，从而利用成熟的IP路由协议的灵活性。PTN发展展望随着3G和全业务的发展，运营商对于城域网的IP化传送解决方案需求迫在眉睫。PTN融合传送和数据能力的设计理念得到了大量运营商和设备制造商的认可，有望成为城域网的主流技术。从目前测试和试点情况来看，大部分PTN设备具备多业务承载能力，时延、抖动、误码和丢包等性能指标能够满足要求，1:1保护满足50ms倒换，部分厂家设备能够很好地支持1588v2协议，地面传输时间同步信号的精度高于±1滋s。另一方面，PTN设备目前还不能向SDH一样对性能劣化进行检测并促发倒换，也不支持环网保护，并且由于MPLS-TP的OAM相关标准还不完善，主要采用了T-MPLS的OAM机制。在网络维护和管理方面，端到端业务配置和管理能力还需要增强，运营商也还需要积累经验制定QoS参数配置原则。相信随着PTN的标准化和产业化的快速推进和技术的进一步成熟，PTN将在城域网率先得到应用。