【摘 要】PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和帶寬在不斷增大，其承載的業(yè)務(wù)數(shù)量也在增加，而原有線性APS保護(hù)的一些不足也逐漸顯露出來(lái)。如何讓承載更可靠，環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)成為眾望所歸，新一代的PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)在廣東移動(dòng)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和顯著效果成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，也成為PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的新方向。
隨著無(wú)線側(cè)分組業(yè)務(wù)的日益增多，PTN正逐步替代SDH成為新一代移動(dòng)承載網(wǎng)，SDH的環(huán)形拓?fù)浣M網(wǎng)也被繼承下來(lái)，成為PTN的主流組網(wǎng)形式。與之相應(yīng)地，環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)以其可靠、豐富的保護(hù)特性，多年來(lái)在PTN領(lǐng)域也一直為業(yè)內(nèi)所追求。
1、線性APS保護(hù)方式的不足
PTN在中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)商用4年多，現(xiàn)網(wǎng)保護(hù)方案采用最多的是線性APS 1:1/1+1技術(shù)。線性APS有兩條獨(dú)立通路，可以進(jìn)行端到端的保護(hù)和倒換。作為一種端到端保護(hù)方式，線性APS以其規(guī)劃配置簡(jiǎn)單、能滿(mǎn)足電信級(jí)50ms倒換時(shí)間要求，很快得到了推廣。但在實(shí)際應(yīng)用中，也暴露了該技術(shù)的一些不足。
APS路徑需要提前規(guī)劃，以確保工作和保護(hù)路徑不能有重疊，否則在重疊段出現(xiàn)故障后，整個(gè)APS保護(hù)將失效。此工作大大增加了維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)。
線性ASP保護(hù)不具備抗多點(diǎn)故障能力，如果工作和保護(hù)通道各有一處故障，APS保護(hù)將失效。
線性APS保護(hù)無(wú)法有效地控制故障影響范圍。由于線性APS保護(hù)為端到端保護(hù)，路徑中間任何一處故障都將導(dǎo)致業(yè)務(wù)端到端的整個(gè)倒換。當(dāng)多條通道共享路徑時(shí)，一旦共享路徑出現(xiàn)故障，所有Tunnel都會(huì)同時(shí)倒換，導(dǎo)致故障影響范圍擴(kuò)大，同時(shí)上報(bào)的大量告警信息也給故障定位和維護(hù)帶來(lái)了很多困擾。
環(huán)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生
線性APS保護(hù)存在的上述不足，帶來(lái)PTN運(yùn)維人員在實(shí)際維護(hù)中的諸多困擾，現(xiàn)網(wǎng)迫切需要一種更為可靠、便捷、實(shí)用的保護(hù)方案，PTN環(huán)網(wǎng)技術(shù)正是在這樣的背景下，應(yīng)運(yùn)而生。
2.1、國(guó)內(nèi)PTN環(huán)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
環(huán)網(wǎng)技術(shù)最早起源于ITU-T 開(kāi)發(fā)的T-MPLS標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中的G.8132 草案定義了T-MPLS環(huán)網(wǎng)wrapping保護(hù)技術(shù)，但在多環(huán)、標(biāo)簽分配機(jī)制等方面均未定義，標(biāo)準(zhǔn)很不完善。該草案已于2008年2月被ITU-T廢除，其中就包括了MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)再也沒(méi)有啟動(dòng)相關(guān)研究。
2008年4月，ITU-T和IETF成立聯(lián)合工作組（JWT），并由IETF主導(dǎo)開(kāi)發(fā)MPLS-TP協(xié)議。截至目前，MPLS-TP協(xié)議體系中的環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)尚未正式確定。
而在國(guó)內(nèi)，環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展取得一定進(jìn)展。2012年1月，CCSA完成《PTN總體技術(shù)要求》和《分組傳送網(wǎng)（PTN）設(shè)備技術(shù)要求》規(guī)范定義，其中環(huán)網(wǎng)保護(hù)同時(shí)為《PTN總體技術(shù)要求》和《分組傳送網(wǎng)（PTN）設(shè)備技術(shù)要求》定義的重要功能。
3、規(guī)范定義的三種環(huán)網(wǎng)技術(shù)方案
《分組傳送網(wǎng)（PTN）設(shè)備技術(shù)要求》包括了3個(gè)環(huán)網(wǎng)方案，分別定義如下：
無(wú)環(huán)方案（G.8132方案）：每條LSP在經(jīng)過(guò)的每個(gè)環(huán)上各建立一個(gè)閉環(huán)的保護(hù)LSP。該方案沒(méi)有利用環(huán)層業(yè)務(wù)標(biāo)簽，所有業(yè)務(wù)基于LSP轉(zhuǎn)發(fā)、倒換。其本質(zhì)上就是LSP的線性保護(hù)在環(huán)型拓?fù)渖系膽?yīng)用。
半環(huán)方案（只有保護(hù)路徑配置環(huán)通道）：每個(gè)環(huán)配置一個(gè)保護(hù)通道，該方案需要全環(huán)業(yè)務(wù)標(biāo)簽相同。 出現(xiàn)故障后，所有業(yè)務(wù)都通過(guò)該保護(hù)通道承載。正常工作時(shí)基于業(yè)務(wù)通道轉(zhuǎn)發(fā)，出現(xiàn)故障時(shí)基于環(huán)通道倒換，倒換后基于環(huán)通道轉(zhuǎn)發(fā)。
全環(huán)方案（工作和保護(hù)路徑都配置環(huán)通道）：業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)和保護(hù)倒換均基于環(huán)通道。
3.1、三種方案對(duì)比分析
無(wú)環(huán)方案：
該方案對(duì)資源消耗極大，需要的環(huán)標(biāo)簽數(shù)量與業(yè)務(wù)數(shù)量成正比，當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)量多的時(shí)候，需要的標(biāo)簽也需相應(yīng)增加，對(duì)資源消耗也相應(yīng)增加。該方案基于G.8132，原理和APS保護(hù)方式類(lèi)似，需要為業(yè)務(wù)配置工作和保護(hù)Tunnel。當(dāng)Tunnel穿過(guò)多個(gè)環(huán)時(shí)，需要每個(gè)環(huán)為T(mén)unnel配置一條保護(hù)通道。一層業(yè)務(wù)標(biāo)簽既要標(biāo)識(shí)下環(huán)點(diǎn)，又要標(biāo)識(shí)業(yè)務(wù)，且需要為每條業(yè)務(wù)單獨(dú)配置保護(hù)，當(dāng)業(yè)務(wù)量較大時(shí)，配置工作將會(huì)十分復(fù)雜。
該方案與原有的LSP APS線性保護(hù)不能同時(shí)使用，從無(wú)環(huán)網(wǎng)保護(hù)向有環(huán)網(wǎng)保護(hù)的切換過(guò)程中，原有的LSP保護(hù)關(guān)系需刪除重新配置，切換時(shí)網(wǎng)絡(luò)存在較大安全隱患。
半環(huán)方案：
該方案的實(shí)現(xiàn)方式和MPLS標(biāo)準(zhǔn)定義有一定矛盾。該方案要求整環(huán)分配相同標(biāo)簽，但MPLS標(biāo)準(zhǔn)定義中每個(gè)設(shè)備標(biāo)簽分配是獨(dú)立的，這樣按照標(biāo)準(zhǔn)就無(wú)法保證環(huán)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分配相同的標(biāo)簽。
該方案會(huì)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)承載能力嚴(yán)重下降。按照MPLS標(biāo)準(zhǔn)定義，系
統(tǒng)需要保證分配出去的每個(gè)標(biāo)簽值都有唯一確定的含義，即整個(gè)平臺(tái)使用統(tǒng)一的標(biāo)簽資源。每臺(tái)設(shè)備都有一定的標(biāo)簽空間，核心層、匯聚層設(shè)備標(biāo)簽空間大于接入層設(shè)備的標(biāo)簽空間。如果要求大標(biāo)簽空間設(shè)備和共環(huán)的小標(biāo)簽空間設(shè)備使用相同的標(biāo)簽，大標(biāo)簽空間設(shè)備就需要遷就小標(biāo)簽空間設(shè)備的標(biāo)簽容量，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)承載能力嚴(yán)重下降。
全環(huán)方案:
該方案特征為環(huán)和業(yè)務(wù)獨(dú)立處理。上環(huán)和下環(huán)點(diǎn)處理Tunnel，中間節(jié)點(diǎn)不感知Tunnel，業(yè)務(wù)直接根據(jù)LSP標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)。環(huán)通道標(biāo)簽獨(dú)立于業(yè)務(wù)標(biāo)簽，它標(biāo)識(shí)業(yè)務(wù)的下環(huán)點(diǎn)，內(nèi)層LSP標(biāo)簽通知下環(huán)點(diǎn)如何處理和轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。設(shè)備分配的環(huán)網(wǎng)標(biāo)簽僅與環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)相關(guān)，與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)小于業(yè)務(wù)數(shù)，因此可以大量節(jié)省設(shè)備資源，配置工作量也相應(yīng)大量減少。
該方案可與現(xiàn)網(wǎng)LSP APS線性保護(hù)相耦合，便于現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備升級(jí)。全網(wǎng)方案增加了環(huán)LSP層，該層獨(dú)立于Tunnel LSP、PW層之外。該全環(huán)方案可以與原有的Tunnel LSP APS/PW APS保護(hù)共存，用戶(hù)可以根據(jù)需要在不刪除原有LSP/PW保護(hù)的情況下增加環(huán)網(wǎng)保護(hù)，不影響原有配置。兩種保護(hù)相互配合，更大程度提升了網(wǎng)絡(luò)可靠性。
從以上的理論分析不難看出，全環(huán)保護(hù)方案無(wú)論從MPLS標(biāo)準(zhǔn)滿(mǎn)足度、配置復(fù)雜性、與現(xiàn)網(wǎng)APS保護(hù)技術(shù)耦合性等方面都要優(yōu)于無(wú)環(huán)和半環(huán)方案。現(xiàn)階段全環(huán)保護(hù)技術(shù)在中國(guó)移動(dòng)的試商用正逐步展開(kāi)，全環(huán)方案在東莞移動(dòng)已經(jīng)完成了現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證。
4、業(yè)界首個(gè)全環(huán)保護(hù)技術(shù)現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用成果顯著
日前，廣東東莞移動(dòng)完成了業(yè)界第一個(gè)基于全環(huán)的環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用，效果顯著。
該方案涵蓋了現(xiàn)網(wǎng)的各種情況，包括單環(huán)、相切環(huán)、相交環(huán)等環(huán)網(wǎng)場(chǎng)景，以及環(huán)網(wǎng)保護(hù)+APS保護(hù)疊加場(chǎng)景，比如匯聚環(huán)+APS，接入環(huán)和匯聚環(huán)+APS、核心環(huán)和匯聚環(huán)+APS等，其中華為應(yīng)用場(chǎng)景最全面，效果最好，其相交環(huán)應(yīng)用場(chǎng)景為業(yè)界首次。在本次現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中，全環(huán)保護(hù)方案表現(xiàn)優(yōu)異：E2E倒換時(shí)間最大為37ms，滿(mǎn)足電信級(jí)50ms倒換需求；帶寬利用率為50%，等效于APS保護(hù)的帶寬利用率；關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)掉電重啟和鏈路故障回切0丟包。
全環(huán)保護(hù)方案的優(yōu)異表現(xiàn)，增強(qiáng)了廣東移動(dòng)對(duì)新一代環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的信心，事實(shí)證明全環(huán)的環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案已完全滿(mǎn)足現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用需求。相對(duì)于G.8132技術(shù)，全環(huán)的環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案在業(yè)務(wù)規(guī)劃難度、配置維護(hù)效率、資源利用率等方面已全面領(lǐng)先。
總結(jié)
基于理論分析和現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用情況可以看到，新一代環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案能夠切實(shí)的幫助運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)降低業(yè)務(wù)規(guī)劃難度、減少維護(hù)工作量，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，已經(jīng)具備了現(xiàn)網(wǎng)商用能力。
在今后的中國(guó)移動(dòng)PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，新一代環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案具備高可靠、易部署、適配場(chǎng)景廣泛等特點(diǎn)，必將成為中國(guó)移動(dòng)PTN網(wǎng)絡(luò)最基本的業(yè)務(wù)保護(hù)方式，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)PTN業(yè)務(wù)更穩(wěn)定、更可靠的運(yùn)行。
