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传输技术
PTN综合接入设备在集客专线业务中的 组网应用
文章来源:本站原创  发布时间:2014-10-28  浏览次数:882
作者;崔勇 崔铎 王安生
( 中国移动通信集团辽宁有限公司网络管理中心  110179 )
摘要:随着传输技术发展,PTN网络也逐渐成为运营商的一种主导网络产品,而集客专线业务差异化服务需求,需要进一步统一网管,提高业务层面的可监控及管理能力,以提供适应市场客户前端的相应服务。本文从节约设备投入成本和增加网络安全及提高管理能力等维度考虑,针对集团客户专线业务引入PTN 综合接入设备组网应用方式。
关键词:PTN,MPLS-TP,OAM协议
1概述
      随着集团客户业务的发展,专线业务数量逐年递增,而客户服务质量要求也越来越高,这对各电信运营商的网络服务提出更高要求。以先进的技术,完善的网络管理手段,来提升品牌客户、重要客户的差异化网络服务的感知,将会起到维系客户、增加客户粘性和提高满意度的目的。
      目前辽宁移动集团客户专线接入方式主要分为以下三类:PTN末端设备接入方式、PON设备接入方式和光转、协转、MSAP等简单延伸接入方式。针对三种接入方式存在以下困惑:一是PTN设备在接入服务等级非重要级别客户专线时成本高;二是PON设备在组网方式上缺少保护机制,安全性低,大部分重要级用户不愿接受;三是“简单延伸”方式光协转网管功能有限, MSAP设备基于SDH核心,现已不建议大规模使用。
      面对集客专线业务的快速发展,现网存在一些问题,以及不同种类客户个性化的业务需求,在现有PTN网络基础上,需引入多元化的多业务接入手段。因此,一些设备厂商提供了“PTN综合接入设备”应用解决方案,本文从节约网络投入成本和提高网络安全、加强网络管理等维度考虑,针对集团客户专线业务引入PTN 综合接入设备组网应用方式。
2  PTN综合接入设备的组网应用
2.1  PTN综合接入设备定义
      PTN网络的远端接入产品,本身是定位于解决不同等级客户的接入需要,所以作为PTN设备的下游产品,应当具有丰富的产品类型满足用户对接口和业务的差异需要。本文提出的PTN综合接入设备,兼具PTN远端产品功能,主要具备以下综合特性:
(1)与PTN兼容,支持MPLS Tunnel/PW隧道,支持E-line,CES等业务;
(2)接口丰富,拥有多种产品类型及端口类型,如E1、V35、FE接口,便于后期升级提速;
(3)便于维护管理,支持OAM相关管理协议,便于测试与故障定位;
      PTN综合接入设备类型组网分类:
(1)综合接入汇聚设备:通常用于基站侧接入,也可用于客户侧,机框插卡式设备,可提供FE、GE、STM-1光接口,支持MPLS和SDH核心,与PTN具有业务互通和段层、LSP层的OAM兼容的能力,业务接口用于连接用户侧分组设备。
(2)综合接入客户侧设备:通常用于客户侧,盒式设备,提供用户FE/E1/V.35的接口,上行通过FE/GE连接到网络。采用PWE3伪线仿真协议对以太、E1、V.35信号到MPLS的业务仿真功能。
2.2  OAM关键协议
      运维管理OAM(Operation Administration & Maintenance)是降低网络维护成本的有效手段,MPLS-TP OAM 机制用于MPLS 层的运维管理。MPLS-TP OAM 可以有效检测、识别和定位MPLS 用户层面故障;在链路或节点出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换。
      MPLS-TP OAM 结合RFC5586 中定义的GACH(GenericAssociated Channel,通用关联通道)技术和Y.1731 以及G.8113.1 中定义的OAM 技术实现。
      主要协议如下:
(1)IEEE 802.3ah:应用于客户网络的最后一公里的以太网物理链路,用于监测用户网络与运营商网络之间的链路状态,典型协议为EFM OAM协议。用户通过在两个点到点连接的设备上启用以太网OAM功能,可以监控这两台设备之间的链路状态。
(2)IEEE 802.1ag/ITU-T Y.1731:应用于网络的接入汇聚层,用于监测整个网络的连通性、定位网络的连通性故障,典型协议为CFD协议。(CFD:Connectivity Fault Detection)
综合接入设备产品自身具有丰富的分组OAM特性,所采用技术与PTN相承一脉,并在结构上做符合接入层应用的合理化加强。综合接入设备采用MPLS-TP OAM 与PTN网络的故障定位,实现以下功能:
(1)有效检测、识别和定位MPLS 用户层面故障。
(2)有效度量网络利用率及网络性能。
(3)在链路或节点出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换,减少故障持续时间,提高网络可靠性。
2.3  典型应用模型分析
      场景一:MPLS-TP接入场景(如下图1示)
拓扑描述:
      模型是全程MPLS-TP模式,此场景启用OAM协议功能,可实现网管告警及检测功能。该场景主要应用在对业务安全性需求较高的以太专线接入及E1、V35业务的接入,如金融、政法等用户。
主要实现功能分析:
(1)利用MPLS-TP OAM实时检测业务通道的状态(正常、阻塞、性能劣化等情况),将状态信息反馈到网管上,使对业务状态可查知;
对于端到端的客户业务,在网络发生故障时,MPLS-TP OAM用于检测故障发生的区间,并有相应的告警机制,提示上游区段或下游区段的故障发生,进而可以准确的定位故障位置,大幅缩短故障处理历时。如所具有的LSP AIS、LSP RDI告警机制,LSP LB链路环回测试等,作用是检测到故障发生,并快速定位。
(2)MPLS-TP中的OAM是各种保护倒换的主要检测依据,设备利用它查看业务状态,后判别是否要有倒换操作,也使包括双路由保护、双归属保护成为可能;
MPLS-TP 线性保护倒换是为工作链路(主用链路)预先建立相应的保护链路(备用链路)并为其分配带宽,工作链路和保护链路构成一对保护组。当工作链路发生故障时,数据流迅速倒换到保护链路,减少由于LSP 失效造成的丢包或时延等问题,从而提高网络可靠性。MPLS-TP 线性保护倒换是端到端的保护结构。
(3)天然的通道隔离技术,业务标签的方式自然形成隔离;
MPLS-TP技术本身具有隧道隔离特点,用MPLS隧道标签保证不同的客户业务之间隔离,保证业务的安全性,也是确保用分组技术传送重要业务的必要条件。MPLS并保证相应的通道在传送带宽、传送优先级可设定。
(4)提供基于端口或VLAN的限速、QoS优先级;
MPLS-TP QoS 技术可以使MPLS-TP 网络在发生过载或拥塞时,确保重要业务的实时性和完整性,同时保证整个网络的高效运行。如指定Tunnel 或PW 的优先级、流分类、队列调度等。
(5)支持CES仿真,用于支持E1、V.35、以太等多业务接口。
此应用模型全程启用MPLS-TP技术,保证业务安全性及多种业务接口接入的同时,综合业务接入设备在开通时需要PTN设备厂家的密切配合,以完成MPLS-TP及相关OAM的互通。
综上所述,MPLS-TP OAM用于在综合接入设备到PTN网络的运维管理,可以有效检测、识别和定位MPLS-TP网络的故障,在链路出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换,从而有效降低网络维护的成本。
      场景二:纯以太业务接入场景(如下图2示)
      拓扑描述:
      此模型是以太网接入方式,PTN上端网络开启MPLS-TP功能。设备以太网端口支持标准的802.1ag功能,可以设备间实现802.1ag协议互通,实现故障判断与定位。设备开启支持业务级的Y.1731协议,实现业务的通信质量监控和管理(性能)。
      此场景主要应用于对业务安全性要求不高的以太网专线接入。
      主要实现功能分析:
(1)综合业务接入设备支持MEF(Metro Ethernet Forum,城域以太网论坛)定义的以太网业务类型: E-Line、E-LAN 和E-Tree,为用户提供以太网专线、专网和汇聚业务,基于VLAN对业务进行划分。
(2)支持基本QINQ及灵活QINQ,缓解日益紧缺的公网VLAN ID 资源问题,为小型城域网或企业网提供一种较为简单的二层VPN 解决方案,用户可以规划自己的私网 VLAN ID,不会导致和公网VLAN ID 冲突。
(3)环路检测支持基于接口和基于VLAN 的环路检测模式,主要应用于边缘接口。基于接口的环路检测以接口为单位进行环路检测。当在接口上发现环路存在时,将阻塞该接口;在到达自动恢复时间时,重新释放接口。基于VLAN 的环路检测以VLAN 为单位进行环路检测。接口环路检测能解决因环路对网络造成的影响,提高网络的自检错性、容错性和健壮性。
(4)提供由一系列流量管理技术组成的QoS,包括:优先级信任、流分类、流策略、优先级映射、队列调度、拥塞避免、基于接口和VLAN 的流量限速。
此场景在实际组网应用中较为普遍,实现开通较为简单、快速,对PTN网络数据影响最小。缺点是客户侧业务接口单一,接入侧网络业务安全性没有全程采用MPLS-TP技术组网高。
2.4 组网应用
      PTN综合接入设备组网接入方式包含局、用户侧的PTN接入产品,可以依照用户实际需求提供差异化方案解决,末端产品“定制化”,有效控制投资成本。同时具备内置DCN功能,可将网管信息通过带内方式穿越PTN网络,并通达至OMC网管平台,实现全网设备的可网管。本文主要针对小颗粒带宽(一般10M~100M)业务专线和重要级别的汇聚专线两种组网应用进行介绍。
小颗粒专线接入组网应用部署方式(如下图3示):
      需要在综合业务接入区或大型基站内署综合接入“汇聚”设备。“汇聚”设备通过GE链路连接PTN网络,FE光接口链路连接至远端客户侧设备。业务数据需PTN网络分配相应通道,实现专线业务以点到点或点到多点方式互通。
      网管数据,汇聚侧设备集中管理综合业务区内所有用户侧设备,网管数据经一条PTN通道接入 MDCN网,最终纳入地市OMC网管. 地市OMC网管向省公司综合网管开通北向接口。 MDCN网络需为综合接入区汇聚侧设备分配和OMC网管分配地址。
      重要专线多级汇聚收敛接入组网应用部署方式(如下图4示):
      一般为“总分”型结构也就是多级汇聚收敛结构,“总部”内放置综合接入“汇聚”设备,各“分支机构”内放置客户侧设备,每个“分支机构”的业务数据通过一条PTN通道汇聚到用户“总部”。
      网管数据,每个“分支机构”至“总部”,业务与网管数据公用一条PTN网络通道。“总部”把分离出的网管数据通过一条PTN通道传入MDCN网络。由MDCN网通接入地市OMC网管,地市OMC网管与省综合网管开通北向接口。MDCN网络需为“总部”汇聚侧设备分配管理地址。
3 总结
      PTN综合接入设备更大的优势是针对现有接入方式很好的进行了完善,强化了接入网可维护可管理的特性,有效平衡网络可管理性和成本投入,构成高效接入应用的远端解决方案。
综合业务接入设备的应用,旨在针对移动专线接入层网络进行一次有效的整体、长期规划,结合集客专线接入网络特点,选择一种可降低组网成本、可管理、业务类型丰富、高安全性、高可靠性的接入网络产品及方案,为移动集客专线市场提供可持续发展的综合接入网络平台。
参考文献:
[1] 瑞斯康达.《ITN产品用户手册》
[2] 刘彦平.《MPLS-TP技术原理》百度知识库
[3] 龚倩.《PTN规划建设与运维实战》人民邮电出版社
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