电信传输!朱宁
Telecommunication 开'ansmission I 分组传送网的组织规划
分组传送网的组织规划
PTN Planning
朱 宁{上海贝尔股份有限公司，上海 201206)
Zhu Ning(Alcatel一Lucent Shanghai Bell Co. • Ltd. • Shanghai 201206. China)
摘要: 关键词:
根据基于 TMPLS/MPLS-TP 的 PTN 技术特性，从流量规划、复杂网络组织、 分组传送网; TMPLS; MPLS-TP;四周网，网络规划
保护、OoS 模型、山务承载模型几个15面，着重阐述了 PTN 规划的原则和需要 中图分类号 :TN915
〉主意的万面。 文献标识码 :A
文章编号 :1007-3043(2010)07一0026-04
Abstract:
ßased on the characteristics of TMPLS/MPLS-TP , it describes the principles of PTN planning and issues for attention , from the
aspects of traffic planning , complicated network structure , protectio门， OoS model and service carrying model
Keywords:
PTN; TM PLS; M PLS-TP; MAN; Network planning
O 前言
移动业务、三重播放和大客户租线是当前电信运
营商的三大重点发展业务，如何对这些业务进行高效
的电信级承载成为目前各大运营商所关注的问题。尽
管这三大业务共同的特点是高带宽和分组化，但目前
全球大部分的高带宽分组化业务仍然承载在 SDH 这
样的 TDM 传送网络上 O 在这种背景下，新一代分组传
送网 (ITN)技术成为了下一代城域传送网络的热门技
术，具有广阔的发展前景。
ITN 引入了大量分组领域内的概念，在业务组
织、流量规划、保护、QoS 模型等方面与传统的基于
TDM 的传送网有着显著区别，在实际部署 ITN 时需
收稿臼期 :2010一06-24
26 12010/0万DTPT
要从各个方面按照 ITN 技术特性采用相应的网络规
划原则。
1 PTN 流量规划
基于 TMPLS/MPLS-TP 的网络由于采用面向连接
的业务配置方式，并且每条业务和承载管道都可以定
义其 CIR/PIR，所以基本的流量规划可以沿用以前基
于 SDH 的方式，以物理管道作为最大承载能力(可设
置网络中每跳的最大负荷 如不超过链路带宽的
80%) ，以业务管道的 CIR 为固定承载带宽(相当于以
前的 VC12IVC4 的绑定)进行规划。基于这种规划方
法，可以保证端到端的 CIR 业务，这也是 ITN 区别于
其他分组承载技术的特点。
另一方面由于业务承载方式为统计复用的方式，
且保护方式也有所改变，所以在流量规划时需注意以
下几点 O
简单网络组网
与原 SDH 组网结构一致多个接入环与单个汇聚
环的两层组网方式，网络结构较为简单。可按照如下方
法规划。
a) 接入环。一般可按照接人节点的实际上传容
量，未来扩容预期指数， 800M 的环网带宽容量规划接
入环节点数量。同时需结合实际拓扑，并且在业务密集
区域一般不超过 8 个接入节点，业务稀疏区域不超过
16 个节点，以保证业务时延性能(特别是仿真业务)和
时间传送精度性能。需要注意的是，实际上接人 GE 环
网可提供 2G 的带宽，如果所有业务都需要保护，则按
照 lG 带宽计算 O 如果存在部分业务无需保护，则相应
网络带宽可增加一倍。
b) 汇聚环。在双节点互联的情况下，一般将接入
环网流量平均分配在 2 个汇聚节点上，避免接入环单
节点故障时接入环所有业务都发生倒换。汇聚环一般
为lOGE 环网，按每个接入环 800M 计算，汇聚节点交
叉容量应能够满足接入环数量 nx800M+线路交叉容
量。
复杂网络组网
汇聚核心层进行复杂网络组网，可不仅仅限于单
个或多个环网，而是能够利用汇聚核心层 PTN 设备的
能力，拓展整个 PTN 横向发展，组成网格状网络。在这
种情况下，业务流量选择路由较多，可按照如下方法规
划。
a) 各接人环区域业务流量就近(最近
的汇聚节点)接入，在向上层传送时按照各
节点分流的方式，应避免过多业务路径(包
括保护路径)经过同二中间汇聚节点，避免
保护路径和主用路径在中间某一节点相
~
A、 O
b) 统计每一条管道的 CIR，逐跳验证
每个物理连接在正常情况和保护倒换下的
带宽占用情况，并利用 CAC 功能在实际配
置时进行验证。
2 PTN 的保护与恢复
从图 l 可以看到，PTN 的保护种类丰
富，几乎和 SDH 的保护没有区别，但受限于
标准的原因，目前主要采用的是线性保护，
环网保护、双节点过环仍然在讨论中。随着
朱宁 l 电信传输
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标准的完善，PTN 将能够支持更多标准的保护方式。
PTN 和 SDH 一样，也能够支持控制平面，从而实
现承载管道的恢复。相比于 SDH 的 ASON ， PTN 的控
制平面(ASOB/GMPLS)与之没有本质上的区别，最大
的不同在于控制平面的对象从 SDH 的 VC4 变成了
PTN 的 Tunnel ，仍然是对管道连接进行恢复。
3 PTN 管道的汇聚
由于 TMPLS/MPLS-TP 管道的面向连接性和灵活
性，网络的组织并不困难。关键在于如何在规模部署时
采用合理的管道汇聚和保护方式，总体上可采用分层
的方式(汇聚核心层，接人层)实现业务。PTN 管道的汇
聚主要有下述 3 种方式。
全程 LSP 和 PW 端到端绑定方式(方式 1 )
这种方式下，LSP 的数量与接入节点的数量相同，
无管道汇聚能力，在规模部署时对 LSP 资源消耗极
大。对于故障保护，汇聚层的光纤故障将导致接入层所
有接入层上所有业务的保护倒换(如几千个基站同时
发生业务倒换) ，同时有上千条隧道或伪线发生倒换，
网络影响范围较大。
基于 MS-PW 的 PW 汇聚方式{方式 2)
在汇聚点采用伪线交换功能，类似 SDH 的对低阶
的汇聚 (VC12-VC4) ，将多个接人节点的隧道终结，将
多条接入节点上来的 PW 汇聚到汇聚层的 LSP 中。则
有效减少了汇聚层所需管理的 LSP 数量，同时能够保
图 1 PTN 的保护和恢复方式
邮电设计技术/2010/07 I 27
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Telecommunícatíon Transmíssíon r 分组传送网的组织规划
证基于 PW 伪线的业务端到端配置与监控。对于故障
保护，由于汇聚层和接入层的 LSP 各自的 1:1 保护倒
换都局限在各自层面内，实现了保护分层，不会互相影
响，避免了方式 1 中汇聚层故障导致大量接入层 LSP
倒换的情况发生O
基于层次化 VPLS 的汇聚方式(方式 3)
接入层的 PW 在汇聚层的 VSI 上终结，实现和方
式 2 一样的业务汇聚与保护分层功能，区别在于汇聚
的是以太网业务而非 MPLS-TP 的 PW，使得 PW 也被
终结，不再是从接入到汇聚的端到端 PW。此方式特别
适合于在接入层有多个接入节点之间的多点到多点的
业务需求。如果按照单平面的方式在所有接入和汇聚
节点之间开 E-LAN 业务 将极大地消耗接入层面的
带宽和 LSP/PW 资源，网络效率极低。采用方式 3 ，以
Spoke PW 实现接入节点与汇聚节点 VSI 之间的伪线
终结，这样既节省了带宽资源，降低了业务配置复杂
度，也便于网络维护与管理。
目前 PTN 标准成熟的网络保护方式是端到端的
1:1 线性 LSP 保护，是本阶段 PTN 规模部署最可靠的
保护方式，不会受到将来 MPLS-TP 标准化进程的影
响。以上 3 种方式都是基于 1:1 LSP 保护，而方式 2 和
3 则实现了保护的分层 使得汇聚层和接入层的保护
倒换都局限在各自层面内，不至于互相影响(这类似于
SDH 现网中，接入层采用 SNCP，汇聚层采用
MSPRING 环网进行分层保护)。现阶段基于 TMPLSI
MPLS-TP 的环网保护技术标准仍不确定(保护双节点
过环、双归连接等) ，受 MPLS-TP 的标准化进程影响较
大，在这种情况下，方式 2 和方式 3 相比环网保护更具
有实际意义，应成为现阶段规模部署 PTN 能力的重要
考量。
4 PTN 组网 QoS 模型
PTN 作为分组承载网络，具有统计复用的功能，因
此区别于 SDH 具有显著的 QoS 特性 O 但另一方面，
PTN 做底层承载网络，其目的在于提供可靠和高性能
(低时延)的传送，因此 QoS 又不能过于复杂，避免由
于对业务的 QoS 检测和处理过深，导致转发性能下
降，并增加了业务管理的复杂性。
在城域范围内大规模部署 PTN 承载网需从以下
几个方面考虑 O
业务需保证的带宽
各种类型的业务，无论优先级高低，都有其最基本
28 I 2010107/DTPT
的带宽需求，所以 QoS 设置时需要考虑每种类型业务
的 CIR 和 PIR。对于优先级较高的业务，只设置 CIR
(如语音业务、信令等) 0
表 1 典型的 PTN 承载业务 QoS 分配表
对应的服务 EXP/ DSCP 应 用
BE 。 。 互联网
AFl Green 1 10 企业租线
AF2Green 2 18 IPTV 视频点播
AF3 Green 3 26 IPTV 广播
AF4 Green 4 34 语音，高等级数据业务专线
EF 5 46 语音，仿真业务
CS6 6 48 信令，网管
CS7 7 56 同步信令，网管
业务的时延保证
不同业务的优先级主要体现在时延上。实际上在
现网测试中曾经定义过针对 2G/3G 基站和大客户业
务的优先级，可作为参考。以下优先级定义也可作为参
考，具体和承载业务属性相关，但由于 PTN 初期以承
载 IP 化基站为主，所以可参考现网测试的定义，并根
据实际流量(特别是数据业务的流量)对 CIR/PIR 进行
调整 O
层次化 QoS 的应用
尽管 PTN 应该避免过于复杂的 QoS 处理机制，但
是作为整个城域网范围内的综合业务承载网，随着组
网和承载业务的复杂化和扩大化，仅仅基于单层的
。而可能无法满足对某些特定客户或者特定业务定制
带宽的需求。随着网络的不断发展，PTN 可能需要从初
期单纯的移动业务承载 变成统一的数据业务承载平
台，这时需要对网络里的带宽进行进一步的细分，而非
所有业务仅通过一层 QoS(如 8 个级别)共同占用统一
物理带宽。
对物理带宽按照业务或者按照客户进一步的划分
可以通过层次化 QoS(H-QoS)来实现，对于同一物理
管道，可以针对普通租线，运营商 A，运营商 B ，以及移
动回传业务进行第一层带宽分配，保证这 4 种业务各
自能有一定的物理带宽分配的前提下，再根据业务内
部不同流的优先级进行转发。
层次化。oS 需要注意以下 2 点。
a) 层次化 QoS 一般作用于汇聚层，因为只有汇聚
层节点需要同时汇聚来自各个接入环的各种类型的业
务，并且有可能产生阻塞，需要对不同用户不同大类的
业务内部进行优先级调度。而在接入层每个接人节点
业务流向比较单一，基本按照 GE 环网保证物理带宽
设计流量，在进入汇聚层之前不存在阻塞调度问题。
b) 层次化 QoS 一般设置 2 层即可。第一层用于区
分业务大类或客户，主要体现在网络带宽分配上。第二
层用于区分某一业务大类或客户内部不同业务流的优
先级，主要体现在优先级(时延性能)分配上。基于这样
的架构比较清晰，不宜采用更多层次，否则将产生非常
复杂的业务管理。过深的层次不仅体现不出传输层的
传送效率(承载颗粒传送非精细化业务流处理) ，而且
会降低整个网络的转发性能O
5 PTN 业务承载模型及网管配置
PTN 初期以承载移动回传和大客户业务为主，其
中移动回传以点到点业务为主 大客户业务除点到点
业务外还有多点到点 (E-Tree) 或多点到多点的 (E
LAN 业务)。
网络管理应该能够支持上述 EVPL 和 EVPLAN
业务端到端的配置O
在用网管进行业务配置时，应先规划好每条业务
的属性，提供一张业务属性分配表备案，以便进行业务
配置和业务调整时的参考。具体业务属性分配表应至
少包括如F信息。
a) 业务标识名称(包括所属业务大类或大客户) 0
b) 业务类型(仿真或以太网业务 E-Line/E-LAN/
E-Tree) 0
c) UNI 客户侧业务描述:飞TLAN ID/VLAN 优先级
(或 DSCP 优先级)。
d) 业务 PTN 承载描述(包括 PTN 中的优先级和
CIRlPIR)0
e) 业务起点和业务终点 O
f)业务路径描述(包括工作路径和保护路径 )0
g) PW 标识和 Tunnel 标识。
6 PTN 扩容方式
PTN 由于采用了面向连接的传送网络架构，其扩
容方式与 SDH 网络的扩容方式及其相似。
对于板卡的扩容可直接在空余槽位中增加扩容板
卡，且对原有板卡(用于组网或业务下落)没有任何影
响 O 值得注意的是，对于采用通用交换架构的 PTN 设
备，节点扩容更加自由和灵活。一方面所有槽位都与通
用交换矩阵无阻塞全总线连接，背板带宽完全对等，没
有任何槽位限制。另一方面，所有槽位不仅对同一类型
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板卡(如lOGE 或 GE 板卡)没有限制，对不同类型板
卡(如 SDH 板卡)也没有限制，在扩容时，可根据业务
需求灵活选择 SDH 板卡或分组板卡，甚至于 OTN 和
WDM 板卡 O
对于网络节点的扩容，存在以下 2 种情况。
在网络边缘扩容，实现网络的延伸
在原有 PTN 环网外增加一条链形延伸节点，原有
PTN 环网的业务不受任何影响 只需实现新增节点和
扩容节点之间的物理连接，然后在新增节点上开通新
增节点与原有网络各节点之间的业务。由于业务都承
载在逻辑的新建 LSP 和 PW 中(原有业务不经过新增
节点) ，且兀需像 SDH 的 VC4/VC12 那样占用固定带
宽和时隙，部署起来几乎没有限制(受限于物理带宽和
标签范围) ，完全可以在不影响现有业务的情况下实
现。
在网络中间扩窑，实现网络容量增长
在原有 PTN 环网的 2 个节点之间新增一个汇聚
节点，区别于第一种情况，原有网络必须被破坏作n破
环加点) ，形成新的物理连接。更重要的是，原有肝N
管道也随之被破坏，没有保护的业务会中断，所有经过
该段的 LSP 的标签转发路径也会变化，整个网络的配
置都会受到影响。PTN 部署到一定阶段，结构会逐步复
杂，如果每增加一个节点就要对原有 PTN 管道进行大
幅度调整(如删除所有原 LSP，然后重建) ，是不可接受
的。在这种情况下，需要增强网管的配置功能，保证实
现业务不中断，并且保证原有业务和承载 PW 在扩容
完成后不需要重新配置。
值得注意的是，无论怎样处理，这种方式的扩容都
存在对原 Tunnel 的切换和调整操作，此时如果采用了
第 3 章中所描述的 PTN 管道汇聚方式 2 或方式 3 ，则
可以大大提高扩容的效率，因为方式 2 和方式 3 实现
了 Tunnel 的汇聚，有效的减少了需要操作的 Tunnel
的数量，把网络扩容的影响控制在有限的→段网络范
围之内。
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