我國的IP業(yè)務路由器發(fā)展還是很迅速的，隨著互聯網不斷的深入發(fā)展，也提出新興的寬帶技術要滿足電信業(yè)務的承載需求。移動互聯網將成為下一代互聯網的主體，而下一代移動寬帶網必須要能同時滿足傳統(tǒng)電信業(yè)務和移動互聯網業(yè)務的承載需求。

業(yè)務的IP化和傳送的分組化將成為未來網絡的演進主線。在接入方面，下一代移動接入網絡將向LTE演進，而PON將成為固定寬帶接入的主流技術;在干線網方面，IPoverWDM/OTN組網已經成為主流并在相當長的時間內能夠滿足業(yè)務發(fā)展需求;在城域網方面，SDH/MSTP、以太網和IP/MPLS技術都在爭奪市場，但在寬帶匯聚和backhaul承載應用中又表現出不同的局限性，一種結合傳送和數據能力的PTN技術將開啟IP業(yè)務傳送的未來。設計理念：高效實現IP化和電信級IP化和電信級是推進城域網演進的兩大需求。IP化具備兩層含義，業(yè)務的IP化是指不管是語音、數據還是多媒體業(yè)務，都將以IP作為封裝和地址標識;網絡的IP化是指不管是移動網絡還是固定網絡都將以滿足承載IP業(yè)務路由器為主。IP業(yè)務的多樣性和IP業(yè)務路由器的突發(fā)特性必然要求承載網絡具備QoS和統(tǒng)計復用能力，以SDH為代表的純一層的“剛性管道”技術逐漸不能適應未來IP業(yè)務的承載。此外，傳統(tǒng)城域網業(yè)務是典型的匯聚型業(yè)務，交換和路由功能一般是在核心層或匯聚層以上完成的，而P2P業(yè)務和LTEX2接口則有fullmesh組網的需求，因此對靈活性的要求也越來越高。

另一方面，業(yè)務的IP化并不意味著所有的IP業(yè)務路由器都成為盡力而為的業(yè)務，可擴展性、可靠性、可管理性和服務質量依然是城域網的基本需求。例如，LTE要求S1接口單向時延不超過5ms，TD-SCDMA系統(tǒng)要求時間同步信號精度高于±1.5us，50ms保護倒換能力仍然是衡量網絡可靠性的一個重要指標。以面向非連接技術為基礎的以太網和IP技術在QoS、保護和可管理性方面面臨挑戰(zhàn)。近幾年，電信級以太網(CE)和分組傳送網(PTN)成為熱點，CE側重于描述電信級業(yè)務的五大特征，而PTN側重于描述傳送網的分組化。PTN的主流技術包括MPLS-TP和PBB-TE，其核心理念是分別采用MPLS和以太網的封裝和轉發(fā)機制，保留原有的分組交換和QoS機制，去除一些復雜的三層或二層協議，取消MAC地址學習、生成樹和泛洪等以太網無連接特性，增強OAM能力，實現基于業(yè)務和網絡的層次化管理，并且增強了網絡的保護能力。此外，為了增強網絡的靈活性，PTN引入了控制平面來實現資源發(fā)現和連接的自動建立，并且通過強大的管理平面來實現可控可管的動態(tài)特性。

可以看出，PTN融合了傳送和數據能力，在以面向連接的方式實現IP化和電信級的同時，盡量去除一些復雜的協議和處理，降低網絡復雜度和成本。PTN的這種設計理念首先會在城域網中體現優(yōu)勢。第一，目前城域網的匯聚層和接入層仍然以匯聚型業(yè)務為主，不需要強大的路由功能，而PTN的統(tǒng)計復用和QoS能力能夠滿足業(yè)務IP化發(fā)展。第二，城域網覆蓋范圍大，節(jié)點多，通過網管建立連接和保護能夠更好地滿足時延、抖動和保護倒換時間要求。第三，PTN類似于SDH的層次化OAM機制有利于進行故障定位，提高網絡的運維能力。第四，PTN采用雙向LSP技術構建對稱性網絡，有利于采用1588v2協議提供時間同步。第五，PTN可引入控制平面提高網絡靈活性，滿足未來業(yè)務的承載需求。

分層多業(yè)務傳送網絡模型MPLS-TP采用了分層網絡模型，包括偽線層(PW)、LSP隧道層(LSPTunnel)和段層(MPLSSection)，實現業(yè)務路徑、傳送通道和物理鏈路等不同邏輯功能的層次化。傳送網內部通過把不同的邏輯功能分層，網絡拓撲和業(yè)務拓撲更加清晰，使得網絡的運維管理更加簡便高效，易于實現故障隔離和告警抑制功能，有效降低傳送網需要維護的連接數量。

偽線層負責完成業(yè)務的統(tǒng)一封裝，在IP業(yè)務路由器轉發(fā)過程中提供端到端透明傳送路徑，實現多業(yè)務傳送。IP/MPLS技術已經發(fā)展出一套完整的業(yè)務封裝方式，PTN采用IETF定義的PWE3協議實現以太、TDM、IP等多種業(yè)務的分組化封裝，可以保持傳送網與業(yè)務網的相對獨立，使二者之間的維護界面更清晰，解決了數據網絡中IP和MAC報文頭部兼作傳送網標簽，不能保持傳送網與業(yè)務網的有效隔離問題。

LSP隧道層嵌套多個同路由的PW業(yè)務路徑，在傳送組網過程中屏蔽物理鏈路層的限制，實現帶寬分配、靈活調度、端到端的故障隔離功能。MPLS-TP采用在MPLSVPN網絡中成熟應用的MPLStunnel技術，在傳送過程中確定流向和流量，構成端到端傳送通道。

無阻塞分組交換系統(tǒng)架構為了保證專線、語音等IP業(yè)務路由器的高QoS要求，新一代的PTN設備采用無阻塞的分組交換系統(tǒng)架構。分組網絡的QoS首先由設備的系統(tǒng)架構保證，分組設備的交換架構可以分成兩類，即無阻塞Crossbar信元交換架構和低成本共享總線/共享內存架構。

無阻塞Crossbar架構的主要代表，是高端路由器和ATM交換機。其轉發(fā)模塊對轉發(fā)的每一個分組報文進行定長信元切片，這些定長信元在交換模塊進行無阻塞的信元交換后，重新恢復成完整的分組報文，等長信元交換消除了不等長的報文處理時延不一致的影響，因而能夠保證任意端口的線速轉發(fā)，執(zhí)行嚴格的業(yè)務優(yōu)先級策略，保障業(yè)務的時延、抖動、帶寬、丟包率等QoS特性不受設備轉發(fā)性能的影響。交換機和低端路由器普遍采用共享內存或共享總線架構，其集中存儲轉發(fā)機制存在性能瓶頸，總線沖突或內存讀取時間的限制決定了其時延、抖動較大(一般在毫秒量級)，存在丟包現象，不能保證嚴格的QoS優(yōu)先級。

面向連接組網保障完善的QoS機制

端到端的QoS需要采用面向連接的組網技術。在承載高QoS業(yè)務的專用IP承載網絡中，為了避免動態(tài)路由造成的流量、流向無序變化對QoS的影響，IP路由器采用面向連接的MPLS-TE技術，通過集中路徑規(guī)劃、帶寬預留，確保IP業(yè)務路由器的QoS。MPLS-TP完全繼承了MPLS-TE的面向連接的特性，通過集中網管或控制平面建立MPLSTunnel。另外，MPLS-TP建立的是靜態(tài)傳送管道，不需要動態(tài)路由刷新，僅受鏈路狀態(tài)變化和IP業(yè)務路由器配置影響，消除了動態(tài)路由刷新造成的故障擴散和路由震蕩的影響。

硬件實現的端到端高性能OAM機制

PTN最突出的優(yōu)勢是其高性能的層次化的OAM機制，實現在復雜網絡拓撲下實時、精確的故障定位功能?？朔薎P/MPLS網絡在故障檢測、故障定位、告警抑制等方面的缺陷。MPLS-TP分別針對偽線層、LSP隧道層和MPLS段層定義層次化的OAM報文處理機制，通過對分層網絡的支持，上層OAM信息能夠自動順序下插到下層鏈路，使狀態(tài)傳遞和告警抑制具有協議基礎。MPLS-TP定義了完備的OAM報文，比如用于連通性檢測的CC&CV，用于抑制下游告警和次生告警的AIS報文，用于反向回插遠端告警指示維護雙向鏈路狀態(tài)的RDI報文，作為網絡維護手段的LB報文等。

PTN的OAM報文處理采用硬件實現，顯著提高了處理性能。傳統(tǒng)路由器通過軟件實現，性能受CPU處理能力的限制，高端路由器支持的LSP保護組的數量一般不超過2000條，而城域傳送網的需求是數萬條IP業(yè)務路由器保護組。由于定義了完善的OAM故障檢測和傳遞機制，PTN能夠在10ms內完成故障檢測、50ms故障倒換的性能要求。MPLS-TP/T-MPLS定義了明確的線形保護、環(huán)形保護功能，能夠支持1+1、1:1、環(huán)保護等多種網絡保護技術，適應各種網絡拓撲的需要。

端到端的可視化集中網絡管理

PTN集中網管系統(tǒng)提供端到端的IP業(yè)務路由器配置、故障定位、性能監(jiān)視、日常維護等功能，網管系統(tǒng)的可用性是評價PTN設備是否成熟商用的重要標志。端到端集中網管是建立在面向連接的組網模型和端到端的OAM基礎之上的，面向連接的組網模型才能維持業(yè)務和網絡端到端清晰的拓撲，業(yè)務流量流向可以規(guī)劃、可部署，高性能的OAM支持才能實時監(jiān)視鏈路上任意節(jié)點的狀態(tài)，層次化的OAM可以有效抑制次生告警，把注意力集中在根源告警上。PTN的業(yè)務建立除了集中網管靜態(tài)配置以外，還可以采用控制平面自動建立方式，從而利用成熟的IP路由協議的靈活性。

PTN發(fā)展展望隨著3G和全業(yè)務的發(fā)展，運營商對于城域網的IP化傳送解決方案需求迫在眉睫。PTN融合傳送和數據能力的設計理念得到了大量運營商和設備制造商的認可，有望成為城域網的主流技術。從目前測試和試點情況來看，大部分PTN設備具備多業(yè)務承載能力，時延、抖動、誤碼和丟包等性能指標能夠滿足要求，1:1保護滿足50ms倒換，部分廠家設備能夠很好地支持1588v2協議，地面?zhèn)鬏敃r間同步信號的精度高于±1滋s。另一方面，PTN設備目前還不能向SDH一樣對性能劣化進行檢測并促發(fā)倒換，也不支持環(huán)網保護，并且由于MPLS-TP的OAM相關標準還不完善，主要采用了T-MPLS的OAM機制。在網絡維護和管理方面，端到端IP業(yè)務路由器配置和管理能力還需要增強，運營商也還需要積累經驗制定QoS參數配置原則。相信隨著PTN的標準化和產業(yè)化的快速推進和技術的進一步成熟，PTN將在城域網率先得到應用。