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PTN环网保护技术的新方向

发布时间:2019-04-25 18:34:42

PTN络范围和带宽在不断增大,其承载的业务数量也在增加,而原有线性APS保护的一些不足也逐步显现出来。如何让承载更可靠,环保护技术成为众望所归,新一代的PTN环保护技术在广东移动开始实验运用,其技术优势和显著效果成为大家关注的焦点,也成为PTN环保护技术的新方向.

随着无线侧分组业务的日趋增多,PTN正逐步替换SDH成为新一代移动承载,SDH的环形拓扑组也被继承下来,成为PTN的主流组情势。与之相应的,环保护技术以其可靠、丰富的保护特性,多年来在PTN领域也一直为业内所寻求。

1 线性APS保护方式的不足

PTN在中国移动已商用4年多,现保护方案采取多的是线性APS 1:1/1+1技术。线性APS有两条独立通路,可以进行端到端的保护和倒换。作为一种端到端保护方式,线性APS以其计划配置简单、能满足电信级50ms倒换时间要求,很快得到了推行。但在实际运用中,也暴露了该技术的一些不足。

APS路径需要提前计划,以确保工作和保护路径不能有重叠,否则在堆叠段出现故障后,全部APS保护将失效。此工作大大增加了保护人员的负担。

线性ASP保护不具备抗多点故障能力,如果工作和保护通道各有一处故障,APS保护将失效。

线性APS保护没法有效地控制故障影响范围。由于线性APS保护为端到端保护,路径中间任何1处故障都将致使业务端到端的整个倒换。当多条通道同享路径时,一旦同享路径出现故障,所有Tunnel都会同时倒换,致使故障影响范围扩大,同时上报的大量告警信息也给故障定位和维护带来了很多困扰。

2 环技术应运而生

线性APS保护存在的上述不足,带来PTN运维人员在实际保护中的诸多困扰,现迫切需要一种更加可靠、便捷、实用的保护方案,PTN环技术正是在这样的背景下,应运而生。

2.1 国内PTN环技术标准进展

环技术早起源于ITU-T 开发的T-MPLS标准。该标准中的G.8132 草案定义了T-MPLS环wrapping保护技术,但在多环、标签分配机制等方面均未定义,标准很不完善。该草案已于2008年2月被ITU-T废除,其中就包括了MPLS-TP的环标准,后续再也没有启动相关研究。

2008年4月,ITU-T和IETF成立联合工作组(JWT),并由IETF主导开发MPLS-TP协议。截至目前,MPLS-TP协议体系中的环标准还没有正式确定。

而在国内,环标准发展获得一定进展。2012年1月,CCSA完成《PTN总体技术要求》和《分组传送(PTN)设备技术要求》规范定义,其中环保护同时为《PTN总体技术要求》和《分组传送(PTN)装备技术要求》定义的重要功能。

3 规范定义的三种环技术方案

《分组传送(PTN)设备技术要求》包括了3个环方案,分别定义以下:无环方案(G.8132方案):每条LSP在经过的每一个环上各建立一个闭环的保护LSP。该方案没有利用环层业务标签,所有业务基于LSP转发、倒换。其本质上就是LSP的线性保护在环型拓扑上的运用。

半环方案(只有保护路径配置环通道):每个环配置一个保护通道,该方案需要全环业务标签相同。 出现故障后,所有业务都通过该保护通道承载。正常工作时基于业务通道转发,出现故障时基于环通道倒换,倒换后基于环通道转发。

全环方案(工作和保护路径都配置环通道):业务的转发和保护倒换均基于环通道。

3.1 3种方案比较分析

无环方案:

该方案对资源消耗极大,需要的环标签数量与业务数量成正比,当业务数量多的时候,需要的标签也需相应增加,对资源消耗也相应增加。该方案基于G.8132,原理和APS保护方式类似,需要为业务配置工作和保护Tunnel。当Tunnel穿过量个环时,需要每个环为Tunnel配置一条保护通道。一层业务标签既要标识下环点,又要标识业务,且需要为每条业务单独配置保护,当业务量较大时,配置工作将会十分复杂。

该方案与原有的LSP APS线性保护不能同时使用,从无环保护向有环保护的切换进程中,原有的LSP保护关系需删除重新配置,切换时络存在较大安全隐患。

半环方案:

该方案的实现方式和MPLS标准定义有一定矛盾。该方案要求整环分配相同标签,但MPLS标准定义中每一个装备标签分配是独立的,这样依照标准就无法保证环中两个节点分配相同的标签。

该方案会引发整个络的业务承载能力严重下落。按照MPLS标准定义,系统需要保证分配出去的每一个标签值都有确定的含义,即全部平台使用统一的标签资源。每台设备都有一定的标签空间,核心层、汇聚层装备标签空间大于接入层装备的标签空间。如果要求大标签空间装备和共环的小标签空间设备使用相同的标签,大标签空间装备就需要迁就小标签空间装备的标签容量,从而使全部络的业务承载能力严重下落。

全环方案:

该方案特点为环和业务独立处理。上环和下环点处理Tunnel,中间节点不感知Tunnel,业务直接根据LSP标签转发。环通道标签独立于业务标签,它标识业务的下环点,内层LSP标签通知下环点如何处理和转发业务。设备分配的环标签仅与环节点数相干,与业务无关,由于节点数远小于业务数,因此可以大量节省设备资源,配置工作量也相应大量减少。

该方案可与现LSP APS线性保护相耦合,便于现设备升级。全方案增加了环LSP层,该层独立于Tunnel LSP、PW层之外。该全环方案可以与原有的Tunnel LSP APS/PW APS保护共存,用户可以根据需要在不删除原有LSP/PW保护的情况下增加环保护,不影响原有配置。两种保护相互配合,更大程度提升了络可靠性。

从以上的理论分析不难看出,全环保护方案不管从MPLS标准满足度、配置复杂性、与现APS保护技术耦合性等方面都要优于无环和半环方案。现阶段全环保护技术在中国移动的试商用正逐渐展开,全环方案在东莞移动已完成了现验证。

4 业界全环保护技术现运用成果显著

日前,广东东莞移动完成了业界个基于全环的环保护方案现运用,效果显著。

该方案涵盖了现的各种情况,包括单环、相切环、相交环等环场景,和环保护+APS保护叠加场景,比如会聚环+APS,接入环和会聚环+APS、核心环和会聚环+APS等,其中华为运用场景全面,效果,其相交环应用场景为业界首次。在本次现运用中,全环保护方案表现:E2E倒换时间为37ms,满足电信级50ms倒换需求;带宽利用率为50%,等效于APS保护的带宽利用率;关键节点掉电重启和链路故障回切0丢包。

全环保护方案的优异表现,增强了广东移动对新一代环保护技术的信心,事实证明全环的环保护方案已完全满足现运用需求。相对G.8132技术,全环的环保护方案在业务计划难度、配置保护效率、资源利用率等方面已全面。

5 总结

基于理论分析和现应用情况可以看到,新一代环保护方案能够切实的帮助运维人员实现下落业务计划难度、减少维护工作量,提高络可靠性,已具有了现商用能力。

在今后的中国移动PTN络建设中,新一代环保护方案具有高可靠、易部署、适配场景广泛等特点,势必成为中国移动PTN络基本的业务保护方式,实现现PTN业务更稳定、更可靠的运行。

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