分组传送网PTN环网保护和双归保护实现机制的研究.docx

分组传送网（PTN）环网保护和双归保护实现机制的研究
[摘要]
随着3G移动通信系统IP化和面向IP的全业务时代到来，现有基于电路交换的SDH传送网正在向基于分组交换的电信级的分组传送网（PTN）演进，TD-LTE时代PTN网络承载的业务无论在数量方面还是在可靠性方面都对网络提出了更高的要求。保护是PTN满足运营商级需求的重要特性，本文主要探讨PTN环网和双归保护机制，重点提出了两种Wrapping环网保护实现方案和一种双归保护实现方案，并分别对各种故障场景下的倒换情况进行分析。
1.背景及PTN保护方式简介1.1.PTN技术发展的背景IP化业务的爆炸式增长和数据业务的大量涌现，使得以TDM(TimeDivisionMultiplexing，时分复用)电路交换为内核的SDH(SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系)技术已经无法适应业务分组传送的需求，以IP分组交换为内核的PTN（PacketTransportNetwork，分组传送网）技术应运而生，成功实现了全业务的统一承载和网络的融合，形成了灵活、高效和低成本的分组传送平台。中国移动在PTN技术研究领域一直走在全球最前沿，中国移动已大规模现网应用PTN设备，近期PTN主要用于承载重要集团客户业务和TD-LTE基站回传，未来将对2G/3G/LTE移动通信业务、普通集团客户及家庭客户PON网络等全业务场景进行承载。由于PTN近期承载业务的重要性及远期承载业务的全面性，PTN网络的可靠性显得异常重要，因此对其保护方式的研究是PTN技术研究里不可或缺的一项工作。1.2.PTN技术具有丰富完备的保护方式丰富完备的的生存性技术是PTN七大关键技术之一，直接影响了城域传送网络的可靠性和安全性。在城域传送网的网元、网元间连接、网元与客户层网元间连接、网元部件出现单点或多点失效时，PTN将启用冗余保护机制，提供网络快速愈合能力，实现业务保护。PTN保护方式分为网络保护（即网络-网络接口（NNI）的保护）、接入链路保护（即用户-网络接口（UNI）的保护）和网元级保护三类。如图1所示，其中，网络保护包括线性保护和环网保护，线性保护又分为路径1+1/1:1线性保护、子网连接保护（SNCP）等，环网保护则分为单环保护、环相交保护、环相切保护等；接入链路保护包括以太网链路聚合（LAG）保护和链路线性1+1/1:1保护，链路线性1+1/1:1保护又分为以太网接口的链路线性1+1/1:1保护和STM-N接口的链路线性1+1/1:1保护，而双归保护是线性保护和接入链路保护的功能组合；网元级保护指网元内部关键部件的冗余保护。本文将重点讨论PTN环网保护和双归保护的实现方案。

图1PTN保护方式示意图2.环网保护2.1.原G.8132标准定义的Wrapping保护原PTN环网保护的国际标准G.8132已被废止，新国际标准尚未制订，中国移动正在积极商讨PTNWrapping环网保护的新型实现方案，原G.8132标准基本思想对新方案研究起到一定的启发作用。原G.8132标准规定在PTNWrapping环网保护场景下，每一条工作路径均配置一条与其方向相反的封闭环路路径作为保护路径。如图2所示，一条业务流入环中，业务上载节点为A，下载节点为D，其工作路径配置为A=>B=>C=>D，同时配置一条与其方向相反的封闭环路作为保护路径，即A=>F=>E=>D=>C=>B=>A。保护路径的标签分配必须和工作路径的标签分配相关联，以便业务能够基于LSP在工作路径和保护路径之间进行保护倒换。
图2G.8132中Wrapping保护标签分配示意图
工作标签分配：A[W1]->B[W2]->C[W3]->D；保护标签分配：A[P1]->F[P2]->E[P3]->D[P4]->C[P5]->B[P6]->A；工作和保护标签的关联关系：[W1]<->[P6]，[W2]<->[P5]，[W3]<->[P4]。当节点B和C之间发生故障时，C点检测到故障后向节点B发送APS请求，同时改从保护路径上接收业务；节点B接收到APS请求后发生倒换，改向保护路径上发送业务，LSP标签由工作标签W1交换为保护标签P6，业务沿环反向传至节点C；节点C将LSP标签由保护标签P4交换为工作标签W3，业务由节点C流至下载节点D下载。最终，业务路径及LSP标签应用为：A[W1]->B->B[P6]->A[P1]->F[P2]->E[P3]->D[P4]->C[W3]->D；Wrapping倒换由失效点相邻两节点B和C协调完成。节点失效可等效为失效节点相邻两链路同时失效。
2.2.两种新型实现机制下的Wrapping保护2.2.1.基于通道模式环保护标签方式的Wrapping保护基于通道模式环保护标签方式的Wrapping保护基本处理机