Principios y análisis de la tecnología de red PTN

1. Sistema técnico

La idea original de PTN es utilizar una red de conexión similar a SDH que admita el rendimiento de un extremo a otro. gestión para satisfacer las necesidades de la red desde la generación actual a la siguiente. Evolución fluida de una generación para satisfacer los altos requisitos de ancho de banda de los servicios IP. Con este fin, la industria ha mejorado la tecnología Ethernet de Capa 2 de la serie IEEE 802.1 y la tecnología de conmutación IP de Capa 3 de la serie ITU-T 6.810 para formar PB.

2. Situación estándar

Los estándares técnicos de PTN son formulados conjuntamente por tres organizaciones: ① IEEE lidera la tecnología Ethernet, enfocándose en mejorar Ethernet como PBB y PBB-TE; ② IETF lidera IP; / El desarrollo del protocolo MPLS se centra en MPLS-TP, PWE3 y L2VPN (VPLS); ③ITU-T una vez lideró el desarrollo de T-MPLS. Actualmente, la atención se centra en la serie MPLS-TP g 8110.10 y la serie EOT G.8010, centrándose en la formulación de marcos y requisitos.

¿El antecesor de la tecnología MPLS-TP es la transmisión? Conmutación de etiquetas multiprotocolo (T-MPLS), el UIT-T comenzó a formular estándares técnicos T-MPLS en 2005 y ahora ha desarrollado un conjunto de estándares que incluyen arquitectura, equipos, conmutación de protección y gestión y mantenimiento de operaciones (OAM). Desde abril de 2008, el ITU-T y el IETF han cooperado oficialmente para desarrollar el estándar MPLS-TP. El IETF lidera el desarrollo del protocolo y el ITU-T es responsable de los requisitos de transmisión.

Hasta ahora, los estándares técnicos relevantes de PTN todavía se están mejorando. Los estándares actualmente reconocidos son: g. Arquitectura de red de capa MPLS-TP 8110.1v 1 y especificaciones; términos y definiciones de red de capa MPLS-TP G.8101v 1 (divididos en; Escenarios de aplicación de red de transporte y IP/MPLS); características funcionales del equipo G.8112MPLS-TP; especificaciones de gestión de elementos de red G.8131MPLS-TP; Protección de red en anillo; g. 8121am 1g. 8121 suplemento 1; modelo de gestión de información de elementos de red G.8152MPLS.

En los últimos años, mi país ha estado a la vanguardia en el desarrollo y aplicación industrial de estándares PTN basados ​​en MPLS-TP. La Asociación de Estándares de Comunicaciones de China (CCSA) TC6 organiza activamente a sus miembros para formular estándares de la industria de comunicaciones PTN. A partir de diciembre de 2012, los estándares publicados por CCSA (Asociación de Estándares de Comunicaciones de China) incluyen: Requisitos técnicos generales de PTN; Requisitos técnicos de la red de transporte de paquetes para equipos PTN: Métodos de prueba de PTN de la red de transporte de paquetes: Requisitos técnicos de interfuncionamiento de la red de transporte de paquetes (PTN).

En general, los requisitos y estándares marco para el plano de datos, el plano de gestión y OAM de MPLS-TP son relativamente maduros y estables, y el borrador del plano de control está en desarrollo. Las principales diferencias en el estándar MPLS-TP actual son OAM y protección, que se han dividido en dos soluciones técnicas representadas por PTN y la extensión IP/MPLS. De hecho, los intereses en conflicto de las industrias de transmisión y datos se destacaron en el estándar internacional, y ambas soluciones OAM finalmente se incluyeron en el estándar.

2. Análisis y principios técnicos clave de PTN

1. Protección de la red

La protección dentro de la red se divide en protección lineal y protección de red en anillo.

La protección lineal significa que después de que falla la ruta de trabajo, la protección lineal cambiará automáticamente a la ruta de protección para realizar el proceso de protección de extremo a extremo del negocio. Según las diferentes rutas de protección, la protección lineal se puede dividir en 1 1, 1: 1, 1: n. Las ventajas y desventajas de varios métodos se muestran en la siguiente tabla:

Las normas técnicas de PTN definen dos. Tipos de mecanismo de protección de red en anillo: envolvente y direccional.

Entre ellos, la protección del devanado es similar a la protección de la sección múltiplex de SDH. La acción de protección solo se realiza en los dos nodos adyacentes afectados por la falla, de modo que todos los servicios puedan evitar el punto de falla a través del ancho de banda de protección de la red en anillo. luego regrese al punto de falla. El ancho de banda operativo de un extremo. Pasando a la protección Por el contrario, todos los elementos de la red deben determinar si sus conexiones comerciales se ven afectadas por el punto de falla. Si se daña, el tráfico en el anillo local se conecta al ancho de banda de protección cercano y el destino del tráfico también se cambia al ancho de banda de protección cercano.

La protección lineal y la protección de red en anillo son métodos de protección importantes en la red. La elección de diferentes métodos de protección según los distintos entornos de red puede garantizar eficazmente la confiabilidad de las comunicaciones empresariales y ambos pueden complementarse entre sí. La protección de red en anillo generalmente se prefiere en la arquitectura de red en anillo, y la protección lineal se puede configurar por separado para servicios particularmente importantes. La doble protección puede proporcionar un servicio más confiable mediante un mecanismo de aplazamiento.

2. Tecnología de sincronización

La sincronización incluye dos conceptos: sincronización de frecuencia y sincronización de tiempo.

2.1 Ethernet síncrona

En las redes PTN se suele utilizar la tecnología Ethernet síncrona para lograr la sincronización de frecuencia.

La tecnología Ethernet síncrona es una tecnología de sincronización basada en la capa física, que es principalmente una tecnología para recuperar el reloj del flujo de código del enlace Ethernet. Ethernet recupera el reloj del transmisor del flujo de datos en serie a través del chip de la capa física. En el extremo transmisor, se inyecta un reloj de alta precisión en el chip de capa física (PHY) de Ethernet, que utiliza el reloj de alta precisión para enviar los datos. El chip PHY en el extremo receptor recupera el reloj, luego juzga la calidad del reloj informada por cada interfaz, selecciona la que tiene la mayor precisión, informa la información del nivel de calidad del reloj y sincroniza el reloj del sistema con ella. La interfaz Ethernet síncrona envía mensajes de información de estado de sincronización (SSM) patentados con información de reloj a través del canal de mensajes de sincronización Ethernet (ESMC) para notificar a los dispositivos descendentes que logren la sincronización en toda la red.

2.2 Tecnología IEEE 1588 V2

Con la aplicación de la tecnología PTN en backhaul móvil y otras redes, el entorno de aplicaciones ha presentado requisitos de sincronización horaria más precisos, como el reloj de 0,05 ppm. en frecuencia CDMA2000, requisito de sincronización de tiempo de 3us y requisito de sincronización de tiempo de 1,5us en TD-SCDMA.

En la actualidad, las redes PTN utilizan ampliamente la tecnología IEEE 1588 para lograr la sincronización horaria. ¿Cuál es el nombre completo del estándar IEEE 1588 V2? ¿Estándar de protocolo de sincronización de reloj preciso para sistemas de control y medición de redes? Abreviatura de Protocolo de sincronización de precisión (PTP).

PTP es esencialmente un sistema de sincronización maestro-esclavo. Utilizando el método de reloj maestro-esclavo para codificar información de tiempo, se puede registrar el tiempo de envío y el tiempo de recepción de la información del reloj síncrono. Cada pieza de información puede tener una marca de tiempo, de modo que el extremo receptor pueda calcular el retraso de la red y el retraso durante el proceso de transmisión. a través de registros de tiempo el desplazamiento de los relojes maestro y esclavo, corrigiendo así el reloj esclavo para sincronizarlo con el reloj maestro. Aunque PTP admite la sincronización de frecuencia y hora, debido a que IEEE 1588 utiliza un algoritmo a nivel de software, la convergencia de la sincronización de frecuencia no es buena cuando se transmiten mensajes de un lado a otro. La fluctuación y la asimetría de los mensajes son incontrolables. Recuperación de tiempo de mensajes IEEE 1588. Precisión de tiempo. Por lo tanto, IEEE 1588 enfrenta principalmente requisitos de sincronización de tiempo, y Ethernet síncrona enfrenta principalmente requisitos de sincronización de frecuencia de reloj. Generalmente, los dos se combinan para lograr la sincronización de la red PTN.

2.3 Funciones de Capa 3

Como red portadora, PTN admite el acceso y la transmisión de servicios de datos IP. Necesita admitir funciones de Capa 3 para cumplir con el enrutamiento y reenvío de servicios IP. . Actualmente, la capa central de PTN se usa ampliamente para abrir funciones de tres capas. La capa de agregación de acceso se implementa a través de la tecnología de túnel PTN, como se muestra en la Figura 1.

El equipo de capa de agregación de acceso PTN conecta datos IP desde ce a la capa central de PTN a través de la tecnología de túnel PTN. El nodo de la capa central PTN implementa el final del túnel, identifica los paquetes IP, completa la función de puente de L2 a L3 VRF en función de la dirección de destino y la información de la interfaz del paquete IP, busca en la tabla de enrutamiento VRF o en la tabla de enrutamiento IP el enrutamiento de paquetes. y reenvío (reenvía directamente al puerto físico real o agrega una etiqueta VRF).

La capa central de PTN admite múltiples capacidades de instancias de enrutamiento y reenvío virtual, es decir, puede proporcionar múltiples vrfs. El aprendizaje de rutas entre los nodos de la capa central PTN se puede completar de forma estática o dinámica; el método estático consiste en configurar estáticamente la tabla de reenvío de enrutamiento a través de la administración de la red, y el método dinámico consiste en publicar y aprender rutas dinámicamente a través del protocolo de enrutamiento MP-BGP (adecuado). para el modo de enrutamiento VPN).

3. Análisis del desarrollo de la tecnología de red

La demanda empresarial es siempre la fuerza impulsora del desarrollo tecnológico. Una misión importante de PTN es hacer frente a la próxima red TD-LTE. Como nueva arquitectura de red, el tráfico de red de estación única LTE consume una gran cantidad de ancho de banda y la capa de red tiende a ser similar a una malla.

1. Mayor ancho de banda

Con la llegada de la era de Internet móvil, los servicios de datos representan una proporción cada vez mayor de todo el tráfico de la red y la red portadora necesita tener escalabilidad de ancho de banda. y crecimiento sostenible de la red.

Debido a que el núcleo de PTN se basa en la transmisión de paquetes, Ethernet es el operador más eficiente. Sin embargo, la velocidad de transmisión máxima de Ethernet es mucho menor que la capacidad de transmisión de la fibra óptica (80 ondas? 40G). 3.2T requiere más ancho de banda de transmisión. En el caso de una gran demanda, la integración de PTN y la tecnología de red óptica será la mejor opción, a saber, POTN (PTN OTN), que también es una de las direcciones más importantes para el desarrollo tecnológico futuro.

2. Más inteligente

PTN se basa en tecnología orientada a la conexión y utiliza configuración estática para establecer conexiones. El número de conexiones de red es proporcional al cuadrado del número de nodos de red. Cuanto mayor es la escala, más conexiones hay y mayor es la carga de trabajo de abrir y mantener conexiones, por lo que es necesario introducir tecnología de plano de control inteligente. Al introducir la tecnología de plano de control inteligente, se puede mejorar enormemente la protección de las redes PTN para servicios portadores, al tiempo que se puede mejorar la eficiencia de utilización del ancho de banda de la red. Proporciona a los operadores una red PTN en malla robusta y altamente confiable de manera rentable.

3. Integración de la tecnología de red

El desarrollo de la tecnología se integra y cambia constantemente. El desarrollo de la tecnología de red se ve afectado en última instancia por los impulsores del negocio, y PTN Technology no es una excepción. El tiempo de desarrollo de PTN es relativamente corto y todavía existen muchos problemas. Necesita absorber otras tecnologías avanzadas y mejorarlas continuamente para satisfacer las necesidades comerciales. En el futuro, PTN integrará y absorberá gradualmente las características técnicas de OTN e IP/MPLS, y transformará la capa de transporte óptico en la futura red de transporte óptico de paquetes (P-OTN). Al presentar el plano de control inteligente ASON,