《PTN技术介绍》课件

技术介绍PTN分组传送网基础知识介绍，基于架构的下一代Packet TransportNetwork MPLS-TP传送网技术详解本课程将全面介绍电信级分组网络技术的关键创新，帮助您深入理解技术的原理、架构和应用场景PTN目录1技术背景与发展PTN了解技术的产生背景和发展历程PTN2技术原理PTN深入学习的基本原理和核心技术PTN3网络架构PTN掌握的网络分层和拓扑结构PTN4关键技术详解PTN详细分析、保护、同步等关键技术OAM本课程将从八个方面系统介绍技术，包括应用场景分析、与对比、未PTN IPRAN来发展趋势等内容，为您构建完整的知识体系PTN第一部分技术背景与发展:PTN技术演进背景市场驱动因素随着网络演进趋势的兴起，传统业务向分组化转型的运营商对高品质、低成本网络的追求成为主要驱动力传统ALL IPTDM SDH需求日益迫切移动网络数据业务的爆发式增长，对网络传输能网络在承载以太网业务时效率偏低，急需新的技术解决方案来应力提出了更高要求对挑战的定义PTN核心概念技术基础应用价值分组传送网是基于多协议标签交换传送平提供电信级的网络服务质量保障，支Packet TransportNetwork MPLS-TP-一种面向连接的分组交换网络技术，面技术构建，结合了传送网的可靠持多种业务类型的高效传输，满足现SDH主要用于承载电信级以太网业务和性和网络的灵活性优势代通信网络的多样化需求TDM IP业务技术发展历程PTN1年2007-2008概念提出，和联合制定标准，为技术发展奠PTN ITU-T IETFMPLS-TP定基础2年2010-2012首批设备商用部署，在移动回传网络开始大规模应用，技术PTN逐步成熟3年2015-2020技术全面成熟并广泛应用，与技术融合发展，迎来新的PTN SDN发展机遇产生的背景PTN网络演进趋势ALL IP网络演进成为必然趋势，传统网络技术面临转型压力，需要新的解决方案来适应变化业务增长需求移动网络数据业务爆发式增长，对网络带宽、时延、可靠性提出更高要求，传统技术难以满足成本控制要求运营商需要在保证服务质量的同时控制建设和运营成本，寻求更高效的网络解决方案解决的问题PTN能力不足承载效率低OAM传统网络缺乏电信级的操作、管理和维护传统网络承载以太网业务时效率低下，造IP SDH能力，无法满足运营商级网络的管理需求成带宽资源浪费，需要提升传输效率运维复杂性能要求严格网络运维管理复杂度不断增加，需要简化网移动回传网络需要高带宽、低时延特性，业络管理，提高运维效率和可靠性务保护倒换时间要求在以内50ms第二部分技术原理:PTN基础架构核心特性技术基于协议栈构建，采用面向连接的分组交换机具备集中式网络管理和控制能力，提供端到端的业务保护机制PTN MPLS-TP制通过标签交换实现高效的数据转发，同时保证电信级的服务支持精确的网络同步时钟体系，确保各类业务的正常运行质量基本原理PTN标签交换面向连接集中管理基于标签交换的分组转采用面向连接的业务传提供集中式的网络管理发机制，实现高效的数送模式，保证业务的可和控制，简化网络运维据传输和路径控制靠性和服务质量操作业务保护具备端到端的业务保护机制，确保网络服务的连续性技术基础MPLS-TP简化扩展源于MPLS但进行优化功能精简移除复杂控制平面能力增强强化OAM和保护功能静态配置支持静态LSP配置快速保护提供50ms保护倒换标签交换原理标签分配入网节点为数据包分配并添加标签，建立转发路径标签包含路径和QoS信息，指导后续转发过程标签转发网络中间节点根据标签进行快速转发，无需进行复杂的路由查找基于硬件的标签交换比传统路由更高效IP标签移除出网节点移除标签并将数据包传递给目的地标签可以嵌套使用形成标签栈，支持多层次的网络服务协议栈结构PTN客户层支持以太网、等多种业务类型TDM适配层伪线仿真技术实现业务适配PWE3交换层标签交换核心功能MPLS-TP物理层支持以太网等接口SDH/PDH/业务模型PTN多点VPLS点到点PW基于的多点到多点连接服务VPLS基于伪线的点到点连接，提供专线业务连接VPWS基于的点到点连接业务VPWS以太网业务仿真TDM支持等以太网业务承载ETH/VLAN支持等传统业务仿真E1/T1TDM第三部分网络架构:PTN分层设计理念架构优势网络采用分层架构设计，包括接入层、汇聚层、核心层和管分层架构便于网络规划和扩展，降低网络复杂度各层设备在端PTN理层每一层都有明确的功能定位和性能要求，实现网络的层次口数量、交换容量和功能特性上有所差异，满足不同场景需求化管理网络分层架构PTN管理层网络管理和控制功能核心层大容量传输能力汇聚层业务聚合和分发接入层汇聚客户业务流量PTN网络采用四层架构设计，每层承担不同职责接入层负责收集和汇聚用户业务流量，汇聚层提供业务的进一步聚合和智能分发功能核心层提供大容量、高可靠的传输通道，管理层实现对整个网络的统一管理和控制各层设备在性能指标、端口配置和功能特性方面都有明确的差异化定位网络拓扑结构PTN环形拓扑适合城域网和接入网部署，提供良好的保护能力和资源利用率具备快速故障恢复特性，是PTN网络中最常用的拓扑结构树形拓扑适合层次化网络部署，结构清晰便于管理从核心到边缘逐层扩展，满足不同区域的覆盖需求网状拓扑适合核心网络部署，提供多路径冗余和负载分担能力具有最高的可靠性，但网络复杂度和成本也相对较高混合拓扑根据实际需求灵活组网，结合多种拓扑结构的优势在不同网络层次采用不同拓扑，实现最优的网络设计节点结构PTN控制平面转发平面管理平面时钟平面提供路由计算和信令处理功基于硬件的快速转发引擎，实提供网管接口和管理功能，支提供精确的同步时钟功能，保能，实现网络的智能控制和管现线速的数据包处理和转发持远程配置和监控证网络的时间同步要求理平面OAM提供运维管理功能，包括故障检测、性能监测和配置管理设备类型PTN接入设备PTN部署在基站侧，提供业务接入和汇聚功能具备小容量、低成本特点，支持多种业务接口类型汇聚设备PTN部署在汇聚节点，提供中等容量的业务汇聚和转发平衡性能和成本，是网络的重要中间层设备核心设备PTN部署在核心节点，提供大容量、高性能的业务处理能力具备最高的可靠性和扩展性要求一体化设备PTN融合多种功能于一体，适合小型网络或特殊应用场景降低设备数量和维护复杂度第四部分关键技术详解:PTN核心技术体系技术创新价值的关键技术包括伪线仿真、运维管理、保护与恢每项关键技术都针对特定的网络需求和挑战，通过技术创新解决PTN PWE3OAM复、同步技术和服务质量保障等这些技术相互配合，构建传统网络的局限性这些技术的有机结合使具备了电信级网QoS PTN了完整的技术体系络的各项特性PTN技术详解PWE3端到端仿真在分组网络上仿真各种传统业务仿真TDM支持结构化和非结构化仿真以太网仿真支持各种以太网业务仿真业务适配解决业务适配和封装问题PWE3技术通过在分组网络中建立虚拟的端到端连接，实现对传统电路交换业务的完美仿真该技术支持多种业务类型的透明传输，保持业务的原有特性和服务质量要求，是PTN实现多业务承载的关键技术技术详解OAM故障管理性能管理提供故障检测、定位和告警功能，快速实现性能监测、统计和分析，持续跟踪识别网络问题并生成相应告警信息网络运行状态和服务质量指标监测能力配置管理提供端到端、段到段的全方位监测能支持配置下发、验证和备份，确保网络力，覆盖网络的各个层面和环节配置的正确性和一致性保护与恢复技术线性保护提供和保护模式，通过备用路径实现快速业务切换工作路径故障1:11+1时，业务自动切换到保护路径，保证业务连续性环网保护采用以太环网保护交换技术，实现环形拓扑下的快速保护倒ERPS换通过阻塞端口避免环路，故障时快速开放备用路径端到端保护提供级别的端到端保护，自动倒换时间小于支持自LSP/PW50ms动恢复和手动倒换模式，满足不同业务的保护需求同步技术详解±±

4.6ppm1μs频率精度时间精度基于物理层和分组层的频率同步精度要求基于IEEE1588v2协议的时间同步精度50ns100ns精度精度SyncE PTP同步以太网技术提供的时间传递精度精确时间协议在网络中的时间同步精度PTN同步技术包括频率同步和时间同步两个方面频率同步通过物理层和分组层实现，时间同步基于IEEE1588v2协议同步以太网SyncE技术和精确时间协议PTP技术相结合，提供高精度的时钟同步服务，支持多种同步源的选择与切换技术详解QoS业务分类流量管理基于多种字段进行业务分类与标记，识实施限速、整形和策略控制，合理分配别不同业务类型网络资源链路优化拥塞管理提升链路利用率，实现端到端策略保采用先进的队列调度算法，优化网络性QoS证能标签技术MPLS-TP标签分配机制标签交换过程主要采用静态配置方式分配标基于硬件实现高速标签交换，提签，简化网络配置和管理标签供线速转发能力支持多层标签包含转发信息和参数，指导嵌套，形成标签栈结构，满足复QoS数据包的处理和转发过程杂网络场景需求标签空间管理支持本地标签空间和全局标签空间，灵活适应不同组网需求与MPLS-TP传统在控制平面简化和增强方面存在显著差异MPLS OAM第五部分应用场景:PTN应用领域广泛场景特色鲜明技术凭借其电信级的可靠性和灵活性，在多个领域得到广泛不同应用场景对技术有着不同的需求特点移动回传注重低PTN PTN应用从移动回传网络到政企专网，从数据中心互联到智慧城市时延和高可靠性，数据中心互联关注大带宽和灵活调度，政企专建设，都发挥着重要作用网强调安全性和业务隔离PTN移动回传网应用多代基站支持支持基站回传，提供从到的可2G/3G/4G/5G NodeB/eNodeB RNC/BSC靠连接适应移动网络技术演进需求，实现平滑升级多业务承载同时承载语音、数据、视频等多种业务类型，满足移动用户的多样化需求提供差异化的服务质量保障性能要求满足低时延、高可靠性的严格要求，保证移动业务的用户体验支持网络的平滑演进和动态扩容政企专网应用银行金融电力调度政府专网为银行系统提供安全可靠构建电力调度专网，保障建设政府内部专用网络，的专网连接，支持关键业电网安全稳定运行和实时确保政务信息的安全传输务的稳定运行监控能力和处理企业互联实现企业总分支机构互联，提供高质量的企业内部通信服务政企专网应用要求PTN提供安全、可靠的业务承载能力通过业务隔离和端到端的服务质量保障，确保关键业务的稳定运行PTN的电信级特性使其成为政企专网建设的理想选择数据中心互联应用云服务支持支持虚拟化和云服务应用备份容灾数据中心备份和容灾连接大容量传输3提供大容量数据传输能力低时延高带宽满足低时延、高带宽要求灵活调整5灵活的带宽调整能力数据中心互联是PTN的重要应用场景，要求网络提供大容量、低时延的传输能力PTN通过灵活的带宽调整和高效的业务承载，满足数据中心间大规模数据传输和实时同步的需求智慧城市应用传感器网络视频监控连接城市各类传感器设备，收集环境、交通、能耗等多维度数据信息构建城市视频监控网络，实现公共安全的全方位覆盖和实时监控能力公共安全建设城市公共安全网络，提供应急通信和指挥调度能力物联网支持5智能交通为各类物联网应用提供可靠的网络连接和数据传输服务支持智能交通系统，实现交通流量优化和智能调度管理跨域互联应用骨干城域连接实现骨干网与城域网之间的高效连接，提供大容量的数据传输通道支持多种业务的统一承载和管理多业务接入支持多种业务类型的接入与传送，实现业务的统一管理和调度提供差异化的服务质量保障机制运营商互联实现不同运营商网络之间的互联互通，支持跨网业务的无缝连接提供国际网络互联和区域网络互通能力第六部分与对比分析:PTN IPRAN对比意义选择依据和都是现代分组传送网络的重要技术方案，在技术架技术选择需要综合考虑业务需求、网络环境、成本控制和未来发PTN IPRAN构、应用场景和性能特点方面各有优势深入对比两种技术有助展等多个因素不同的应用场景和业务特点决定了技术方案的适于选择最适合的网络解决方案用性技术架构对比对比项目技术技术PTN IPRAN基础架构基于，面向基于，面向无MPLS-TP IP/MPLS连接连接控制方式集中式控制，静态配分布式控制，动态路置为主由为主技术复杂性相对简单，易于管理较为复杂，灵活性高标准化程度标准，电信级要标准，网络标准ITU-T IETFIP求采用面向连接的架构设计，更适合电信级应用场景基于成熟的技PTN IPRAN IP术，在灵活性和可扩展性方面具有优势两种技术在复杂性和管理难度上存在明显差异业务承载能力对比业务带宽分配确定性适用场景TDM优先保障传统业务，采用固定带宽分配，确定性高，资源利两种技术各有适用的业务场PTN TDMPTN PTN IPRAN对数据业务更友好使用统计复用方式用率更优景和应用环境IPRANIPIPRAN网络性能对比10ms时延PTN端到端时延小，抖动控制优秀20ms时延IPRAN时延和抖动相对较大

99.99%可靠性PTNQoS保障能力强，可靠性高

99.9%灵活性IPRAN流量工程灵活性高，扩展性好在网络性能方面，PTN在时延控制和服务质量保障方面表现更优，特别适合对实时性要求高的业务IPRAN在流量工程和网络扩展性方面具有优势，更适合数据业务为主的网络环境网络管理对比管理PTN管理IPRAN管理简单，类似网管，易于掌握和操SDH管理复杂，需要专业网络知识和技能IP作运维成本故障定位运维难度和人员成本存在明显差异故障定位准确快速，相对复杂PTNIPRAN成本结构对比适用场景对比适用场景PTN适合对可靠性要求极高的关键业务场景，如金融、电力、政府等行业专网在TDM业务比例较高的混合网络中表现优异适用场景IPRAN适合业务变化频繁、扩展需求大的数据业务网络在纯数据业务环境中具有成本和灵活性优势融合部署两种技术可以在同一网络中融合部署，在不同层次和区域采用不同技术，实现优势互补演进策略根据业务发展和网络演进需求，制定合理的技术选择和迁移策略，确保投资保护和平滑演进第七部分未来发展趋势:PTN发展驱动力技术融合趋势网络建设、云计算发展、物联网普及等新兴技术的快速发展，正朝着与、、等新技术深度融合的方向发展通过5G PTN SDN NFVAI为技术提出了新的需求和挑战网络智能化、自动化运维成技术融合创新，将在未来网络架构中发挥更重要的作用PTN PTN为发展的重要方向技术演进方向PTN更高带宽向100G/400G接口发展，满足大容量数据传输需求支持更大规模的业务承载和网络扩展能力更大容量向T级交换容量发展，提供超大规模的数据处理能力满足数据中心和云服务的高容量需求更低时延向微秒级端到端时延发展，支持超低时延业务应用满足工业互联网和自动驾驶等实时应用需求更智能化引入AI辅助运维，实现网络的自动化管理和智能优化提高运维效率，降低人工干预需求与融合PTNSDN业务编排开放北向接口支持业务编排1自动化配置自动化配置和业务部署集中控制器集中控制器实现网络资源调度控制转发分离4控制平面与转发平面分离资源利用率5提高网络资源利用率PTN与SDN的融合将实现网络的可编程化和智能化通过控制与转发平面分离，集中式控制器可以更好地管理网络资源，实现业务的快速部署和动态调整与融合PTN NFV功能虚拟化软件化实现将传统网络功能虚拟化为软件模块，运硬件设备功能软件化，降低对专用设备1行在通用硬件平台上的依赖，提高网络灵活性成本降低扩展性增强降低网络建设和运营成本，提高资源利43提高网络的灵活性和扩展性，支持快速用效率和投资回报率的业务创新和部署在承载中的应用PTN5G全程承载支持网络的前传、中传和回传全程承载需求提供端到端的网络连接5G和服务质量保障，满足业务的多样化要求5G超低时延满足超低时延和高带宽需求，支持等关键业务应用通过精确5G uRLLC的时间同步和优化的转发机制实现毫秒级时延网络切片支持网络切片技术，为不同业务提供专用的网络资源和服务保5G障实现业务隔离和差异化服务质量管理在云网融合中的角色PTN云连接提供云数据中心之间的高速可靠连接，支持云服务的分布式部署快速部署支持云服务的快速部署和动态调整，提供弹性的网络资源分配服务保障保障云业务的服务质量，提供端到端的性能监控和管理能力弹性调度提供资源弹性调度能力，根据业务需求动态分配网络资源网络即服务实现网络即服务NaaS模式，提供灵活的网络服务和计费模式与新技术融合PTN边缘计算结合与边缘计算结合，在网络边缘提供计算和存储能力，降低业务时延人工智能结合结合技术实现网络智能运维，自动故障诊断和性能优化AI区块链结合与区块链技术结合，提供可信的网络服务和数据传输能力4量子通信结合探索与量子通信技术的结合，提供更高安全级别的网络服务第八部分总结与展望:技术成熟度未来机遇技术经过十多年的发展，已经成为电信级分组传送网的成熟随着、云计算、物联网等新技术的快速发展，面临新的发PTN5G PTN解决方案在可靠性、服务质量保障、运维管理等方面都达到了展机遇通过与新技术的融合创新，将在未来网络中发挥更PTN电信级标准重要的作用技术优势总结PTN电信级可靠性提供

99.99%以上的网络可用性，支持50ms快速保护倒换，确保关键业务的连续性和稳定性强大能力OAM具备完善的故障管理、性能管理和配置管理功能，提供端到端的网络监控和维护能力完善保护机制支持多种保护方式，包括线性保护、环网保护和端到端保护，满足不同场景的保护需求精确同步能力提供高精度的频率和时间同步，支持各种对同步要求严格的业务应用。