【摘 要】PTN網絡規模和帶寬在不斷增大，其承載的業務數量也在增加，而原有線性APS保護的一些不足也逐漸顯露出來。如何讓承載更可靠，環網保護技術成為眾望所歸，新一代的PTN環網保護技術在廣東移動開始實驗應用，其技術優勢和顯著效果成為大家關注的焦點，也成為PTN環網保護技術的新方向。
隨著無線側分組業務的日益增多，PTN正逐步替代SDH成為新一代移動承載網，SDH的環形拓撲組網也被繼承下來，成為PTN的主流組網形式。與之相應地，環網保護技術以其可靠、豐富的保護特性，多年來在PTN領域也一直為業內所追求。
1、線性APS保護方式的不足
PTN在中國移動已經商用4年多，現網保護方案采用最多的是線性APS 1:1/1+1技術。線性APS有兩條獨立通路，可以進行端到端的保護和倒換。作為一種端到端保護方式，線性APS以其規劃配置簡單、能滿足電信級50ms倒換時間要求，很快得到了推廣。但在實際應用中，也暴露了該技術的一些不足。
APS路徑需要提前規劃，以確保工作和保護路徑不能有重疊，否則在重疊段出現故障后，整個APS保護將失效。此工作大大增加了維護人員的負擔。
線性ASP保護不具備抗多點故障能力，如果工作和保護通道各有一處故障，APS保護將失效。
線性APS保護無法有效地控制故障影響范圍。由于線性APS保護為端到端保護，路徑中間任何一處故障都將導致業務端到端的整個倒換。當多條通道共享路徑時，一旦共享路徑出現故障，所有Tunnel都會同時倒換，導致故障影響范圍擴大，同時上報的大量告警信息也給故障定位和維護帶來了很多困擾。
環網技術應運而生
線性APS保護存在的上述不足，帶來PTN運維人員在實際維護中的諸多困擾，現網迫切需要一種更為可靠、便捷、實用的保護方案，PTN環網技術正是在這樣的背景下，應運而生。
2.1、國內PTN環網技術標準進展
環網技術最早起源于ITU-T 開發的T-MPLS標準。該標準中的G.8132 草案定義了T-MPLS環網wrapping保護技術，但在多環、標簽分配機制等方面均未定義，標準很不完善。該草案已于2008年2月被ITU-T廢除，其中就包括了MPLS-TP的環網標準，后續再也沒有啟動相關研究。
2008年4月，ITU-T和IETF成立聯合工作組（JWT），并由IETF主導開發MPLS-TP協議。截至目前，MPLS-TP協議體系中的環網標準尚未正式確定。
而在國內，環網標準發展取得一定進展。2012年1月，CCSA完成《PTN總體技術要求》和《分組傳送網（PTN）設備技術要求》規范定義，其中環網保護同時為《PTN總體技術要求》和《分組傳送網（PTN）設備技術要求》定義的重要功能。
3、規范定義的三種環網技術方案
《分組傳送網（PTN）設備技術要求》包括了3個環網方案，分別定義如下：
無環方案（G.8132方案）：每條LSP在經過的每個環上各建立一個閉環的保護LSP。該方案沒有利用環層業務標簽，所有業務基于LSP轉發、倒換。其本質上就是LSP的線性保護在環型拓撲上的應用。
半環方案（只有保護路徑配置環通道）：每個環配置一個保護通道，該方案需要全環業務標簽相同。 出現故障后，所有業務都通過該保護通道承載。正常工作時基于業務通道轉發，出現故障時基于環通道倒換，倒換后基于環通道轉發。
全環方案（工作和保護路徑都配置環通道）：業務的轉發和保護倒換均基于環通道。
3.1、三種方案對比分析
無環方案：
該方案對資源消耗極大，需要的環標簽數量與業務數量成正比，當業務數量多的時候，需要的標簽也需相應增加，對資源消耗也相應增加。該方案基于G.8132，原理和APS保護方式類似，需要為業務配置工作和保護Tunnel。當Tunnel穿過多個環時，需要每個環為Tunnel配置一條保護通道。一層業務標簽既要標識下環點，又要標識業務，且需要為每條業務單獨配置保護，當業務量較大時，配置工作將會十分復雜。
該方案與原有的LSP APS線性保護不能同時使用，從無環網保護向有環網保護的切換過程中，原有的LSP保護關系需刪除重新配置，切換時網絡存在較大安全隱患。
半環方案：
該方案的實現方式和MPLS標準定義有一定矛盾。該方案要求整環分配相同標簽，但MPLS標準定義中每個設備標簽分配是獨立的，這樣按照標準就無法保證環中兩個節點分配相同的標簽。
該方案會引起整個網絡的業務承載能力嚴重下降。按照MPLS標準定義，系
統需要保證分配出去的每個標簽值都有唯一確定的含義，即整個平臺使用統一的標簽資源。每臺設備都有一定的標簽空間，核心層、匯聚層設備標簽空間大于接入層設備的標簽空間。如果要求大標簽空間設備和共環的小標簽空間設備使用相同的標簽，大標簽空間設備就需要遷就小標簽空間設備的標簽容量，從而使整個網絡的業務承載能力嚴重下降。
全環方案:
該方案特征為環和業務獨立處理。上環和下環點處理Tunnel，中間節點不感知Tunnel，業務直接根據LSP標簽轉發。環通道標簽獨立于業務標簽，它標識業務的下環點，內層LSP標簽通知下環點如何處理和轉發業務。設備分配的環網標簽僅與環網節點數相關，與業務無關，由于節點數遠小于業務數，因此可以大量節省設備資源，配置工作量也相應大量減少。
該方案可與現網LSP APS線性保護相耦合，便于現網設備升級。全網方案增加了環LSP層，該層獨立于Tunnel LSP、PW層之外。該全環方案可以與原有的Tunnel LSP APS/PW APS保護共存，用戶可以根據需要在不刪除原有LSP/PW保護的情況下增加環網保護，不影響原有配置。兩種保護相互配合，更大程度提升了網絡可靠性。
從以上的理論分析不難看出，全環保護方案無論從MPLS標準滿足度、配置復雜性、與現網APS保護技術耦合性等方面都要優于無環和半環方案。現階段全環保護技術在中國移動的試商用正逐步展開，全環方案在東莞移動已經完成了現網驗證。
4、業界首個全環保護技術現網應用成果顯著
日前，廣東東莞移動完成了業界第一個基于全環的環網保護方案現網應用，效果顯著。
該方案涵蓋了現網的各種情況，包括單環、相切環、相交環等環網場景，以及環網保護+APS保護疊加場景，比如匯聚環+APS，接入環和匯聚環+APS、核心環和匯聚環+APS等，其中華為應用場景最全面，效果最好，其相交環應用場景為業界首次。在本次現網應用中，全環保護方案表現優異：E2E倒換時間最大為37ms，滿足電信級50ms倒換需求；帶寬利用率為50%，等效于APS保護的帶寬利用率；關鍵節點掉電重啟和鏈路故障回切0丟包。
全環保護方案的優異表現，增強了廣東移動對新一代環網保護技術的信心，事實證明全環的環網保護方案已完全滿足現網應用需求。相對于G.8132技術，全環的環網保護方案在業務規劃難度、配置維護效率、資源利用率等方面已全面領先。
總結
基于理論分析和現網應用情況可以看到，新一代環網保護方案能夠切實的幫助運維人員實現降低業務規劃難度、減少維護工作量，提高網絡可靠性，已經具備了現網商用能力。
在今后的中國移動PTN網絡建設中，新一代環網保護方案具備高可靠、易部署、適配場景廣泛等特點，必將成為中國移動PTN網絡最基本的業務保護方式，實現現網PTN業務更穩定、更可靠的運行。
