一、PTN支持L3VPN需求
LTE作为下一代无线发展的风向标,从2008年起就已经进入热炒期。随着高清视频点播、高清视频监控、实时RGB在线游戏、音乐下载和移动电视等业务的发展,原有2G/3G技术无法满足需求,尤其是近年来移动便携终端的大发展,要求网络支持更高分辨率的图像和更加清晰的视频源。引入LTE,不仅在带宽方面可以满足高清视频业务的发展,还可以支持更多的宽带用户,真正实现无线宽带化。LTE目前已经获得Vodafone、Verizon、T-Mobile、TeliaSonera、中国移动和NTT DoCoMo等多家运营商的广泛支持,TeliaSonera、Vodafone以及Verizon等已经明确将进行LTE部署,LTE已成为后3G时代的主导标准。
目前在LTE的承载方案中,L2VPN的技术无法完成端到端的组网承载能力,特别是在大型的LTE传送网中,业界普遍的观点是需要在LTE传送网中引入L3VPN技术,以满足LTE传送的需求。PTN作为下一代传送网的主流技术,已经开始大规模商用,那么PTN如何演进支持LTE承载,是业界目前非常热点的问题。本文就PTN如何支持L3VPN等技术问题进行了深入的分析和探讨。
二、PTN承载LTE方案
对于LTE传送网采用何种设备来实现,业界还存在一定的争论,有基于路由器来实现LTE承载需要的L3VPN组网,这里面的对比分析不在本文的探讨范围,本文主要探讨PTN上演进支持L3VPN能力后,如何实现LTE的承载,方案基本原理如下图:
在网络接入汇聚层仍然采用Line的组网技术,实现基站业务到核心PTN节点的点到点传送。核心PTN节点需要支持L3VPN能力,在核心PTN节点终结接入汇聚的Line业务后,内部完成L2到L3的桥接,进入到L3VPN转发处理。
对于S1流量,通过接入汇聚层的传送管道送到核心PTN节点,然后在通过PTN核心节点的L3VPN转发到相应的sGW或者MME,包括本地的和远端的。
对于X2接口,先通过接入汇聚层的传送管道送到核心PTN节点,然后再通过L3VPN(包括本地转发和远端VPN转发)转发到接入汇聚层的传送管道,向下传送到目的基站。
三、PTN支持L3VPN技术探讨
PTN设备具有的主要基本特征包括:
- 设备简单、可靠
- 可运维、可管理
- 具有端到端的电信级保护能力
那么在PTN借鉴数据领域的L3VPN技术时,需要满足以上的基本特征,而传统的L3VPN技术,比较复杂,难于运维,因此PTN在引入L3VPN技术时,需要对其进行适当的简化。
3.1 方案基本原理
在PTN支持L3VPN的方案里,基本思路是NNI侧的管道技术不变,采用PTN的静态隧道技术,以保留PTN在隧道层以下的OAM和保护技术。UNI上支持L3的路由和转发能力,并通过VRF实现不同L3转发实例之间的隔离。基本方案如下:
隧道技术:PE之间的隧道技术仍然采用PTN的静态隧道技术,以充分利用PTN隧道的OAM和保护技术
VPN路由技术:PE之间的VRF路由,可以通过如下两种方式完成:
- PE之间的VRF路由,通过MP-BGP来发布和学习
- PE之间的VRF路由,通过网管配置静态路由来完成
PE和CE之间的路由发布和学习,通过IGP(OSPF、ISIS、RIP等)完成
PTN支持简化L3VPN方案的核心思想:
把IP作为一种业务,承载在MPLS-TP的静态隧道之上,IP业务和L2的业务没有本质区别。
3.2 封装原理
在L3VPN的技术方案中,协议封装主要包括接入汇聚层的PW封装和核心层的L3VPN封装两部分,如下图:
在接入汇聚采用PW封装,通过E-Line模型传送相应的业务接入汇聚层UNI侧的协议封装如下:
- Ethernet(带VLAN)/IP
- 接入汇聚层NNI侧的协议封装如下:
- LSP标签/PW标签/Ethernet(带VLAN)/IP
在核心节点之间采用L3VPN封装,通过VRF上的路由转发相应的业务转发到本地SGW/MME,协议封装如下:
- Ethernet/IP
- 通过L3VPN转送到远端的,协议封装如下:
- LSP标签/VRF标签/IP
3.3 端到端保护能力
在PTN上引入L3VPN能力后,需要支持L2到L3组网情况下的端到端的电信级保护能力,典型组网如下图:
在L2到L3的典型组网中,所有网络边界节点都需要支持双节点保护能力,如L2到L3桥接点、L3VPN边界点。此时需要通过PTN支持VRRP、L3VPN FRR技术和其他PTN的保护技术(如线性保护、环网保护、双归保护等)配合,来实现端到端的电信级保护,主要的故障点位置包括:
- 位置1故障:L2VPN域网络内故障,通过PTN的线性保护或者环网保护实现
- 位置2故障:通过VRRP、接入汇聚的双归、核心L3VPN FRR保护配合实现
- 位置3故障:L2VPN域网络内故障,通过PTN的线性保护或者环网保护实现
- 位置4故障:L3VPN边缘节点故障,通过VRRP、L3VPN FRR配合实现
- 位置5故障:L3VPN边缘接入链路故障,通过边缘节点保护路由切换实现
四、方案总结
PTN支持L3VPN的简化技术方案,非常符合PTN设备的技术特征,是PTN为了满足LTE承载需求一种必然演进,为实现PTN端到端承载LTE业务提供一种有效的技术方案,可以用来构架一张高质量、易维护、低代价的LTE传送网。