PTN支持L3VPN技术方案探讨

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。

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