TMPLS OAM與PBT OAM的比較分析

內(nèi)容摘要：TMPLS和PBT的技術來源各不相同。TMPLS源于傳送網(wǎng)技術，通過引入MPLS標簽技術來加強其對數(shù)據(jù)分組業(yè)務的承載能力；PBT源于以太網(wǎng)技術，通過去除以太網(wǎng)的無連接特性來加強其OAM等電信級能力。因此，雖然它們實現(xiàn)PTN的技術原理不同，但是在OAM機制特性的實現(xiàn)上卻有很多共性。食 近年來，隨著三重播放、IPTV、VoIP等各種新業(yè)務的不斷涌現(xiàn)，業(yè)務流量全IP化的趨勢越發(fā)明顯。MSTP作為一種將分組業(yè)務簡單適配到SDH網(wǎng)絡的技術，雖然一開始還能滿足這一變化趨勢的需要，但是當分組數(shù)據(jù)業(yè)務逐漸占據(jù)整個網(wǎng)絡并成為主導的時候，它就顯得不那么“稱職”了。PTN（PacketTransportNetwork）概念的提出很好地解決了這一問題。它是對目前分組網(wǎng)絡技術的一種擴展，將分組技術和傳送網(wǎng)技術相融合，既實現(xiàn)了分組網(wǎng)絡處理分組業(yè)務的靈活高效性，也實現(xiàn)了分組業(yè)務在傳送網(wǎng)中傳送的高可靠性和易管理性，博兩者之長，給運營商提供了一種未來業(yè)務向全IP化發(fā)展的有效方案。PTN可以簡單理解為改進的數(shù)據(jù)分組技術與電信級OAM（OperationAdministrationMaintenance，操作管理維護）機制的結(jié)合體。通過建立端到端面向連接的分組傳送通道，面向無連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)可被改造成面向連接的網(wǎng)絡，PTN具備了良好的操作維護性以及保護恢復的能力，傳送網(wǎng)實現(xiàn)了電信級0AM的能力。只有擁有高效的0AM機制，才能保證分組業(yè)務在PTN里高質(zhì)量地傳輸。因此，OAM機制是實現(xiàn)PTN的一個重要環(huán)節(jié)。OAM的主要功能是在異常事件激化前檢測出網(wǎng)絡缺陷。將可糾正的錯誤位或時間偏差等異常隔離在一定范圍內(nèi)，不干擾網(wǎng)絡運行，從而確保運營商履行QoS保證承諾，達到預先簽署的服務品質(zhì)協(xié)議（SLA）。目前PTN有兩大主流技術——TMPLS和PBT，它們采用的OAM協(xié)議標準各不相同。TMPLS采用的是ITU-TY.1373/G.8114，而PBT采用的是IEEE802.1ag和ITU-TY.1731，其中Y.1731是在802.1ag基礎上的補充和擴展。兩者的OAM協(xié)議標準都是在滿足已提出的PTN體系架構(gòu)、性能要求的前提下創(chuàng)建起來的，具有很大的相似性，也存在一些細節(jié)上的差異，這和它們各自的技術來源不同以及協(xié)議本身需要進一步研究和完善有關。TMPLSOAM和PBTOAM的共性分析TMPLS和PBT的技術來源各不相同。TMPLS源于傳送網(wǎng)技術，通過引入MPLS標簽技術來加強其對數(shù)據(jù)分組業(yè)務的承載能力；PBT源于以太網(wǎng)技術，通過去除以太網(wǎng)的無連接特性來加強其OAM等電信級能力。因此，雖然它們實現(xiàn)PTN的技術原理不同，但是在OAM機制特性的實現(xiàn)上卻有很多共性。1.OAM多域網(wǎng)絡模型TMPLS和PBT的OAM多域網(wǎng)絡模型（如圖1所示）中都包括了需要被管理和監(jiān)測的維護實體（ME）、維護實體組（MEG）、維護實體組終端點（MEP）以及維護實體組中間點（MIP）和維護實體組等級（MEL）。這些元素在TMPLS和PBTOAM中的定義和功能也基本相同。其中，ME代表著在兩個MEP間一個需要被管理的實體，一個基本的ME在TMPLS中代表著一條點到點的TMPLS連接；而在PBT中代表著一條點到點的ETH連接。MEG是一個由多個不同ME構(gòu)成的ME組，它可以由任一域的2個邊界點和兩個相鄰域的邊界點確定。TMPLS和PBTOAM的維護對象都是基于MEG的。MEP表示一個MEG的端點，它能發(fā)起并終結(jié)用于故障管理和性能監(jiān)控的OAM幀。MIP是MEG的中間節(jié)點，它能夠響應某些OAM幀，但除環(huán)回信號（LB）夕卜，不會發(fā)起OAM幀，對途徑的網(wǎng)絡流量也不采取任何動作。MEL表示一個MEG所屬的級別，代表它所處的域，用來區(qū)分不同域的OAM。M2themlevelM2themlevel圖1OAM多域網(wǎng)絡模型2.OAM的實現(xiàn)方式TMPLS和PBT的OAM從實現(xiàn)方式上來分都包括了預置OAM、按需OAM和通信通道OAM三種。預置OAM是一種主動式的OAM,它通過周期性地檢驗電路、通道或者段的連續(xù)性和性能，在故障條件下自動告警，如RDI、AIS等。按需OAM是一種請求式的OAM，它通過請求者向目標點發(fā)送請求信息的方式來檢測電路、通道或者段的連續(xù)性和性能，以便單端維護、定位錯誤和監(jiān)測信號質(zhì)量，如TST、LT等。通信通道OAM是一種專用通信式的OAM,主要用于信號劣化或失效條件下觸發(fā)的自動保護倒換指令、同步狀態(tài)消息以及通用目的的通信，如APS、SSM和MCC等。3.OAM功能的類型劃分從TMPLS和PBTOAM完成功能的類型劃分，二者也有很大的相似性。兩者都包括故障管理功能(FM)、性能監(jiān)測功能(PM)、自動保護倒換功能(APS)、管理通信通道功能(MCC)、實驗用OAM(EX)和設備制造商專用功能(VS)等。其中故障管理功能上，TMPLS和PBT都包含了連通性檢測(CC)、環(huán)回(LB)、鎖定(LCK)、告警指示(AIS)、遠端故障告警(RDI)和測試功能(TST)等；性能監(jiān)測功能上兩者都包含了丟包率檢測(LM)、包傳送時延檢測(DM)和時延變化率檢測(DMV)?？梢姡琓MPLS和PBT在OAM協(xié)議的制定上有很大的相似性，都是在借鑒了SDH傳送網(wǎng)高效的OAM基礎上，加強了以太網(wǎng)OAM功能，使之能夠適應PTN運營級傳送網(wǎng)的需要。TMPLSOAM和PBTOAM的差異分析TMPLSOAM協(xié)議的設計是在改進了傳統(tǒng)MPLSOAM的基礎上引入了許多以太網(wǎng)OAM功能，而PBT的OAM索性就采用了以太網(wǎng)OAM協(xié)議。兩者的OAM體系雖然在分類和功能上有諸多相似，但所采用的OAM協(xié)議標準不同，在某些功能設計上有細微差別(詳見表1)。表1TMPLS與PBTOAM的類型、種類和功能比較TMPLSY.1$T3.G.aT14PBTContinuityCheck&G知n.蟲屈計CV.CCCCM.CCA-enwteCeTectindCV-AOICCM.flDI主ijaoAMAJ-armFC1A3Locked：ndscationLCK曲Fran>HLassC7.LMCCM.LM口昨"Te*tRError:M曲盤眉u『轉(zhuǎn)moEtCSFTSTTSTFMCotnnMlivHyCh-ecltLBFtLapFl*wwnriT?etivityLTMLTRChann^Gcnne-ctiultj1L.m耳Lew.lcrFrtjiTiMLo-as,i_MWLM=iLMMlmhPMFrw?o*iawDMMDMA,1CMDMA,:CM:DVFranceDislEiyVarrBTjQfiDUMDVF.1CM箕它Ttir^duhiputTST.-BMLBRExperirnenttf-5XFEW.-.EXexpEKM.EX^jVenderSfiE^iftcVSM.VSH.VSVSMV5H.VSPPrcktHCtionAP3APSSynchroniEetlonSSMffsCammunlcattonMCCMCCCPC^rTrndniC^tj^jni■:屢CGTMPLS支持的CSFCSF（客戶信號失效）最早來源于通用成幀規(guī)程（GFP），被用于指示GFP源端輸入信號失效。同GFP中的功能類似，CSF在TMPLS中用在客戶信號層本身不支持告警抑制機制的情況下（如AIS）,一旦在客戶信號源端檢測到客戶信號失效，就會向遠端的TMPLS客戶特定的適配過程輸入一個客戶信號失效（CSF）指示,在收到CSF指示后，宿端客戶信號失效（CSF）告警，同時抑制下游客戶信號告警的產(chǎn)生。CSF在目前PBT的OAM協(xié)議里沒有具體定義,這和PBT采用以太網(wǎng)OAM協(xié)議以及PBT所適配的客戶信號類型有關。在2008年2月發(fā)布的最新一版Y.1731中，CSF也沒有被加入其中。而實際上，在PBT里我們可以用AIS來抑制告警的產(chǎn)生，完成類似TMPLS中CSF的功能。PBT支持的LTLT（鏈路追蹤）是一種主動式的OAM功能，它可以用來獲取相鄰維護實體節(jié)點之間的鄰接關系以及在維護實體組中的鏈路或節(jié)點失效的情況下進行故障定位。這個功能的完成過程是源維護實體節(jié)點向目的維護實體節(jié)點發(fā)送鏈路追蹤請求信息（LTM）,目的維護實體節(jié)點在收到正確的請求信息后返回一個鏈路追蹤回應信號（LTR），在有效時間內(nèi)源維護實體節(jié)點應收到這個回應信號，否則回應信號視作無效被丟棄。在整個鏈路追蹤的過程中，鏈路追蹤請求信息幀的轉(zhuǎn)發(fā)和終結(jié)以及回應信號幀的發(fā)送，都是依靠維護實體節(jié)點和中間節(jié)點自身的MAC地址實現(xiàn)的。因此，LT有著明顯的以太網(wǎng)特征，是以太網(wǎng)面向無連接特性的產(chǎn)物，并不適用于面向連接的TMPLS網(wǎng)絡，在TMPLS的OAM協(xié)議里也沒有定義。PBT支持的ThroughputThroughput（吞吐量）是PBTOAM性能監(jiān)測功能（PM）中用來評價以太網(wǎng)端到端鏈路傳送性能的重要參考指標之一。指標本身來源于IETFRFC2544協(xié)議，是以太網(wǎng)性能測試的常用參考指標。Throughput是在不丟幀情況下被測設備所能夠支持發(fā)送和接收幀的最大傳輸速率。通過向被測設備發(fā)送一定速率和一定數(shù)量的幀，逐漸提高發(fā)送速率來觀察被測設備的數(shù)據(jù)接收情況，如果發(fā)送的幀與接收的幀數(shù)量相等，那么就繼續(xù)提高發(fā)送速率；如果接收的幀少于發(fā)送的幀，則降低發(fā)送速率，直到找到這個臨界速率，得出最終的結(jié)果。通常情況下，這個速率和幀長有關。因此，可以通過改變發(fā)送幀的幀長來得到不同速率下的測試結(jié)果。PBT的OAM協(xié)議中定義了用TST或者LBM幀來執(zhí)行單向和雙向的吞吐量測試。Throughput在TMPLS的OAM協(xié)議中沒有定義，不過TMPLS的0AM里也有TST和LBM幀，TMPLS同樣可以借助它們來完成Throughput功能的測試。TMPLS支持的SSMSSM（同步狀態(tài)消息）被用于在TMPLS網(wǎng)絡中的節(jié)點之間傳遞同步狀態(tài)。類似于SDH中S1字節(jié)的第5至第8比特，TMPLS用SSM來顯示定時的質(zhì)量，諸如定時來源及其必須經(jīng)過的時鐘等級數(shù)等，并且改善了網(wǎng)絡的同步性能，減小了滑動損傷。SSM的使用是TMPLS能夠支持TDM業(yè)務的基礎條件之一，它確保了TMPLS傳輸?shù)臅r序性，即具有定時功能，包括時鐘恢復及基于時間的分組傳遞。SSM在PBT的OAM協(xié)議中暫時沒有定義，但是考慮到PBT也需要支持TDM業(yè)務，SSM或者類似SSM的OAM功能或許會在將來被添加到PBT的OAM協(xié)議中去。TMPLS支持的SCCSCC（信令通信通道）被用于進行TMPLS控制平面（CP）的通信，它為一對維護實體節(jié)點之間提供了一條互相通信的信令通道。一個維護實體節(jié)點可以向它的對等節(jié)點發(fā)送攜帶控制平面信息的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包里的內(nèi)容包括控制信令、網(wǎng)絡路由以及控制平面所需的其他相關信息。當對等維護實體節(jié)點收到數(shù)據(jù)包后會將包里的SCC信息傳遞到相應的控制平面組件,以待它們做出正確的響應。SCC在目前的PBTOAM協(xié)議里沒有定義，這除了和它采用以太網(wǎng)協(xié)議有關外，還和PBT沒有選定采用何種控制平面協(xié)議也有一定關系。TMPLS支持的點對多點性能監(jiān)測在TMPLS的OAM協(xié)議G.8114中明確指出了TMPLSOAM中的性能監(jiān)測功能（PM）不僅支持點對點的性能監(jiān)測模式還支持點對多點的性能監(jiān)測模式。這些能夠完成兩種監(jiān)測模式的性能參數(shù)有丟包率檢測（LM）、包傳送單向時延檢測（1DM）、包傳送雙向時延檢測（DM）和時延變化率檢測（DMV）。TMPLS在其OAM協(xié)議中定義了點對多點的性能檢測，和TMPLS能夠通過VPLS（虛擬專用局域網(wǎng)）技術實現(xiàn)點到多點的TMPLS鏈路有一定關系。而PBT的OAM協(xié)議目前只支持點對點的以太網(wǎng)鏈路性能監(jiān)測，點對多點的性能監(jiān)測還沒有定義。這和PBT目前還無法實現(xiàn)點到多點的業(yè)務有關。另一種說法是PBT無需支持點對多點的業(yè)務能力，因為在實際組網(wǎng)時，PBT一般部署在運營商核心網(wǎng)絡中，在匯聚層則采用PBB技術，而PBB本身具備傳遞點對多點業(yè)務的能力，所以PBB/PBT的組合完全可以滿足點對多點業(yè)務的需求。可見，PBTOAM協(xié)議中點對多點性能監(jiān)測功能的定義還取決于PBT點對多點業(yè)務能力的支持。對MEL的分配及處理在TMPLS和PBT的OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）里都存在一個3個比特MEL（MEGLevel，維護實體組等級）域，它是用來標識OAMPDU所屬的MEG級別的。雖然MEL在TMLPS和PBTOAM里定義的功能和格式相同，但是在OAM嵌套過程中TMPLS和PBT對它的分配和處理方式卻各不相同。TMPLS用8個MEL（0?7）來標識0AM的嵌套級別，從而區(qū)分嵌套于不同域的0AM包。在每個0AM包創(chuàng)建之初，MEL值被默認分配為0,每當進入另外一個嵌套在本MEG之上的MEG時，MEL值就會加1。同樣，當OAM包離開這個MEG時，MEL值就會減1。每個MEP和MIP在收到OAM包后會判別包里的MEL值，只有MEL值等于0時才會進行處理和響應；高于0時則不對其進行任何處理，把它當作普通的業(yè)務數(shù)據(jù)包一樣繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。因此，通過比較判定MEL值，一個MEP/MIP可以快速準確地確定一個OA