PTN和MSTP区别.docx
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PTN和MSTP区别
PTN和MSTP二者的区别
在网上，有朋友问,PTN和MSTP究竟有啥区别？
这个问题，一言两语也难以回答，在这里，我详细描述下这2者之间的区别在哪里，详见Excel表格：
概念、关键差异
概念
PTN即为分组传送网，下面分别针对“分组”、“传送”关键词说明其特点：
“分组”说明其交换核心为包交换，相对MSTP的电路交换，可统计复用交换带宽，针对未来高突发统计分布的数据业务，实现不同业务的带宽共享，提高带宽利用效率；
“传送”说明其具有高可靠性（完善的保护）、可运营（用户可精确控制配置，可定制Qos）的传统SDH承载网络的特征；
PTN采用MPLS或IP等作为Tunnel承载层，自然引入了动态机制，能简化端到端业务配置，路由自动发现、故障时FRR/重路由保护；
MSTP即为多业务传送平台，下面针对“多业务”、“传送平台”关键词说明其特点：
“多业务”说明其相对于传统的SDH设备只提供STM/SONET接口等高低阶复用接入接出设备相比，新增以太、ATM、RPR、FR等链路层业务接入汇聚，在1个设备上实现了多种业务的接入汇聚并通过统一的封装层由SDH承载，实现了传统以太/ATM设备与SDH设备的融合,丰富的接口满足了传统SDH设备进入网络环境复杂的城域网环境；
“传送平台”说明其具有高可靠性、可运营性，通过完善多层次的保护方案实现故障时50ms恢复；
另外，MSTP通过ASON实现了业务传送路径的自动发现、重路由保护等，引入了动态机制，能进一步提升SDH网络的可靠性。
关键差异
PTN与MSTP相比最关键差异的是引入了包交换的核心，适用了allIP的要求，同时在封装层引入PWE3，实现当前过渡时期，多种不同老技术，如：
ATM、FR、PDH、MLPPP等在包交换网络中统一适配统一承载，实现多网归一，降低网络运营成本。
PTN提供Tunnle/PW等软管道，实现带宽大小的精确控制；
支持1588V2等PSN时钟时间传送技术，可消除对GPS时钟的需求，降低成本，满足移动承载网络LTE演进的要求；
MSTP具有电路交换的核心，给指定用户分配的带宽固定，即使该用户无业务流量，仍然固定占用该带宽，不能和其他业务共享，不能统计复用，设备交换带宽利用效率较低，不能适应数据业务高速增长高突发的带宽需求；
MSTP提供的是VC硬管道，带宽固定分配，能满足传统语音通讯业务要求；
不支持1588等PSN时钟/时间传送技术，对于频率同步，能通过SDH时钟机制高质量的实现；但对时间同步，没有解决方案，在需要时间同步的移动承载领域，必须使用GPS时钟。
组网定位
可以分别定位在核心层，汇聚层，接入层
MSTP的多业务接入特性主要针对城域的需求，与PTN的移动承载场景重复。
常用拓扑类型
移动承载Backhaul场景
POC1：
直接接入RNC站点，主环上接RNC1站点；
POC2：
与POC1之间有PTN专署光纤，比如：
直连10GE、POS等，主环上相对上面接RNC1站点的其他站点；
POC3：
与POC2之间通过共享光纤连接（多个POC3共享），即PTN占用SDH网络中某VC4的部分VC12时隙，主要为CD1MLPPP连接POC4，或者CD1IMA通过SDH网络下挂多个接入NodeB。
POC4：
通过E1接入NodeB，系统侧多为E1MLPPP连接SDH网络汇聚后通过CD1MLPPP到POC3，进行Offload业务处理；
主环上节点相对于不同RNC可同时作为POC1和POC2；
Offload场景
对基站接入的业务进行分类分流处理，HSDPA等低优先级数据业务通过便宜的ADSL或者Ethernet网络传送，高优先级的语音业务通过传统的SDH网络或PTN专有网络高优先级承载；
不支持Offload，系统侧不提供DSL接口，系统侧不能与ADSL网络对接
常用特性
1588V2时钟
PTN作为综合接入网，需要接入TD-SCDMA、CDMA2000、LTE等要求时间同步的无线基站，因此，需要具备将基站控制器的时间分发到各个基站的能力，这就需要1588。
传统MSTP不支持1588V2时间同步，接入需要时间同步的基站时，采用GPS提供基准时间，成本较高；
同步以太
同步以太通过以太Phy实现频率同步，要求全网以太物理层均支持，才能实现端到端的时钟频率透穿，该机制与SDH物理层时钟频率同步采用相同的方式；
MSTP不支持同步以太，采用SDH网进行时钟同步；
TOP
通过PTN的TOP/ACR协议，跨越异步网络实现NodeB/BTS与RNC/BSC的频率同步。
MSTP不支持TOP时钟
Tunnel/PWAPS
Tunnel/PW1+1/1:
1APS保护，使用MPLSOAM的CV、FFD等实现快速故障检测，实现50ms快速保护倒换，链路故障时业务快速恢复，实现业务的高可靠性。
方便实现业务端到端的保护；
MSTP支持SDH1+1/1:
1/1:
N的MSP/SNCP保护，实现类似功能
MSP
支持STM-1光口的1+1/1:
1/1:
N的线形复用段保护
支持更多类型的复用段保护
TPS
支持带E1接口板的MQ1子卡的TPS保护，实现板级故障保护；
支持带E1/E3等接口板的SDH支路板的TPS保护，实现板级故障保护；
主控
主控热备、主备倒换不影响DCN、业务；
主控主备和PTN类似
交叉时钟保护
交叉时钟热备、主备倒换不影响业务、时钟跟踪；
交叉主备和PTN类似
软复位
软复位期间可以进行业务配置，以保证对软复位期间动态业务UP/Down进行处理；
软复位期间不容许进行业务配置
E-Line/E-Lan/E-tree/Lag
大客户专线、DSALM与核心网连接、IP化基站业务回传
MSTP比较完善的支持了以太专线/专网业务，能方便实现PTN类似的业务；
ATM/IMA
出ATME1/IMA的NodeB业务回传、ATM交换机替代
MSTP支持的ATM/IMA功能与PTN类似，差别在于MSTP实现ATMoverSDH，PTN实现ATMoverPWE3overMPLS；
CES
2GBTS基站业务回传、2ME1客户专线业务承载、E1通过PSN网络透传
MSTP不需要CES，天然实现E1的透传；
MLPPP
使用E1作为NNI侧组网接口，通过微波、SDH汇聚到高阶VC等方式承载
MSTP不需要MLPPP，其组网接口只能是STM-nSDH接口
L3VPN
接入IP业务，实现L3用户在PTN实现VPN业务；
MSTP可通过IPoverE1方式实现接入IP业务
HQOS
实现PW/Tunnel/Vuni/Vuni组/端口等不同层级的Qos监控
MSTP不支持层次化Qos
网元管理
DCN管理
通过各种路由协议实现DCN寻路，支持带内DCN，支持TunnelDCN，可以方便跨越第3方网络
DCN路由基本机制与PTN相同，也支持以太带内DCN
日常维护中需要关注的主要项目、方法手段和必要工具
日常维护方法
1、告警：
端口/Tunnel/Pw/业务告警、设备告警、FlowOver；
2、Tunnel/PW的ping/TraceRoute等调试定位；MPLSOAM等检测Tunnel/PW状态；
3、ATM端口/Trunk、PW、Tunnel、ETHRMON、SDH等异常性能计数；
4、保护组，如APS、TPS、MSP等状态；
1、告警：
光口/再生段/复用段/高阶/低阶通道告警、设备告警；
2、SDH故障的AIS向下游各个VC管道传递故障；各个AIS检测点向上游同一层次节点通过RDI反馈故障，实现故障在上下游2个方向扩散；
3、以太/ATM等均实现了丰富的RMON/端口性能等；
4、保护组，如MSP/SNCP等各种保护；
现网应用中常见的触发故障的原因，并描述故障现象
系统侧物理链路不稳定/大量误码
Tunnel反复Up/Down
物理链路误码，会导致B误码越限告警或误码性能计数上报
配置错误，如APS/MSP配置时，一端配置，另一端未配置
业务双收造成PW等性能计数异常，业务受损；
MSTPVC管道交叉配置错误，会导致VC通道错连，出现HPTIM/LPTIM等高低阶通道标识符不匹配告警；
时钟跟踪异常
CES业务等出现误码、基站不能和RNC时钟同步等
MSTP对时钟同步要求较高，若设备间时钟不同步，会导致AU/TU指针调整事件频繁，严重时，导致指针丢失，业务中断
硬件故障
业务中断、单板持续上报Hard_bad、Bus_err告警告警
ELAN业务水平分割组配置不正确
网络风暴
若未正确配置，仍可能会导致广播风暴。
IP地址冲突导致网元间歇性脱管
成对的网元处于间歇性脱管状态，网管也重复上报NE_COMMU_BREAK和NE_NOT_LOGIN告警，但业务未受影响
现象类似
网元ID重复导致无法远程登录网元
冲突的两个网元不能通过DCN正常其他网元
现象类似
GE端口工作模式不一致导致网元间通信中断
一端为“1000M全双工”，一端为“自协商”
MSTP的以太特性应由类似问题
交换机误环回引发DCN风暴导致网元脱管
现网中，很多PTN设备是通过穿越第三方网络来保持网管和网关网元之间的通信，定位PTN网络的故障时应首先确认第三方网络的健康。
MSTP的以太特性应由类似问题
子网掩码配置错误导致全网网元脱管
已经完成调测的PTN网元都属于同一个网段，且“子网掩码”都是16位，而新添加的这个网元的“子网掩码”是24位。
现象类似
DCN带宽过低造成网元反复脱管
如果发现网络拓扑中某个网元挂接很多的网元，建议规划时即调大DCN的分配带宽。
建网初期大规模配置业务时，需要及时关闭不必要的性能统计任务。
硬件故障造成网元之间DCN通信失败
大规模组网中，及时清除当前告警，才更有利于及时发现和解决新的突发问题，避免事故的扩大和升级。
如果单板上报或曾经上报HARD_BAD、TEMP_OVER等硬件类告警，现场确认网元时应尽量携带可用于替换的备件同行，以备更换单板之需。
此举有助于提高排除故障的效率，毕竟很多接入层的网元安装在远离备件库的地方。
定位、排除故障常用的方法、手段和工具。
如Ping测试、分析告警等
概念
PTN具备类似SDH网络的操作、管理、维护能力，比如：
分层架构，如SDH的RSOH、MSOH、POH等等；端到端的OAM理念，如SDH的端到端OAM监控；反馈机制，如SDH的RDI机制等；基于硬件的OAM，如SDH的OAM由硬件检测和处理；
PTNOAM具备像SDH一样的分层架构的管理维护能力：
分层监控，实现快速故障检测和故障定位；多个层次的保护共存，可靠性高，发生故障时合理启动相应层级的保护机制；
层次关系如下4个层次：
1、物理层（Fiber/Copper）对应SDH的再生段层
（RS），在物理媒介上，实现对Bit流传送，可以是光媒介/电媒介……，同时具备对网络物理故障的监测和定位能力；
2、数据链路层（Ethernet）对应SDH的复用段层（MS），在物理层和所建立连接的中间层面，完成对固定传送通道VC或弹性管道Tunnel的承载和支撑连接的建立，并对链路的质量好坏进行监控；
3、Tunnel层对应SDH的高阶通道层（HO-VC），提供传送通道或Tunnel管道的连接建立和监控，并提供对上一层数据链路段层或ETH层的适配，多低阶业务映射到一个高阶或多个PW映射到一个Tunnel；
4、PW层对应SDH的低阶通道层（LO-VC），对客户业务净荷进行适配封装，实现最贴近业务层的监控，封装后映射到上一通道层或Tunnel层进行承载；
故障检测手段
错误检测：
CV/FFD
错误通告：
FDI/BDI，类似SDH中AIS和RDI告警；
错误定位：
LB/LT
性能监控：
LM/DM
MSTP的以太特性有类似的特性
Tunnel/PwPing/Traceroute
MPLSOAM告警
ATMOAM
Ping能实现端到端连通性检测，TraceRoute实现逐渐响应便于准确定位出故障点，MPLSOAM告警实现Tunnel/PW的中断/错连等故障指示；
SDH可基于VC通道下插一些告警，能够实现SDH告警向下游传递
业务配置
端到端的业务配置与管理。
统一的网管系统
逐段逐网元配置，配置工作量较大
1引言
3G时代的高速上网、视频通话、手机电视、手机购物、手机网游等新业务有两个共同的特点：
IP化和宽带化。
具体分析这些业务的承载需求可以看到，大量基于分组的实时业务对服务质量提出了很高的要求，同时业务类型多样化和业务质量要求差异化也越来越明显。
为了满足对各种电信业务的统一承载需求，必须将IP网络技术与传输网络技术进一步融合，取长补短，PTN（PacketTransportNetwork，分组传送网）技术应运而生。
PTN结合了SDH和传统以太网的优点，一方面它继承了SDH传送网开销字节丰富的优点，具有和SDH非常相似的分层模型（图1），具备很强的网络OAM能力；另一方面，它又具备分组的内核，能够实现高效的IP包交换和统计复用。
图1 PTN与SDH技术分层模型对比
目前，中国移动集团已明确在3G基站回传网络中大规模采用PTN设备组网，PTN组网需要考虑的核心问题之一是保护技术。
一方面PTN组网可以借鉴SDH组网的成功经验，另一方面还需要引入IP网络的优势技术，以形成PTN独特的网络保护技术，充分发挥PTN技术的优势。
2保护技术选择
网络的生存性是衡量网络质量是否优良的重要指标之一，为了提升网络的生存性，业内设计了各种网络保护恢复方式，其中自愈保护是最常用的保护方式之一。
所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断裂）时，无需人为干预，网络自动地在极短的时间内（50ms）重新建立传输路径，使业务自动恢复，而用户几乎感觉不到网络出了故障。
PTN技术形成了一套完善的自愈保护策略，常用的几种保护技术及分类详见图2：
图2 PTN保护技术分类图
PTN网络的保护技术可分为设备级保护与网络级保护。
设备级保护就是对PTN设备的核心单元配置1+1的热备份保护。
核心层和汇聚层的PTN设备下挂系统很多，一旦设备板卡故障对网络的影响面就非常广，因此在做设备配置时，设备核心单元应严格按照1+1热备份配置；对于接入层的紧凑型PTN设备，设备厂家为了降低网络投资，可能仅对电源模块做了1+1热备份，主控、交换和时钟单元集成在一块板卡上，不提供热备份，接入层设备做配置时可根据网络情况灵活选择是否采用紧凑型的设备。
相对于设备级保护，PTN网络级保护的技术复杂很多，根据保护技术的应用范围不同，可以分为网络边缘互连保护和网络内部组网保护。
网络边缘互连保护是指PTN网络与其他网络互连宜采用的保护技术，以提升网络互连的安全性；网络内部组网保护是指PTN网络内部的组网保护技术，对于不同的网络层次，采取的保护技术和策略也有所差别。
2.1网络边缘互连保护
PTN网络的边缘互连保护技术主要有LAG保护、LMSP保护和TPS保护等，详见图3：
图3 PTN网络边缘互连保护示意图
LAG保护主要应用于PTN网络与RNC或路由器的互连，LMSP保护主要应用于PTN网络与SDH网络或BSC互连，TPS保护主要应用于PTN网络与有E1需求的基站或客户互连。
（1）LAG保护
LAG（LinkAggregationGroup，链路聚合组）是指将—组相同速率的物理以太网接口捆绑在一起作为一个逻辑接口（链路聚合组）来增加带宽，并提供链路保护的一种方法。
链路聚合的优势在于增加链路带宽，提高链路可靠性——当一条链路失效时，其他链路将重新对业务进行分担；此外还可实现负载分担，流量分担到聚合组的各条链路上。
在无线基站回传业务网络承载中，LAG主要应用于核心PTN设备上联3GRNC设备时的以太网链路配置，增强以太网链路的可靠性。
具体实现方式见图4：
图4 负载分担LAG保护实现方式示意图
以太网LAG保护又可以分为负载分担和非负载分担两种方式。
在负载分担模式下，设置链路聚合组后，设备会自动将逻辑端口上的流量负载分担到组中的多个物理端口上。
当其中一个物理端口发生故障时，故障端口上的流量会自动分担到其他物理端口上。
当故障恢复后，流量会重新分配，保证流量在汇聚的各端口之间的负载分担。
在非负载分担模式下，聚合组只有一条成员链路有流量存在，其它链路则处于备份状态。
这实际上提供了一种“热备份”的机制，因为当聚合中的活动链路失效时，系统将从聚合组中处于备份状态的链路中选出一条作为活动链路，以屏蔽链路失效。
建议核心节点的PTN与RNC之间的所有GE链路均配置LAG保护，LAG保护可以设置跨板的保护和板卡内不同端口的保护，如果LAG的主备端口配置在不同的板卡上，可靠性更高。
在设备投资充裕的情况下，建议配置跨板的LAG保护。
（2）LMSP保护
LMSP（LinearMultiplexSectionProtection，线性复用段保护）是一种SDH端口间的保护倒换技术，它通过SDH帧中复用段的开销K1/K2字节来完成倒换协议的交互。
LMSP主要应用于PTN网络与SDH网络互连时TDM电路的配置，利用LMSP保护提高TDM互连电路的可靠性，类似的配置在传统SDH网络中已有广泛应用。
与LAG保护一样，配置LMSP保护时不建议使用一块多路光接口板上的不同光口组成1+1或者1:
1保护组，否则在单板发生故障时，无法实现保护。
（3）TPS保护
TPS（TributaryProtectionSwitching，支路保护倒换）是“电接口保护倒换”功能，保护对象主要是E1等电接口业务，是设备提供的一种单板级保护功能，主要是通过在原有设备上增加保护板位来实现对支路业务的1:
N保护，从而提升网络安全性。
TPS保护实现方式详见图5：
图5 TPS保护倒换示意图'
（4）保护技术分析
上述三种保护方式应用在不同的场景，相互之间并不冲突，具体在实际组网中的应用建议如表1所示：
表1 网络边缘互连保护技术分析比较表
2.2网络内部组网保护
根据PTN网络的分层模型，网络保护方式可分为TMC层保护（PW保护）、TMP层保护（线性1:
1和1+1的LSP保护）、TMS层保护（Wrapping和Steering环网保护）。
PWAPS保护配置数据量很大，难于管理，通常不建议大规模使用。
Steering环网保护的倒换时间难以保证在50ms以内，且支持的厂家较少，也不建议使用，因此本文重点探讨其他几种保护方式。
（1）双向1:
1线性保护
基于MPLS隧道的1:
1保护倒换类型是双向倒换，即受影响的和未受影响的连接方向均倒换至保护路径。
双向倒换需要自动保护倒换协议（APS）用于协调连接的两端，具体工作方式为：
业务从工作通道传送，当工作通道故障时倒换到保护通道，扩展APS协议通过保护通道传送，相互传递协议状态和倒换状态，两端设备根据协议状态和倒换状态，进行业务倒换。
为避免单点失效，工作连接和保护连接应该走分离的路由，保护的操作类型应该是可返回的。
（2）单向1＋1线性保护
基于MPLS隧道的1＋1保护倒换类型是单向倒换，即只有受到影响的连接方向倒换至保护路径，两侧宿端选择器是独立的。
具体工作方式为：
业务在源端永久桥接到工作和保护连接上，当工作通道故障时，业务接收端选择保护通道接收业务，实现业务的倒换，业务是双发选收。
为避免单点失效，工作连接和保护连接应该走分离的路由，保护的操作类型可以是非返回的，也可以是返回的。
（3）Wrapping环网保护
Wrapping环网保护的工作方式是当网络上节点检测到网络失效，故障侧相邻节点通过APS协议向相邻节点发出倒换请求。
当某个节点检测到失效或接收到倒换请求，转发至失效节点的普通业务将被倒换至另远离失效节点方向。
当网络失效或APS协议请求消失，业务将返回至原来路径。
（4）保护技术分析
上述三种保护方式的技术比较如表2所示：
表2 网络内部组网保护方式技术比较表
线性保护可以配置端到端保护也可以配置分段保护，环网保护是分段保护。
端到端保护优势是减少业务调度层次，配置简单，扩容灵活，缺点是不能防止多点失效；分段保护可以满足多点故障的保护要求，但配置和实现都相对复杂。
环网保护属于段层保护，能够节省LSP资源（节省50%）和配置工作量，且对于分散型业务资源利用率较高。
考虑到3G基站回传网络中，业务均为点到点的汇聚型结构，建议优先采用端到端的线性保护机制。
从保护效果上来看，1:
1保护与1+1保护没有区别，但1:
1保护方式有一半带宽是处于空闲状态。
未来PTN网络承载的数据业务占比会越来越大，部分数据业务对于保护的要求会比较低，同时考虑到PTN本身的统计复用特性，可以充分利用这一半用于保护的带宽承载对保护要求等级较低的业务，使带宽利用率达到最大化。
因此在同样保护效果的前提下，1:
1保护方式可以利用保护通道来承载业务，将带宽拓展一倍，节约组网成本，建议在组网时优先考虑1:
1LSP保护方式。
2.3保护策略小结
PTN组网保护策略与MSTP网络相比，最大变化是汇聚层不再采用环网保护方式，而是选用线性端到端保护机制，有点类似SDH网络中的全程SNCP保护。
这种结构的优点非常明显：
减少业务调度层次，得到了网络扁平化的效果，减少了很多穿通节点，提高了路由管理效率。
同时，为了增强网络的安全性，避免单节点失效带来的业务丢失，接入层与汇聚层的互连建议采用双节点保护组网方式。
双节点组网方式在MSTP网络中已有大量应用，大大增强了网络安全性，建议对于当前光缆资源还不具备双节点互连的接入环，应积极进行光缆路由双节点改造。
对于核心层PTN设备的保护，一端核心层PTN设备的业务可能需要送到分属不同机楼的多个不同RNC，因此核心层需要具备业务调度功能。
该调度功能有两种实现方式，一种方式是通过核心层OTN网络波长资源来进行调度，主要适合调度业务量较大的网络；另一种方式是将核心层PTN设备组建成一个10GE调度环，环上节点两两之间均可能存在业务需求，业务为分散方式，这有利于发挥环网保护的优势。
因此在设备能够支持的情况下，可采用Wrapping环网保护技术，利用该环的调度功能实现业务灵活调度。
结束语
综合分析来看，PTN保护技术沿袭了SDH网络保护技术的成功经验，并根据自身特点提出多项保护方式的补充，形成了一套适合PTN网络的完善保护技术和策略。
在进行PTN网络建设过程中，应恰当地使用这些保护技术和策略，才能发挥PTN网络的最大优势。
当然，任何一项新技术的应用推广都是循序渐进的，在今后的PTN网络规划建设工作中还需要不断总结经验，继续完善全网的保护机制和策略。
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