軟件定義的分組傳送網技術演進之路

分組傳送網（PTN）是以分組交換為內核，采用MPLS-TP協議的多業務傳送技術。PTN順應了電信業務的IP化發展趨勢，滿足了2G/3G/LTE移動回傳和大客戶等業務的承載需求。面向互聯網應用為中心的業務發展需求，PTN技術有進一步演進的驅動力，軟件定義的分組傳送網（SPTN）技術的提出，推動了SDN技術在PTN網絡的引入，通過集中式的網絡可編程控制和網絡能力的開放，更好地滿足ICT時代以網絡為中心的業務運營需求。

SPTN技術架構

SPTN系統架構由轉發面、控制平面、管理平面和應用平面組成，由圖1所示。

當一個網絡的網元數量大于控制器管控能力時，需要網元級的多個控制器來管控。為了滿足電信級大網的組網需求，控制平面采用層次化控制架構，分為域內控制器（D-Controller）和域間控制器（S-Controller），其中D-Controller負責域內業務的控制，并通過南向接口控制轉發面設備。S-Controller負責域間業務的控制，通過調用D-Controller提供的北向接口，完成全網的資源協調和業務調度，實現網絡資源的跨域協同控制。

在SPTN系統架構中，管理平面仍然長期存在，管理平面要繼續負責轉發面和控制器的資源和版本管理、告警和性能監控，滿足網絡的運維需求。

層次化控制

S-Controller是SPTN架構的核心，用于域間業務的控制和協調，具備域間拓撲的管理、路徑計算和業務編排的功能，S-Controller可以進行多級嵌套，拓展網絡控制規模。為了減小S-Controller控制器感知的拓撲規模和計算功能量，上層控制器可以將下層控制器抽象為一個容器節點（Node），下層控制器之間的域間物理連接抽象為Link，在這種情況下，上層控制器看到的拓撲由容器節點加上Link，網絡拓撲大為簡化。

S-Controller通過南北向接口與D-Controller的協同，計算端到端業務轉發路徑。首先根據上層拓撲，計算域間轉發路徑，并將域內業務的路徑請求下發給D-Controller，D-Controller完成域內的路徑計算后，將計算結果向上反饋，由S-Controller對路徑進行最優化拼接，形成端到端的跨域轉發路徑。

層次化控制采用控制器的南北向接口實現域間LSP的標簽交換功能，在這種場景下，S-Controller把域間LSP上游D-Controller的標簽申請轉發給下游D-Controller，下游D-controller收到請求后，把分配的標簽通過S-controller轉發給上游的D-controller，從而完成LSP標簽的分配。

現網PTN向SPTN的平滑演進

PTN技術采用了轉發與控制分離、集中化管理的構架，天然具有向SPTN演進的優勢。為了降低SDN在運營商網絡的引入門檻，保護現網設備的投資，中興通訊的SPTN方案做到了不改動現網PTN設備的硬軟件，不中斷業務，通過SDN域內控制器和域間控制器的引入，實現現網PTN向SPTN的平滑升級。平滑升級的方案通過PTN的網元級網管（EMS）將現網的各類PTN設備資源進行統一的抽象，利用廠家定義的接口將網絡資源和拓撲開放給D-Controller，從而通過D-Controller對現網PTN進行集中控制。平滑演進方案考慮到EMS上有大量的現網配置數據，支持D-Controller和EMS的協同，避免了資源的沖突。

基于Openflow的轉發面

Openflow提供了一個開放的協議，用戶可以通過該協議對轉發面的流表進行精細化可編程控制。對于今后新建的網絡，支持Openflow的轉發面也是SPTN的一個組成部分和演進方向。

Openflow轉發芯片具有高度的靈活性和可編程性，在設計轉發面多級流表結構時，需要根據PTN的業務特性，設計一種針對PTN應用的流表轉發（TTP）模型。現有的硬件轉發芯片方案已為PTN業務流程高度優化設計，技術成熟度高，是否可以改為支持Openflow的轉發面？答案是可以的。可以設計一個Openflow的數據轉發抽象適配層來封裝現有芯片的轉發能力，滿足TTP模型要求，從而大大提升Openflow轉發面的可商用性。

為了滿足PTN特定的預激活OAM和自動倒換協議（APS）的性能要求，需要在轉發面設備上完成快速OAM和保護倒換功能，OAM/APS的配置和狀態查詢由控制器通過南向接口的擴展來實現，這部分接口是控制器業務設計需要考慮的。

SPTN的價值

SPTN將SDN的先進理念與PTN電信級可靠性、業務高質量的優勢相結合，其價值體現在：

● 引入控制平面，提供網絡的智能控制和協同能力，大大提升了跨域業務的開通效率，解決了異廠家網絡側對接的老大難問題，提升網絡抗多點失效的業務恢復能力。

● 提高網絡資源利用率，實現流量經營。依靠集中化的控制平面和對全網資源的監測和分析，能夠動態進行資源調度，大大提高網絡的資源利用率。

● 提供網絡的虛擬化功能，通過網絡資源的邏輯分片，實現集客業務和移動回傳業務的資源獨立控制，方便網絡資源的精細化經營和管理。

● 建立開放式生態系統。借助于SDN的開放性，引導整個產業走向更為開放和合作的模式，便于網絡和業務特性的快速推出，降低整個網絡和業務的總體擁有成本（TCO）。

SPTN是SDN在傳送網的技術創新，對電信網架構和演進影響較大，研究和推動SPTN的技術和產業鏈，對于提升移動回傳和政企網專線業務的承載能力有較大的促進作用。