PWE3技术白皮书

大客户接入解决方案-智能接入

PWE3技术白皮书

iPN产品关键技术

2011-1-17

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•PWE3技术白皮书

目录

1 概述

2 技术简介

2.1 PWE3电路仿真原理 (6)

2.2 术语 (8)

3 关键技术

3.1 数据抖动缓冲 (10)

3.2 时钟定时信息恢复 (10)

3.3 链路故障检测 (11)

3.4 数据包延时分析 (11)

3.5 通道化和非通道技术 (11)

4 典型应用

4.1 城域网专线接入和汇聚 (13)

1概述

以数据分组进行数据传输和交换的网络是下一代网络发展的趋势，IP网络和MPLS网络就是当前分组交换网络的代表。网络的进化是一个循序渐进的过程，现存的服务于PSTN公共语音通信业务的PDH/SDH网络还将会长期存在，网络上大量存在的用户TDM设备还将继续使用。如何将这两种网络融合起来，更好的保护用户在TDM设备上已有的投资，是PWE3技术要解决的问题。

PWE3源于Internet工程任务组（IETF），它通过在分组交换网（IP/MPLS）上构建隧道，仿真FR、ATM、Ethernet、TDM和SONET/SDH等二层业务的数据交互，通过此技术可以将传统的网络与分组交换网络互连起来，从而实现资源的共用和网络的拓展。

分组网电路仿真是在PWE3框架协议下，实现TDM电路交换业务的数据透传。多个标准组织纷纷推出自己的标准和解决方案，目前以TDM电路仿真方案最为成熟。TDM电路仿真技术的相关标准主要来自四个国际标准组织，分别是：IETF、ITU-T、MEF及MFA。这些标准组织之间互相合作，不同组织推出TDM业务透传标准基本上是类似的，在具体技术细节例如数据封装格式细节等方面有微小差异。

在各个标准组织中，IETF PWE3工作组在TDM业务透传标准制定方面起主导作用，该组织不仅定义了这种技术的数据层面的标准，还定义了控制层面和管理层面的标准，而其他组织的标准主要集中在数据面的业务封装方法上。MEF提出的标准侧重于解决如何把TDM原始业务直接封装成以太网帧，MFA的标准则侧重于如何在基于MPLS的网络上承载TDM业务。ITU-T的标准主要也是数据面的，除提供了MPLS承载TDM 业务数据的方式之外，还提出了使用IP承载运送TDM业务数据的方式；另外ITU-T还定义了对于TDM业务来说相当重要的时钟传输解决方案。

2技术简介

2.1PWE3电路仿真原理

如图2-1所示，中间虚线是分组交换网络构造的一条隧道，两边的蓝色图形就是分组交换网络的边缘设备，简称IWF，是隧道的起点和终点。本地业务自TDM网络经IWF进入分组交换网络进行传输，在另一边的IWF处离开分组交换网络回到TDM网络进行传输。隧道对于两端TDM网络的作用就是一根电线，称之为伪线（PW）。

图2-1 PWE3网络模型

使用伪线在分组交换网络上仿真传送TDM业务，以下几个要素需要被运载到伪线的另外一端：

1．TDM业务数据

2．TDM业务数据的帧格式

3．TDM业务AC侧告警和信令

4．TDM同步定时信息

TDM电路仿真业务实现原理是将TDM业务数据用特殊的电路仿真报文头部进行封装，在特殊报文头部中携带TDM业务数据的帧格式信息、告警信息、信令信息以及同步定时信息。封装后的报文称为PWE3报文，再以MEF、IP、L2TPv3等协议对PWE3报文进行承载穿越相应的分组交换网络，达到PW隧道出口之后再执行解封装的过程，然后重建TDM电路业务数据流。

下面分别介绍几种TDM电路仿真封装协议。

1．SAToP协议（RFC4553）

SAToP提供针对E1/T1/E3/T3等较低速率的PDH电路业务的仿真功能，是用来解决非结构化，也就是非帧模式的E1/T1/E3/T3业务传送。它将TDM业务都作为串行的数据码流进行切分和封装后在PW隧道上进行传输。在前面描述的TDM仿真业务各要素当中，该协议能够提供TDM业务透传和同步定时信息的传送，但是由于不能识别TDM帧结构，因此对于TDM帧结构和TDM帧中的信令等信息不能识别和处理，只能做简单透传。该协议是TDM电路仿真方案中解决PDH低速业务透传的一种最简单的方式，也因为其实现简单，也最早被IETF组织发布为RFC正式标准。

在RFC4553方案中，总共提供了3种可选的PW外层隧道封装模式，分别是UDP/IP模式、L2TPv3模式和MPLS模式。 UDP/IP模式采用UDP/IP报文头封装PWE3报文，通过不同的UDP端口号来区分不同的PW 外层隧道，这种封装方式适用于纯IP网络。

L2TPv3模式采用L2TPv3报文头封装PWE3报文，通过不同的Session ID来区分不同的PW外层隧道。这种方式可以采用L2TPv3协议协商建立外层隧道，并通过协议为隧道内不同的PW分配不同的Session ID，使用上相比UDP/IP方式更加灵活。

MPLS模式采用MPLS标签封装PWE3报文，采用LSP作为PW的外层隧道。PW标签作为MPLS标签栈的最内层标签。由于可以通过LDP协议等进行动态分配和管理，相比UDP/IP手工绑定方式使用更加方便。同时MPLS标签可以有多层，可以实现PW外层隧道的嵌套，便于在更大规模的网络范围内进行应用。

2．CESoPSN协议（RFC5086）

相比SAToP最大的区别，CESoPSN提供结构化的TDM业务仿真传送功能，也就是具备帧结构和TDM帧内信令的识别处理和传送功能。以E1为例，结构化的E1由32个时隙组成，除0时隙外，其他的31个时隙分别可以承载一路64Kbps的话音业务。0时隙用于传送信令和定帧符。CESoPSN协议可以识别TDM业务的帧结构，对于空闲时隙信道可以不传送，只将CE设备有用的时隙从E1业务流中提取出来封装为PWE3报文进行传送。同时提供对E1业务流中CAS和CCS信令的识别和传送功能。

在CESoPSN协议方案中，同样提供了3种可选的PW外层隧道封装模式，分别是UDP/IP模式，L2TPv3模式，MPLS模式，与SAToP协议的不同，使用CESoPSN协议在PW内部承载的TDM业务数据具有帧结构，同时PWE3报文里面的PW头部控制字段增加了M域用于标识某些AC侧的信令检测情况。

3．TDMoIP协议（draft-ietf-pwe3-tdmoip-05）

对不同PSN上的PW封装模式进行了描述，分别是UDP/IP模式，L2TPv3模式，MPLS模式和MEF模式。

相比SAToP和CESoPSN都是将TDM比特流做为PW封装的载荷，TDMoIP增加了三种新的TDM载荷类型，分别是AAL1格式载荷，AAL2格式载荷和HDLC格式载荷。

IETF的PWE3工作组还定义了针对SONET/SDH的高阶、低阶通道的结构化电路仿真方案，通过PWE3方式透传VC11/VC12和VC2等TDM业务数据。在这里就不再详细描述了。

2.2术语

PW：即Pseudo Wire，分组交换网透传TDM业务的隧道

PWE3：即Pseudo Wire Edge to Edge Emulation，端到端的伪线仿真技术

CES：即Circuit Emulation Service，电路仿真业务

IWF：即Interworking Function，在两个不同的网络间进行数据转换的设备

CE：即Customer Edge，发起和终结TDM业务的设备

PE：即Provider Edge，为CE提供伪线仿真（PWE）的设备，等效于IWF

AC：即Attachment Circuit，CE到PE之间的连接链路或虚链路

PSN：即Packet Switched Network，分组交换网络

TDM：即Time Division Multiplexing，时分复用