聚對苯二甲酸丁二醇酯,又名聚對苯二甲酸四次甲基酯。英文名;Polybutyleneterephthalate。簡稱PBT PBTP或PTMT,它是對苯甲酸與1,4-丁二醇的縮聚物。可由酯交換法或直接脂化法經縮聚而制得,今后的發展趨勢為直接酯化法生產。PBT和PET一起被稱為熱塑性聚酯。

PBT主鏈是由每個重復單元為剛性苯環和柔性脂肪醇連接起來的飽和線性分子組成,分子的高度幾何規整性和剛性部分使聚合物具有高的機械強度,突出的耐化學試劑性,耐熱性和優良的電性能;分子中沒有側鏈,結構對稱,滿足緊密堆砌的要求,從而使這種聚合物有高度的結晶形和高熔點,分子的結構決定了PBT具有良好的綜合性能。PBT是同用工程塑料中工業化最晚而發展最快的一個品種,它之所以成為工程塑料的后起之秀,首先在于它具有優良的綜合性能,以及良好的成型加工性和性能/價格相比,故此PBT塑料雖然到70年代才工業化生產,但很快熱銷市場,現為五大工程塑料發展最快的一種。

⒈優良的機械性能,機械強度高,耐疲勞性和尺寸穩定好。蠕變也小,這些性能在高溫條件下也極少有變化。

⒉生產PBT所消耗的能量是工程塑料中最低的的,這對于世界范圍內能源緊缺的情況下,具有十分重要的意義。

⒊耐熱老化性優異,增強后的UL溫度指數達到120~140℃,此外,戶外長期老化性也很好。

⒋耐溶劑好,無應力開裂。

⒌PBT易于阻燃,可達UL94V-0級,由于與阻燃劑親和性能好,所以容易開發反應型或添加型的阻燃品級。阻燃產品在電子電器工業中獲得廣泛應用。

⒍PBT在高溫、高濕環境下遇水易分解,使用需謹慎。

⒎優良的電氣性能,體積電阻率及介電強度高,耐電弧性優良,吸濕性極小,在潮濕及高溫環境下,也能保持電性能穩定,是制造電子、電器零件的理想材料。

⒏易成型加工和二次加工,易用普通設備注塑或擠塑。由于結晶速度快,流動性好,模具溫度也比其他工程材料要求低,在加工薄壁制件時僅需幾秒鐘,對大部件也只需40-60s即可。

PBT中文名稱聚對苯二甲酸丁酯,簡稱飽和聚酯,系高結晶性熱可塑性塑料。

優點:

1、機械性質安定抗張強度與抗張模量和尼龍相似;

2、摩擦系數小有自潤性;

3、吸水率低;4、電氣性質優良;5、尺寸安定性良好;6、耐藥品性、耐油性極佳。

用途:1、電子電器:無熔線斷電器、電磁開關、馳返變壓器、家電把手、連接器、外殼等;

2、汽車:車門把手、保險桿、分電盤蓋、擋泥板、導線護殼、輪圈蓋等;

3、工業零件:OA風扇、鍵盤、釣具卷線器、零件、燈罩等。

特點:PBT為乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯。具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性,自潤滑、低摩擦系數,耐候性、吸水率低,僅為0.1%,在潮濕環境中仍保持各種物性(包括電性能),電絕緣性,但介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化烴侵蝕,耐水解性差,低溫下可迅速結晶,成型性良好。PBT 結晶速度快,最適宜加工方法為注塑,其他方法還有擠出、吹塑、涂覆和各種二次加工成型,成型前需預干燥,水分含量要降至0.02%。PBT(增強、改性PBT)主要用于汽車、電子電器、工業機械和聚合物合金、共混工業。如作為汽車中的分配器、車體部件、點火器線圈骨架、絕緣蓋、排氣系統零部件、摩托車點火器、電子電器工業中如電視機的偏轉線圈,顯像管和電位器支架,伴音輸出變壓器骨架,適配器骨架,開關接插件、電風扇、電冰箱、洗衣機電機端蓋、軸套.

歷史

PBT最早是德國科學家P.Schlack于1942年研制而成,之后美國Celanese公司(現為Ticona)進行工業開發,并以Celanex商品名上市,于1970年以30%玻璃纖維增強塑料投放市場,商品名為X-917,后改為CELANEX。1971年Eastman公司推出了有玻璃纖增強璉和不增強的產品,商品名Tenite(PTMT);同年GE公司也開發出同類產品,有不增強、增強和自熄性的三個品種。隨后世界知名廠商德國BASF、Bayer、美國GE、Ticona,日本Toray、三菱化學,臺灣新光合纖、長春人造樹脂、南亞塑料等公司先后投入生產行列,全球生產廠商共計三十余家。

一、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的概述

聚對苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate),又名聚對苯二甲酸四次甲基酯。簡稱PBT。它是對苯二甲酸與1,4-丁二醇的縮聚物。PBT和PET一起被稱為熱塑性聚酯。

二、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的特性與應用

1、PBT的特性

a、機械性能:強度高、耐疲勞性、尺寸穩定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化);

b、耐熱老化性:增強后的UL溫度指數達120~140℃(戶外長期老化性也很好);

c、耐溶劑性:無應力開裂;

d、對水穩定性:PBT常溫下遇水不易分解(高溫、高濕環境下使用需謹慎);

e、電氣性能:

1、絕緣性能:優良(潮濕、高溫也能保持電性能穩定,是制造電子、電器零件的理想材料);

2、介電系數:3.0-3.2;

3、耐電弧性:120s

f、成型加工性:普通設備注塑或擠塑。由于結晶速度快,流動性好,模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時,僅需幾秒鐘,對大部件也只要40-60s即可。

2、PBT的應用(通常指改性品種);

a、電子電器:連接器、開關零件、家用電器、配件零件、小型電動罩蓋(耐熱性、阻燃性、電氣絕緣性、成型加工性);

b、汽車:

1、外裝零件:主要有轉角格珊、發動機放熱孔罩等;

2、內部零部件:主要有內鏡撐條、刮水器支架和控制系統閥;

3、汽車電器零件:汽車點火線圈絞管和各種電器連接器等。

(PBT用于汽車上的數目還不及尼龍、聚碳和聚甲醛,但隨著低翹曲性PBT的出現,今后必將在汽車零部件上得到更多的應用)

c、機械設備:視頻磁帶錄音機的帶式傳動軸、電子計算機罩、水銀燈罩、電熨斗罩、烘烤機零件以及大量的齒輪、凸輪、按鈕、電子表外殼、照相機的零件(有耐熱、阻燃要求)

三、PBT塑料的粘接:

根據不同需要,可以選擇以下粘合劑:

1. TG-3200:單組分常溫固化軟彈性防震粘合劑,耐高低溫,但粘接速度慢,膠水通常要1天或幾天時間才能固化完畢。

2. TS-8602瞬間粘接劑,可以數秒鐘或數十秒鐘快速粘合PBT,但膠層硬脆,不耐水。

3. TE-9270類,雙組分膠,膠層柔軟,適合PBT大面積粘接或復合。但耐高溫性能較差。

4.TE-9249類膠:雙組分膠,耐高溫。

5.sili-1706:單組份室溫硫化膠,固化后是彈性體具有優秀的防水,防震粘合劑,耐高低溫, 1-2mm厚度的話,5-6小時基本固化,有一定的強度。完全固化的話需要至少24小時。單組份,不需要混合,擠出后涂抹靜置即可,無需加溫。

PBT的工藝特點

PBT注塑之前一定要在110~120℃的溫度下干燥3小時左右,成型加工溫度為250~270℃,模溫控制在50~75℃為宜。因該料從熔融狀態一經冷卻,則會立即凝固結晶,故其冷卻時間較短;若噴嘴溫度控制不當(偏低),流道(水口)易冷卻固化,會出現堵嘴現象。若料筒溫度超過275℃或熔料在料筒中停留時間超過30分鐘,易引起材料分解變脆。PBT注塑時需用較大水口進膠,不宜使用熱流道系統,模具排氣要良好,宜用"高速、中壓、中溫"的條件成型加工,防火料或加玻纖的PBT水口料不宜再回收利用,停機時需用PE或pp料及時清洗料管,以免碳化。 PBT的加工條件:

合成工藝

PBT 間歇類型,Polytex Design，PTA路線合成法 或 DMT路線合成法 ( 英文 :Batch-poly)
PBT 連續類型,Polytex Design，PTA路線合成法
間歇法介紹

流程描述

1-4 丁二醇混合和輸送系統
予熔制備系統
酯化反應系統
縮聚反應系統
切片切粒和包裝系統
催化劑制備系統
過濾器清洗系統
THF回收系統
熱媒系統
計算機集成控制系統
特點

漿料制備系統使用在改性PBT的生產中，催化劑和添加劑可以在低溫時加入
酯化在低溫或正常反應溫度下連續進料，易于控制，安全可靠
設計規模

工業化設計單線能力在3-40噸/日，年產1000噸-15000噸。

連續法介紹

流程描述

1-4 丁二醇混合和輸送系統
漿料制備系統
酯化反應系統
工藝塔系統
預縮聚反應系統
預縮聚過濾系統
終縮聚反應系統
終縮聚過濾系統
切片切粒和包裝系統
催化劑制備及連續添加控制系統
過濾器清洗系統
THF回收系統
熱媒系統
計算機集成控制系統
特點

低溫、低摩爾比、溫和反應
可靠的停留時間
在不同反應階段保持合理的物料消耗
低耗、節能、經濟
熔體流變性佳
設計規模

工業化生產的正在運行的連續裝置生產能力從30噸/日-500噸/日，即年產1萬噸-15萬噸。

理化特性

自潤滑、低摩 擦系數，但體積電阻、介電損耗大。缺點是缺口沖擊強度低 ，成型收縮率大。故大部分采用玻璃纖維增強或無機填充改性，其拉伸強度、彎曲強度可提高一倍以上，熱變形溫度也大幅提高。可以在140℃下長期工作，玻纖增強后制品縱、橫向收縮率不一致，易使制品發生翹曲。

燃燒鑒別

不易燃燒，燃燒時無液體流下，離開火焰后在5秒鐘內熄滅，(相似于PC)。

物性表

加工工藝

PBT為熱塑性塑料,為適用于不同加工業者使用,一般多少會加入添加劑,或與其它塑料摻混,隨著添加物比例不同,可制造不同規格的產品。由于PBT具有耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性佳、吸水性小、光澤良好,廣泛應用于電子電器、汽車零件、機械、家用品等,而PBT產品又與PPS、PC、POM、PA等共稱為五大泛用工程塑料。

物理特性

PBT是最堅韌的工程熱塑材料之一,它是半結晶材料,有非常好的化學穩定性、機械強度、電絕緣特性和熱穩定性。這些材料在很廣的環境條件下都有很好的穩定性。PBT吸濕特性很弱。非增強型PBT的張力強度為50MPa,玻璃添加劑型的PBT張力強度為170MPa。玻璃添加劑過多將導致材料變脆。PBT的結晶很迅速,這將導致因冷卻不均勻而造成彎曲變形。對于有玻璃添加劑類型的材料,流程方向的收縮率可以減小,但與流程垂直方向的收縮率基本上和普通材料沒有區別。一般材料收縮率在1.5%~2.8%之間。含30%玻璃添加劑的材料收縮0.3%~1.6%之間。熔點(225℃)和高溫變形溫度都比PET材料要低。維卡軟化溫度大約為170℃。玻璃化轉換溫度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之間。由于PBT的結晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期時間一般也較低。

應用范圍

家用器具(食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風扇、頭發干燥機殼體、咖啡器皿等),電器元件(開關、電機殼、保險絲盒、計算機鍵盤按鍵等),汽車工業(散熱器格窗、車身嵌板、車輪蓋、門窗部件等)。

工藝條件

干燥處理:這種材料在高溫下很容易水解,因此加工前的干燥處理是很重要的。建議在空氣中的干燥條件為120℃,6~8小時,或者150℃,2~4小時。濕度必須小于0.03%。如果用吸濕干燥器干燥,建議條件為150℃,2.5小時。

熔化溫度:225~275℃,建議溫度:250℃。

模具溫度:對于未增強型的材料為40~60℃。要很好地設計模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻。建議模具冷卻腔道的直徑為12mm。

注射壓力:中等(最大到1500bar)。

注射速度:應使用盡可能快的注射速度(因為PBT的凝固很快)。

流道和澆口:建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞(經驗公式:流道直徑=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各種型式的澆口。也可以使用熱流道,但要注意防止材料的滲漏和降解。澆口直徑應該在0.8~1.0*t之間,這里t是塑件厚度。如果是潛入式澆口,建議最小直徑為0.75mm。

注塑問題

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。

1 PBT的工藝特性

PBT具有明顯的熔點,熔點為225~235℃,是結晶型材料,結晶度可達40%。

PBT熔體的粘度受溫度的影響不如剪切應力那么大,因此,在注塑中,注射壓力對PBT熔體流動性影響是明顯。

PBT在熔融狀態下流動性好,粘度低,僅次于尼龍,在成型易發生"流延"現象。

PBT成型制品各向異性。PBT在高溫下遇水易降解。

2注塑機

選用螺桿式注塑機時。應考慮如下幾點。

①制品的用料量應控制在注塑機額定最大注射量的30%~80%。不宜用大注塑機生產小制品。

②應選用漸變型三段螺桿,長徑比為15~20,壓縮比為2.5~3.0。

③應選用自鎖式噴嘴,并帶有加熱控溫裝置。

④在成型阻燃級PBT時,注塑機的有關部件應經防腐處理。

3制品與模具設計

①制品的厚度不宜太厚,PBT對缺口很敏感,因此,制品的直角等過渡處應采用圓弧連接。

②PBT的成型收縮率較大,在1.7%~2.3%,模具要有一定的脫模斜度。

③模具需要設排氣孔或排氣槽。

④澆口的口徑要大。

⑤模具需設置控溫裝置。模具最高溫度不能超過100℃。

⑥阻燃級PBT成型,模具表面要鍍鉻,以防腐。

4原料準備

注塑前要進行干燥、要將水分含量控制在0.02%以下。采用熱風循環干燥時,當溫度為105℃、120℃或140℃時,所對應的時間不超過8h、5h、3h。料層厚度低于30mm。

5注塑工藝參數

①注射溫度PBT的分解溫度為280℃,所以實際生產中一般控制在245~260℃之間。

②注射壓力注射壓力一般為50~100MPa。

③注射速率PBT冷卻速度快,因此要采用較快的注射速率。

④螺桿轉速和背壓成型PBT的螺桿轉速不宜超過80r/min,一般在25~60r/min之間。背壓一般為注射壓力的10%~15%。

⑤模具溫度一般控制在70~80℃,各部位的溫度差不超過10℃。

⑥成型周期一般情況下為15~60 s。

6注意事項

①再生料的使用再生料與新料的比例一般在25%~75%。

②脫模劑的使用一般情況下不使用脫模劑,必要時可采用有機硅脫模劑。

③停機處理聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。PBT的聚合工藝成熟、成本較低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,實際應用要對PBT進行改性,其中,玻璃纖維增強改性牌號占PBT的70%以上。

發展史

PBT樹脂即聚對苯二甲酸丁二醇酯,作為五大通用工程塑料之一,主要用于PBT改性、PBT抽絲、拉膜、光纖護套等領域,在增強改性后可廣泛應用于汽車制造、電子電氣、儀表儀器、照明用具、家電、紡織、機械和通訊等領域。由于國內相關產業的發展,PBT樹脂需求逐年增加。日本和臺灣PBT生產企業自2002年以來大幅增加產能,近三年對我出口量增幅較大,現已占中國大陸總進口的90%左右,對國內PBT生產企業造成了沖擊。受國際金融危機、人民幣升值等影響,2009年1-6月,中國聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)進口數量為50368噸,較2008年同期減少35.7%;進口金額11781萬美元,較2008年同期減少40.4%。

隨著中國國民經濟的迅速發展,特別是下游電子產業和汽車產業的快速發展,推動了PBT市場需求的迅猛增長。在國家針對進口產品進行反傾銷的情況下,隨著與金融危機造成的蕭條局面完全不同的車市火爆異常,政府鼓勵汽車消費的各項利好政策以及汽車下鄉等活動更是起到了推波助瀾的效果。隨著汽車行業對塑料的迅猛需求,中國塑料產業和汽車產業已形成"一榮俱榮、一損俱損"之勢。塑料業內人士將目標轉向了PBT塑料改性,使用更輕、更強、更好的汽車配件來緩解油價過高的局面。

改性PBT塑料是指在聚合物(樹脂)中加入小分子無機物或有機物,通過物理或化學作用,從而賦予其某種性能(機械加工性能)或使其某種性能獲得改善。如增韌、增強、增塑、阻燃等,而通過改性技術使得塑料變得具有鮮特征,而這其中要屬在汽車和家電領域,改性PBT塑料的應用以及發展潛力最為巨大了。

改性PBT塑料是最重要的汽車輕質材料,它不僅可減輕零部件約40%的質量,而且還可以使采購成本降低40%左右,因此在汽車中的用量迅速上升。汽車內飾件已基本實現塑料化,"以塑代鋼"的汽車發展正在帶動著改性PBT塑料在汽車應用中向著更廣闊的領域不斷開拓創新。

在汽車制造領域,PBT廣泛地用于生產保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統零件、儀表盤、汽車點火器、加速器及離合器踏板等部件。PBT與增強PA、PC、POM在汽車制造業中的競爭十分激烈,PA易吸水,PC的耐熱性耐藥性不及PBT;在汽車用途接管方面,由于PBT的抗吸水性優于PA,將會逐漸取代PA。在相對濕度較高、十分潮濕的情況下,由于潮濕易引起塑性降低,電器節點處容易引起腐蝕,常可使用改性PBT。在80℃、90%相對濕度下,PBT仍能正常使用,并且效果很好。

其中PBT/PC合金,在高級轎車中應用最為廣泛;它的耐熱性好,耐應力開裂,具有優良的耐磨,耐化學腐蝕性,低溫沖擊強度高,易加工和涂飾性好,主要應用于高檔轎車保險杠,車底板,面板和摩托車護板等。

發展現狀

回顧PBT前些年里,世界上主要PBT生產公司主要集中在美國、西歐、日本和韓國。前幾年又據美國Kline&Co公司統計分析,美國GE塑料公司是世界上最大的PBT生產商,生產能力為14萬噸/年,在2004年前后時間段里該公司已經占世界總生產能力的24.1%。而當時Ticona公司和美國杜邦公司是世界第二和第三PBT生產商,這兩家公司的生產能力分別為8萬噸/年和7.5萬噸/年,占世界總生產能力的比例分別為13.8%和12.0%。

巴斯夫公司、日本帝人/寶理塑料公司和拜爾公司居于其后,生產能力分別為5.5萬噸/年、3.5萬噸/年和2.5萬噸/年。世界其他PBT生產商的產能合計為14.5萬噸/年。2004年初世界PBT總生產能力為58萬噸/年,2007-2008年間世界PBT生產能力將超過80萬噸/年。

可以說,2004年前全球各大PBT生產商如Ticona、美國杜邦、DSM、帝人、拜爾等公司新增產能25.5萬噸/年。塞拉尼斯公司子公司Ticona公司與DSM公司組建了50/50合資企業在荷蘭埃門建設6萬噸/年的PBT裝置,將于2005年建成,基礎工程的伊文達一費希爾公司完成。DSM公司在當地擁有3萬噸/年的PBT裝置。Ticona公司在美國謝爾比擁有3萬噸/年的PBT裝置。為鞏固在工程塑料領域的領導地位,拜耳、杜邦連手投資5000萬歐元成立合資企業DuBay公司,在德國建造世界級PBT工廠,初期年產量8萬噸。新裝置建在杜邦的德國Hamm-Uentrop(烏曲普)化學工業園內,采用最新的環保和安全標準建設,該裝置已于2004年初投產。Ticona與帝人和Daicel公司(日本最大的PBT生產商)的合資公司winTech公司在日本松山擁有1萬噸/年的PBT裝置,并又在建設5萬噸/年的PBT裝置。巴斯夫和東麗公司組建50/50合資企業在馬來西亞關丹現有石化聯合裝置所在地,投資4000萬美元建設PBT裝置,2006年投產時初期能力為6萬噸/年,并可根據需要擴增至10萬噸/年,由現有巴斯夫石化聯合裝置供應生產PBT原料丁二醇。

隨著國際市場上各個公司產能的演變,有部分PBT生產商仍然在擴大產能,世界PBT產能排行榜也發生了很大的變化。如江蘇南通地區的藍星化工新材料股份有限公司、江蘇儀征化纖股份公司、巴斯夫公司、沙特阿拉伯Osos 石化公司最近幾年正擴大PBT產能,而2007年以后江蘇南通以及江蘇儀征的PBT產能都將超過8萬噸/年,這兩個公司的產能在中國名列前茅。因此,2008年以后世界PBT產需情況會出現比較大的變化,根據相關PBT生產廠家介紹說:"前兩年PBT是供不應求,要貨的人排隊采購,PBT產品緊俏得很",而2007年PBT生產廠家相關人士認為市場行情不如從前了,PBT社會供應量的增大是導致銷售不如原來紅火的根本因素所在。可是如今,還有部分聚酯行業人士想上PBT項目,這就需要提醒投資者慎重對待此項產品的新建工作,必須對國內外市場進行周密的調研后才能做出最終結論,千萬要吸取盲目投資帶來巨大損失的沉痛教訓。

2013年3月營口康輝石化有限公司一條8萬噸PBT連續生產線試運行;

2013年5月河南開祥化工一條12萬噸PBT連續生產線(零排廢,粘度1.0產能基準)運行;

2013年6月營口康輝石化有限公司另一條一條8萬噸PBT連續生產線試運行。

消費情況

在中國 PBT 最主要的消費領域是電子電器,占 55% 左右,用在汽車領域大概占 10% 左右,其他領域約占 35%。隨著中國汽車工業和電子/電氣產業的高速發展,對PBT的需求量也在快速增長著,PBT系列產品前景在2010年前后仍然是十分看好。回顧2003年全球PBT消費量大約為57萬噸/年(基礎樹脂),需求以北美為主,亞洲由于電子/電器工業需求的驅動,消費量也快速增長。全球PBT分地區的需求量分別為:北美20萬噸、西歐16.5萬噸、日本9.8萬噸、世界其他地區18.8萬噸。汽車和電子電氣工業消費量占全球PBT總消費量的75%左右,而2004-2006年期間全球需求量已經保持年均8-10%的速度遞增。

PBT產品

PBT B3235

⒈供應PBT美國GE防火阻燃級357M,357U,357(UL94 V-0)。

⒉供應PBT日本東麗1401X34;1101G-30,30%GF增強,標準型號; 310SEO-1001,DR48-111,DR48-7001,1401X06,PBT日本東麗 1494X02 非增強級,V-0

PBT技術的基礎是IEEE802.1ah定義的PBB(ProviderBackboneBridge,運營商骨干橋接)技術,IEEE把PBT技術稱為PBB-TE(Provider Backbone Bridge Traffic Engineering,支持流量工程的運營商骨干橋接技術)。PBB又稱為MAC-in-MAC,是一種基于MAC堆棧的技術,用戶MAC被封裝在運營商MAC內,通過二次封裝對用戶流量進行隔離,增強了以太網的可擴展性和業務的安全性。PBB的關鍵是在MAC-in-MAC封裝中引入了24 bit的 I-TAG(業務實例標簽)用來標識業務。

概述

隨著CE(CarrierEthernet,電信級以太網)概念的提出,滿足電信網絡需求,面向連接的以太網技術-PBT(ProviderBackboneTransport,運營商骨干傳送)也在2005年10月浮出水面。此后,國內外均有運營商采用PBT技術組網,為PBT技術在城域網內的發展提供了很好的開端。

技術

PBT技術基于PBB技術,其核心是對PBB技術進行改進,通過網絡管理和控制,使CE中的業務事實上具有連接性,以便實現保護倒換、OAM、QoS、流量工程等電信網絡的功能。PBT技術去掉了PBB技術的部分內容,因此支持PBT技術的設備,將會丟棄未知目的地的數據,而不是把它洪泛到所有潛在目的地。PBT技術關閉了PBB的組播功能,不轉發而是丟棄組播數據;關閉了廣播學習功能,因為通過網絡的PBT通路是預先定義好的;還關閉了用于阻止網絡內出現環路的協議,因為對數據幀的轉發路徑是預先配置好的,不再需要阻止環路協議,這樣有助于提高網絡的利用率。運營商可以管理不同路由上的負載,防止負載不均衡情況的發生。

PBT技術采用外層MAC加上外層ⅥD(B-DA+B-ⅥD)進行業務轉發,使CE受到運營商的控制并能隔離用戶流量。這樣內層用戶C-VLAN不必在全網中惟一,不同的B-DA可以采用相同的C-ⅥD,不會造成數據幀在轉發中的沖突。

PBT技術支持帶寬管理和CAC(ConnectionAdmissionControl,連接接納控制)功能,以實現對網絡資源的管理,通過網管配置或NC(NetworkController,網絡控制器)建立連接,可方便實現靈活的交換和TE。

PBT技術采用IEEE802.1ag中的CFM(ConnectivityFault Management ,連接性故障管理)機制來持續地監視網絡中的隧道狀態。當主用隧道失效時會把業務自動轉移到預先建立的備用電路上,增加了必要的彈性。有些廠商聲明可以獲得15 ms的故障倒換時間。

PBT技術兼容傳統以太網橋的架構,不需要對網絡中間節點進行更新即可基于B-DA+B-ⅥD對數據幀進行轉發,數據幀也不需要修改,轉發效率高。

技術競爭

PBT并不是惟一可在城域網中部署的電信級以太網技術,全IP/MPLS和T-MPLS是另外兩種主流解決方案,此外還有VLAN-XC(VLANCrossConnect,VLAN交叉連接),但發展不太理想。

⑴全IP/MPLS。在IP/MPLS網絡中,通過VPWS(VirtualPrivateWireService,虛擬專線業務)或VPLS(Virtual Private LAN Service,虛擬專用LAN業務)的方式提供端到端連接。VPWS、VPLS采用PWE3技術進行端到端的二層電路仿真。端到端之間的傳輸標簽交換通路稱為PW(Pseudowire,偽線),PW與協議無關,FR、ATM、SDH以及以太網流量都可以通過PW在網絡中透明傳遞。基于這種方式建立的網絡仍然可以從基于IP/MPLS網絡內的所有的交換、信令、路由、質量控制以及QoS工具中受益。支持這種技術思路的觀點認為PBT技術只是找到問題的一個答案,IP/MPLS能夠完成全部的PBT功能。

⑵T-MPLS。T-MPLS是IP/MPLS的簡化版本,它的目的和PBT一樣,都是試圖以低于IP/MPLS的網絡開銷來提供面向連接、基于分組、點到點的傳送。T-MPLS和PBT一樣,利用預先定義的隧道來路由流量。T-MPLS支持單向和雙向控制通路,關閉了一些MPLS功能,例如,隧道聚合、隧道間的流量均衡、PHP(PenultimateHoPPOpping,倒數第二跳彈出)等。ITU-T已經批準了一些T-MPLS技術的標準(例如,用于T-MPLS的層網絡結構),但仍需要大量的標準化工作,如較為關鍵的IP/MPLS和T-MPLS間的互操作問題。

⑶VLAN-XC。也稱為PVT(ProviderVLANTransport,運營商VLAN傳輸)。VLAN-XC技術重新定義了802.1q定義的ⅥD字段,利用新定義的VLAN-XC標簽可在以太網上建立預先定義好的隧道。運營商骨干網入口處的PE設備為接入用戶的以太網幀頭加上VLAN-XC標簽,并選擇隧道對流量進行傳送。核心網絡的P設備根據接入端口+VLAN-XC標簽來轉發數據,出口處PE將去掉這個標簽。VLAN-XC引入了確定的連接性,可以支持電信級的保護倒換、流量工程和嚴格的QoS;支持P2P和P2MP業務,具有一定的可擴展性。

無論從標準化的推動過程還是從CE解決方案的角度來看,VLAN-XC和PBT都是兩個相互競爭的技術。PBT技術在與傳統以太網的兼容性、與其他網絡技術的互通性以及標準化方面優于VLAN-XC。T-MPLS已在標準化進程中搶占先機,未來很可能是PBT和TMPLS在實現成本上的競爭。

發展趨勢

當前,國內外的運營商正在對PBT/PBB技術進行評估。雖然PBT缺少一個有效的自動配置系統,會影響它的可擴展性,但是廠商并沒有質疑PBT可以提供一個有效的、面向連接的、基于分組的網絡的能力。

一些不支持PBT技術的人們認為,PBT不具備點到多點的能力。但在實際組網時,PBT一般部署在運營商核心網絡中,而在匯聚層則采用PBB技術,而PBB本身具備傳遞點到多點業務的能力,因此PBB/PBT的組合完全可以滿足點到多點業務的需求。

支持PBT技術的人們認為,以太網交換機總是比IP/MPLS路由器便宜很多,而且會一直保持下去。一些支持廠商已經開發了專有的配置以及管理系統,并聲稱能夠把配置工作降到最低,而且他們認為標準化進程并沒有增加大量的復雜性。

PBT技術的標準化工作已經快速啟動并開始逐步發力,首版文稿草案已經發布,同時業界第一次關于PBT技術的真正意義上的互聯互通演示(PBTPE(邊緣設備)之間)也已經在2007年6月成功進行。這也從另一方面驗證了PBT技術具有基于現有以太網硬件實現、技術簡潔、標準化研究的復雜度較低等特性。

現階段一些主流運營商的態度與做法,以及其他一些運營商對PBT技術的測試與商用,說明了PBT以其技術特性和得以驗證的商業成本模型,已經開始逐步成為全球運營商網絡轉型道路上的一輛"直通車"。當然,最終是否選擇并且何時部署基于PBT技術的電信以太網解決方案,運營商還需要結合自身發展戰略以及現網環境作出選擇。