PTN網絡規劃與建設淺析

摘 要 本文結合移動網基站回傳需求、PTN技術的特點，分析總結PTN網絡建設需注意的問題以及規劃思路。

關鍵詞 PTN QOS 3G 建設 規劃

中圖分類號：TN915.02 文獻標識碼：A

目前3G、LTE業務的快速增長帶動了運營商基站承載和傳送網絡，向基于以太網業務為主導的IP化傳送方式發展，業務的IP化和傳送的分組化已成為未來網絡演進的主線。PTN（分組傳送網）作為即支持運營級以太網業務，又兼容傳統TDM業務，具備QOS能力的新一代傳送技術，已經成為運營商替代SDH和MSTP技術的考慮重點。本文將結合移動網組網需求、PTN技術的特點分析總結PTN網絡建設的規劃思路。

1 PTN網絡規劃需考慮的三個問題

（1）如何實現網絡的平滑演進；

（2）如何保護現有網絡投資；

（3）如何保證傳統TDM業務的需求。

以上三個問題涉及PTN網絡的演進路線，網絡定位和業務定位問題，三個方面相輔相成，對于網絡建設成本充足，線路資源豐富，可以考慮將PTN獨立組網，這樣可以減少建設周期，降低組網難度，反之可以和原有SDH設備混合組網，逐步替換，平滑演進，這樣可以有效保護投資，但組網難度大，受設備限制因素多。

2 PTN網絡結構和節點設置

PTN網絡繼續沿用核心層、匯聚層、接入層的三層結構，支持良好的網絡擴展能力、便于實現大規模組網。

（1）核心層應由具有大容量的業務調度能力及較高安全可靠性的節點組成，可采用環形或雙星型結構。對于較大規模的網絡，建議采用雙星型結構，通過Dwdm提供的10GE通道與匯聚層設備對接，較小規模的網絡宜采用10GE/GE環，環節點數不宜過多。

（2）匯聚層負責一定區域業務的匯聚和疏導。主要采用環形結構，每個匯聚環盡量經過兩個核心節點，確保網絡可靠性。

（3）接入層負責基站，專線客戶等的接入，盡量采用環形，建設初期就應進行相應規劃，環節點數量原則上不應超過10個，開采用單節點上聯或雙節點上聯。

3 PTN的設備和接口配置

主要根據設備節點屬性：核心層、匯聚層或接入層考慮設備的交叉板處理能力和接口板數量、速率，應考慮合理的中短期預留；對于核心和匯聚節點要考慮保護關系和硬件冗余，根據傳輸距離合理選擇接口類型。根據流量規劃（2G、3G、LTE）等類型核算環網帶寬，估算設備的交換容量和環網數量。

4 PTN網絡規劃原則

根據PTN相應的技術特點及網絡需求，在進行網絡規劃和設計時，可參照以下建網原則：（1）網絡規劃適度考慮未來三年左右的業務發展需求。（2）PTN的引入和演進要確保網絡建設的合理性、經濟性，應采用以新建為主，其他方式補充。（3）發達地區（數據業務需求旺盛）和不發達地區應采用不同的建網策略。

5 PTN網絡的數據流量規劃

（1）PTN網絡面對的業務模型及其帶寬需求規劃如下：2G：4-20Mbit/s；3G:20-100Mbit/s；專線用戶（黨政軍金融企業）：2-100 Mbit/s。

（2）PTN網絡容量分析：接入層一般為GE，核心匯聚層為10GE。定義每條業務和承載管道的CIR/PIR;考慮封裝效率和OAM管理開銷，物理管道（線路速率）承載能力一般按照70%計算；業務管道的CIR為固定承載帶寬。

（3）PTN網絡容量的分層規劃：包括接入環容量分析和核心/匯聚環容量分析，在計算環容量時要考慮環保護占用的冗余帶寬資源。

6 PTN的QOS規劃思路

在PTN中考慮QOS要針對整個網絡來進行，實現端到端的QOS 。端到端的QOS機制是在網絡中根據業務流預先分配合理帶寬，在網絡的轉發節點上根據隧道的優先級進行調度處理。主要包括流量分類、流量監控、流量整形、擁塞控制、隊列調度等。PTN基于EXP、VLAN的PRI字段的優先級，分為CS7、CS6、EF、AF4、AF3、AF2、AF1、BE等八種優先級的業務。對不同業務可按端口，VLANID或者MAC地址來劃分，每類業務可分別設置QOS，出口可實現嚴格優先級加權公平隊列等隊列調度。

7 PTN網絡的可靠性設計

對于電信級的網絡，可靠性是至關重要的，主要包括接口級、板卡級、設備級、網絡級等各個層面的冗余保護機制。

（1）線性保護倒換（G.8131定義的路徑保護）：主要有無協議的1+1方式和基于協議的1:1/1：N方式，可以對端到端路徑或者端到端路徑上的每個區段（節點或鏈路）進行保護，其中1+1和1；1為獨享保護，1：N為共享保護；1+1保護時工作路徑和保護路徑都承載業務并采用雙發選收的模式，1:1方式在網絡正常情況下僅工作鏈路承載業務，備用路徑空閑（也可運行其他較低優先級的業務），在網絡故障情況下，通過協議切換到備用路徑承載業務（也可以搶占其他較低優先級的業務）。

（2）環網保護倒換（G.8132定義的路徑保護）:在網絡正常情況下，端到端路徑經過的各個區段的備用路徑空閑，在某個區段故障時，有兩種實現方式，一種是環回方式，故障區段的相鄰節點通過協議切換到該區段的備用路徑，另一種方式是轉向方式，源宿節點通過協議切換到備用路徑。環網保護在資源利用率方面比線性保護更有優勢，另外還可考慮與其他方式結合，如鏈路聚合組（LAG），DNI，以及基于GMPLS控制平面功能實現的網絡重路由恢復技術，故應優先考慮環保護方式。

（3）PTN的可靠性設計具體建議總結如下：①網絡側：LSP1:1/1+1保護；環網保護；雙規保護；②接入鏈路：GE鏈路：LACP保護/LAG保護；STM-N鏈路：1+1；E1端口：TPS N:1，IMA保護；③設備級保護：電源板1+1保護，主控板1+1保護。

8 PTN網絡的時鐘/時間同步規劃

PTN的同步方案主要有兩種：（1）采用同步以太作為時鐘頻率同步：源站點通過以太物理層的Bit流攜帶從BITS或其他源獲得的高精度時鐘信息，接收節點可以從以太物理層中同時恢復數據和時鐘信息；（2）采用IEEE1588 V2作為時間同步：支持高精度時鐘協議，實現時鐘同步，所有網元要支持1588V2協議。

PTN時鐘/時間的同步規劃設計原則如下：①基本參照SDH/MSTP設備；②時鐘/時間源采用主備方式。通過帶外接口將時鐘源注入網絡；③合理規劃時鐘同步網絡，避免時鐘互鎖，成環；④線路時鐘跟蹤應遵循最短路徑要求；⑤對于時鐘長鏈給予時鐘補償；⑥在穿通15個節點時，承載的時間精度累計偏差不超過900ms；⑦CES業務時鐘同步方案，優選重定時方式，次選自適應方式。

9 PTN網絡的網管系統及DCN規劃

PTN網管主要分為網元層、網元管理層和網絡管理層，網關設置和SDH/MSTP類似，可與其共網管，也可分設備，分區域設置管理，由于PTN采用圖形化網管，可以沿用原SDH設備維護人員。

上述經驗和總結只有一個目的：把PTN網絡建成是一個安全健壯的，可信任、可控制和管理的有qos保證的網絡。