基于PTN的城域傳輸網部署策略

1網絡技術概況

1.1SDH/MSTP技術特點

優勢：具有豐富的開銷比特用于網絡的操作管理和維護；用同步復用方式和靈活的復用映射結構，具有廣泛的適應性；具有健全的網絡保護及自愈機制，網絡安全性高；具有統一的光接口。

缺點：帶寬利用率不高，不具備統計復用功能。

IP over SDH方式對于用戶不斷提升的帶寬及業務需求，難以高效的承載速率豐富的各種寬帶業務（接入層面多數采用622M/155M環網）。

1.2IP網技術特點

優勢：組網靈活。業務基于統計復用，帶寬利用率高，能夠應對突發大帶寬業務。帶寬調整靈活。

缺點：安全機制不健全，業務保護能力不足。

1.3PTN( Package Transport Network )分組傳送網

PTN支持多種基于分組交換業務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業務、端到端的組網能力，提供了更加適合于IP業務特性的“柔性”傳輸管道；點對點連接通道的保護切換可以在50毫秒內完成，可以實現傳輸級別的業務保護和恢復；繼承了SDH技術的操作、管理和維護機制，具有點對點連接的完整OAM，保證網絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監控能力；完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業務；網管系統可以控制連接信道的建立和設置，實現了業務QoS的區分和保證，靈活提供SLA等優點。

作為一種面向連接的傳送技術，PTN借鑒了SDH技術中完善的保護倒換、豐富的OAM、良好的同步性能、層網絡架構、強大的網絡管理等特性，PTN還從MPLS/Ethernet借鑒QoS管理、分組交換、偽線技術等思想，使得PTN成為一種以分組交換為內核、以分組作為傳送單位、承載電信級以太網業務為主，兼容傳統TDM、ATM等業務的綜合傳送技術。

2PTN在城域網中的定位

2.1技術對比

基于電路交換的SDH/MSTP網絡是通過剛性的分配機制和單板級別的IP化來保障以TDM業務為主、以太網數據業務為輔的高質量、安全的傳輸，因此其帶寬利用率較低。內核IP化的PTN技術，具備強大的帶寬統計復用能力，在面對突發性強、流量不確定的業務沖擊時更具生命力，但是相比MSTP網絡，PTN的劣勢在于TDM業務的接入，只能作為TDM業務承載的補充手段，所以用于承載高QoS需求的IP化業務才能真正體現和發揮PTN的優勢。

與傳統的以太網相比，PTN良好地繼承了傳統SDH/MSTP網絡的端到端的OAM管理能力，并可根據不同的QoS機制提供差異化的服務，這正是盡力而為的傳統以太網所欠缺的。

與IPoverWDM/OTN技術相比，IPover WDM/OTN技術注重于解決IP業務的超長距離、超大帶寬傳輸問題，可以為大量的2.5 Gbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s等大顆粒業務提供點到點的傳輸通道，這是PTN難以達到的，但是IP over WDM/OTN的帶寬分配也是剛性的，帶寬利用率不高。同時，OTN設備并不具備二層匯聚收斂功能，因此，PTN的優勢體現在小顆粒IP業務的靈活接入、業務的匯聚收斂上，而并不擅長對大量的點到點大顆粒業務的傳送。

2.2網絡層面

面對城域網匯聚接入層大量的IP化業務需求，采用SDH/MSTP或者傳統以太網都無法同時兼顧傳輸效率和傳輸質量的問題，PTN設備IP化的內核可以有效完成大量小顆粒業務的收斂和傳輸，非常適用于城域網匯聚接入層IP化業務量大、突發性強的特點。同時PTN繼承了傳輸設備的強大保護能力和豐富的OAM，為業務提供了電信級的保護和監控管理。

在城域網的核心骨干層以及干線，以各專業網元間互聯的大顆粒數據業務點到點的傳送為主，由于此類業務不再需要進一步的收斂，因此PTN技術不適合在骨干層以上應用，因此，PTN技術的引入，將主要借助于它在業務接入的靈活性、二層收斂、統計復用的優勢，聚焦于解決城域傳輸網匯聚接入層面上，全業務的接入、傳送問題。

2.3與其他網絡的關系

PTN能夠承載的業務類型既包含高QoS要求的基站業務和專線業務又包含高帶寬、突發性強的數據業務，這與SDH/MSTP網、IP城域網以及全業務接入網有著密切的聯系和區別如圖1所示。

2.3.1PTN與城域MSTP網

在TDM的承載方面，SDH/MSTP網絡的結構成熟、穩定，網絡規模也比較龐大，考慮到SDH/MSTP也具備相當的IP業務承載能力，考慮成本問題，隨著IP包帶寬在全部帶寬中占據70%，PTN的成本將低于SDH。在PTN成本降低達到大規模部署前，傳統的小顆粒2G業務以及零星的、小規模的專線業務仍然可以由SDH/MSTP網絡進行承載，以充分利用前期已配置的網絡資源。

為帶寬需求不高，但是安全性和私密性要求較高的客戶提供專線接入，同時可覆蓋PTN暫時無法到達的區域。

2.3.2PTN與IP城域網及全業務接入網

PTN、IP城域網以及以PON技術為代表的全業務接入網，三張網絡在二層以下是統一的、融合的網絡，只是面向的業務對象不同。

首先，PTN采用了二層面向連接技術，而且集成了二層設備的統計復用、組播等功能，可以基于LSP實現端到端的電信級以太網業務保護、帶寬規劃等，與傳統的二層數據網相比，優勢明顯，特別適用于高等級的基站類業務、大客戶專線類業務的承載。

由于用戶業務的QoS保障、網絡安全性等方面的不足，IP城域網主要通過低成本、擴展性好的優勢，采用二層交換設備接入互聯網等實時性、可靠性要求不高的低等級IP業務。

全業務接入網則側重于密集型普通用戶接入，根據用戶群體的不同需求，全業務接入網主要完成OLT以下語音和數據的接入、匯聚。在初期業務量不大的情況下，OLT上行接口可通過PTN或者交換機最終進入IP城域網，在全業務發展的爆發期，IPoverWDM/OTN必將進一步下沉，承載OLT的上行業務。

3PTN的建設策略

在現網結構的基礎上，城域傳輸網PTN設備的引入總體上可分為PTN與SDH/MSTP獨立組網，PTN與SDH/MSTP混合組網以及PTN與IPoverWDM/OTN聯合組網3種模式。在混合組網模式中，根據IP分組業務需求和發展，PTN設備的引入又可以分為4個演進階段，下面分別介紹并分析，如圖2所示。

3.1混合組網模式

依托原有的MSTP網絡，從有業務需求的接入點發起，由SDH和PTN混合組環逐步向全PTN組環演進的模式稱之為混合組網模式。各本地網SDH網絡覆蓋廣，業務承載量大。混合組網，勢必造成網絡大量調整。同時提高了網絡復雜程度，對后期維護帶來不便。

3.2獨立組網模式

獨立組網模式的網絡結構非常清晰，易于管理和維護，但新建獨立的PTN一次性投資較大，需占用節點機房寶貴的機位資源和光纜纖芯。此外，SDH/MSTP設備具備155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s、10 Gbit/s的多級線路側組網速率，可從下至上組建多級網絡結構，相比之下，PTN組網速率目前只有GE和10吉比特以太網兩級，如果采用PTN建設二級以上的多層網絡結構，勢必會引發其中一層環路帶寬資源消耗過快或者大量閑置的問題，導致上下層網絡速率的不匹配。

同時，環路上任一節點業務量增加需要擴容時，必然導致環路整體擴容，網絡擴容成本較高，因此，獨立組網模式是比較適應于在核心節點數量較少的小型城域網內組建二級PTN。

3.3聯合組網模式

匯聚層以下采用PTN組網，核心骨干層則充分利用IP over OTN將上聯業務調度至PTN所屬業務落地機房的模式稱之為聯合組網。該模式下，業務在匯聚接入層完成收斂后，上聯至核心機房設置兩端大容量的交叉落地設備，并通過GE光口1+1的Trunk保護方式與節點相聯，其中，骨干節點PTN設備，通過GE光口僅與所屬節點的PTN交叉機連接，而不與其他節點的PTN設備以及匯聚環的骨干PTN設備發生關系。

隨著本地網逐步建成OTN網絡，大大改善了本地網傳輸層的資源緊張的狀況。因此，隨著PTN技術的成熟及設備逐步大規模應用。采用聯合組網方式，更加適合本地網的實際情況。