基于PTN的全業(yè)務城域傳送網建設思路探討

【摘 要】本文從PTN的概念及技術特點入手，分析了PTN在全業(yè)務城域傳送網中的定位，PTN網絡與現(xiàn)有傳送網的銜接和融合，并結合中國移動城域傳送網的現(xiàn)狀，討論了PTN城域網的多種建設思路，特別針對“PTN獨立組網引入方案”進行了詳細分析和探討。

【關鍵詞】全業(yè)務城域網；PTN（分組傳送網）；數(shù)據(jù)業(yè)務；QoS

0.引言

中國移動以SDH/MSTP技術為基礎的城域傳送網經過多年的建設和優(yōu)化，已經較好地滿足了語音業(yè)務和少量數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送需求。中國移動在“無線+基站光纜延伸+IP+IMS”的全業(yè)務運營思想的指導下，業(yè)務IP化、網絡IP化的進程正加速推進，數(shù)據(jù)業(yè)務將成為城域網傳送的主體。雖然MSTP網也具備多業(yè)務承載能力，但是基于TDM的內核使其在承載數(shù)據(jù)業(yè)務時效率低、靈活性和擴展性差，很難適應新一代傳送網絡的發(fā)展需求。在此背景下，適時引入基于分組內核的PTN技術，搭建全業(yè)務運營環(huán)境下的城域傳送網平臺，是適應時代發(fā)展的一個重要舉措。

1．PTN的概念及技術特點

1.1 PTN的概念

PTN是分組傳送網（Packet Transport Network）的簡稱，是針對城域網應用場景，結合IP/MPLS和傳送網技術優(yōu)化后的新型寬帶傳送網，是一種以分組為內核，承載電信級以太網業(yè)務為主，兼容TDM、ATM和FC等業(yè)務的綜合傳送技術。

1.2 PTN的技術特點

1.2.1高效承載數(shù)據(jù)業(yè)務，統(tǒng)一傳送多業(yè)務

PTN技術一方面支持寬帶的統(tǒng)計復用功能，提供更加適合于數(shù)據(jù)業(yè)務特性的“柔性”傳輸管道；另一方面又能通過PWE3技術實現(xiàn)對TDM、ATM、以太網等業(yè)務的仿真和統(tǒng)一承載。PTN技術能夠很好地滿足業(yè)務轉型過程中多業(yè)務承載的需求。

1.2.2豐富的OAM和快速、高效的網絡保護能力

PTN在故障定位、故障管理和性能管理等方面都有很豐富的OAM能力，可實現(xiàn)端到端的管理，并支持類似SDH的AIS和RDI等告警回送機制。

1.2.3端到端的QoS保證

PTN有完善的業(yè)務QoS分類和QoS靈活調度機制，可提供不同服務質量等級的保證，同時利用面向連接的網絡提供可靠的QoS保障。

1.2.4提供高質量的網絡同步

PTN能夠提供3種分組同步方案：以太網同步時鐘技術（以太網物理層同步），TOP技術（Timing Over Packet）和基于1588v2 的時間同步技術。而基于1588v2時間同步正好可以解決需要4 μs高精度時間同步的LTE的基站時鐘布署。

2.PTN在全業(yè)務城域傳送網中的定位

2.1-1 PTN在全業(yè)務城域網中的定位

根據(jù)移動集團全業(yè)務城域傳送網相關指導意見，PTN在全業(yè)務城域傳送網中的定位如圖2.1-1。PTN網絡主要用于接入IP化基站、A/B類集團客戶等重要業(yè)務，而IP城域網結合PON網絡主要用于接入C類集團客戶及家庭用戶等對QoS要求不高的普通業(yè)務。但筆者認為，集團所指的“接入”應針對用戶側而言，即PTN網絡不直接接入C類集團客戶及家庭用戶，但作為匯聚了C類集團客戶及家庭用戶的IP城域網元上行的傳輸承載通道還是可行的。因此全業(yè)務運營環(huán)境下PTN的建設應統(tǒng)籌兼顧IP城域網、PON網絡以及SDH/MSTP網絡的發(fā)展，PTN的組網也應兼顧到與這些網絡的銜接和融合。

3.PTN與現(xiàn)有傳送網的融合

3.1 PTN與SDH/MSTP網

移動傳送網經過多年的建設和優(yōu)化，在2G業(yè)務的承載方面，SDH/MSTP網絡的結構成熟、穩(wěn)定，網絡規(guī)模也比較龐大。考慮到MSTP也具備相當?shù)腎P業(yè)務承載能力，而且短期內2G業(yè)務仍然會持續(xù)發(fā)展，在PTN大規(guī)模部署前，傳統(tǒng)的小顆粒2G業(yè)務以及零星的、小規(guī)模的專線業(yè)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。

在基站IP化進程完成后，大量的TDM方式承載的基站改為由IP方式承載，此時，城域MSTP網絡將出現(xiàn)大量的空閑資源。考慮到MSTP網絡優(yōu)秀的業(yè)務保護能力、OAM能力以及經過多年建設形成的廣泛的覆蓋能力，可以將MSTP網絡作為PTN的有效補充，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(qū)域。

3.2 PTN與IP城域網及PON網絡

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

PTN采用了二層面向連接的技術，而且集成了二層設備的統(tǒng)計復用、組播等功能，可以基于LSP實現(xiàn)端到端的以太網業(yè)務保護、帶寬規(guī)劃等，因此在高等級的業(yè)務傳送、網絡故障定位等方面，與傳統(tǒng)的二層數(shù)據(jù)網相比，優(yōu)勢明顯，特別適用于高等級的基站類業(yè)務和大客戶專線類業(yè)務的承載。

由于IP城域網對用戶業(yè)務的QoS保障、網絡安全性等方面的不足，其主要借助低成本、擴展性好的優(yōu)勢，采用二層交換設備接入互聯(lián)網等實時性、可靠性要求不高的低等級IP業(yè)務。

全業(yè)務接入網則側重于密集型普通用戶接入，根據(jù)用戶群體的不同需求，常見的方案有PON+LAN、PON+PBX、PON+交換機等，全業(yè)務接入網主要完成OLT以下語音和數(shù)據(jù)的接入、匯聚。在初期業(yè)務量不大的情況下，OLT上行接口可通過PTN或者交換機最終接入IP城域網。

3.3 PTN與WDM網

IP over WDM/OTN技術主要解決IP業(yè)務的超長距離、超大帶寬傳輸問題，可以為大量的2.5Gbit/s、10Gbit/s甚至40Gbit/s等大顆粒業(yè)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設備并不是具備二層匯聚收斂功能。因此，PTN的優(yōu)勢體現(xiàn)在小顆粒IP業(yè)務的靈活接入、業(yè)務的匯聚收斂上，而并不擅長大量的點到點大顆粒業(yè)務的傳送。目前，中國移動普遍采用PTN+OTN的城域承載網模型，采用雙節(jié)點上聯(lián)方式。

4.PTN城域網建設思路

4.1 PTN網絡的引入思路

從PTN網絡與MSTP網絡相互融合的角度考慮，城域傳送網引入PTN總體上可分為PTN與MSTP獨立組網和PTN與MSTP混合組網2種思路。

混合組網主要思路有兩種，第一種思路是建設PTN網絡的核心/匯聚層，將現(xiàn)有MSTP業(yè)務下沉至接入層，MSTP網絡逐步邊緣化；第二種思路是將現(xiàn)有MSTP設備升級改造，形成MSTP于PTN共存的雙平面結構。這兩種建設思路共有的問題就是網絡管理混亂，不易維護。第二種思路雖然能夠有效的利用現(xiàn)有的MSTP設備，但這種“老設備”升級至“新設備”的穩(wěn)定性還值得進一步商榷。因此，獨立組網成為我們首推的PTN引入思路。

獨立組網即接入層、匯聚層和核心層全部采用PTN設備。該組網模式下，傳統(tǒng)的2G業(yè)務繼續(xù)承載在原有的MSTP網絡中，新增的IP化業(yè)務則承載在PTN網絡中。PTN獨立組網模式的網絡結構可以與目前的MSTP網絡相似，接入層以GE速率組建，匯聚層以上均為10GE速率組建，網絡各層面間以相交環(huán)/相切環(huán)的形式組建。

4.2 PTN獨立組網引入方案

對于獨立組網的建網模式，我們給出兩種建網方案。方案一：核心/匯聚層完整建設；方案二：接入層分區(qū)建設。

4.2.1核心/匯聚層完整建設方案

初期集中建設力量，完整建設PTN核心層和匯聚層，為未來網絡發(fā)展打下根基。對于網絡規(guī)模不大的中小城市，可以考慮核心層和匯聚層融合成為一層建設。接入層根據(jù)實際業(yè)務需要，對有數(shù)據(jù)業(yè)務需求的現(xiàn)有MSTP節(jié)點采用新增PTN設備方式建設，原有MSTP網絡保留，對于暫時沒有業(yè)務需求的節(jié)點不改造。

核心層建設采用10GE設備，其中業(yè)務收斂調度節(jié)點采用交換容量在320G以上設備，落地層設備主要采用80G～160G是設備。核心層設備采用1+1互為備份，確保網絡與業(yè)務的安全。PTN匯聚節(jié)點采用10GE設備，交換容量在80G～160G之間。匯聚環(huán)采用OTN+PTN組網模型，主要采用雙節(jié)點上聯(lián)方式。接入層PTN網絡采用GE速率。

建網初期，業(yè)務接入節(jié)點分布可能較分散，實現(xiàn)光纜直連至PTN匯聚節(jié)點困難，于是光纜路由途徑的現(xiàn)有MSTP節(jié)點采用跳纖方式，因此PTN接入節(jié)點至匯聚節(jié)點之間的光連接增多了跳纖點。

該方案優(yōu)點：（1）與現(xiàn)有MSTP網絡獨立建設，統(tǒng)一管理，便于業(yè)務過渡，分險小；（2）隨著PTN接入基站增多，網絡逐步完善；（3）最終形成2層獨立網絡，數(shù)據(jù)和語音分別傳送。該方案缺點：（1）初期占用大量接入層光纜資源；（2）核心/匯聚層投資大；（3）隨著網絡建設無論是業(yè)務側還是光纜接入側都需要不斷調整。

4.2.2接入層分區(qū)建設方案

建設PTN核心層網絡后，從接入層開始自下而上逐步建設，最終實現(xiàn)核心、匯聚、接入三層網絡結構。

網絡建設初期，根據(jù)新增業(yè)務量在城區(qū)內的不均勻分布和地域條件分區(qū)建設。集中建設業(yè)務量大的區(qū)域，將本區(qū)域內的全部現(xiàn)有MSTP接入基站全部集中建設為PTN接入網絡，通過本區(qū)域匯聚節(jié)點直接上連至核心層，實現(xiàn)該業(yè)務區(qū)內的PTN改造徹底化。區(qū)域匯聚節(jié)點至核心層可以采用雙上行，以提高網絡安全性。對于業(yè)務量需求較少的區(qū)域暫時不建設，依然由該區(qū)域的MSTP網絡承載業(yè)務。新建核心層PTN網絡采用10GE速率，接入層PTN網絡采用GE速率。

隨著PTN業(yè)務區(qū)的逐步增多，PTN匯聚節(jié)點逐步增多，最后完成匯集層建設，最終實現(xiàn)三層PTN網絡結構。

該方案優(yōu)點：（1）合理規(guī)劃局部光纜建設；（2）分步驟建設匯聚層，節(jié)省初期投資；（3）局部區(qū)域一次性統(tǒng)一規(guī)劃。該方案缺點：未建設PTN的區(qū)域依然依靠MSTP承載數(shù)據(jù)業(yè)務。

4.2.3方案比選

兩種建設思路各有特點、相輔相成。兩種建設思路分別適應不同的建設環(huán)境。第一種思路適合前期投資充足，業(yè)務量大而且分布相對均勻的情況；第二種思路適合前期投資慎重，業(yè)務量少而且分布不均勻的情況。詳見表4.2-3

在實際的網絡建設中可以采用兩種方案結合的思路同步進行。同一個城市中，地域廣、業(yè)務多的區(qū)域采取完整建設，業(yè)務少發(fā)展慢的區(qū)域采取分區(qū)建設，既保證PTN網絡演進速度，又能有針對性的解決局部地區(qū)突發(fā)業(yè)務需求。

5.結束語

通過全業(yè)務運營環(huán)境下PTN城域網的建設思路可以看出，任何一種組網模式都涉及到與其他網絡的銜接與互通，網絡之間的融合趨勢日益顯著。因此網絡建設者應從全程全網的角度出發(fā)，以整體經濟效益為目標，促進PTN與其他網絡有機結合、互為補充，并能夠根據(jù)網絡資源的多寡，有目的地發(fā)展用戶，做到心中有數(shù)、有的放矢。 [科]

【參考文獻】

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［２］徐榮，任磊，鄧春勝著.分組傳送技術與測試.北京:人民郵電出版社.

［３］龔倩，徐榮，李允搏著.分組傳送網.北京:人民郵電出版社.