PTN技術及其在通信組網中的應用

毛薦

摘要：本文介紹了PTN技術出現的背景，重點分析了PTN模型的實現技術以及在通信組網中的應用特點。

關鍵詞：PTN技術；組網技術；二層匯聚網絡

中圖分類號：TN915.853 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0057-01

1 PTN技術概述

互聯傳輸網絡正朝著業務IP化的趨勢發展，Everything over IP將成為未來業務信號傳輸所采用的格式。

作為一種新的技術理念和傳送設備，PTN同時具備2 / 2.5層業務交換能力，可以將業務交換節點與傳送節點進行整合。以PBT為例，在組網過程中可以用作二層交換機，進行標準的二層數據交換；同時可以作為交換節點的延伸，進行部分傳送網業務，即集成了2 / 2.5層交換業務功能和傳送網絡的OAM功能。MSTP技術適用于端到端數據傳送， MPLS、以太網模式均是通過二層以太網交換機或類似功能設備進行傳送。

PTN技術首先立足于完善傳送功能，繼而拓展2 / 2.5層業務交換能力。PTN設備現有的技術路線均集中在強化傳輸網絡的OAM功能、網管和保護功能。從現有設備來看，有些是基于MPLS網進行新產品開發；有些是在已有二層交換設備的基礎上進行功能擴展、優化。

2 PTN模型相關技術分析

PTN技術的核心是基于分組技術的業務交換功能。在SDH時代主要采用TDM技術，支持2Mbit/s以及155 Mbit/s速率的業務交換和匯聚，PTN的分組技術決定了它可以支持2 / 2.5層業務的交換和匯聚。PTN可以承載未來多業務流以及交換，更適于多業務傳送方式以及組網的靈活調度，支持網絡保護倒換功能，可以為不同優先級的業務提供差異化的保護。

2.1 PTN技術支持LTE和L3業務

PTN可以很好地支持L2業務，比較常見的有E-Line/E-LAN/E-Tree以太網業務以及E1/ATM仿真業務。PTN支持移動網絡的數據回傳，滿足現有3G、4G網絡數據回傳的需求，對LTE的支持也基本經受住了工程實踐的考驗。

LTE組網過程中，需要進行基站間的互聯通信（X2接口），以及基站也服務網關（SGW）間的多歸屬通信，從實現邏輯上區別于3G承載網絡，目前我國的4G網絡建設已比較成熟，5G網絡建設也進入試驗測試階段，PTN對LTE業務的支持主要通過以下兩種方式實現：

（1）通過路由器實現端到端組網；

（2）采用L2+L3混合組網技術，用L2技術搭建接入、匯聚層網絡，用L3技術搭建核心層網絡。

對于L3業務服務質量要求敏感的網絡，建議在PTN中選用MPLS VPN模式組網；對于L3業務服務質量沒有特殊需求的網絡，建議在PTN中直接選用IP路由或轉發機制進行組網。

2.2 PTN對于高級業務的支持

在未來網絡建設中，PTN將具備目前網絡中的MSTP功能，支持專線、TDM、移動基站等高級業務，將基站上聯、專線等重要業務在核心層節點進行匯聚。按照未來技術發展趨勢，PTN將作為MSTP業務的替代產品，提供適應未來業務發展需求的高質量分組傳送服務，業務范圍涉及L2 VPN業務、4G基站到RNC回傳業務、以太網專線業務、軟交互業務等。

進行移動網RAN系統設計時，要結合移動網的演進形態進行綜合考慮。通信基站中FE接口的應用數量直接決定著PTN能否大規模應用，而已有CDMA2000 1x EV-DO及WCDMA網絡仍然是基于E1標準的TDM接口進行建設，主要業務量依靠MSTP保護環來承載。未來傳送網絡中的PTN設備將受到IP與TDM業務的影響，這直接關系到PTN設備的價格和安裝范圍。當有較多的TDM業務存在時，需要PTN設備處理TDM業務及時鐘傳輸特性。

3 PTN組網技術

3.1 網絡規劃的成熟度

在網絡層面，PTN提供兩種形式的保護：環網保護和線性保護。環網保護支持Steering保護和Wrapping保護兩種形式；線性保護主要是指1：1LSP保護和1+1LSP保護，工程實踐中要根據網絡結構選用適合的保護類型，選用其中一種，或多種保護機制混合使用。

Wrapping和Steering環網保護屬于段層保護機制，符合G.8132標準協議，與SDH復用段保護原理相同。基于TMS層OAM中的APS標準，橋接故障點處的相鄰節點，在50ms內完成倒換過程，環網帶寬在分布業務模型中得到最大限度的利用。但Steering保護存在應用上的局限性，當節點數量較多時，受影響網元數量增多，導致倒換協議變得復雜，這時不能保證在50ms內完成倒換，因此無論是運營商還是設備供應商對該技術并不十分感興趣。

3.2 業務流量承載能力

進行網絡規劃的初期要充分考慮現有業務流量承載能力以及未來擴展性。由于發展水平的差異，不同地區的寬帶需求量不同，以3G網絡規劃為例，按照50M宏站帶寬、10M微站帶寬計算，按照50M的最大值來計算，一個接入環可容納最多20個接入基站，同時計入OLT以及其他數據業務的影響，一個接入環的建議接入節點數量不宜超過15個。

3.3 規劃的同步性

同步以太網技術和IEEE 1588v2協議的引入，使PTN很好地解決了網絡中的時間和頻率同步問題。以太網物理層PHY芯片實現了網絡的頻率同步，其實現過程不受高層網絡協議的延時限制，只要存在可靠的物理連接，便可保證傳送數據的頻率同步，但是不能同時實現時間同步，這有點類似于傳統的SDH網絡。IEEE 1588v2協議很好地解決了時間同步問題，通過報文中的時間標簽實現傳送數據的時間同步，這種機制不受物理層的限制，因此可以同時實現傳遞數據的時間同步和頻率同步。

3.4 網絡管理機制

PTN網管系統基于傳統的光傳輸網管系統進行建設，新建PTN網絡配置獨立的網管系統，該系統與原有MSTP網絡間進行業務隔離，管理界面相互獨立，系統架構簡潔。同時對網絡系統的標準以及可供管理的網元數量提出了要求，以便于搭建層級更加清晰、邏輯性更強的網絡。PTN網絡中為設備分配的IP地址僅用于內部傳輸網絡使用，以確保上層業務間的可靠連接，不同城域網間的PTN網絡是相互隔離的，這使得私網IP地址可以用做互聯IP地址，而不會造成不同城域網間的地址沖突。

4 結論與展望

總之，PTN技術的標準化和產業化日趨成熟，性價比優勢逐步凸顯。PTN已經可以很好地滿足二層業務需求，隨著4G時代LTE技術的深化演進，PTN技術向著三層路由功能發展，更好地適應三層VPN業務和LTE需求成為未來的發展趨勢。

參考文獻

[1]張成良，荊瑞泉.PTN技術發展趨勢和組網應用[J].郵電設計技術，2010，（03）：1-4.

[2]李慧明，許新勇.PTN技術與應用[J].中國新通信，2010，（05）：9-13.endprint