PTN傳送技術

何光文

摘 要：本文介紹了傳統基于 TDM 傳送網逐步演進到分組傳送網的過程及出現的一些傳送網新技術，重點介紹了PTN技術的特點和工作機制，明確了下一代傳送網的發展方向。

關鍵詞：OTN；ASON；PTN；TMPLS；MPLSTP分組傳送網

一、傳送網技術的發展

早期傳送網技術有PCM、PDH等，隨著人們對高復用速率需求不斷提高，SDH（同步數字體系）獲得了廣泛的應用。

SDH具有帶寬復用靈活、維護管理功能強大等特性，具備多種保護功能和快速的故障恢復時間。但SDH系統是專門為語音量身定做，SDH最小復用單元是VC容器，VC容器的大小固定，對于傳送固定速率的語音業務，有較高的帶寬利用率，但對于基于分組的數據業務，其速率不固定，用SDH傳送數據業務，利用率較低。隨著IP技術和互聯網的快速發展與廣泛應用，大量的分組業務對網絡的動態帶寬要求愈來愈高，于是產生了基于SDH網絡的MSTP（多業務傳送平臺）平臺。

MSTP通過在SDH的用戶側增加以太網接口和ATM接口來實現對數據業務的支持，其核心仍是SDH。

隨著互聯網用戶的急劇增長，IP承載網所需帶寬及顆粒度不斷增大，而SDH網絡以VC調度為基礎，交叉顆粒較小、調度復雜，在擴展性和效率方面表現出明顯不足，在光層上直接承載IP/MPLS的扁平化架構已經成為大勢所趨。于是出現了電控光交換的OTN（光傳送網）技術，即電層邏輯控制，光層完成交換與傳送， OTN自上世紀末提出以來，經過多年的發展與等待，終于在大顆粒業務需求的推動下形成了大規模的系統應用。

受到 IP業務高速增長所產生的帶寬需求以及波分復用技術所引入的新型帶寬利用模式的雙重驅動 ， 傳統光網絡正發生著“量”（寬帶化） 和“質”（智能化） 的深刻變革。傳統傳送網分網管和傳送兩個層面，ASON將網管層面的網絡連接功分劃出來，成為控制層面，通過分布式信令控制完成網絡連接的自動建立，從而將數據網絡的動態交換概念引入到傳送網中。控制平面通過動態交換光網絡的拓撲信息、路由信息以及其他控制信息 ， 自動完成光通道的動態建立和拆除 ，并動態分配網絡資源。控制平面的引入，實現了傳送技術的智能化，可以在秒數量級提供端到端的電路，大大縮短了業務提供和拓展時間。

ASON控制平面的關鍵技術是GMPLS技術。GMPLS是2001年IEFE提出開發的面向光網絡的通用的MPLS協議。GMPLS拓展了傳統的MPLS，可以支持多種類型的交換，包括TDM、波長和空間交換，同時GMPLS的標簽連接沒有采用逐跳路由隧道，而是采用顯式路由，滿足了網絡對質量保障的要求。

ASON基于SDH、MSTP或是OTN等傳送網技術，ASON通過GMPLS的標簽連接實現了動態的TDM、波長和空間交換，路由選擇靈活、能夠快速提供端到端電路，但帶寬分配依然是靜態的，統計復用技術未能被有效利用，于是后來又推出了能夠實現動態連接和動態帶寬分配的PTN（分組傳送網）方案。

二、PTN傳送技術

PTN是一種以分組作為傳送單位，承載電信級以太網業務為主，兼容TDM、ATM和以太網等業務的綜合傳送技術， 是結合網間互聯協議（IP）/多協議標記交換（MPLS）和光傳送網技術的優點而形成的新型傳送網技術；PTN具備高效統計復用、靈活感知業務特性及差異化服務質量（QoS）等分組技術的傳統能力，繼承 IP/MPLS 技術的開放靈活，支持多業務提供，總體使用成本（TCO）低的優勢；作為電信級業務的承載體，PTN保留了光傳送網具有的強大的端到端的業務管理、層次化的運行維護管理（OAM）及電信級保護等傳統優勢；

目前，PTN有兩大主流技術：傳送技術結合MPLS的代表TMPLS/MPLSTP技術和以太網增強技術的代表PBBTE技術，TMPLS/MPLSTP技術在競爭中獲得了快速發展，倍受業界關注。TMPLS/MPLSTP技術簡化了MPLS技術中與傳送無關的三層技術，增強了運行維護管理（OAM）和保護機制，采用顯式路由隧道，滿足了網絡對質量保障的要求，體系結構與ASON相同，即劃分為控制平面、管理平面和傳送平面等三個層面，控制平面完成業務接納、分布式信令控制、路由控制及保護恢復等功能；管理平面完成傳送平面、控制平面和系統整體的管理功能，負責所有平面間的協調和配合；傳送平面的主要完成客戶數據、信令信息、運維數據的適配和轉發。控制平面為可選，支持靜態配置，因而即使沒有控制平面也能正常運行。

PTN提供 “柔性”傳送管道，適合各種粗細顆粒業務，支持現有以及未來的分組業務，通過 PWE3（偽線）機制實現面向連接的多業務統一承載。 PWE3（PseudoWire Emulation Edge to Edge）端到端的偽線仿真，又稱VLL （Virtual Leased Line ） 虛擬專線，是指在分組交換網絡PSN中盡可能真實地模仿ATM、幀中繼、以太網、低速TDM電路和SDH等業務的基本行為和特征的一種二層業務承載技術，保證各類業務穿越PSN而性能只受到最小的影響。

在當前的現網中，OTN因其大容量的組網能力，已漸漸成為網絡核心層的主要傳送技術，而PTN因其具備靈活快速的組網能力和帶寬的高效利用，大量應用于網絡的匯聚層和接入層，OTN+PTN聯合組網模式憑借其強大的IP業務接入匯聚能力、靈活快速的調度能力，推動城域傳送網向統一、融合、扁平化的網絡演進，是組建下一代傳送網的最佳選擇。

參考文獻：

[1]楊一荔.PTN技術.人民郵電出版社，2014.

[2]張沛，趙正一，等.城域網的業務需求及其與MSTP網絡互聯互通場景分析[J].信息通信技術，2012，27（2）.

[3]王碧芳，杜玉紅.光傳送網絡和設備SDH與PTN.成都西南交大出版社，2017，08.

[4]王健，等.光傳送網OTN技術、設備及工程應用.人民郵電出版社，2016.

[5]毛謙.ASON技術的發展與應用.中國新通信，2007，（2）.