基于PTN的城域传输网建设策略探讨

摘要：当前，电信企业已经全面步入了IP化、移动化、宽带化、融合化的全业务运营时代,新的运营方式必然要求接入、承载网络具备更高的带宽、更清晰的网络结构及多业务承载能力。PTN以其独特的优势在城域传输网中发挥着重要功能，本文介绍了PTN技术、对比分析了城域传输网中PTN引入的必要性，提出了PTN的城域传输网建设的模式与保护策略。

关键词：PTN；城域传输网；建设模式；安全

Abstract: at present, telecommunication enterprises have been fully into the IP, mobile, broadband, integration of all business operations, era, a new mode of operation for access, hosted network has higher bandwidth, network structure and more clearer business carrying capacity. PTN with its unique advantage plays a very important function in the metropolitan area transmission network, this paper introduces the PTN technology, comparison and analysis of the necessity of PTN in metropolitan area transmission network is introduced, put forward the PTN patterns of metropolitan area transmission network construction and protection strategies.

Key words: PTN; Metropolitan area transmission network; The construction mode; security

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言

当前移动业务IP化已成为大的趋势，城域传送网正在由现有TDM业务（E1/STM-1）向承载FE/GE的IP业务转换。由于全业务的暴发使得城域传输网不但需要承担2G/3G语音和数据业务，而且还必须实现承担集团客户和家庭业务，海量带宽业务使城域传输网面临着超负荷的承载压力。在这种形势下，将QoS机制完善、宽带统计复用能力强的PTN技术以及面向ALL、IP、承载长距离和大颗粒业务、高效、安全的OTN技术引入局域网建设，对于提高网络服务质量，降低业务成本具有重大意义。

关键词：

一、PTN与城域传输网概述

城域传输网，就是在城域范围内，为各类业务网络或用户提供传输电路，多数以光纤为传输媒质的通信网络。传输网和业务网独立组网，无线／数据／交换设备和传输设备分离，是业务网的承载网。

PTN（Packet Transport Network）又称分组传送网，指的是这样一种光传送网络架构的通信技术：此种技术是以分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求为标准和需求而设计的，它将一个层面设置在IP业务和底层光传输媒质之间，它的核心是分组业务，同时提供多业务提供。PTN的使用成本更低，但同时也具备了光传输的优点：较高的可靠性、可用性、可扩展以及安全性；高效率的带宽管理；快捷的OAM和网管等。

二、城域传输网中PTN的引入

目前运营商城域传输网的建设有多种可供选择的技术，如MSTP、IPMPLS、增强以太网、IPoverWDM/OTN以及势头正猛的PTN。

MSTP是以SDH为基础的多业务传送平台，电路交换是其内核，TDM和Ethernet为主要接口类型。TDM业务(如点对点的基站回传)为主承载业务，也可以以刚性的分配机制和单板级别的IP化完成以太网数据业务的高质量传输，然而它的宽利用率比较低。MSTP应用于城域网汇聚和接入层，却满足不了分组业务为主的承载需求。IPMPLS是面向无连接的分组交换技术，采用基于MPLS帧和协议转发机制，QoS和统计复用能力强，多业务传送和组网能力强，域内域间动态路由，具备L3功能。但IPMPLS存在以下缺点：在汇聚型业务模型和环网环境下动态路由功能不能发挥动态优势；在大规模网络环境下，路由和LSP收敛慢，可扩展性问题突出；OAM能力弱。目前路由器多采用基于软件的OAM，在大网环境下能否保证性能和保护倒换时间还需要进一步验证。对线路性能劣化故障管理缺乏，网管较多使用命令行方式，这就要求维护人员素质较高；电路仿真多数情况下采用外挂方式；不支持1588v2时间同步技术；投资成本高昂和设备功耗也高；三层安全隐患比二层相对高，必须采取特殊措施进行安全防护。因此，IPMPLS不适用于当前大规模端到端网络建设。增强型以太网技术又名融合型增强以太网（CEE）、数据中心以太网或数据中心桥接（DCB），是将传统以太技术进行增强的技术。此种技术可以不用运行三层TCP/IP协议；引入QinQ，提高以太网的可扩展性；引入以太环网保护和链路线性保护能力，提高网络可靠性；具有以太的成本优势。但其电路仿真大多数采用外置方式，E1往返时延偏大（要求16ms，实测46ms）；不支持L3VPN业务；QoS能力不足；以太网OAM机制不够完善，增强以太设备对于线路系统的性能监控和管理能力不足；保护协议均为私有协议，跨厂家互通组网时存在问题。因此，增强型以太网技术无法保障电信级业务的承载。IPoverWDM/OTN技术广泛应用于运营商骨干网络，可以为2.5Gbit/s、10Gbit/s甚至40Gbit/s大颗粒业务提供端到端传输通道。但是其带宽分配是刚性的，带宽利用率不高，同时，OTN不具备二层汇聚收敛功能，因此，在城域网小颗粒IP业务的灵活接入、汇聚收敛方面不具优势。

三、城域PTN网络的组网模式

当前运营商多选择MSTP作为城域网络设备，伴随的业务流量逐渐从TDM为主转变为分组数据业务以及3G/LTE和全业务的全面演进，多类型设备和灵活大带宽的IP业务接入要求的提出，使得城域网的发展面临业务的扩展和设备端口数量上以及整体网络系统的稳定性的瓶颈。只有具备将光纤传送网和IP数据网作为基础，并集成多种通信接入方式的PTN技术能够解决局域网的未来发展瓶颈，满足将来城域网中语音、数据、视频等多媒体的业务反战需求。要适应网络需求的变化，当建设局域网时必须以当地的网络资源实际情况为基础，油针对性的选择合适的组网方式实现城域PTN网络的建设。

（一）模式一

基站IP化以及全业务启动的初期，一般的IP业务接入需求是不会特别大的，较明显接入需求一般会在城域网络汇聚/接入层的个别节点出现，这时就可以将IP业务量相对集中的节点调整为PTN，其余的节点仍采用MSTP。一旦数据业务不断增加，业务接入需求增大，有需求的特殊部分地区就可以完全考虑构建成局部的PTN网络与原有MSTP网络相互衔接，这时可以将汇聚层、接入层的交互节点和重要的数据接入节点应当调整为PTN，从而实现网络内MSTP与PTN设备同时共存。当IP业务进入到高发展期之后，城域网络内全部站点应当实现IP化改造，汇聚/接入形成PTN网络架构，进而实现全网IP化、使全业务顺利开展。

（二）模式二

重新在城域网搭设端到端的一张分组承载网络。完全采用PTN设备从接入层至核心层完成搭设，并确保捕鱼与已有的MSTP网络冲突，实现长期共存，既有的TDM业务仍然传输在原有MSTP平面，PTN上负责传输新增的IP化业务。

（三）模式三

将建设IP over WDM/OTN建设在城域网的核心层，分组传送网由汇聚层/接入层组建，在汇聚/接入层完成收敛的业务，经过核心层的IP over WDM/OTN把数据信息传送至核心机房。

四、PTN组网建设保护策略

PTN具有以下三种网络支持保护方式：第一种保护方式是PTN网络内的方式。此种保护方式的线性保护包括单向/双向1+1路径保护；双向1︰1或1︰N (N >1)路径保护；单向/双向1+1 SNC/S保护以及双向1︰1 SNC/S保护，这种方式至少应当支持双向1︰1的保护机制。网络内的环网保护方式由Wrapping和STeering两种保护机制构成，至少应当支持一种环网保护机制。第二种保护方式是分组传达网和其他网络的接入链路保护。TDM/ATM接入链路的1+1或1︰N保护。以太网GE/10GE接入链路的保护，即链路聚合组(LAG)。第一种保护方式是双归保护。这种方式是由PTN网络内保护和接入链路保护相结合构成的，在接入链路或PTN接入节点失效的状况下起到端到端的业务保护作用。

与MSTP网络相比而言，PTN组网保护模式变化最大的地方在于汇聚层已经不是采用环网保护方式，而是把线性端到端保护机制作为选择，这就好比SDH网络中的全程SNCP保护模式。此种方式的好处非常多：一是减少了业务调度层次，从而实现了网络扁平化的效果；二是很多穿通节点的减少，路由管理效率被提高；三是接入层与汇聚层的互连运用了双节点保护组网模式，这样一来既加强了网络安全保护，又避免了单节点失效所引起的的业务丢失。当前，在MSTP网络中双节点组网方式已被大量推广使用，在网络安全性方面做出了重大贡献。因此，作者在此建议那些目前光缆资源还不具备双节点互连的接入环的，应当及早开展光缆路由双节点改造。

就核心层PTN设备的保护而言，一端核心层PTN设备的业务可能需要送到分属不同机楼的多个不同RNC，业务调度功能是核心层必必不可少的。有两种方式可实现才调度功能，一种是通过核心层OTN网络波长资源来进行调度，调度业务量较大的网络适用于这种方式；另外一种是把核心层PTN设备组建成一个10GE调度环，此种方式中环上节点两两之间均有可能存在业务需求，这时的业务一般是分散的方式，环网保护的优势在此得到最大发挥。因而，在设备支持的状态下，可以采用Wrapping环网保护方式，从而通过此环的调度功能完成业务的灵活调度。

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