河北移动PTN网络建设应用研究

【摘要】：在TD-SCDMA网络大规模建设的背景下，PTN成为适应3G及分组化业务发展的新技术，传送网络如何适时引入PTN技术，采取何种建设模式，怎样处理PTN网络与传统MSTP网络的关系，是河北移动需要解决的新的课题。

【关键词】：ptn TD-SCDMA 时钟同步 网络结构 网络管理 分组化

一、前言

2008年5月电信重组之后，在新的全业务竞争环境下，中国移动的机遇与挑战并存，潜在的巨大用户需求使得全业务竞争中的市场更具吸引力并充满机遇，而中国移动全业务竞争资源的相对弱势与竞争对手的强势将使得其面临前所未有的巨大挑战。

众所周知，宽带业务是目前增长最快的电信业务领域之一，中国移动拥有的3G移动宽带也由于带宽和容量的天然瓶颈难以形成有效的宽带市场竞争力。因此，为有效分享宽带市场增长带来的收入提升，中国移动很有必要开展固网宽带业务，并且应加强与之相关的IP城域网的建设。

目前，河北移动各个地市的城域传输网大都采用的是基于SDH的MSTP技术的组网模式。SDH具备端到端调度、监控、优良的网络安全和QoS保证等电信级网络需求的性能优势。但是在电信业重组以后，中国移动的业务类型从以语音业务为主向3G业务和全业务发展，因此数据业务将逐渐成为业务的主体，城域网将会面临非常大的带宽压力，由于SDH不支持数据业务统计复用功能，高带宽的数据业务势必需要大量的成本。在TD网络规模不断扩大的情况下，建设一张新的数据承载网，分流3G业务，缓解SDH网络压力，降低成本，同时满足大客户及综合接入业务需求，对于河北移动来说已经属于十分迫切的需要。

在电信业务IP化趋势推动下，传送网承载的业务面临从以TDM为主向以IP为主的转变，业界开始提出分组传送网PTN的概念，一种能够有效传递分组业务，并提供类似于SDH网络的电信级OAM和保护的分组传送技术，所以PTN定位为一种面向连接的传送网技术。

二、PTN原理及特点

PTN是以IP技术为核心，可用于多业务的环境，具备TDM／ATMoverPacket和纯分组的业务接入、汇聚和传送能力，以及IP网的低成本和高效率等特点。

具体来说，PTN是以分组交叉为内核基于MPLS的IP化分组传送网技术，融合了数据通信和SDH传输技术的优势，可提供丰富的业务接入能力和分级分层的QOS保障，又具备传统SDH网络的保护能力。不仅可以利用网络管理系统配置业务，还可以通过智能控制面灵活的提供业务。目前，PTN设备已经开始正式商用，以下四个方面关键技术已经实现：

1、高质量的网络同步

因为SDH网元提供的时钟精度无法满足TD-SCDMA时钟要求，所以TD-SCDMA基站采用了GPS~Cm时钟同步，即必须对每个基站配备GPS天线，这大大增加了设备成本和维护成本。PTN可以提供三种分组时钟同步方案： 以太网同步时钟技术(以太网物理层同步)、TOP技术、和基于IEEE1588v2的clockoverIP技术，可以满足TD-SCDMA对于同步要求。

2、端到端的QoS保障完善的QoS调度能力

PTN具备完善的业务类型识别手段和QoS灵活调度机制，应用基于流分类的DiffServ业务模型，完整实现各种类型和子类的PHB，可为用户提供具有不同服务质量等级的服务保证，实现同时承载数据、语音和视频等业务的网络需求，同时具备了统计复用的能力。

3、管道化的带宽管理

为了实现端到端的QoS保障，PTN提出“管道”化的设计理念：在网络的UNI侧通过层次化QoS策略实现业务管道的划分；NNI侧业务的上行“管道”根据流量工程实现带宽等资源的管理。

4、统一的多业务传送管理平台

PTN的OAM仿照SDH，多数厂家已通过硬件实现对OAM报文的发送和对协议状态机的处理。PTN强大的OAM支持能力，为PTN的组网及业务的保护提供了前提和基础，结合APS，可同时实现上万个业务保护组的50ms保护倒换。PTN的OAM可实现端到端的管理能力，还支持基于业务服务层面MPLS、LSP以及PW等不同层面的OAM能力。

三、河北移动未来建网策略

1、组网结构

从河北移动的业务发展来看， PTN网络建网初期将首先用于承载TD业务，为了满足这一需求，同时根据充分利用现有资源的原则，新建的城域PTN网络将以TD基站站点为基础，以现有汇聚节点为主干，组建核心层/汇聚层/接入层三层网络，主要采用环形结构，其中接入层以环形结构为主，也可采用链形结构。现阶段核心、汇聚层宜采用10GE设备组网，接入层宜采用GE设备组网（如业务量较大则采用10GE）。接入层环节点数推荐10～15个，汇聚环节点数推荐6～8个。

核心层可以与光传送网OTN结合组网，利用其大容量的特性，对大颗粒的业务进行调度。核心层一般采用网状结构，目前河北移动各地市交换中心与数据中心等核心节点均不超过3个，因此网状结构与环形结构相统一。

接入节点与汇聚节点的连接分为单归属和双归属两种方式：单归模型接入环所有站点按照环形组网都接入到同一汇聚节点，形成一个完整的闭合环路。该模型结构简单清晰，继承了MSTP传输网的环形组网特点，便于维护以及保护方式配置。双归模型接入环以闭合环形组网方式分别接入到同一汇聚环的2端汇聚节点上，形成双归节点保护。这种组网方式可以有效实现汇聚节点的节点失效保护，且接入节点的工作通道和保护通道走不同的汇聚层节点，尽可能的使工作通道和保护通道有效隔离。从MSTP网络运行的经验来看，推荐以用单归组网模式，以简化网络结构，提高业务配置转接效率。

2、承载业务及相应对策

从目前看来，城域数据网所承载的业务将主要分为基站业务（主要是TD基站，GSM业务仍然采用MSTP承载）、大客户业务及宽带接入三类。

根据集团要求，从TD四期工程起各省TD基站将进行IP化改造，与PTN设备以FE对接。河北移动将迎来启动城域PTN网络的建设的时机，可以根据投资规模大小决定PTN所承载的TD基站范围，逐步扩大。

传统的大客户业务主要是电路专线业务，而现在大客户业务则越来越IP化、宽带化。在这种趋势下，适合于使用PTN网络承载。对于大客户业务，可采用专线接入就近的基站或汇聚节点，根据业务流向转接调度。

宽带等综合接入业务可采用PTN结合GPON接入的方式解决。目前城域数据网络已经启用GPON技术，将OLT放置在传输汇聚机房，分光器放置在基站。将来可根据业务发展需要将OLT下放至基站，由基站节点直接上传至PTN网络。

3、资源需求

核心节点：河北移动各地市机房空间与电源资源普遍紧张，为便于发展扩容及后期维护，最好预留整块区域，需要具有前瞻性的整体规划；有的地市电源资源受限于整体瓶颈，需要进行大的改造才能进一步扩容，因此也需要提前规划申请。

基站节点：目前各厂家推出的接入设备尺寸大概在1U～2U之间，与现有传输设备大小类似。在TD前三期工程实施以后，基站机房空间与电源资源更加紧张。根据TD二期、三期的建设经验，需要对传输综合柜进行整治；将监控设备等予以转移，采取壁挂式安装；对设备上下间距不合理的布局予以调整，提高综合柜的使用效率。无法使用综合柜的基站采用壁挂等安装方式。基站PTN设备电源负荷需求不大，但是由于直流电源柜熔丝端子有限，需要规划一个整体方案，确保具备空开及熔丝资源。

四、结论

从3G发展及开展全业务运营需求来看，建设一套适用的分组化承载网势在必行，PTN技术目前已经发展成熟，各厂家也已经纷纷推出系列产品，是现阶段比较合适的选择。

由于新建传送网络需要大量的资源，对于全网影响巨大，从保护资本的角度考虑，建网初期规模应该控制在一定范围内，随着业务发展稳步扩大、逐渐延伸。

从今后发展来看，GSM仍是目前河北移动最主要的业务，语音业务仍处在增长阶段，MSTP网络在前期进行了大量投资，规模庞大，在一定时期内仍将长期存在，今后将形成GSM＋MSTP与TD（包括其它数据业务）＋PTN双网运行的传输模式，TD业务将随着PTN网络规模的扩大逐渐从MSTP网络转移到PTN网络。

五、参考文献

（1）ITU-T SG15 G.8132 (draft).T-MPLS shared protection ring (TM-SPRing) [S]――2007年

（2）IEEE 802.1Qbf. PBB-TE infrastructure segment protection[S] ――2009年

（3）IETF RFC 5586. MPLS generic associated channel[S]――2009年

（4）《打造移动IP RAN传送网》，作者: 戴利彬，《华为技术》――2007年

（5）《基于PTN的城域传输网建设策略探讨》，作者: 王晓义，《电信技术》――2009年

（6）《PTN时钟同步技术及应用》，作者: 李勤，《中兴通信技术》――2010年