OTN+PTN聯合組網模式分析

魏 濤，張 賓

（1.中國移動通信集團湖北有限公司 武漢 430030；2.烽火通信科技股份有限公司 武漢 430074）

伴隨All IP進程化的不斷加快，以OTN、PTN為代表的新一代光傳輸技術正在取代DWDM、MSTP的地位，逐漸成為光傳送的主流產品。OTN、PTN作為新技術、新的產品形態，如何在城域、本地網中合理、有效地選用和規劃網絡，如何有效地進行聯合組網，無疑成為當前業界關注的焦點。

1 OTN和PTN技術簡析

1.1 OTN技術

OTN是由DWDM技術演進而來，并在其基礎之上，遵循G.709協議制定的標準，重新對OTU的線路側接口進行封裝，而且可以按需靈活地引入電交叉和光交叉。這一改變使其在OAM、業務調度能力等方面大幅領先DWDM，因此OTN技術被看作是最有競爭力的下一代骨干網傳送技術。

1.2 PTN技術

PTN的出現在一定程度上顛覆了傳統光傳輸產品的許多特性，其保留了MSTP的易管理、維護和多種業務保護能力，同時對傳統的交叉核心部分進行了全面的改造，實現了由電路交換機制向分組交換機制的演進，具備了彈性帶寬分配、統計復用和差異化服務能力。PTN的核心技術決定了其在承載IP類業務上具備天然的優勢。

2 采用OTN+PTN聯合組網的優勢

在探討OTN+PTN聯合組網問題之前，首先分析一下各自技術的優缺點，做到善用其長，優勢互補，組建一個高效、安全的下一代傳送網。

（1）OTN 技術優勢

OTN優勢在于擅長解決IP業務的超長距離、超大帶寬傳輸問題，可以為大量的2.5 Gbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s等大顆粒業務提供傳輸通道，這是PTN難以達到的。但是OTN的帶寬分配也是剛性的，帶寬利用率不高，難以對較小顆粒業務進行處理。

（2）PTN 技術優勢

PTN技術的妙處在于完美地結合了數據技術與傳輸技術，來自數據方面的大容量分組交換/標簽交換技術、QoS技術，來自傳送的OAM管理、50 ms保護和同步，可以使運營商的基礎網絡設施獲得最大的技術優勢，增強未來快速部署新應用的靈活性和降低成本。.PTN的優勢體現在小顆粒IP業務的靈活接入、業務的匯聚收斂上，而并不擅長對大量的大顆粒業務的傳送。

無論是從業務的長距傳輸，還是從未來IP類業務的迅猛增長角度來考慮，采用OTN+PTN聯合組網模式均顯得非常必要。考慮到聯合組網模式的諸多優勢，除了在沒有OTN或者短期內OTN無法覆蓋至骨干核心點的地區，均建議采用聯合組網的方式進行城域本地網的建設。OTN+PTN聯合組網模式憑借其強大的IP業務接入、匯聚及靈活調度能力，將有利于推動城域傳輸網向著統一的、融合的扁平化網絡演進，是各個運營商組建下一代傳輸網的最佳選擇。

3 采用OTN+PTN如何組網

OTN作為具有光電聯合調度的大容量組網技術，電層實現基于子波長的調度，如GE、2.5 Gbit/s、10 Gbit/s顆粒；光層調度以10 Gbit/s或40 Gbit/s波長為主，主要定位于網絡中的骨干/核心層。而PTN與MSTP類似，多應用于網絡的匯聚/接入層。

在現網中，往往核心骨干層采用OTN，匯聚層及以下采用PTN組網，充分利用OTN將上聯業務調度至PTN所屬業務落地站點。在聯合組網模式中，OTN不僅僅是一種承載手段，還通過其對骨干節點上聯的GE/10GE業務與所屬交叉落地設備之間進行調度，其上聯GE/10GE通道的數量可以根據該PTN中實際接入的業務總數按需配置，從而極大地簡化了骨干節點與核心節點之間的網絡組建，避免了在PTN獨立組網模式中，因某節點業務容量升級而引起的環路上所有節點設備必須升級的情況，極大地節省了網絡投資,其典型的組網如圖1所示。

4 OTN+PTN聯合組網中應注意的問題

OTN和PTN作為新的技術形態，還沒有長時間的大規模的組網經驗，往往在實際組網中兩者互相影響、相輔相成，因此，在采用OTN+PTN聯合組網模式時要考慮的問題往往較多，既有各個層面技術本身的限制，又有OTN、PTN之間相互牽連，需要在規劃建設時進行周密考慮，統一布署。

（1）設備互通性問題

PTN和OTN都是新興的技術，OTN繼承了DWDM的大容量傳送功能的同時，引入了基于波長、子波長的靈活調度功能，其最大的特點在于采用全開放式的系統架構，與其承載的業務是客戶層與服務層的關系，可以說是先天的透明的傳輸平臺。對于OTN+PTN聯合組網的方式也不例外，OTN作為透明的傳送平臺，為匯聚層及接入層的PTN提供傳送通道，兩者之間如服務層和客戶層的關系，相互獨立，非常類同于已經大量部署的WDM和SDH網絡關系。OTN承載PTN，就像WDM承載SDH一樣。

（2）精確時間同步問題

時間同步是3G移動制式提出的新需求，特別是對中國三大運營商而言，目前沒有一張精確的時間同步網，因此在建設傳輸網時，尤其要注意精確的時間同步問題。從地面傳送時間同步的技術體制來看，主要通過IEEE 1588v2協議完成精確的時間同步。由于采用OTN+PTN的聯合組網模式，OTN設備部署在網絡的骨干核心層，PTN設備部署在匯聚和接入層，而時間源首先部署在本地網核心機房RNC側，RNC先將時間同步信息傳遞給核心層PTN，核心層PTN再傳遞給核心層的OTN設備，OTN設備再依次傳送給其他層的PTN設備進行全網的精確時間同步。目前PTN承載1588v2協議已經成為PTN一項基礎技術，主流廠家已經經過了大量的測試。如果采用OTN+PTN聯合組網模式，則要求OTN支持相關精確時間傳送的功能，目前這屬于一個新的研究課題，并且現實需求已經非常明顯，但技術的成熟度顯然還沒有達到與PTN傳送時間同步相提并論的階段。從主流廠家OTN傳送時間同步的技術來看，目前實現方案主要有三種：1 GE/10 GE的透傳方案、OSC帶外傳送方案以及OTN帶內開銷傳送方案，實際組網中可根據需求以及不同方案傳送的優缺點進行選擇或組合應用。

（3）保護問題

網絡的安全性高于一切，無論采用OTN、PTN組網，都需要對網絡的保護進行統一的考慮。OTN設備部署在網絡的骨干核心層，PTN設備部署在匯聚和接入層，各個層面之間往往需要大量的業務互通和調度，對于業務需要進行端到端或分段的保護。

（4）接口問題

在城域網和本地網中，往往數據業務占據了業務的主流，特別是GE、10 GE業務更是占據了主導地位。當采用OTN+PTN聯合組網模式時，存在著大量的PTN與OTN客戶側接口通過GE、10 GE接口進行業務對接，應注意在組網中接口的一致性問題，以10 GE信號為例，ITU-T在G.709和G.sup43中定義了幾種10 GE LAN信號在OTN網絡中的映射方式，包括標準GFP-F方式G.sup43 6.2、ODU2e方式G.70917.1.4和擴展的 GFP-F/OPU2方式G.709 17.3.1，應保持封裝以及映射信號的一致性問題。

（5）網管問題

從網管的角度來看，一般而言，目前業內主流廠家的PTN與OTN均可以實現共網管平臺，以方便網絡的維護。在PTN與OTN聯合組網模式下，OTN往往定位于核心層，PTN定位在匯聚、接入層，各個層面之間需要大量的業務互通和調度，因此無論是在業務的開通上，還是在網管自身的維護需要上，都提出了更高的要求。

（6）網絡的維護問題

在城域網和本地網，設備層次多，組網復雜，給網絡的故障定位帶來不小的難度。當采用OTN+PTN聯合進行組網時，PTN與OTN技術都繼承了SDH強大的層次化OAM管理機制，業務封裝都會有相應的豐富的開銷進行監控，PTN的OAM包括客戶層OAM、信道層OAM、通道層OAM和段層OAM，OTN支持 6級的TCM、SM、PM等，每一層都提供故障和性能的OAM，以實現在不同層面實時、精確的故障定位功能。

5 湖北移動OTN+PTN聯合組網方案介紹

以IP業務為主的數據業務是當今世界信息產業發展的主要推動力，隨著國內寬帶互聯網業務的迅猛發展，對傳輸帶寬產生了巨大的需求。湖北移動作為湖北省領先的移動運營商，其IP業務正逐步成為最主要的收入來源之一。湖北移動現有的傳輸網絡經過多期的建設和擴容，已經難以滿足社會和經濟發展的需求。為了給社會提供更高品質的移動通信以及寬帶互聯網服務，湖北移動骨干傳輸網必須提升對業務的支撐和保障能力，在經過長期的技術論證、嚴格的設備選型與測試，湖北移動最終決定選擇烽火通信進行戰略合作，采用OTN+PTN聯合組網技術共同構建武漢、黃石、黃岡、咸寧等地市的下一代光傳送網絡，其典型組網結構如圖2所示。

在湖北移動全業務承載網中，骨干匯聚層由OTN設備完成調度，工程按照業務區劃分新建大量匯聚節點，組建了高速OTN系統環網，每個環網在核心節點均考慮雙節點落地實現負載分擔，有效提高核心層系統容量，同時可抵抗單節點失效帶來網絡風險。每個業務區的OTN系統作為此業務區內所有業務的上聯匯聚節點，業務區的OTN設備構成全網OTN匯聚層，可快速實現大容量、大顆粒業務的靈活調度。在每個業務區內采用PTN設備作為業務區內基站業務、專線業務的接入和匯聚節點，所有業務區的PTN匯聚節點構成分組化的匯聚層，從而打造安全、高效、電信級的IP多業務承載平臺。網絡各接入節點與基站連接全部采用FE的光口對通，所有PTN業務在OTN匯聚節點的PTN設備與OTN對接，在核心節點大容量PTN設備實現業務的重新整合以及與業務層面的靈活溝通，網絡模型和業務組織如圖3所示。

新建的OTN網絡，可以用于承載現網所有的數據業務，其大容量又很好地滿足了今后的業務擴容需求，對于網絡的平穩漸進的發展奠定了良好的基礎。OTN客戶側可靈活接入GE、2.5 Gbit/s等業務，實現GE、2.5 Gbit/s業務在同一個波道混傳，有效提高了波道利用率。通過OTN的靈活保護機制實現業務端到端的保護能力及多重保護機制的實現。新建的PTN匯聚網絡，通過大容量的設備實現數據業務的高效、安全承載；匯聚環速率達到10 GE，匯聚節點設備提供大量GE/FE接口，滿足匯聚環內大量GE/FE業務的傳輸，并保證帶寬；接入環速率達到GE，接入容量成倍增加。

考慮到未來網絡平滑演進，湖北移動經過充分論證，最終選擇烽火通信全業務承載網解決方案，以系列化的OTN和PTN設備為承載平臺建設湖北移動OTN+PTN下一代傳送網絡。該解決方案包括了FONST3000/4000、CiTRANS 660、CiTRANS 640、CiTRANS 620等最新 OTN、PTN傳送產品，SmartWeaver智能控制平面及OTNPlanner網絡規劃工具，全面涵蓋骨干、匯聚到接入各網絡層面。本次工程充分考慮了設備升級性以及擴容性，在業務規模不斷擴大時，可以在OTN平臺上向更大容量升級，單系統可以擴容到96波，單波道容量可以達到40 Gbit/s乃至100 Gbit/s，核心層網絡的巨大擴容空間，使得后期的網絡調整量非常小，僅通過增加單板就可以滿足3到5年業務容量增長的需求。在工程的建設當中，克服了建設工期短、3G業務突發性強、帶寬需求增長迅速等諸多方面的困難，最終通過OTN+PTN混合組網方案，協助武漢、黃石、黃岡、咸寧等湖北移動地市公司打造了一張安全、高效、電信級的IP化城域傳送網。經過雙方的共同努力，湖北移動的PTN/OTN已經實現了實際業務加載，率先在全國實現了PTN/OTN工程的商用，具有里程碑的意義。

6 結束語

總之，OTN和PTN作為新興的技術，將在下一代的光傳送網發揮中流砥柱的作用。從技術角度而言，PTN+OTN聯合組網模式已經完全可行，并且在很多省市的建設中得到了充分的驗證；但從另一方面來看，限于技術本身發展時間較短，技術發展較快，而且在網絡中沒有長時間的大規模部署經驗，還有很多未知的問題需要進一步深入研究和探討。筆者相信，隨著技術的近一步成熟和發展，OTN、PTN技術的應用會迎來更加廣闊的發展空間。

1 龔倩，徐榮，李允博等.分組傳送網.北京：人民郵電出版社，2008

2 李芳，張海懿.分組傳送網（PTN）的生命力探討.通信世界，2008（37）

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9 徐榮，龔倩，鄧春勝等.電信級以太網.北京：人民郵電出版社，2008