PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)淺析

摘 要 本文結(jié)合移動網(wǎng)基站回傳需求、PTN技術(shù)的特點，分析總結(jié)PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需注意的問題以及規(guī)劃思路。

關(guān)鍵詞 PTN QOS 3G 建設(shè) 規(guī)劃

中圖分類號：TN915.02 文獻標(biāo)識碼：A

目前3G、LTE業(yè)務(wù)的快速增長帶動了運營商基站承載和傳送網(wǎng)絡(luò)，向基于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主導(dǎo)的IP化傳送方式發(fā)展，業(yè)務(wù)的IP化和傳送的分組化已成為未來網(wǎng)絡(luò)演進的主線。PTN（分組傳送網(wǎng)）作為即支持運營級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，又兼容傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)，具備QOS能力的新一代傳送技術(shù)，已經(jīng)成為運營商替代SDH和MSTP技術(shù)的考慮重點。本文將結(jié)合移動網(wǎng)組網(wǎng)需求、PTN技術(shù)的特點分析總結(jié)PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)劃思路。

1 PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需考慮的三個問題

（1）如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑演進；

（2）如何保護現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)投資；

（3）如何保證傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的需求。

以上三個問題涉及PTN網(wǎng)絡(luò)的演進路線，網(wǎng)絡(luò)定位和業(yè)務(wù)定位問題，三個方面相輔相成，對于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本充足，線路資源豐富，可以考慮將PTN獨立組網(wǎng)，這樣可以減少建設(shè)周期，降低組網(wǎng)難度，反之可以和原有SDH設(shè)備混合組網(wǎng)，逐步替換，平滑演進，這樣可以有效保護投資，但組網(wǎng)難度大，受設(shè)備限制因素多。

2 PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點設(shè)置

PTN網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)沿用核心層、匯聚層、接入層的三層結(jié)構(gòu)，支持良好的網(wǎng)絡(luò)擴展能力、便于實現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)。

（1）核心層應(yīng)由具有大容量的業(yè)務(wù)調(diào)度能力及較高安全可靠性的節(jié)點組成，可采用環(huán)形或雙星型結(jié)構(gòu)。對于較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，建議采用雙星型結(jié)構(gòu)，通過Dwdm提供的10GE通道與匯聚層設(shè)備對接，較小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)宜采用10GE/GE環(huán)，環(huán)節(jié)點數(shù)不宜過多。

（2）匯聚層負(fù)責(zé)一定區(qū)域業(yè)務(wù)的匯聚和疏導(dǎo)。主要采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，每個匯聚環(huán)盡量經(jīng)過兩個核心節(jié)點，確保網(wǎng)絡(luò)可靠性。

（3）接入層負(fù)責(zé)基站，專線客戶等的接入，盡量采用環(huán)形，建設(shè)初期就應(yīng)進行相應(yīng)規(guī)劃，環(huán)節(jié)點數(shù)量原則上不應(yīng)超過10個，開采用單節(jié)點上聯(lián)或雙節(jié)點上聯(lián)。

3 PTN的設(shè)備和接口配置

主要根據(jù)設(shè)備節(jié)點屬性：核心層、匯聚層或接入層考慮設(shè)備的交叉板處理能力和接口板數(shù)量、速率，應(yīng)考慮合理的中短期預(yù)留；對于核心和匯聚節(jié)點要考慮保護關(guān)系和硬件冗余，根據(jù)傳輸距離合理選擇接口類型。根據(jù)流量規(guī)劃（2G、3G、LTE）等類型核算環(huán)網(wǎng)帶寬，估算設(shè)備的交換容量和環(huán)網(wǎng)數(shù)量。

4 PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則

根據(jù)PTN相應(yīng)的技術(shù)特點及網(wǎng)絡(luò)需求，在進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計時，可參照以下建網(wǎng)原則：（1）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃適度考慮未來三年左右的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。（2）PTN的引入和演進要確保網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的合理性、經(jīng)濟性，應(yīng)采用以新建為主，其他方式補充。（3）發(fā)達地區(qū)（數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求旺盛）和不發(fā)達地區(qū)應(yīng)采用不同的建網(wǎng)策略。

5 PTN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量規(guī)劃

（1）PTN網(wǎng)絡(luò)面對的業(yè)務(wù)模型及其帶寬需求規(guī)劃如下：2G：4-20Mbit/s；3G:20-100Mbit/s；專線用戶（黨政軍金融企業(yè)）：2-100 Mbit/s。

（2）PTN網(wǎng)絡(luò)容量分析：接入層一般為GE，核心匯聚層為10GE。定義每條業(yè)務(wù)和承載管道的CIR/PIR;考慮封裝效率和OAM管理開銷，物理管道（線路速率）承載能力一般按照70%計算；業(yè)務(wù)管道的CIR為固定承載帶寬。

（3）PTN網(wǎng)絡(luò)容量的分層規(guī)劃：包括接入環(huán)容量分析和核心/匯聚環(huán)容量分析，在計算環(huán)容量時要考慮環(huán)保護占用的冗余帶寬資源。

6 PTN的QOS規(guī)劃思路

在PTN中考慮QOS要針對整個網(wǎng)絡(luò)來進行，實現(xiàn)端到端的QOS 。端到端的QOS機制是在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)業(yè)務(wù)流預(yù)先分配合理帶寬，在網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點上根據(jù)隧道的優(yōu)先級進行調(diào)度處理。主要包括流量分類、流量監(jiān)控、流量整形、擁塞控制、隊列調(diào)度等。PTN基于EXP、VLAN的PRI字段的優(yōu)先級，分為CS7、CS6、EF、AF4、AF3、AF2、AF1、BE等八種優(yōu)先級的業(yè)務(wù)。對不同業(yè)務(wù)可按端口，VLANID或者MAC地址來劃分，每類業(yè)務(wù)可分別設(shè)置QOS，出口可實現(xiàn)嚴(yán)格優(yōu)先級加權(quán)公平隊列等隊列調(diào)度。

7 PTN網(wǎng)絡(luò)的可靠性設(shè)計

對于電信級的網(wǎng)絡(luò)，可靠性是至關(guān)重要的，主要包括接口級、板卡級、設(shè)備級、網(wǎng)絡(luò)級等各個層面的冗余保護機制。

（1）線性保護倒換（G.8131定義的路徑保護）：主要有無協(xié)議的1+1方式和基于協(xié)議的1:1/1：N方式，可以對端到端路徑或者端到端路徑上的每個區(qū)段（節(jié)點或鏈路）進行保護，其中1+1和1；1為獨享保護，1：N為共享保護；1+1保護時工作路徑和保護路徑都承載業(yè)務(wù)并采用雙發(fā)選收的模式，1:1方式在網(wǎng)絡(luò)正常情況下僅工作鏈路承載業(yè)務(wù)，備用路徑空閑（也可運行其他較低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)），在網(wǎng)絡(luò)故障情況下，通過協(xié)議切換到備用路徑承載業(yè)務(wù)（也可以搶占其他較低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)）。

（2）環(huán)網(wǎng)保護倒換（G.8132定義的路徑保護）:在網(wǎng)絡(luò)正常情況下，端到端路徑經(jīng)過的各個區(qū)段的備用路徑空閑，在某個區(qū)段故障時，有兩種實現(xiàn)方式，一種是環(huán)回方式，故障區(qū)段的相鄰節(jié)點通過協(xié)議切換到該區(qū)段的備用路徑，另一種方式是轉(zhuǎn)向方式，源宿節(jié)點通過協(xié)議切換到備用路徑。環(huán)網(wǎng)保護在資源利用率方面比線性保護更有優(yōu)勢，另外還可考慮與其他方式結(jié)合，如鏈路聚合組（LAG），DNI，以及基于GMPLS控制平面功能實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)重路由恢復(fù)技術(shù)，故應(yīng)優(yōu)先考慮環(huán)保護方式。

（3）PTN的可靠性設(shè)計具體建議總結(jié)如下：①網(wǎng)絡(luò)側(cè)：LSP1:1/1+1保護；環(huán)網(wǎng)保護；雙規(guī)保護；②接入鏈路：GE鏈路：LACP保護/LAG保護；STM-N鏈路：1+1；E1端口：TPS N:1，IMA保護；③設(shè)備級保護：電源板1+1保護，主控板1+1保護。

8 PTN網(wǎng)絡(luò)的時鐘/時間同步規(guī)劃

PTN的同步方案主要有兩種：（1）采用同步以太作為時鐘頻率同步：源站點通過以太物理層的Bit流攜帶從BITS或其他源獲得的高精度時鐘信息，接收節(jié)點可以從以太物理層中同時恢復(fù)數(shù)據(jù)和時鐘信息；（2）采用IEEE1588 V2作為時間同步：支持高精度時鐘協(xié)議，實現(xiàn)時鐘同步，所有網(wǎng)元要支持1588V2協(xié)議。

PTN時鐘/時間的同步規(guī)劃設(shè)計原則如下：①基本參照SDH/MSTP設(shè)備；②時鐘/時間源采用主備方式。通過帶外接口將時鐘源注入網(wǎng)絡(luò)；③合理規(guī)劃時鐘同步網(wǎng)絡(luò)，避免時鐘互鎖，成環(huán)；④線路時鐘跟蹤應(yīng)遵循最短路徑要求；⑤對于時鐘長鏈給予時鐘補償；⑥在穿通15個節(jié)點時，承載的時間精度累計偏差不超過900ms；⑦CES業(yè)務(wù)時鐘同步方案，優(yōu)選重定時方式，次選自適應(yīng)方式。

9 PTN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管系統(tǒng)及DCN規(guī)劃

PTN網(wǎng)管主要分為網(wǎng)元層、網(wǎng)元管理層和網(wǎng)絡(luò)管理層，網(wǎng)關(guān)設(shè)置和SDH/MSTP類似，可與其共網(wǎng)管，也可分設(shè)備，分區(qū)域設(shè)置管理，由于PTN采用圖形化網(wǎng)管，可以沿用原SDH設(shè)備維護人員。

上述經(jīng)驗和總結(jié)只有一個目的：把PTN網(wǎng)絡(luò)建成是一個安全健壯的，可信任、可控制和管理的有qos保證的網(wǎng)絡(luò)。