PTN與OTN在城域網組網模式探討

宋公建 梅儀國 陳旭鈞 錢科能

摘 要：隨著對現有傳統網絡IP化改造更替進程的加快，以及下一代移動寬帶互聯網的快速發展，各種業務應用和傳送承載的IP化、分組化將成為演進的主線。本文介紹了城域光網絡的發展趨勢，探討了PTN與OTN在城域網中的組網模式。

關鍵詞：城域傳送網；PTN；OTN；組網模式

1 引言

隨著運營商重組的塵埃落定及3G業務運營的開展，中國移動已逐步步入3G及全業務運營時代，中國移動的本地傳輸網承載業務已由傳統的純2G移動語音業務轉變為2G，3G，集團專線，集團寬帶等綜合業務。其中新增的3G業務對城域傳送網的承載能力提出了挑戰。其承載需求表現為：基站帶寬需求量大，單站電路配置為傳統2G基站的4～8倍，電路格式由傳統2G時代基于TDM（時分復用）的2M、155M接口，逐步向FE（100M以太網接口）和GE（1000M以太網接口）格式演變；業務承載安全可靠性與2G相同，同樣需要達到電信級的承載標準。隨著PTN（分組傳送網）、OTN（光傳送網）由試商用逐步轉向商用化階段，PTN與OTN在城域傳輸網的組網模式已經成為各大運營商關注的焦點。

2 本地傳輸網發展演進

雖然中國移動已經進入3G運營時代，但預計3G對2G的替換過程較為漫長。SDH網絡對2G基站承載具有較好的適應性，而且原SDH建設已經達到一定規模，所以SDH網絡在現網中仍將長期存在，本地傳輸網將由原來單一的SDH網絡演變為SDH，PTN，OTN多張網絡長期并存的局面。對于本地傳送網內的3種技術，由于其功能定位及技術特征的不同，相應有著不同的應用場景，對于以上3種技術簡單分析如下：

2.1 SDH技術

SDH技術是最為成熟的本地傳輸網技術，在現網中獲得了大量應用，基于電路交換，可以進行高階及低價的業務交叉處理，其支持的業務顆粒主要為2M，155M及FE等，系統容量以2.5G 及10G為主，組網保護功能較強，安全可靠性高，OAM功能完善。SDH技術對TDM業務具有很好的適配性，但目前城域網業務已經呈現出明顯的全分組化發展趨勢，SDH網絡已不能適應未來分組業務的承載需求，已經陸續被PTN技術所替代。

2.2 PTN技術

PTN支持多種基于分組交換業務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業務的端到端的組網能力，提供了更加適合于IP業務特性的“柔性”傳輸管道；具備豐富的保護方式，遇到網絡故障時能夠實現基于50ms的電信級業務保護倒換；繼承了SDH技術的操作、管理和維護機制，具有點對點連接的完美OAM體系，保證網絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監控能力；完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業務；網管系統可以控制連接信道的建立和設置，實現了業務QoS的區分和保證，靈活提供SLA等優點。PTN支持包括2M，155M，FE 等多種顆粒，系統容量主要包括GE及10GE。PTN技術定位于3G 基站業務及對安全要求比較高的集團專線業務承載，目前正處于應用初期，將在本地傳輸網領域獲得較為廣泛的應用。

2.3 OTN技術

OTN技術是融合了WDM及SDH兩種技術各自優點的新一代波分技術，支持組網應用，具備組網保護及OAM功能，系統容量以40×10G及80×10G為主，目前單波道容量正在向40G及100G演進，業務接口包括FE，GE，2.5G及10G，不支持小顆粒業務精細

化處理，但可以實現GE及2.5G等顆粒的靈活調度。OTN技術標準已經基本成熟，在城域網領域已經獲得規模商用，由于業務發展的驅動，目前技術標準仍在繼續完善之中。OTN技術主要定位于城域大顆粒數據業務的承載及調度，在本地傳輸網的骨干及匯聚層具有較大的應用空間。

3 組網模式

中國移動本地傳輸網在原有SDH網絡基礎上引入PTN和OTN 技術組網后，本地傳輸網的構成將發生顯著的變化，組網方式更加多樣。三種技術都可以獨立組網，但混合組網的形式適應性更強。下面具體分析一下PTN獨立組網和PTN+OTN混合組網的形式。

3.1 PTN獨立組網

PTN獨立組網也就是純PTN組網模式，從接入、匯聚到骨干層全部采用PTN設備組網，接入層采用GE速率組網，匯聚、骨干層采用10GE速率組網，各層面環環相扣，如圖3.1。

優點：a）純PTN組網模式延續SDH的典型組網應用模式與網絡維護習慣，易于管理和維護。b）其網絡架構有利于業務開通配置和端到端調度，有利于時間同步信號在全網傳送。

缺點：a）PTN組網速率目前只有GE、10GE兩級，如果采用PTN建設二級以上的多層網絡結構，導致上下層網絡速率的不匹配。b）骨干層面的容量不足時，需疊加環網或增加鏈路，拓展性相對較差。c）對于地域較大本地網，PTN組網會受到距離限制。

3.2 PTN匯聚接入環+OTN骨干鏈路

匯聚層以下采用PTN組網，各縣市匯聚上行的GE、10GE鏈路，通過骨干層OTN網絡承載，具體組網為接入層采用GE速率組環，匯聚層采用10GE速率組環，并盡量采用雙節點掛環的結構預防匯聚節點和骨干節點單節點失效風險。在骨干層通過OTN網絡提供的GE或10GE鏈路將每個縣市PTN匯聚層設備與相關業務落地節點設備直接相連。落地節點的兩套PTN設備與BSC設備對接，并引入LAG保護，以避免單接口失效引起的大量業務中斷，實現安全分擔。

1）優點：a）各縣市通過匯聚層局端PTN設備對于出口業務進行匯聚，PTN上行落地層設備的鏈路利用率高。b）骨干層采用IP over OTN方式承載，充分利用了波分系統良好的擴展性。

2）缺點：a）聯合組網可能會影響部分PTN的端到端組網特性，增加PTN網絡電路資源配置與管理的難度。

3.3 PTN匯聚接入環集中匯聚+OTN骨干匯聚鏈路

主要特點是OTN網絡下沉至縣市鄉鎮匯聚節點， 利用匯聚層OTN網絡組成PTN接入環一級網絡，PTN接入環在縣市骨干節點集中匯聚，骨干層以上同模式一。

1）優點：a）GE PTN接入環全部掛接縣市局端節點PTN設備，并對縣市上行核心節點落地PTN設備的鏈路進行匯聚整合，匯聚效率高。b）PTN組網結構簡單，所有PTN接入環掛接在骨干節點匯聚PTN設備上。c）投資較小，匯聚節點不配置匯聚PTN 設備。

2）缺點：a）由于PTN接入環未經匯聚，承載在匯聚層OTN的GE鏈路多，波道利用率下降。b）所有接入環都掛接在兩套匯聚節點的PTN設備上，對匯聚節點的PTN設備的接入匯聚能力要求高。

3.4 PTN匯聚接入環分散匯聚+OTN骨干匯聚鏈路

主要特點是OTN網絡下沉至縣市鄉鎮匯聚節點，利用匯聚層OTN網絡組成PTN接入環一級網絡，PTN接入環在各匯聚節點分散匯聚，骨干層以上同模式一。

1）優點：a）節約匯聚環波道資源。PTN匯聚節點分散到各個鄉鎮匯聚節點，PTN接入環先通過各匯聚節點PTN設備匯聚若干個GE鏈路，再上聯匯聚層OTN網絡，可節約OTN匯聚環的波道資源。b）節約OTN支路側設備投資。匯聚層PTN設備GE鏈路在縣骨干節點OTN 設備不落地，直接上聯核心節點落地層PTN設備，可節約縣骨干節點OTN的支路側設備投資。c）擴展性好。當現網SDH/MSTP出現容量不足或退網時，可將匯聚節點間的PTN設備通過10GE鏈路組網，提供高等級大客戶接入需求。

2）缺點：a）由于PTN匯聚點下沉，所帶的接入環網數量不多時，鏈路匯聚效率低，加大對骨干核心節點落地PTN設備鏈路接入和匯聚壓力。b）在每個匯聚節點設置PTN設備，投資相對較高。

通過對以上4種組網模式的介紹，下面從安全性、網絡容量、維護性、擴展性、建設成本等方面進行比較分析，具體見表3.1。

4 結束語

隨著中國移動業務全分組化趨勢日趨明顯及3G運營的開展，城域網內承載業務量將迅速增長，中國移動在本地傳輸網建設方面也在積極的應對，引入OTN，PTN網絡建設后將大大增強中國移動本地傳輸網的業務承載能力。

[參考文獻]

[1]王曉義.PTN網絡建設及其應用[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]陳文雄.OTN技術在城域光網絡中的應用分析.郵電設計技術，2008.12.

[3]Transport of IEEE 10 G base-R in optical transport networks （OTN），ITU-T Recommendation G.Sup43，2006.