PTN/OTN新技術在通信長途傳輸網上的應用研究

陶賢智

【摘要】在大力發展3G和全業務競爭的大環境下，各省的3G移動回傳和寬帶專線等數據業務將得到較大的發展。目前各省城域網網絡建設相對較薄弱，處于初步建設階段。各省逐步開始城域網的建設或擴容，以應對全業務市場需要。本文將主要探討PTN/OTN新技術在通信長途傳輸網上。

【關鍵詞】PTN/OTN新技術通信長途傳輸網

傳輸網的總體發展目標是建成一個大容量、高可靠、調度靈活、可提供差異化服務的基礎承載網絡，滿足客戶、業務、和上層網絡的發展需求。應致力于以下兩個方面，打造承載資源的優勢。其一，增加網絡彈性、提高網絡競爭力，即降低網絡擴容或進行業務調整中的人工操作度，提高網絡競爭力。其二，在容量膨脹情況下降低建設成本和運行維護成本等承載成本。降低建設成本，對傳輸來說是提高網絡資源的利用率；降低運行維護成本，對傳輸網絡來說是提升智能化程度。可通過引入新技術的方式來進行解決。

一、PTN/OTN新技術

1.1PTN技術

PTN是繼承MSTP承載網特性的分組傳送網絡，相對MSTP組網PTN的最大優勢就是通過分組內核實現統計復用，而統計復用必然增加設備對OoS處理能力的要求，對于QoS的部署和管理一直以來都是傳統數據網的重點和難點。結合項目3G承載為主的OoS需求特點和簡化運維的規劃思路，PTN的QoS部署采用如下原則。

（1）QoS應該采用模板化的配置和發放方式，尤其對于基站的業務承載，QoS的配置模板必須具備網絡級的配置發放能力。（2）QoS的規劃為了提高全網的OoS控制效率，通常在網絡邊緣節點上實現HQoS控制，而在網絡中問節點上只作簡單的COS調度。（3）QoS的規劃主要包括：流分類、擁塞管理、隊列調度等方面的內容。（4）PTN必須具備基于業務流的性能檢測能力，檢測業務流根據QoS設計所達到的業務承載的SLA要求（即符合3GPP業務承載的丟包率、時延、抖動等方面的需求）。

1.2OTN技術

SDH和WDM技術是目前傳送網使用的主要技術。（1）SDH系統功能。SDH網絡提供了多種業務的傳輸功能：PDH、IP、Ethernet等，并提供豐富的保護、管理功能。隨著網絡帶寬的需求越來越大，以VC調度為基礎的SDH/SONET網絡在傳送層方面呈現出了明顯不足，不能滿足未來骨干網節點的Tbit/s以上的大容量業務調度。（2）WDM系統功能。WDM系統提高了帶寬利用率、業務透明傳輸。采用客戶信號直接映射進光通道的方式，使其只能定位于點對點的應用。純光網絡沒有性能監視能力，不能保證性能，也不能滿足傳送網絡的一般要求。

OTN是由ITU-T G709、G870、G872、G798等建議定義的一種全新的光傳送技術體制，OTN很好地結合了傳統SDH和WDH的優勢，對于各層網絡都有相應的管理監控機制和網絡生存性機制。在光域、OTN可以實現大顆粒的處理，提供對更大顆粒的2.5Gbit/s、40Gbit/s業務的透明傳送能力，具有WDH系統高速大容量傳輸的優勢；在電層，OTN使用異步的映射和復用，把SDH的可運營和或管理的能力應用到WDH系統中，形成了一個以大顆粒寬帶業務傳送為特征的大容量傳送網絡。

二、OTN/PTN技術在傳送網中的承載關系

網絡運營商為了減少在各種業務網絡上的運營成本和不必要的投資成本，不得不開始考慮網絡融合。每一個網絡運營商都試圖用盡量少的基礎設施來提供盡量多的業務類型。為盡快取得投資回報，傳統電信運營商也正試圖把居民寬帶接入、大企業的數據及視頻接入業務集成到已有的語音業務網絡中。OTN幀可以支持多種客戶信號的映射，如SDH、ATM、GFP、虛級聯、ODU復用信號以及自定義速率數據流。這就使得G.709可以傳送這些信號格式或以這些信號為載體的更高層次的客戶信號如以太網、MPLS、光纖通道、HDLC/PPP、PRP、IP、FICON、ESCON及DVBASI視頻信號等，這就使得不同應用的客戶業務都可統一到一個傳送平臺上去。更重要的是，OTN是目前業界唯一的能在IP/以太網交換機和路由器間全速傳送10Gbit/s以太網業務的傳送平臺。在目前迅速向以IP/以太網為基礎業務架構的演化中，OTN也越來越成為網絡運營商的首選的傳送平臺。OTN甚至還具有跟SDH類似的虛級聯功能，并能支持LCAS。當然，因為OTN的最低速率是2.5Gbit/s（0TUl），目前還沒有多少業務需要這么大的粒度來做高效地傳送，當下一代100Gbit/s的以太網開始應用時，OTN的虛級聯功能可以得到很好的發揮了。

三、PTN/OTN新技術在通信長途傳輸網上的應用

PTN10GE/40GE技術的現狀能力、發展路演：40GEPTN是否可以商用，40GEPTN如果結合OTN波分系統組網，在省干和城域方面是否可行，如在省內干線層布局是否可行、以及40GEPTN的技術路演、100GEPTN技術路演。

3.1新技術引入原則

新技術引入應用思路：省內干線的傳送網全面推廣應用IP over WDM的方式承載GE顆粒以上電路。根據業務需求，適度建設40*40G/100G的波分平臺，進一步增強網絡能力，通過10G、40G、100G傳輸滿足不同顆粒電路的需求。新建網絡節點采用OTN功能，并在OTN節點間實現子波長調度等OTN組網功能，實現省內干線傳送網技術領先、調度靈活、質量一流、安全可靠的發展目標。

移動3G網絡建設也是為了滿足業務應用日益增長的帶寬需求，無論是TD.SCDMA，還是WCDMA，3G系統都是為移動多媒體通信而設計的。3G的核心是數據業務和上網，全球電信運營商總體每用戶平均收入（Average Revenue Per User，ARPU）呈現下降趨勢，但數據業務的ARPU則普遍呈現上揚趨勢。

3.2傳輸網絡組織模式

在充分、合理利用傳輸技術前提下，全面衡量安全、可擴展和投資成本控制因素，目標是形成層次清晰、功能區分、結構完善的網絡。一個標準分層組織的移動城域傳輸網絡應當包含：核心層、匯聚層、接入層3個功能定義清晰的網絡層面。在SDH技術體制下，環形網絡拓撲因其具有簡單、高生存性優點而被普遍采用，因此，總體上概括移動城域傳輸網絡的結構，就是主要以若干環形子網絡組成的分層式網絡。

中國移動城域網中現存大規模的MSTP設備，現階段網絡的大部分業務仍然是TDM形式的業務，少部分是分組業務。盡管傳統TDM業務的比例正逐步減少，但其絕對業務量仍保持繼續增長的態勢，并將在一個相當長的時期內仍是重要的收入來源。保證已有TDM業務的穩定傳送是3G及全業務網絡演進的基礎，從保證業務的可靠性角度出發，需要維系現有網絡的穩定。

新建PTN與老網絡在一段時間內共存，新業務在新網絡上開展，老業務逐步遷移到新網絡，兩個網絡間存在一定的業務交互，交互點位于MSTP接入環和PTN匯聚環的相交點上。在接入層為MSTP網絡，匯聚層為PTN網絡的業務對接應用場合下，接入環同時承載TDM和EOS兩種業務，為實現業務的互通，接入層的MSTP可以先將EOS業務終結落地，將落地的FE/GE接入PTN網絡，也可以將EOS業務通過TDM調度，通過SMT-N光口和PTN網絡對接。隨著分組業務的增長，可以新建一張端到端的分組承載網絡。由于業務發展的不均衡，部分業務量大的區域，還會出現光傳送網（Optical Transport Network，OTN）技術應用到匯聚層，而PTN僅應用于接入層的場景，以滿足大帶寬傳送。

3.3組網接入模式

從接入層至核心層全部采用PTN設備，新建分組傳送平面，和現網（MSTP）長期共存、單獨規劃、共同維護的模式稱之為獨立組網模式。該模式下，傳統的2G業務繼續利舊原有MSTP平面，新增的IP化業務（包含IP化語音、IP化數據業務）則開放在PTN中。PTN獨立組網模式的網絡結構和目前的2GMSTP網絡相似，接入層GE速率組環，匯聚環以上均為10Gbit以太網速率組環，網絡各層面間以相交環的形式進行組網。

獨立組網模式的網絡結構非常清晰，易于管理和維

護，但新建獨立的PTN一次性投資較大，需占用節點機房寶貴的機位資源和光纜纖芯，電源容量不足的局房還需進行電源的改造。此外，SDH/MSTP設備具備1 55Mbiffs、622Mbit/s、2.5Gbit/s、1 0Gbit/s的多級線路側組網速率，可從下至上組建多級網絡結構，相比之下，PTN組網速率目前只有GE和10Gbit以太網兩級，如果采用PTN建設二級以上的多層網絡結構，勢必會引發其中一層環路帶寬資源消耗過快或者大量閑置的問題，導致上下層網絡速率的不匹配。

同時，在獨立組網模式中，骨干層節點與核心層節點采用10Gbit以太網環路互聯，在大型城域網中，核心層RNC節點較多，一方面骨干層節點與所有RNC節點相聯，環路節點過多，利用率下降，另一方面，環路上任一節點業務量增加需要擴容時，必然導致環路整體擴容，網絡擴容成本較高，因此，獨立組網模式一是比較適應于在核心節點數量較少的小型城域網內組建二級PTN，二是作為在IP over Wm壓/OTN沒有建設且短期內無法覆蓋到位的過渡組網方案。

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