淺談PTN組網保護及策略

摘 要：PTN技術自提出后便獲得了快速發展，并已成為本地、城域傳送網IP化演進的主流技術之一，在現網中獲得了大量的應用。本文從PTN技術的特點、組網和保護及策略等幾個方面進行了探討。

關鍵詞：傳送網；PTN技術

PTN是一種面向分組業務的傳送網絡和技術，它定位于城域網匯聚接入層，以分組交換為核心并提供多業務支持，既具備數據通信網組網靈活和統計復用傳送的特性，又繼承了傳統光傳送網面向連接、快速保護、OAM能力強等優點。

PTN通過標簽交換機制實現面向連接的快速轉發；通過PWE3技術實現各類非分組業務的端到端仿真；通過DiffServ模型實現端到端的QoS控制；通過CIR和PIR機制實現統計復用；通過同步以太網、IEEE 1588v2和ToP等技術提供精確的頻率和時間同步；提供設備保護、線性復用段保護、MPLS Tunnel APS、LAG和FRR等豐富的保護方式和類似SDH的電信級的OAM能力。多種技術的融合為PTN高效、高質地承載3G基站和全業務奠定了良好的基礎。

1 PTN技術的特點

1.1 全業務承載能力

PTN采用通用分組交換內核，不僅提供了對數據業務的適應性，還通過采用端到端偽線仿真技術提供了對原有電路型服務的后向兼容性，使得在滿足數據業務需求的同時，還可以支持傳統的電路型業務。同時，N使用區分服務（DiffServ）+流量工程的QoS機制，實現了端到端的QoS，提供了對各種類型業務的支持能力。

1.2 可靠性

PTN的可靠性是分組傳送網的另一個主要特征，主要由基于傳送平面的保護倒換技術來實現。基于傳送平面的保護技術有路徑保護、環網保護。保護倒換機制能夠實現與SDH相同的<50ms的保護效果。

1.3 安全性

PTN技術通過LSP和PW標簽的隔離來區分業務，這種隔離方式類似于SDH的時隙隔離，具有底層的高隔離度。同時，PTN產品又增加了如協議加密、用戶接入認證、數據庫加密、防病毒、防DOS攻擊等多種提高安全性的功能，最大程度上保障了系統的安全性。

1.4 圖形化界面網管

PTN技術繼承了傳統SDH技術的基于圖形化界面的網管，并且能夠做到于現網傳輸設備做到統一管理，保持了用戶的傳輸產品運維體驗。

1.5 完善的OAM特性

PTN技術繼承了SDH技術的層網結構和強大的OAM特性，PTN網絡采用縱向分域、橫向分層的組網結構，把網絡在邏輯上分成了媒質層、段層、隧道層、偽線層。每個層次都有相應的OAM功能。

1.6 時間同步

PTN技術在繼承了SDH時鐘同步的基礎上，通過同步以太網協議和1588V2協議實現了時間同步信息的傳送。對于需要時間同步功能的業務系統，采用PTN網絡組網就可以在傳輸層面進行時間同步信息的傳送。

2 PTN網絡的保護技術可分為設備級保護與網絡級保護

設備級保護就是對PTN設備的核心單元配置1+1的熱備份保護。核心層和匯聚層的PTN設備下掛系統很多，一旦設備板卡故障對網絡的影響面就非常廣，因此在做設備配置時，設備核心單元應嚴格按照1+1熱備份配置；對于接入層的緊湊型PTN設備，設備廠家為了降低網絡投資，可能僅對電源模塊做了1+1熱備份，主控、交換和時鐘單元集成在一塊板卡上，不提供熱備份，接入層設備做配置時可根據網絡情況靈活選擇是否采用緊湊型的設備。

PTN網絡級保護的技術相對于設備級保護要復雜很多，根據保護技術的應用范圍不同，可以分為網絡邊緣互連保護和網絡內部組網保護。網絡邊緣互連保護是指PTN網絡與其他網絡互連宜采用的保護技術，以提升網絡互連的安全性；網絡內部組網保護是指PTN網絡內部的組網保護技術，對于不同的網絡層次，采取的保護技術和策略也有所差別。

3 PTN組網和保護

PTN是一種全新的設備制式，它的工作機理以及可能承載的業務模型都與SDH有很大的差異，為了充分發揮PTN的優點，使新建的PTN更適應3G和全業務競爭的需要，浙江移動組織全省專家對PTN的組網模型和保護方式選擇進行了細致討論，并結合OTN的部署制定了一個較佳的組網和保護方案。

在組網模型方面，由于3G時代每個接入點的帶寬需求可能會比2G時代有10倍以上的增長，使得核心層和骨干層網絡的帶寬壓力急劇上升。如果仍然與SDH/MSTP網絡一樣采用組建10 Gbit/s環的方式來解決，則很容易造成核心骨干環帶寬耗盡需要擴容的情況，而環型結構的擴容成本較高且靈活性較差，因此核心層和骨干層的組網模型便成了PTN網絡結構優化考慮的重點。最終的方案是借助OTN的大容量業務提供和電信級保護能力達到了簡化PTN結構的目的。

在應用PTN設備組網時，接入層和匯聚層仍采用環型結構組建系統，其中接入層采用GE速率，匯聚層采用10G比特以太網速率組環，并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。在骨干層不再建環型系統，而是通過OTN提供的GE或十吉比特以太網鏈路將每個骨干層節點與相關核心層節點直接相連。同時，在每個核心機房配置兩套大型PTN設備，負責本機房業務設備端口的接入以及業務的調度，并實現安全分擔。

在保護方面，通過建立端到端的MPLS Tunnel保護實現類似SDH網絡SNCP方式的保護，同時，為降低因端到端的保護路徑距離太長帶來的主備用Tunnel同時失效風險，在OTN上對骨干層鏈路再疊加一層波道保護。對于采用GE接口的3G RNC，核心層PTN設備在進行RNC接口接入時引入LAG保護以避免單接口失效引起的大量業務中斷。

相比目前的SDH/MSTP網絡，PTN在結構上最大的變化就是骨干層和核心層節點不再通過環型結構組網，而是通過直連鏈路連接，這種結構的優點非常明顯。

①有利于對匯聚型業務的承載，大大降低了骨干層PTN節點的業務穿通成本，提高了骨干層PTN節點的利用效率。

②骨干層帶寬擴容的工作變得非常簡單和便捷，當某個節點的某個方向帶寬不足時，直接通過OTN增加一條鏈路即可。

③減少了業務調度的層次，取得了網絡扁平化的效果。業務匯聚至骨干節點后，只需經過一跳便可到達目標核心節點，減少了很多穿通節點，提高了路由管理的效率，同時也大大提高了業務的安全性。

4 PTN組網保護策略

PTN組網保護策略與MSTP網絡相比，最大變化是匯聚層不再采用環網保護方式，而是選用線性端到端保護機制，有點類似SDH網絡中的全程SNCP保護。這種結構的優點非常明顯：減少業務調度層次，得到了網絡扁平化的效果，減少了很多穿通節點，提高了路由管理效率。同時，為了增強網絡的安全性，避免單節點失效帶來的業務丟失，接入層與匯聚層的互連建議采用雙節點保護組網方式。雙節點組網方式在MSTP網絡中已有大量應用，大大增強了網絡安全性，建議對于當前光纜資源還不具備雙節點互連的接入環，應積極進行光纜路由雙節點改造。

對于核心層PTN設備的保護，一端核心層PTN設備的業務可能需要送到分屬不同機樓的多個不同RNC，因此核心層需要具備業務調度功能。該調度功能有兩種實現方式，一種方式是通過核心層OTN網絡波長資源來進行調度，主要適合調度業務量較大的網絡；另一種方式是將核心層PTN設備組建成一個10GE調度環，環上節點兩兩之間均可能存在業務需求，業務為分散方式，這有利于發揮環網保護的優勢。因此在設備能夠支持的情況下，可采用Wrapping環網保護技術，利用該環的調度功能實現業務靈活調度。

5 結束語

PTN保護技術沿襲了SDH網絡保護技術的成功經驗，并根據自身特點提出多項保護方式的補充，形成了一套適合PTN網絡的完善保護技術和策略。在進行PTN網絡建設過程中，應恰當地使用這些保護技術和策略，才能發揮PTN網絡的最大優勢。

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