長期演進時代下的分組光傳送網技術探討

中郵建技術有限公司 肖嘉熙

長期演進時代下的分組光傳送網技術探討

中郵建技術有限公司 肖嘉熙

對LTE（長期演進）時代下的POTN（分組光傳送網）技術進行了探討。伴隨著LTE時代的到來，從CAT4〔指UE（用戶設備）的Category4〕到CAT6，還有未來的CAT8，傳送網的好壞起到關鍵性的作用，因此LTE對傳送網的要求也是日益提高，而運營商要想實現多業務發展，也需要更好的傳送網，POTN作為未來的光傳送網演進趨勢，能夠更加適應于更快速、更大容量的LTE時代。

長期演進；分組光傳送網；多層網絡

目前通信技術的LTE時代可謂是世界的潮流，PTN（分組傳送網）和OTN（光傳送網）混合組網的新型傳送網絡結構的應用已經十分普遍，目前已經應用到各大運營商的傳送網之中。而在未來高速度，高容量的LTE時代，現階段的PTN的傳送容量較少，其缺點也是不可忽視的，如：不可進行光層調度，中距距離不足，無法平滑演進到全光網絡等，這些缺點在某種程度上限制了PTN技術的發展。但是未來不久光傳送網卻像POTN所演化，它是多種融合在一起的技術，分別是PTN和OTN的融合，分組與光融合，所有業務在此平臺上統一承載。

1 LTE時代的傳送網——POTN

1.1 POTN的應用需求

伴隨著LTE越來越廣泛的商用發展，UE的接入能力也是不容忽視，從R9版本CAT4所達到150 Mb/s的速率，到廠家不久前推出支持R10版本CAT6所達到300 Mb/s的速率新款手機，以及在未來不久之后，必將出現支持CAT8理論上所達到的1 200 Mb/s的速率新設備。而在未來高速度，高容量的LTE時代，現階段的PTN的傳送容量較少，其缺點也是不可忽視的，如：不可進行光層調度，中距距離不足，無法平滑演進到全光網絡等，這些缺點在某種程度上限制了PTN技術的發展。然而另一方面，PTN的優勢也很明顯，比如分組交換，通過仿真可以傳送各種業務;通過統計復用節省投資，具備完善的QoS（服務質量），擁有完備的OAM（操作、管理與維護），以及完善的業務層保護等。但是OTN與PTN的優缺點卻剛好相反，它的優點是PTN沒有的，但是缺點正好是PTN所發揮出來的優點。目前PTN和OTN混合組網已經十分流行，傳送網未來如何深化發展，以及如何滿足各大運營商未來的業務要求，這是一個值得思考的問題。現階段，業界一致認為PTN和OTN的有效結合，能使它們兩個優勢互補，實現共贏，所以POTN這一新興技術應用而生。

1.2 應用場景

POTN在業務上必須實行全面支持移動回傳，集團客戶業務和家庭寬帶業務的獨立共網發展。按照網絡層次與不同的業務要求，POTN的應用場景可以分為4種類型：

1） 干線集團業務： 在滿足干線所有OTN需求的同時，和傳統的STM（同步傳送模塊）-N，FE（快速以太網），GE（千兆以太網），10GE等集團業務接口需求以外，還需要針對部分業務的L3 VPN（第3層虛擬專用網）功能。

2） 承載OLT上行收斂家庭寬帶業務： 對OLT（光線路終端）上行家庭寬帶業務實現收斂，還要采用ODU（光通道數據單元）0，ODU1或ODU2等封裝實行大帶寬進行低成本傳送和調度。

3） 移動回傳業務：完成2 G，3 G， LTE的移動基站backhaul功能，并具備對各類小顆粒業務如E1（2.048Mbit/s數字同步傳輸）等精細化調度的能力，同時可與現有SDH（同步數字系列）網絡實現全面對接。

4） 專網專線業務： 承載大客戶專網專線業務，具備分組陣送網低時延、可靠性高、靈活性高優點的同時，擁有OTN超大帶寬遠距離傳送的能力。根據客人的要求快速支持提供彈性和剛性管道。

2 POTN的技術特點

POTN是分組與光融合的平臺，它具備以下主要技術特點：

1） 全業務承載：一張網承載全部2G， 3G， LTE、集團客戶、家庭寬帶客戶等業務，不再劃分SDH，MSTP（多業務傳送節點），PTN及OTN等網絡層面，全部做到業務的端對端管理，使網絡層次和網絡復雜的程度大大簡化。

2） 很大程度上提高了有效寬帶及傳輸中繼距離。

3） 具備完整的QoS機制，業務層保護能力以及完善的OAM手段，很容易做到故障定位及維護。

4） 高集成度，減少電源，配套資源等項目的建設投資，不但減少了機房的空間，而且使運營商的成本與支出大大減少。

5） 擁有現有網絡平滑演進的功能，最大程度上維護運營商的現網資源，減少投資。

3 POTN的關鍵技術

3.1 多層融合的網絡協議架構和設備架構

L（層）0/L1 OTN與L2網絡技術的融合涉及到兩種分組傳送技術，分別是MPLS-TP（面向傳送的多協議標簽交換）和以太網，運營商應該選擇一種L2技術，因為可以減輕運營工作壓力、控制設備投資以及壓縮設備空間。有兩種應用場景相對獨立，那就是OTN加MPLS-TP和OTN加Ethernet，技術工作人員應該加強POTN的研究，使它能同時滿足這兩類不同場景。

3.2 多層網絡保護之間的協調機制

POTN涉及到兩層網絡保護，分別是OTN和MPLS-TP/以太網。現階段的保護協調機制是在分層組設置hold off時間，當光纜線路有故障的時候，OTN層就會保護線路不被破壞。但是，因為故障分組層的hold off時間繼續發揮作用，就會使這一層面的受損時間大大延長。除了這個之外，當前的核心層和主要干線大多數為網狀或多環互連的復雜連接結構。所以將來我們應該加強保護協調機制的探索，找到最佳的方法，同時還應加大對POTN共享網狀保護（SMP）技術的應用探究。

3.3 多層網絡的OAM協調聯動機制

現階段，OTN和分組之間是client和server關系，一般通過AIS（告警指示信號）和CSF（呼叫服務功能）實現交替聯動，每個層面都具備了完整了OAM功能，但是存在很大程度上的重復，就要研究怎樣才能避免每個層面的保護和OAM重復和如何實現OTN，MPLS-TP、以太網三層的告警關聯和壓制。

3.4 多層網絡的統一管控技術

由于POTN涉及L0波長、L1的ODU（光通道數據單元）k，L0的LSP（標記交換路徑）或VLAN/MAC（虛擬局域網/媒體接入控制），所以需要研發一個統一的網管，用來更加便捷有效的管理POTN網絡；研究應用GMPLS通用多協議標記交換）的多層多域統一控制技術MRN/MLN（多層網絡/多區網絡）、集中和分布式結合的路由計算單元PCE（分組集中器）以及MPLS LSP和PWE3（邊緣到邊緣的偽線仿真）控制協議。因為POTN的其中一個應用場景是實現與IP承載網的聯合組網，因此在控制平面可能需要研究POTN同時支持IP/MPLS/MPLS-TE（流量工程）和GMPLS的雙協議棧，前者用來控制MPLS-TP 的LSP和PW（偽線）層，后者用來控制ODUk，Och（光通道）或以太網。

3.5 POTN網絡的同步技術

因為PTN和OTN的頻率在同步實現技術方面有很大差異，IEEE 1588v2的時間同步傳送方式也存在明顯不同，目前在PTN 和OTN進行聯合組網實現時間同步時，通常采用1PPS（秒脈沖）加TOD（天時間）的接口進行互通。所以，POTN端到端組網以及POTN與PTN聯合組網時，頻率同步以及IEEE 1588v2的時間同步組網技術需要進行更深一步的研究。

4 結束語

POTN技術的組網方式具備很多優點，例如可減少傳送設備、降低組網成本、便于網絡運營和維護，還可以集成WDM（波分復用）/ROADM（可重構光分插復用器）光層，SDH/OTN層和分組傳送層等。這一技術的發展潛力巨大，空間廣闊。可以預知： 在不久的將來POTN技術與設備的不斷更新、有關標準的持續完善和后續產業鏈的逐漸成熟，其在城域核心及干線傳送層等方面的應用將得到進一步的深入，POTN這一技術將會在城域網中占據著越來越重要的地位。