PTN技術在本地傳輸網中的應用

張圓蘋

摘 要：電力通信網是堅強智能電網的重要組成部分。隨著4G網絡的業務的急劇發展及其大力建設，為了能夠適應空中接口帶寬的快速增長，需要對地面傳輸網的效率、帶寬等提出更高要求。為了滿足4G業務發展需求，應該選擇采用哪種模式和技術，能夠達到以低成本、快速地整合本地的傳輸網絡，這個問題已成為當前各大運營商關注的主要焦點之一。分組傳送網（PTN）技術是網絡和技術發展的原動力。PTN能有效的地解決目前每用戶平均收入（ARPU）下降和移動運營商面臨的數據業務寬帶需求增長之間的矛盾。雖然PTN技術在城域網中的應用已經十分成熟了，然而卻很少應用在本地網中。PTN技術在本地傳輸網中的應用是一項非常有意義并且非常緊迫的工作。

關鍵詞：PTN技術；城域網

1 PTN的核心技術及應用現狀

1.1 核心技術

PTN是一種適合于IP業務傳送的、分組路由架構的技術。PTN技術具有分級的QOS機制、精確的故障定位以及完善的 OAM，能對傳輸資源到達最大限度地利用和管理，使業務的安全傳送得到保證。為了實現網狀網的高生存性以及資源的自動配置，可以將PTN技術在與通用多協議標志交換協議（GMPLS）相結合。PTN的以上這些優勢是區別傳統路由器和增強以太網技術的重要屬性，也是其二者無法比擬的[1]。

1.2 PTN應用現狀

在2009年已經全部完成了現主流的PBT/PBB-TE和T-MPLS/MPLS-TP傳送網技術標準化的工作。顯而易見地，針對PTN技術選擇的問題，宣布支持T-MPLS技術的廠商比宣布支持PBT技術的廠商有明顯的數量優勢[2]。PTN設備目前主要應用于及集團VPN、重要客戶接入、移動回傳以及城域網等這些方面。PTN設備為LTE考慮了和S1/X2邏輯接口支持方案、時延丟包性能、物理接口速率、適宜容量等多方面的方案，同時使同一種設備支持不同代的移動網絡得到了實現，對于 3G向LTE演進更加有利。PTN設備已同步以太網和1588V2已經普遍支持。PTN設備容量也高于同檔MSTP產品，對同步的支持是跨廠家和規范的，對于無線寬帶發展需求可以充分的滿足。MSTP多業務承載功能也被PTN繼承了，通過PWE3電路仿真對傳統接口的支持，可提供對IP業務和TDM業務的承載功能，可與MSTP混合組網、OTN聯合組網或者獨立組網，PTN很有希望在未來的組網中逐步實現普遍服務[2]。

2 本地網采用PTN組網的必要性

本地網能夠可覆蓋一個城市（如直轄市及副省級、地/市級城市）及其所轄農村、城鎮和郊區。本地網的主要特點是除城區外用戶分布較分散、覆蓋地域廣、業務需求多樣化。適合于本地網傳輸多樣化業務的主要有PTN技術、ASON技術以及MSTP技術。它們的區別主要表現在統計和交換復用能力上：ASON和MSTP的內核為TDM VC交叉連接，帶寬利用率較低，屬剛性管道，無統計復用能力；PTN的內核為分組交換，帶寬利用率較高，帶寬可按收斂比規劃，屬彈性管道，有統計復用能力。對于IP類業務，特別大客戶數據業務、強突發性IP數據業務、高帶寬業務以及3G業務，對QOS和傳輸效率有越來越高的要求。顯然，在傳輸這些業務時，以TDM為核心的MSTP技術并不占優勢。與此相反，采用標簽交換協議（LSP）和偽線仿真（PW）、以IP為核心的PTN技術傳輸這些業務時會有更高的效率，對業務的發展更有利，同時良好的OAM對于提高管理效率及故障定位也也有很大的益處。目前，盡管各個本地環網都已經可實現數據接入并配置了以太網盤，但其網絡容量僅對能全業務運營的初期需求相應的滿足，對于數據業務長遠發展需求并無法滿足，因此實施PTN組網已經在本地網中勢在必行[3]。例如，PTN技術在河南公司地區傳輸網絡試點應用為解決支撐“三集五大”各業務系統瓶頸和高清會議電視通至供電所具有典型示范意義，并為開展傳輸網新技術在電力系統的適用性研究提供了實驗依據，對電力傳輸網絡技術體制發展具有前瞻性作用。

3 PTN網絡的規劃

3.1 PTN的組網模式

（1）支持單向點到多點傳送路徑，并支持雙向點到點傳送路徑，支持點到多點（P2MP）和點到點（P2P）傳送路徑的流量工程控制能力。

（2）保護機制、OAM報文的處理、傳送和封裝都不依賴于IP處理和IP封裝。

（3）具有完善的OAM性能管理和故障管理功能。

（4）可應用于PTN的各種網絡拓撲和各個網絡分層，并提供可靠的網絡保護機制。

（5）采用面向連接的分組交換（CO-PS）技術，基于分組交換內核，支持多業務承載。

但是，PTN聯合組網方案也存在一定風險。例如：PTN利用 OTN組成的虛擬網絡屬純波道組網方式，一旦光纜遭到破壞，系統將處于癱瘓狀態。因此建議，盡量采用PTN環網且多路由組網方式，以便在某一路由故障時利用其他路由進行業務調度。

3.2 PTN網絡保護功能要求

PTN網絡支持的保護方式主要有以下3種：

（1）PTN網絡內的保護方式：PTN網絡內的線性保護包括雙向1︰1 SNC/S保護、單向/雙向1+1 SNC/S保護、單向/雙向1+1路徑保護、雙向1︰1或1︰N（N >1）路徑保護。PTN網絡內的環網保護包括兩種保護機制，即STeering 和Wrapping，至少應該支持其中的一種環網保護機制。

（2）分組傳達網與其他網絡的接入鏈路保護

①以太網GE/10GE接入鏈路的保護，即鏈路聚合組（LAG）。

②TDM/ATM接入鏈路的1︰N 或1+1保護。

（3）雙歸保護：PTN網絡接入鏈路保護和內保護相互配合，可以實現對PTN接入節點或接入鏈路失效情況下的端到端業務的保護。

3.3 PTN的網絡層次定位

PTN很好的繼承了SDH/MSTP的可運維、組網和保護的能力，又利用IP化的內核提供了完善的差異化服務、統計復用和彈性帶寬分配能力，能提供豐富的客戶側接口為ATM、TDM和以太網等業務，非常適合于小顆粒、高等級業務的統計復用、匯聚收斂和靈活接入。而10GE（萬兆以太網）接口是PTN能提供的最大速率網絡側接口，顯然對于當前業務帶寬爆炸性增長的需求無法滿足。因此，把PTN主要定位在城域匯聚接入層網絡，未來可與由PON設備組建的側重于密集型普通用戶接入的全業務接入網絡和由DWDM/OTN設備組建的具備超大帶寬傳送能力的城域核心骨干層網絡共同構成城域傳送網的主體。

3.4 PTN與其他網絡的關系

目前中國移動已在城域匯聚接入層組建全業務接入網、IP城域網和SDH/MSTP網三張網絡。PTN網絡的建設是否會產生對已有網絡的替代或重疊是一個值得思考的問題。分析各網絡適合承載的業務類型，可以看出是不會在短期內產生的。全業務接入網和IP城域網在承載普通數據業務時有較大的成本優勢，SDH/MSTP網適合承載少量高等級數據業務和TDM業務，而PTN則適合承載少量TDM業務和高等級的數據業務，由于企業需要進一步挖掘當前網絡潛力，以保護投資的服務等級差異化的數據業務和TDM業務需求不會在短時間內消亡，因此長期共存，并PTN將會與現有網絡共同為用戶提供在安全等級和業務種類等各個方面更符合用戶要求的服務。

4 結語

作為一種具備統計復用特點、以太網低成本、匯聚和傳送能力、TDM/ATM over Packet業務接入的高效包交換技術，及早的本地傳輸網中引入PTN技術在，可以有效解決現在由于4G數據業務大量增長網而造成的容量不足的問題。同時，對于占領技術的制高點、增強網絡后期發展的可擴展性以及節省對設備重復投資都是具有非常重要的意義的。將PTN技術科學地應用在本地傳輸網中，可以有效地推動本地傳輸網的有效完善與進一步發展。

參考文獻

[1]王琨.PTN技術在電力通信網中的應用[J].數字通信世界，2012，10（3）：53-55.

[2]馮寶，李洋，劉文貴.電力通信網中MSTP向PTN平滑演進的研究[J].電力系統通信，2012，7（1）：24-25.

[3]阜艷，余君.PTN技術應用探討及網絡規劃方法[J].科技信息，2012，5（9）：106-107.

（作者單位：中國移動通信集團設計院有限公司四川分公司）