PTN傳輸網絡及5G建設策略探討

劉仲存

在中國移動公司業務以及上網人數不斷增長的同時，網絡數據流量也呈現出新的增長趨勢。為了確保用戶在上網人數和數據流量不斷增加的情況下獲得新的體驗，網絡運營商必須要認真分析當前傳輸承載網絡技術特點以及主要技術，從而使PTN傳輸網絡滿足5G要求。

1 運營商的傳輸現狀及發展歷程

1.1 運營商傳輸現狀

全國一級干線、省內二級干線以及一級本地傳輸網是當前我國移動網絡結構的主要層次。在業務承載方面，最常用到的移動網絡傳輸設備有兩種，一種是SDH；另一種是密集型光波復用DWDM，后來在信息網絡技術不斷發展背景下，光傳送網OTN以及PTN傳輸網絡孕育而生。受社會環境、信息網絡技術以及經濟發展水平等因素的影響，網絡傳輸也呈現出不同的功能：2/3G業務主要由SDH和DWDM承載；4G業務由OTN和PTN承載；與此同時，OTN還承載著數據業務。

1.2 移動運營商傳輸設備的發展背景

中國移動運營商最初是從準同步數字系列PDH開始的，后來隨著信息網絡技術的不斷發展，直接傳輸業務數量不斷減少的同時，新增數字傳輸也開始要求通過轉接到達業務終點。由于PDH系統不能滿足傳輸業務的發展需求，因此逐漸消失在大眾眼前[1]。

接著中國移動運營商引入了新的系統——SDH，其主要采用了外時鐘等技術。該系統已一經出現，不僅為運營商帶來了先進的網絡技術和巨大的寬帶優勢，而且有效提高了網絡性能。網絡寬帶性能提升關系著能否在SDH系統中，借助人工配置電路數據實現網絡設備的多級復用。后來，隨著比特業務的出現，SDH系統因其靈活性且適配能力差，因此不能滿足運營商的發展需要。

后來，網絡運營商不僅完善和提高了網絡傳輸承載系統，而且在此基礎上提出了PTN網絡技術。與PDH和SDH系統相比，PTN傳輸系統有3個顯著的特點，分別為較強的適配能力、能支持三層靜態路由、采用層次組網。

1.3 PTN和IPRAN傳輸網絡的技術原理及其優劣勢

從數據承載方面來說，傳輸網絡因其具有較強的穩定性和可靠性，因此被廣泛運用于業務匹配、QOS網絡服務質量以及網絡尋址3個方面。4G時代大量的業務都是由分組傳送技術來處理的，在處理過程中，通常會用到兩種承載方式，分別為PTN網絡技術和IPRAN網絡技術。簡單地說，PTN網絡技術就是借助MPLS-TP技術實現業務處理的分組網，在二層業務上具有關鍵性作用。如果要想實現對三層業務協議的支持，PTN網絡技術就必須要不斷升級軟硬件基礎設備。IPRAN路由器卻可以承載各種各樣的IP業務，同時其還可以通過偽線仿真凡是提供TDM業務。

下面，我們將分別對兩種技術原理以及優劣勢進行詳細的分析：

1.3.1 PTN網絡技術原理及其特點

PTN技術也可以被稱為MPLS-TP技術，通過使用MPLS-技術不僅有利于解決QOS網絡服務質量保障問題，而且能夠取得良好的效果。MPLS具有兩方面的功能，分別為基于標簽的轉發功能和基于IP的轉發功能。上述技術原理可以用一個簡單的算式來進行表達，即：MPLS-TP=MPLS-IP+OAM。在使用該技術過程中，由于采用了層次化結構，因此當網絡規模擴大到一定限度的時候，一定會產生大量潛在問題。通常來說，層次化結構具體包括三個方面，分別為管理平面、控制平面和數據轉發平面[2]。

1.3.2 IPRAN網絡技術原理及其特點

所謂的IPRAN技術就是指采用IPMPLS的分組網，該技術標準是在TETE的基礎上提出來的。相比其他網絡技術，IPRAN技術之所以具有良好的互通性，是因為其是從路由交換網絡技術發展而來的。為了有效解決QOS網絡服務質量保障問題，IPRAN在實際組網過程中使用了Diff-Serv技術。由于Diff-Serv技術以相似要求的業務類為單位對QOS網絡服務質量進行了保障，因此產生了事半功倍的效果，具體表現在以下3個方面：1）有效減少了對信令的以依賴性；2）降低了軟狀態定期變化對網絡系統資源的浪費；3）在對QOS網絡服務質量進行保障過程中不需要做到絕對的端到端的保證。

1.3.3 兩種網絡技術的優劣分析

1）PTN技術的優劣分析。PIN技術的優勢體現在兩個方面，一方面具有較強的適配能力；另一方面QOS能力強。PIN技術的劣勢體現在以下三個方面：首先，由于MPLS-TP技術本身是一種二層隧道技術，要想支持完整的三層隧道技術，就必須要進行升級；其次，由于MPLS-TP技術結構采用的是多層次的煙囪式，因此在組網過程中不可避免地受到靈活性的制約，不能有效承載業務；最后，MPLS-TP技術需要依靠同一廠家，要想實現網絡扁平化發展是非常困難的。

2）IPRAN技術的優劣分析。IPRAN技術優勢表現在以下3個方面：首先，能夠支持三層路由；其次，具有較強的適配能力；最后，符合網絡結構扁平化發展要求。IPRAN技術的劣勢體現在3個方面：首先，QOS不如PTN，必須要啟用Diff-Serv技術；其次，要想滿足網絡運營商的要求，就必須提高QOS能力；最后，成本高[3]。

2 5G時代傳輸網絡建設的策略分析

隨著5G時代的到來，業務量不斷增加的同時，其對網絡技術也提出了更為嚴格的操作標準，進一步推動了PTN網絡技術在5G建設領域的運用。在業務數量、類型以及組網結構不斷變化的背景下，網絡云運營商對傳輸承載的要求也越來越嚴格。在采用PTN技術推動5G建設過程中，運營商要從以下兩個方面入手：

2.1 優化現有PTN網絡結構

根據對當前4G網絡結構的調查以及到來的5G網絡結構的分析可得出以下結論：空口技術的不斷發展，既為IP技術帶來了廣闊的發展前景，又進一步推動了網絡結構的扁平化發展。通過上述對PTA技術和IPRAN技術的分析可知，如果從投資以及網絡結構兩方面來說，要想優化PTN網絡結構就必須要從以下3個方面著手：網絡結構向扁平化方向發展；對全網跨平面業務進行全面的梳理；根據業務發展需求有針對地調整網絡結構。PTN網絡結構優化可以起到以下2個方面的作用：

首先，PTN網絡技術的特殊性表現在不論是核心層，還是本地網接入層，其對同一生產廠家都具有較強的依賴性，一旦對PTN網絡結構進行優化升級，就能有效解決移動運營商對PTN設備廠家的依賴性。而且，受非開放標準等因素的影響，為滿足業務需要，必須要從同一廠家購買上下層設備。一旦傳輸網絡被設備廠家壟斷，不僅會增加成本，而且還會影響網絡業務的正常運營[4]。其次，有利于減少建維成本。對PTN網絡結構進行優化升級，不僅有利于減少網絡層次，而且有利于降低投資成本。

2.2 完成技術革新

1）對于其骨干網層以下的設備要停用MPLS功能，反之，對于骨干網層以上的設備則要保留MPLS。

2）要想支持完整的三層隧道技術，就必須要對PTN設備進行升級。設備的升級并不是簡單地在功能上開啟三層靜態路由功能，而是設備的軟、硬件都要進行升級，只有這樣才能支持OSPE、BGP和RIP協議。

3）要不斷完善PTN網絡的QOS功能。為了實現網絡中端到端的服務質量，就必須要同時實現本地網PTN的QOS質量保障服務。隨著第五代移動通信技術的出現，站點也比之前更加得稠密，對于降低網絡開銷成本具有重要的意義。為了滿足多站點需要，移動網絡運營商必須要在PTN設備上增加新的功能，從而確保Diff-Serv技術的啟用。

3 結語

第五代移動通信技術出現之后，人們對智能需求的要求也越來越多樣化，為了給人們提供高流量密度、高強度鏈接密度的網絡化需求，未來網絡發展必須要重視IP技術的提高以及網絡層級化的升級，只有這樣才能實現5G傳輸網絡萬物互聯的要求[5]。