全業務背景下本地傳送網PTN+OTN組網策略

引言

全業務需求激增背景下，傳統同步數字體系SDH/波分復用WDM技術面臨帶寬利用率低、調度僵化等瓶頸[1-3]。分組傳送網（packettransportnetwork，PTN）技術基于分組交換實現動態路由與服務質量（qualityof service，QoS）保障，光傳送網（optical transport network，OTN）通過彈性網格（flexiblegrid，FlexGrid）技術提供Tbps級波長調度能力[4]。 PTN+OTN 融合組網可協同發揮分組業務承載與光電交叉優勢，實現本地傳送網帶寬資源彈性分配及傳輸效率優化[5，為高可靠低時延業務提供技術支撐，有效推動通信網絡智能化演進。

1.PTN與OTN技術概述

1.1PTN技術原理與特點

PTN是一種基于分組交換的傳輸技術，其核心架構通過IP化改造實現與現有IP網絡的無縫整合。

PTN具有諸多顯著特點，主要體現在三個方面：（1）業務處理層面集成大容量分組交換矩陣，通過差異化QoS策略實現語音、視頻等實時業務的優先級保障；（2）網絡可靠性達到電信級標準，具備50ms故障切換保護機制，確保業務傳輸連續性；（3）采用靈活可擴展的組網架構，支持拓撲動態調整以適應業務增長需求。

1.2OTN技術原理與特點

密集波分復用（densewavelengthdivisionmultiplexing，DWDM）技術是OTN多層傳輸體系的基礎架構，通過在單模光纖中并行傳輸多路獨立波長信號，顯著提升頻譜效率。OTN體系核心功能包括：光層波長通道透明傳輸、彈性頻譜資源管理、動態業務路由編排、智能性能監測系統、多層保護機制。

OTN光傳送網融合光層和電層處理的技術優勢。在光層，其支持多波長光網絡架構、實現獨立波長信號處理、提供透明光通道傳輸，從而具備巨大且靈活的傳送容量。OTN光傳送網能夠進行多業務信號的封裝和傳輸，無論業務顆粒大小，均可高效封裝于OTN幀中傳輸。對于大顆粒業務，OTN光傳送網提供強大的配置、復用和交叉能力，實現靈活調度。OTN還能建立完全透明的端到端波長/子波長連接，這種透明性確保其對各種業務信號格式和協議的適應性。在保護方面，OTN通過1+1光層保護OLP與子網連接保護SNCP協同機制，保障故障時業務可靠傳輸。

2.傳送網分層結構分析

2.1傳送網分層架構概述

傳送網遵循三級分層架構體系：跨省骨干網、省級骨干網、城域傳輸網。跨省骨干網作為國家信息基礎設施主干，依托大容量光傳輸通道實現跨域核心節點直連，承載跨域業務流量；省級骨干網部署可重構光分插復用器ROADM，形成智能彈性拓撲結構，實現地市業務疏導；城域傳輸網實施“核心-匯聚-接入”分層架構，核心層部署超100GOTN系統完成業務匯聚，匯聚層采用分組增強型技術實現流量優化，接入層通過光纖接入技術完成用戶端透明接入，構建差異化業務承載體系。

2.2本地傳送網各層功能與特點

本地傳送網采用分層架構設計。核心層為樞紐節點，多環互聯實現局間互連，智能冗余保永續，疏導均衡大顆粒流量；匯聚層環形組網聚合流量，收斂業務減鏈路提效；接入層環鏈混合組網，環形架構形成多重保護機制，鏈形延伸實現特殊場景經濟覆蓋，支持多業務接入。

3.全業務背景下PTN+OTN組網模式

3.1PTN+OTN組網模式總體架構在全業務場景下，PTN+OTN組網模式采用核心層OTN、匯聚/接入層PTN的分層架構，融合兩者優勢，實現高效傳輸與靈活調度。

在該組網模式下，業務首先在接入層通過PTN設備接入，經封裝處理后傳送至匯聚層。匯聚層PTN對業務進行匯聚收斂，整合小顆粒業務為大顆粒流。核心層OTN利用其超大帶寬和靈活調度能力，高效承載這些業務流至核心機房。最終，機房內的PTN業務調度、落地設備通過155M/千兆以太網（GE）或萬兆以太網（10GE）等多速率接口，與基站控制器BSC、無線網絡控制器RNC、移動性管理實體MME、服務網關SGW等網元完成業務交付。

3.2PTN+OTN組網模式優勢分析

PTN+OTN混合組網相比傳統SDH/WDM方案，在傳輸效率提升、業務開通時延等方面具有顯著優勢。從傳輸容量方面來看，OTN波分復用提供巨大帶寬，高效承載大/小顆粒業務；PTN分組交換保障數據高效處理，協同提升網絡總容量。

在靈活性方面，PTN組網擴展性好，支持拓撲快速調整；OTN支持靈活波長配置與業務調度（如標簽交換路徑（LSP）/光通路數據單元（ODUk），實現資源高效分配。

式的又一重要優勢，分組傳送PTN提供50ms 級電信保護（如自動保護倒換APS），OTN具備多重保護機制（如光復用段保護OMSP），雙重保障業務永續。

分組傳送PTN+OTN組網模式還具有良好的兼容性，分組傳送PTN兼容時分復用TDM/異步傳輸模式ATM等傳統業務，OTN具備業務透明傳輸能力，支持網絡平滑演進與現有資源利用。

4.不同地區PTN+OTN組網策略

4.1偏遠地區組網策略

在PTN網絡規劃中，需重點評估三要素：現有光纜資源分布、區域地形特征、接入層架構。通過系統分析確定傳輸區域邊界，將戰略節點納入主干環網。該方案（如圖1所示）實現雙核心目標：構建郊縣至地市核心的最優拓撲，滿足多類型接入需求。在劃分傳輸片區時，要綜合考慮業務流量和業務級別，對于業務量較大、重要性較高的片區，優先連接到主環上，確保這些區域的業務能夠穩定、高效地傳輸。

4.2普通地區組網策略

普通地區傳送網絡近年規模顯著擴張，其傳輸帶寬與運行安全要求遠高于偏遠地帶。這些地區的縣除兩個傳輸節點外，基本無其他匯聚點，鄉鎮匯聚節點配置有限。傳統接入層網絡以地市級行政區域劃分，導致同一傳輸區域內相鄰縣域間存在大量跨縣域接入環路。在2G、3G移動通信及數據業務快速增長的情況下，單平面傳輸網絡架構承載壓力劇增。

針對這個問題，常規區域PTN網絡規劃采取基于行政縣域劃分的組網原則：每個縣級行政區獨立配置專屬PTN環網，環網規模嚴格對應縣級區劃。該策略通過雙節點冗余接人與跨縣PTN環網隔離，實現業務獨立傳輸并降低干擾。

在光傳送網層面，建議基于縣域核心節點（縣城1、2節點）、戰略鄉鎮節點、地市核心樞紐，構建雙獨立OTN傳輸平面。通過這種方式（如圖2所示），可以充分利用OTN的大容量和靈活調度能力，提高網絡的可靠性和傳輸效率。在實際網絡部署中，PTN匯聚環采用分區分段承載方案，具體實現方式包括：通過OTN第一平面系統傳輸、OTN第二平面系統傳輸、直接采用裸光纖承載三種技術路徑。這種混合組網方式能夠根據業務需求靈活選擇最優傳輸介質。

4.3發達地區組網策略

在分組傳送網（PTN）組網上，建議采用縣級行政區域為基本單元的組網方案。具體部署時，將縣城核心機房的兩個關鍵節點（節點1和節點2）配置為縣域PTN核心節點，其余縣級及鄉鎮級匯聚節點以星型或樹型拓撲接入這兩個核心節點。業務在縣城核心節點匯聚后，通過千兆以太網（GE）或萬兆以太網（10GE）接口與光傳送網（OTN）設備互聯，經OTN網絡上行業務至地市核心機房的PTN業務調度或落地設備，有效減少節點跳數，提升傳輸效率。

在光傳送網（OTN）組網設計中，經濟發達區域需采用雙平面模式（如圖3所示），區別于普通地區。其特殊性在于：發達區域OTN無須承載PTN環網功能，鄉鎮級節點僅配置為光信號放大站點。雙平面OTN具備高可靠性與大容量傳輸特性，有效支撐高密度業務。通過PTN與OTN協同組網，發揮分層架構技術優勢，增強綜合承載能力，滿足發達區域復雜業務需求。

5PTN+OTN組網策略對比與選擇

5.1不同組網策略的對比分析

偏遠地區、普通地區和發達地區的PTN +C TN組網策略存在多方面差異。依據區域業務密度設計：偏遠地區（低密度）采用單PTN/OTN平面，拓撲簡化；普通地區（中密度）部署多PTN環網 + 雙OTN平面，支持分段承載；發達地區（高密度）實施PTN縣區級匯聚 + OTN雙平面，實現入級調度。

在業務承載能力方面，偏遠地區策略主要滿足基本業務需求，承載能力有限；普通地區通過合理規劃PTN環網和OTN平面，可承載更多2G、3G數據業務；發達地區策略具備強大承載能力，滿足大量數據傳輸與復雜調度需求。

可靠性方面，發達地區憑借雙平面OTN與合理PTN組網提供最高可靠性；普通地區通過雙OTN平面及分段承載保證一定可靠性；偏遠地區結構簡單，在滿足基本需求前提下也能提供可靠性保障。

不同區域組網策略在成本與運維層面呈現顯著差異：偏遠區域采用精簡架構，建設成本與運維復雜度最低；普通區域采用標準架構，成本與運維需求適中；發達區域部署高階技術架構，建設投入與運維技術門檻最高。

5.2根據地區特點選擇合適的組網策略選擇PTN+OTN組網策略需綜合考慮業務需求、現網資源、機房條件、地理環境等因素。

偏遠地區：業務需求小，機房與供電條件有限，采用單區域單PTN平面+ 單OTN平面策略，滿足基本需求，降低資本性支出（CAPEX）、運營支出（OPEX）。

普通地區：業務增長快，接入環復雜，采用按縣規模部署PTN環網 + 雙OTN平面策略，應對增長壓力，提升可靠性與傳輸效率。

發達地區：業務量大，網絡結構復雜，性能要求高，采用以縣為單位構建PTN網絡 + 雙OTN平面策略，協同發揮技術優勢，滿足高容量、高可靠及靈活性需求。

結語

PTN與OTN技術優勢互補，協同部署實現高效融合：融合PTN高可靠、業務靈活性與OTN大顆粒業務調度能力，支撐運營商發展。基于分層架構的融合組網適配差異化部署：偏遠區域簡化拓撲降成本，普通區域構建可擴展環網，發達區域部署超大帶寬通道承載高帶寬業務。

件定義網絡SDN實現智能管控提效[8]雙平面設計增強可靠性。面向5G-A與算力網絡，引入SRv6實現業務流智能調度，構建基于人工智能（AI）的數字孿生網絡強化故障預測與帶寬預配置[0]，形成彈性、智能、具確定性保障的傳送體系，支撐工業互聯網等新興場景。

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作者簡介：王平成，本科，工程師，15117166929@139.c0m，研究方向：承載網、傳送網、業務網、電源配套等。