PTN技術(shù)及組網(wǎng)應(yīng)用探討

凌敏 申燕

摘要：PTN作為新一代基于分組的、面向連接的多業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送技術(shù)，該文先介紹了它的特點(diǎn)，然后對(duì)組網(wǎng)應(yīng)用做了簡(jiǎn)單探討。關(guān)鍵詞：PTN；分組傳送網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)01-0010-02

1 PTN產(chǎn)生

國(guó)內(nèi)3G牌照發(fā)放以后，三大運(yùn)營(yíng)商都在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)IP化的轉(zhuǎn)型，逐步進(jìn)入全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的時(shí)代，全業(yè)務(wù)也就意味著融合，而IP化是業(yè)務(wù)融合的基礎(chǔ)，ALL IP已成為當(dāng)今業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（SDH、IP、Ethernet等）已不能適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳送和承載的全方位需求，作為一種面向連接的傳送技術(shù)PTN在此情況下應(yīng)運(yùn)而生。

PTN（Packet Transport Network）即分組傳送網(wǎng)是基于分組交換、面向連接的多業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送技術(shù)，是針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求，在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸介質(zhì)之間設(shè)置一個(gè)層面，以分組為內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載的技術(shù)。它不僅能較好承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，滿足業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性、靈活的擴(kuò)展性、嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量(QoS)和完善的運(yùn)行管理維護(hù)(OAM)等基本屬性，而且兼顧了支持傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用(TDM)和異步傳輸模式(ATM)業(yè)務(wù)和繼承了同步數(shù)字體系網(wǎng)管的圖形化界面、端到端配置等管理功能。

2 PTN的特點(diǎn)

1）PTN是一種以面向連接的分組技術(shù)為內(nèi)核的技術(shù)，它統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力強(qiáng)大，帶寬利用率高，更適應(yīng)分組業(yè)務(wù)突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2）PTN以承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主，兼容TDM、ATM等業(yè)務(wù)的綜合傳送技術(shù)，具有嚴(yán)格的QOS，具有多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載能力、端到端的組網(wǎng)能力。

3）PTN具有高效可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)能力，高精度的分組同步，增強(qiáng)的網(wǎng)管功能，端到端的業(yè)務(wù)管理、層次化OAM及電信級(jí)保護(hù)等傳送特性，易于管理、可管控。

4）PTN在城域范圍內(nèi)業(yè)務(wù)分布密集且應(yīng)用廣泛，成本低，具有靈活的加載軟件的能力，持續(xù)演進(jìn)能力強(qiáng)，能夠滿足較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性。

3 PTN中的關(guān)鍵技術(shù)

在目前的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)條件下PTN有許多實(shí)現(xiàn)方案，許多廠家和標(biāo)準(zhǔn)化組織紛紛推出了不同程度地滿足PTN功能需求的產(chǎn)品和技術(shù)，總體來(lái)說(shuō)可分為以太網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)和傳輸技術(shù)結(jié)合MPLS兩大類,前者以PBB-TE為代表，后者以T-MPLS為代表。

3.1 T-MPLS

T-MPLS是國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)定義的一種面向連接的分組傳送技術(shù)，它由IETF的MPLS數(shù)據(jù)平面衍生而來(lái)，兩者具有相同的標(biāo)簽幀結(jié)構(gòu)、標(biāo)簽交換以及轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。T-MPLS根據(jù)PTN的要求對(duì)MPLS技術(shù)要素進(jìn)行了修改，省去了MPLS所有3層功能和對(duì)建立連接不利的可選項(xiàng)如PHP、標(biāo)簽合并等，并增加了新的傳送工具和操作定義，對(duì)OAM、保護(hù)和智能控制面等功能進(jìn)行了擴(kuò)展。T-MPLS可以承載IP、ATM、TDM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)，其不僅可以承載在PDH/SDH/OTH物理層上，還可以承載在以太網(wǎng)物理層上。它解決了傳統(tǒng)SDH在以分組交換為主的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中暴露出效率低的缺點(diǎn)，是得到大家認(rèn)可的分組傳送技術(shù)。

3.2 PBB

PBB是從以太網(wǎng)發(fā)展而來(lái)的面向連接的以太網(wǎng)傳送技術(shù)，它的基本思路是將用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀再封裝一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的以太網(wǎng)幀頭，形成兩個(gè)MAC地址。PBB的主要特點(diǎn)是：具有清晰的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)和用戶間的界限，可以屏蔽用戶側(cè)信息，實(shí)現(xiàn)二層信息的完全隔離，解決網(wǎng)絡(luò)安全性問(wèn)題; PBT在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)層面關(guān)閉了復(fù)雜的泛洪廣播、生成樹(shù)協(xié)議以及MAC地址學(xué)習(xí)功能，增強(qiáng)一些電信級(jí)OAM功能，避免廣播包的泛濫；新增I-TAG標(biāo)記來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)例；使用Provider MAC＋VLAN ID進(jìn)行業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)，具有面向連接的特征，實(shí)現(xiàn)電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)所需要的一些特征，包括保護(hù)倒換、QoS等電信級(jí)傳送網(wǎng)絡(luò)的功能；用大量交換機(jī)替代路由器，消除了復(fù)雜的IGP和信令協(xié)議，城域組網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)成本都大幅度下降。

4 PTN產(chǎn)品組網(wǎng)應(yīng)用探討

下面分CE和MSTP兩種組網(wǎng)方式對(duì)PTN組網(wǎng)進(jìn)行探討：

4.1 CE組網(wǎng)方式

對(duì)于Carrier Ethernet的組網(wǎng)方式下，根據(jù)上行采用不同的接口方式，主要區(qū)分兩種組網(wǎng)場(chǎng)景，一種是通過(guò)ML-PPP E1和POS上行的方式，另一種場(chǎng)景是光纖資源充足情況下的FE/GE上行的組網(wǎng)方式：

1）ML-PPP E1和POS上行組網(wǎng)

ML-PPP E1和POS上行組網(wǎng)（見(jiàn)圖1）方式PTN提供包分組的傳送機(jī)制，對(duì)于TDM E1，ATM/IMA E1和以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)提供PWE3的解決方案，組網(wǎng)上行邊緣節(jié)點(diǎn)提供ML-PPP的保護(hù)方式，中心匯聚節(jié)點(diǎn)提供SNCP保護(hù)或APS的保護(hù)方案，QOS通過(guò)DS-TE結(jié)合Diff-Server的方案，時(shí)鐘是通過(guò)ML-PPP E1和POS口實(shí)現(xiàn)同步過(guò)程。該組網(wǎng)解決方案需求來(lái)源于無(wú)線運(yùn)營(yíng)商租用固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的中間過(guò)渡解決方案，該方案主要目的是建立統(tǒng)一的面向未來(lái)的RAN承載網(wǎng)絡(luò)，利用分組復(fù)用機(jī)制提高對(duì)Backhaul網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。

2）EF/GE上行組網(wǎng)

EF/GE上行組網(wǎng)方式（見(jiàn)圖2）PTN提供包分組的傳送機(jī)制，對(duì)于TDM E1，ATM/IMA E1和以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)提供PWE3的解決方案，采用Ethernet APS的組網(wǎng)保護(hù)機(jī)制，QOS通過(guò)DS-TE結(jié)合Diff-Server的方案，對(duì)于時(shí)鐘推薦同步以太或IEEE 1588 V2的方式。通過(guò)華為SDH-Like的OAM和保護(hù)能力提供電信級(jí)的業(yè)務(wù)保障。

4.2 MSTP組網(wǎng)方式

對(duì)于現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的MSTP網(wǎng)絡(luò)解決方案，Mobile RAN業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的典型組網(wǎng)如圖3，業(yè)務(wù)的下行接口可提供TDM E1，ATM/ IMA E1,Ethernet FE/GE的接口能力，上行通過(guò)STM-N實(shí)現(xiàn)連接。組網(wǎng)采用SNCP或MSP的方式，采用SDH系統(tǒng)的同步機(jī)制提供時(shí)鐘解決方案，TDM，ATM，Ethernet等不同業(yè)務(wù)通過(guò)VCG管道進(jìn)行區(qū)分，在相同的Ethernet Over SDH的VCG管道中，通過(guò)Diff-Server的策略實(shí)現(xiàn)差分服務(wù)。

5 PTN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)探討

PTN解決移動(dòng)傳輸時(shí)，在TDM到分組演進(jìn)的初始階段，TDM話音業(yè)務(wù)仍占據(jù)流量及收入超過(guò)一半的比重?；緜?cè)的E1及ATM E1在這種情況下以Native TDM的方式承載，雖然采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)平面，但上聯(lián)接口為TDM；而數(shù)據(jù)流量則通過(guò)EOS方式映射到此上聯(lián)接口中。對(duì)于演進(jìn)的目標(biāo)階段，或者對(duì)于全網(wǎng)采用分組技術(shù)建設(shè)的運(yùn)營(yíng)商，在此場(chǎng)景下，基站側(cè)業(yè)務(wù)及收入構(gòu)成發(fā)生根本變化。數(shù)據(jù)成為主流，話音少量存在。對(duì)于少量E1或ATM E1，采用PWE3方式解決。OSN3900/1900因此網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口采用Ethernet（FE/GE），構(gòu)成基于CE的基站上行傳輸網(wǎng)。

6 PTN技術(shù)展望

PTN自引入開(kāi)始，就擔(dān)負(fù)著解決運(yùn)營(yíng)商的切實(shí)需求的使命，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用方面也都取得了很大的進(jìn)展，已經(jīng)為產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了很好的基礎(chǔ)。PTN關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)基本已經(jīng)確定，2011年2月，ITU-T SG15閉幕全會(huì)上，國(guó)家成員投票通過(guò)PTN的OAM標(biāo)準(zhǔn)，即G.8113.1(G.tp oam.1)，PTN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)明朗化。我國(guó)在PTN的標(biāo)準(zhǔn)研究和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面已走在國(guó)際前列，國(guó)內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、各類測(cè)試規(guī)范、工程驗(yàn)收規(guī)范也比較成熟。2011年3月，由工信部牽頭，三大運(yùn)營(yíng)商及業(yè)界主流廠商參與的國(guó)內(nèi)PTN產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立籌備工作開(kāi)始啟動(dòng)。PTN全球支持的廠家、測(cè)試廠家、運(yùn)營(yíng)商眾多，已經(jīng)形成龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。

IP化是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在這大趨勢(shì)下產(chǎn)生的PTN技術(shù)經(jīng)過(guò)這幾年的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累而不斷完善，PTN現(xiàn)與MSTP/SDH、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)配合實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)承載。到了IP化中期2G/3G IP化基站和大量數(shù)據(jù)專業(yè)業(yè)務(wù)通過(guò)PTN網(wǎng)絡(luò)承載，PTN技術(shù)在將應(yīng)用中將不斷創(chuàng)新。預(yù)計(jì)將來(lái)融合型分組化承載網(wǎng)絡(luò)支撐全業(yè)務(wù)，PTN和路由器的承載功能將充分融合優(yōu)化，承載LTE/3G移動(dòng)回傳、企業(yè)數(shù)據(jù)專線、IPTV等高層IP化業(yè)務(wù)，分組化承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋、全業(yè)務(wù)快速接入、靈活調(diào)度和QOS差異化服務(wù)?？傊甈TN是適應(yīng)于3G及LTE時(shí)代大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)和全業(yè)務(wù)承載的關(guān)鍵技術(shù)，它的引入是城域承載網(wǎng)的重大變革，也是傳輸網(wǎng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)走向融合的重要里程碑，具有較強(qiáng)發(fā)展優(yōu)勢(shì)和廣闊市場(chǎng)前景。

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