PTN與OTN在城域網(wǎng)組網(wǎng)模式探討

宋公建 梅儀國 陳旭鈞 錢科能

摘 要：隨著對現(xiàn)有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IP化改造更替進程的加快，以及下一代移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各種業(yè)務(wù)應(yīng)用和傳送承載的IP化、分組化將成為演進的主線。本文介紹了城域光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，探討了PTN與OTN在城域網(wǎng)中的組網(wǎng)模式。

關(guān)鍵詞：城域傳送網(wǎng)；PTN；OTN；組網(wǎng)模式

1 引言

隨著運營商重組的塵埃落定及3G業(yè)務(wù)運營的開展，中國移動已逐步步入3G及全業(yè)務(wù)運營時代，中國移動的本地傳輸網(wǎng)承載業(yè)務(wù)已由傳統(tǒng)的純2G移動語音業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)?G，3G，集團專線，集團寬帶等綜合業(yè)務(wù)。其中新增的3G業(yè)務(wù)對城域傳送網(wǎng)的承載能力提出了挑戰(zhàn)。其承載需求表現(xiàn)為：基站帶寬需求量大，單站電路配置為傳統(tǒng)2G基站的4～8倍，電路格式由傳統(tǒng)2G時代基于TDM（時分復(fù)用）的2M、155M接口，逐步向FE（100M以太網(wǎng)接口）和GE（1000M以太網(wǎng)接口）格式演變；業(yè)務(wù)承載安全可靠性與2G相同，同樣需要達到電信級的承載標準。隨著PTN（分組傳送網(wǎng)）、OTN（光傳送網(wǎng)）由試商用逐步轉(zhuǎn)向商用化階段，PTN與OTN在城域傳輸網(wǎng)的組網(wǎng)模式已經(jīng)成為各大運營商關(guān)注的焦點。

2 本地傳輸網(wǎng)發(fā)展演進

雖然中國移動已經(jīng)進入3G運營時代，但預(yù)計3G對2G的替換過程較為漫長。SDH網(wǎng)絡(luò)對2G基站承載具有較好的適應(yīng)性，而且原SDH建設(shè)已經(jīng)達到一定規(guī)模，所以SDH網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)網(wǎng)中仍將長期存在，本地傳輸網(wǎng)將由原來單一的SDH網(wǎng)絡(luò)演變?yōu)镾DH，PTN，OTN多張網(wǎng)絡(luò)長期并存的局面。對于本地傳送網(wǎng)內(nèi)的3種技術(shù)，由于其功能定位及技術(shù)特征的不同，相應(yīng)有著不同的應(yīng)用場景，對于以上3種技術(shù)簡單分析如下：

2.1 SDH技術(shù)

SDH技術(shù)是最為成熟的本地傳輸網(wǎng)技術(shù)，在現(xiàn)網(wǎng)中獲得了大量應(yīng)用，基于電路交換，可以進行高階及低價的業(yè)務(wù)交叉處理，其支持的業(yè)務(wù)顆粒主要為2M，155M及FE等，系統(tǒng)容量以2.5G 及10G為主，組網(wǎng)保護功能較強，安全可靠性高，OAM功能完善。SDH技術(shù)對TDM業(yè)務(wù)具有很好的適配性，但目前城域網(wǎng)業(yè)務(wù)已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的全分組化發(fā)展趨勢，SDH網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)未來分組業(yè)務(wù)的承載需求，已經(jīng)陸續(xù)被PTN技術(shù)所替代。

2.2 PTN技術(shù)

PTN支持多種基于分組交換業(yè)務(wù)的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業(yè)務(wù)的端到端的組網(wǎng)能力，提供了更加適合于IP業(yè)務(wù)特性的“柔性”傳輸管道；具備豐富的保護方式，遇到網(wǎng)絡(luò)故障時能夠?qū)崿F(xiàn)基于50ms的電信級業(yè)務(wù)保護倒換；繼承了SDH技術(shù)的操作、管理和維護機制，具有點對點連接的完美OAM體系，保證網(wǎng)絡(luò)具備保護切換、錯誤檢測和通道監(jiān)控能力；完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業(yè)務(wù)；網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立和設(shè)置，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)QoS的區(qū)分和保證，靈活提供SLA等優(yōu)點。PTN支持包括2M，155M，F(xiàn)E 等多種顆粒，系統(tǒng)容量主要包括GE及10GE。PTN技術(shù)定位于3G 基站業(yè)務(wù)及對安全要求比較高的集團專線業(yè)務(wù)承載，目前正處于應(yīng)用初期，將在本地傳輸網(wǎng)領(lǐng)域獲得較為廣泛的應(yīng)用。

2.3 OTN技術(shù)

OTN技術(shù)是融合了WDM及SDH兩種技術(shù)各自優(yōu)點的新一代波分技術(shù)，支持組網(wǎng)應(yīng)用，具備組網(wǎng)保護及OAM功能，系統(tǒng)容量以40×10G及80×10G為主，目前單波道容量正在向40G及100G演進，業(yè)務(wù)接口包括FE，GE，2.5G及10G，不支持小顆粒業(yè)務(wù)精細

化處理，但可以實現(xiàn)GE及2.5G等顆粒的靈活調(diào)度。OTN技術(shù)標準已經(jīng)基本成熟，在城域網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)獲得規(guī)模商用，由于業(yè)務(wù)發(fā)展的驅(qū)動，目前技術(shù)標準仍在繼續(xù)完善之中。OTN技術(shù)主要定位于城域大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載及調(diào)度，在本地傳輸網(wǎng)的骨干及匯聚層具有較大的應(yīng)用空間。

3 組網(wǎng)模式

中國移動本地傳輸網(wǎng)在原有SDH網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上引入PTN和OTN 技術(shù)組網(wǎng)后，本地傳輸網(wǎng)的構(gòu)成將發(fā)生顯著的變化，組網(wǎng)方式更加多樣。三種技術(shù)都可以獨立組網(wǎng)，但混合組網(wǎng)的形式適應(yīng)性更強。下面具體分析一下PTN獨立組網(wǎng)和PTN+OTN混合組網(wǎng)的形式。

3.1 PTN獨立組網(wǎng)

PTN獨立組網(wǎng)也就是純PTN組網(wǎng)模式，從接入、匯聚到骨干層全部采用PTN設(shè)備組網(wǎng)，接入層采用GE速率組網(wǎng)，匯聚、骨干層采用10GE速率組網(wǎng)，各層面環(huán)環(huán)相扣，如圖3.1。

優(yōu)點：a）純PTN組網(wǎng)模式延續(xù)SDH的典型組網(wǎng)應(yīng)用模式與網(wǎng)絡(luò)維護習慣，易于管理和維護。b）其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有利于業(yè)務(wù)開通配置和端到端調(diào)度，有利于時間同步信號在全網(wǎng)傳送。

缺點：a）PTN組網(wǎng)速率目前只有GE、10GE兩級，如果采用PTN建設(shè)二級以上的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導致上下層網(wǎng)絡(luò)速率的不匹配。b）骨干層面的容量不足時，需疊加環(huán)網(wǎng)或增加鏈路，拓展性相對較差。c）對于地域較大本地網(wǎng)，PTN組網(wǎng)會受到距離限制。

3.2 PTN匯聚接入環(huán)+OTN骨干鏈路

匯聚層以下采用PTN組網(wǎng)，各縣市匯聚上行的GE、10GE鏈路，通過骨干層OTN網(wǎng)絡(luò)承載，具體組網(wǎng)為接入層采用GE速率組環(huán)，匯聚層采用10GE速率組環(huán)，并盡量采用雙節(jié)點掛環(huán)的結(jié)構(gòu)預(yù)防匯聚節(jié)點和骨干節(jié)點單節(jié)點失效風險。在骨干層通過OTN網(wǎng)絡(luò)提供的GE或10GE鏈路將每個縣市PTN匯聚層設(shè)備與相關(guān)業(yè)務(wù)落地節(jié)點設(shè)備直接相連。落地節(jié)點的兩套PTN設(shè)備與BSC設(shè)備對接，并引入LAG保護，以避免單接口失效引起的大量業(yè)務(wù)中斷，實現(xiàn)安全分擔。

1）優(yōu)點：a）各縣市通過匯聚層局端PTN設(shè)備對于出口業(yè)務(wù)進行匯聚，PTN上行落地層設(shè)備的鏈路利用率高。b）骨干層采用IP over OTN方式承載，充分利用了波分系統(tǒng)良好的擴展性。

2）缺點：a）聯(lián)合組網(wǎng)可能會影響部分PTN的端到端組網(wǎng)特性，增加PTN網(wǎng)絡(luò)電路資源配置與管理的難度。

3.3 PTN匯聚接入環(huán)集中匯聚+OTN骨干匯聚鏈路

主要特點是OTN網(wǎng)絡(luò)下沉至縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚節(jié)點， 利用匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)組成PTN接入環(huán)一級網(wǎng)絡(luò)，PTN接入環(huán)在縣市骨干節(jié)點集中匯聚，骨干層以上同模式一。

1）優(yōu)點：a）GE PTN接入環(huán)全部掛接縣市局端節(jié)點PTN設(shè)備，并對縣市上行核心節(jié)點落地PTN設(shè)備的鏈路進行匯聚整合，匯聚效率高。b）PTN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，所有PTN接入環(huán)掛接在骨干節(jié)點匯聚PTN設(shè)備上。c）投資較小，匯聚節(jié)點不配置匯聚PTN 設(shè)備。

2）缺點：a）由于PTN接入環(huán)未經(jīng)匯聚，承載在匯聚層OTN的GE鏈路多，波道利用率下降。b）所有接入環(huán)都掛接在兩套匯聚節(jié)點的PTN設(shè)備上，對匯聚節(jié)點的PTN設(shè)備的接入?yún)R聚能力要求高。

3.4 PTN匯聚接入環(huán)分散匯聚+OTN骨干匯聚鏈路

主要特點是OTN網(wǎng)絡(luò)下沉至縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚節(jié)點，利用匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)組成PTN接入環(huán)一級網(wǎng)絡(luò)，PTN接入環(huán)在各匯聚節(jié)點分散匯聚，骨干層以上同模式一。

1）優(yōu)點：a）節(jié)約匯聚環(huán)波道資源。PTN匯聚節(jié)點分散到各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚節(jié)點，PTN接入環(huán)先通過各匯聚節(jié)點PTN設(shè)備匯聚若干個GE鏈路，再上聯(lián)匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)，可節(jié)約OTN匯聚環(huán)的波道資源。b）節(jié)約OTN支路側(cè)設(shè)備投資。匯聚層PTN設(shè)備GE鏈路在縣骨干節(jié)點OTN 設(shè)備不落地，直接上聯(lián)核心節(jié)點落地層PTN設(shè)備，可節(jié)約縣骨干節(jié)點OTN的支路側(cè)設(shè)備投資。c）擴展性好。當現(xiàn)網(wǎng)SDH/MSTP出現(xiàn)容量不足或退網(wǎng)時，可將匯聚節(jié)點間的PTN設(shè)備通過10GE鏈路組網(wǎng)，提供高等級大客戶接入需求。

2）缺點：a）由于PTN匯聚點下沉，所帶的接入環(huán)網(wǎng)數(shù)量不多時，鏈路匯聚效率低，加大對骨干核心節(jié)點落地PTN設(shè)備鏈路接入和匯聚壓力。b）在每個匯聚節(jié)點設(shè)置PTN設(shè)備，投資相對較高。

通過對以上4種組網(wǎng)模式的介紹，下面從安全性、網(wǎng)絡(luò)容量、維護性、擴展性、建設(shè)成本等方面進行比較分析，具體見表3.1。

4 結(jié)束語

隨著中國移動業(yè)務(wù)全分組化趨勢日趨明顯及3G運營的開展，城域網(wǎng)內(nèi)承載業(yè)務(wù)量將迅速增長，中國移動在本地傳輸網(wǎng)建設(shè)方面也在積極的應(yīng)對，引入OTN，PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后將大大增強中國移動本地傳輸網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載能力。

[參考文獻]

[1]王曉義.PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及其應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]陳文雄.OTN技術(shù)在城域光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用分析.郵電設(shè)計技術(shù)，2008.12.

[3]Transport of IEEE 10 G base-R in optical transport networks （OTN），ITU-T Recommendation G.Sup43，2006.