PTN/OTN新技術(shù)在通信長途傳輸網(wǎng)上的應用研究

陶賢智

【摘要】在大力發(fā)展3G和全業(yè)務競爭的大環(huán)境下，各省的3G移動回傳和寬帶專線等數(shù)據(jù)業(yè)務將得到較大的發(fā)展。目前各省城域網(wǎng)網(wǎng)絡建設相對較薄弱，處于初步建設階段。各省逐步開始城域網(wǎng)的建設或擴容，以應對全業(yè)務市場需要。本文將主要探討PTN/OTN新技術(shù)在通信長途傳輸網(wǎng)上。

【關(guān)鍵詞】PTN/OTN新技術(shù)通信長途傳輸網(wǎng)

傳輸網(wǎng)的總體發(fā)展目標是建成一個大容量、高可靠、調(diào)度靈活、可提供差異化服務的基礎承載網(wǎng)絡，滿足客戶、業(yè)務、和上層網(wǎng)絡的發(fā)展需求。應致力于以下兩個方面，打造承載資源的優(yōu)勢。其一，增加網(wǎng)絡彈性、提高網(wǎng)絡競爭力，即降低網(wǎng)絡擴容或進行業(yè)務調(diào)整中的人工操作度，提高網(wǎng)絡競爭力。其二，在容量膨脹情況下降低建設成本和運行維護成本等承載成本。降低建設成本，對傳輸來說是提高網(wǎng)絡資源的利用率；降低運行維護成本，對傳輸網(wǎng)絡來說是提升智能化程度?？赏ㄟ^引入新技術(shù)的方式來進行解決。

一、PTN/OTN新技術(shù)

1.1PTN技術(shù)

PTN是繼承MSTP承載網(wǎng)特性的分組傳送網(wǎng)絡，相對MSTP組網(wǎng)PTN的最大優(yōu)勢就是通過分組內(nèi)核實現(xiàn)統(tǒng)計復用，而統(tǒng)計復用必然增加設備對OoS處理能力的要求，對于QoS的部署和管理一直以來都是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)的重點和難點。結(jié)合項目3G承載為主的OoS需求特點和簡化運維的規(guī)劃思路，PTN的QoS部署采用如下原則。

（1）QoS應該采用模板化的配置和發(fā)放方式，尤其對于基站的業(yè)務承載，QoS的配置模板必須具備網(wǎng)絡級的配置發(fā)放能力。（2）QoS的規(guī)劃為了提高全網(wǎng)的OoS控制效率，通常在網(wǎng)絡邊緣節(jié)點上實現(xiàn)HQoS控制，而在網(wǎng)絡中問節(jié)點上只作簡單的COS調(diào)度。（3）QoS的規(guī)劃主要包括：流分類、擁塞管理、隊列調(diào)度等方面的內(nèi)容。（4）PTN必須具備基于業(yè)務流的性能檢測能力，檢測業(yè)務流根據(jù)QoS設計所達到的業(yè)務承載的SLA要求（即符合3GPP業(yè)務承載的丟包率、時延、抖動等方面的需求）。

1.2OTN技術(shù)

SDH和WDM技術(shù)是目前傳送網(wǎng)使用的主要技術(shù)。（1）SDH系統(tǒng)功能。SDH網(wǎng)絡提供了多種業(yè)務的傳輸功能：PDH、IP、Ethernet等，并提供豐富的保護、管理功能。隨著網(wǎng)絡帶寬的需求越來越大，以VC調(diào)度為基礎的SDH/SONET網(wǎng)絡在傳送層方面呈現(xiàn)出了明顯不足，不能滿足未來骨干網(wǎng)節(jié)點的Tbit/s以上的大容量業(yè)務調(diào)度。（2）WDM系統(tǒng)功能。WDM系統(tǒng)提高了帶寬利用率、業(yè)務透明傳輸。采用客戶信號直接映射進光通道的方式，使其只能定位于點對點的應用。純光網(wǎng)絡沒有性能監(jiān)視能力，不能保證性能，也不能滿足傳送網(wǎng)絡的一般要求。

OTN是由ITU-T G709、G870、G872、G798等建議定義的一種全新的光傳送技術(shù)體制，OTN很好地結(jié)合了傳統(tǒng)SDH和WDH的優(yōu)勢，對于各層網(wǎng)絡都有相應的管理監(jiān)控機制和網(wǎng)絡生存性機制。在光域、OTN可以實現(xiàn)大顆粒的處理，提供對更大顆粒的2.5Gbit/s、40Gbit/s業(yè)務的透明傳送能力，具有WDH系統(tǒng)高速大容量傳輸?shù)膬?yōu)勢；在電層，OTN使用異步的映射和復用，把SDH的可運營和或管理的能力應用到WDH系統(tǒng)中，形成了一個以大顆粒寬帶業(yè)務傳送為特征的大容量傳送網(wǎng)絡。

二、OTN/PTN技術(shù)在傳送網(wǎng)中的承載關(guān)系

網(wǎng)絡運營商為了減少在各種業(yè)務網(wǎng)絡上的運營成本和不必要的投資成本，不得不開始考慮網(wǎng)絡融合。每一個網(wǎng)絡運營商都試圖用盡量少的基礎設施來提供盡量多的業(yè)務類型。為盡快取得投資回報，傳統(tǒng)電信運營商也正試圖把居民寬帶接入、大企業(yè)的數(shù)據(jù)及視頻接入業(yè)務集成到已有的語音業(yè)務網(wǎng)絡中。OTN幀可以支持多種客戶信號的映射，如SDH、ATM、GFP、虛級聯(lián)、ODU復用信號以及自定義速率數(shù)據(jù)流。這就使得G.709可以傳送這些信號格式或以這些信號為載體的更高層次的客戶信號如以太網(wǎng)、MPLS、光纖通道、HDLC/PPP、PRP、IP、FICON、ESCON及DVBASI視頻信號等，這就使得不同應用的客戶業(yè)務都可統(tǒng)一到一個傳送平臺上去。更重要的是，OTN是目前業(yè)界唯一的能在IP/以太網(wǎng)交換機和路由器間全速傳送10Gbit/s以太網(wǎng)業(yè)務的傳送平臺。在目前迅速向以IP/以太網(wǎng)為基礎業(yè)務架構(gòu)的演化中，OTN也越來越成為網(wǎng)絡運營商的首選的傳送平臺。OTN甚至還具有跟SDH類似的虛級聯(lián)功能，并能支持LCAS。當然，因為OTN的最低速率是2.5Gbit/s（0TUl），目前還沒有多少業(yè)務需要這么大的粒度來做高效地傳送，當下一代100Gbit/s的以太網(wǎng)開始應用時，OTN的虛級聯(lián)功能可以得到很好的發(fā)揮了。

三、PTN/OTN新技術(shù)在通信長途傳輸網(wǎng)上的應用

PTN10GE/40GE技術(shù)的現(xiàn)狀能力、發(fā)展路演：40GEPTN是否可以商用，40GEPTN如果結(jié)合OTN波分系統(tǒng)組網(wǎng)，在省干和城域方面是否可行，如在省內(nèi)干線層布局是否可行、以及40GEPTN的技術(shù)路演、100GEPTN技術(shù)路演。

3.1新技術(shù)引入原則

新技術(shù)引入應用思路：省內(nèi)干線的傳送網(wǎng)全面推廣應用IP over WDM的方式承載GE顆粒以上電路。根據(jù)業(yè)務需求，適度建設40*40G/100G的波分平臺，進一步增強網(wǎng)絡能力，通過10G、40G、100G傳輸滿足不同顆粒電路的需求。新建網(wǎng)絡節(jié)點采用OTN功能，并在OTN節(jié)點間實現(xiàn)子波長調(diào)度等OTN組網(wǎng)功能，實現(xiàn)省內(nèi)干線傳送網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)先、調(diào)度靈活、質(zhì)量一流、安全可靠的發(fā)展目標。

移動3G網(wǎng)絡建設也是為了滿足業(yè)務應用日益增長的帶寬需求，無論是TD.SCDMA，還是WCDMA，3G系統(tǒng)都是為移動多媒體通信而設計的。3G的核心是數(shù)據(jù)業(yè)務和上網(wǎng)，全球電信運營商總體每用戶平均收入（Average Revenue Per User，ARPU）呈現(xiàn)下降趨勢，但數(shù)據(jù)業(yè)務的ARPU則普遍呈現(xiàn)上揚趨勢。

3.2傳輸網(wǎng)絡組織模式

在充分、合理利用傳輸技術(shù)前提下，全面衡量安全、可擴展和投資成本控制因素，目標是形成層次清晰、功能區(qū)分、結(jié)構(gòu)完善的網(wǎng)絡。一個標準分層組織的移動城域傳輸網(wǎng)絡應當包含：核心層、匯聚層、接入層3個功能定義清晰的網(wǎng)絡層面。在SDH技術(shù)體制下，環(huán)形網(wǎng)絡拓撲因其具有簡單、高生存性優(yōu)點而被普遍采用，因此，總體上概括移動城域傳輸網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)，就是主要以若干環(huán)形子網(wǎng)絡組成的分層式網(wǎng)絡。

中國移動城域網(wǎng)中現(xiàn)存大規(guī)模的MSTP設備，現(xiàn)階段網(wǎng)絡的大部分業(yè)務仍然是TDM形式的業(yè)務，少部分是分組業(yè)務。盡管傳統(tǒng)TDM業(yè)務的比例正逐步減少，但其絕對業(yè)務量仍保持繼續(xù)增長的態(tài)勢，并將在一個相當長的時期內(nèi)仍是重要的收入來源。保證已有TDM業(yè)務的穩(wěn)定傳送是3G及全業(yè)務網(wǎng)絡演進的基礎，從保證業(yè)務的可靠性角度出發(fā)，需要維系現(xiàn)有網(wǎng)絡的穩(wěn)定。

新建PTN與老網(wǎng)絡在一段時間內(nèi)共存，新業(yè)務在新網(wǎng)絡上開展，老業(yè)務逐步遷移到新網(wǎng)絡，兩個網(wǎng)絡間存在一定的業(yè)務交互，交互點位于MSTP接入環(huán)和PTN匯聚環(huán)的相交點上。在接入層為MSTP網(wǎng)絡，匯聚層為PTN網(wǎng)絡的業(yè)務對接應用場合下，接入環(huán)同時承載TDM和EOS兩種業(yè)務，為實現(xiàn)業(yè)務的互通，接入層的MSTP可以先將EOS業(yè)務終結(jié)落地，將落地的FE/GE接入PTN網(wǎng)絡，也可以將EOS業(yè)務通過TDM調(diào)度，通過SMT-N光口和PTN網(wǎng)絡對接。隨著分組業(yè)務的增長，可以新建一張端到端的分組承載網(wǎng)絡。由于業(yè)務發(fā)展的不均衡，部分業(yè)務量大的區(qū)域，還會出現(xiàn)光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）技術(shù)應用到匯聚層，而PTN僅應用于接入層的場景，以滿足大帶寬傳送。

3.3組網(wǎng)接入模式

從接入層至核心層全部采用PTN設備，新建分組傳送平面，和現(xiàn)網(wǎng)（MSTP）長期共存、單獨規(guī)劃、共同維護的模式稱之為獨立組網(wǎng)模式。該模式下，傳統(tǒng)的2G業(yè)務繼續(xù)利舊原有MSTP平面，新增的IP化業(yè)務（包含IP化語音、IP化數(shù)據(jù)業(yè)務）則開放在PTN中。PTN獨立組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和目前的2GMSTP網(wǎng)絡相似，接入層GE速率組環(huán)，匯聚環(huán)以上均為10Gbit以太網(wǎng)速率組環(huán)，網(wǎng)絡各層面間以相交環(huán)的形式進行組網(wǎng)。

獨立組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)非常清晰，易于管理和維

護，但新建獨立的PTN一次性投資較大，需占用節(jié)點機房寶貴的機位資源和光纜纖芯，電源容量不足的局房還需進行電源的改造。此外，SDH/MSTP設備具備1 55Mbiffs、622Mbit/s、2.5Gbit/s、1 0Gbit/s的多級線路側(cè)組網(wǎng)速率，可從下至上組建多級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，相比之下，PTN組網(wǎng)速率目前只有GE和10Gbit以太網(wǎng)兩級，如果采用PTN建設二級以上的多層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，勢必會引發(fā)其中一層環(huán)路帶寬資源消耗過快或者大量閑置的問題，導致上下層網(wǎng)絡速率的不匹配。

同時，在獨立組網(wǎng)模式中，骨干層節(jié)點與核心層節(jié)點采用10Gbit以太網(wǎng)環(huán)路互聯(lián)，在大型城域網(wǎng)中，核心層RNC節(jié)點較多，一方面骨干層節(jié)點與所有RNC節(jié)點相聯(lián)，環(huán)路節(jié)點過多，利用率下降，另一方面，環(huán)路上任一節(jié)點業(yè)務量增加需要擴容時，必然導致環(huán)路整體擴容，網(wǎng)絡擴容成本較高，因此，獨立組網(wǎng)模式一是比較適應于在核心節(jié)點數(shù)量較少的小型城域網(wǎng)內(nèi)組建二級PTN，二是作為在IP over Wm壓/OTN沒有建設且短期內(nèi)無法覆蓋到位的過渡組網(wǎng)方案。

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