光傳送網(wǎng)中PTN與IP RAN之比較與研究

常 娟

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原030009）

從2010年到2015年，全球移動數(shù)據(jù)流量將從0.24EB／月增加到6.3EB／月，增加26倍.數(shù)據(jù)流量的迅猛增長推動運營商持續(xù)升級移動承載網(wǎng)絡(luò).為了順應(yīng)移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，全球電信運營商早在幾年前就開始著手全面推進移動回傳網(wǎng)絡(luò)的IP化.當(dāng)前電信運營商大量存在的MSTP網(wǎng)只承載移動回傳業(yè)務(wù)，不能滿足IP新型業(yè)務(wù)的需求.業(yè)界推出兩種取代MSTP的承載方式:PTN和IP RAN.

中國在PTN和IP RAN技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先全球.本文只分析國內(nèi)技術(shù)及在國內(nèi)三大運營商的應(yīng)用情況.三大運營商中國移動、中國電信、中國聯(lián)通的特點是都具有巨大的規(guī)模、龐大的實力和網(wǎng)絡(luò)，它們都有著在所有電信市場實現(xiàn)增長的訴求.它們的匯聚網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇將對全球具有示范意義，將推動PTN和IP RAN在全球的應(yīng)用.先看中國移動，其選擇PTN.早在2009年之前，中國移動就以行業(yè)領(lǐng)先者的姿態(tài)首先決定停止MSTP網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，并在多輪技術(shù)驗證后率先選擇了PTN技術(shù)作為分組傳送解決方案.除高效分組處理能力外，其獨特的對TDM業(yè)務(wù)的原生支持和強大的如同MSTP網(wǎng)絡(luò)的運維方式使得PTN移動回傳在各種分組傳送解決方案中脫穎而出.中國電信數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)模較大，固網(wǎng)業(yè)務(wù)比例高，IP RAN更符合其固網(wǎng)、移動業(yè)務(wù)綜合承載的長期需求.中國聯(lián)通擱置了PTN和IP RAN的選型之爭，僅以功能和性能而不是設(shè)備形態(tài)來選擇設(shè)備，最終采用“L3＋L2”模式，核心層采用IP RAN，接入層設(shè)備對IP RAN和PTN不做限制.

1 PTN、IP RAN技術(shù)方案介紹:

傳統(tǒng)移動運營商的基站回傳網(wǎng)絡(luò)是基于TDM（Time Division Modulation）／SDH（Synchronous Digital Hierarchy）建成，隨著3G／LTE（Long Term Evolution）等業(yè)務(wù)的部署發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)取代語音業(yè)務(wù)，成為承載主體，對帶寬需求與日俱增.傳統(tǒng)SDH獨享管道的建設(shè)模式難以支撐大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，分組化承載網(wǎng)建設(shè)已成為一種必然趨勢.

從技術(shù)本身來看，PTN與IP RAN差異性不大，最大區(qū)別在控制層及OAM功能上.PTN與MSTP有較好的銜接性，PTN演進對現(xiàn)網(wǎng)沖擊較小.IP RAN則與路由器交換機這些設(shè)備能輕易地融合成一張網(wǎng).

以下對PTN和IP RAN兩種技術(shù)進行簡要介紹:

1.1 PTN方案:

PTN（Packet Transport Network）是一種面向分組業(yè)務(wù)的傳送網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)，承載以分組為主業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò).PTN面向連接技術(shù)進行設(shè)計開發(fā)，同時還提供端到端電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)保護、帶寬規(guī)劃等功能.總之，PTN看上去就像是傳統(tǒng)語音網(wǎng)絡(luò)，但實際上跑的是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù).

以下三點是PTN與當(dāng)前傳送網(wǎng)技術(shù)的一個簡要對比:

1）SDH／MSTP是以TDM為主、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)為輔的傳輸網(wǎng)絡(luò).PTN具備強大的帶寬統(tǒng)計復(fù)用能力，其帶寬利用率較高，相比MSTP，劣勢在于TDM接入能力有限，只能作為TDM業(yè)務(wù)承載的補充，優(yōu)勢在于承載高Qos需求的IP業(yè)務(wù).

2）與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)相比，PTN不但很好地繼承了傳統(tǒng)SDH／MSTP網(wǎng)絡(luò)端到端的OAM維護能力，還可以根據(jù)不同的Qos機制提供差異化服務(wù)，但是PTN成本短期內(nèi)要比傳統(tǒng)以太網(wǎng)高很多.

3）與WDM／OTN相比，PTN的優(yōu)勢體現(xiàn)在小顆粒業(yè)務(wù)的靈活處理，相對而言，PTN帶寬利用率較高.

1.2 IP RAN方案:

IP RAN（Radio Access Network）是以路由器為核心的IP化移動承載網(wǎng)，主要優(yōu)勢在于三層功能的全面支持.

與SDH相比，IP RAN具有更加靈活的路由尋址能力；具有更高容量和帶寬；設(shè)備和維護成本更低.與MSTP相比，IP RAN在規(guī)模開局、可視化業(yè)務(wù)配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)監(jiān)控、故障處理等方面均繼承了MSTP的優(yōu)良傳統(tǒng)，甚至在某些方面有所突破和超越.

2 PTN與IP RAN方案技術(shù)之比較:

PTN用的L2VPN技術(shù)，屬于2層設(shè)備.配置采用點到點業(yè)務(wù)配置方法，保護是基于隧道的保護方式；IP RAN采用L3＋L2技術(shù)，核心匯聚層采用L3VPN，接入層采用L2VPN.IP RAN主要側(cè)重于三層路由功能，整個網(wǎng)絡(luò)是一個由路由器和交換機構(gòu)成的基于IP報文的三層交換和轉(zhuǎn)發(fā)體系，具有較好的開放性，業(yè)務(wù)調(diào)度也非常靈活[1～2]，兩者在功能方面詳細的對比與分析見表1.

表1 PTN方案與IP RAN方案技術(shù)對比

根據(jù)以上對比，得出如下結(jié)論:

1）接口方面:PTN與IP RAN在接口的支持上都非常豐富，包括以太網(wǎng)，POS，ATM和SDH，兩者并無本質(zhì)上的區(qū)別.

2）三層功能:PTN通過升級支持完善的三層功能，可以很好地對L3業(yè)務(wù)進行承載.IP RAN支持所有三層功能，這是IP RAN的先天優(yōu)勢.

3）QoS功能:PTN具有MPLS同級的層次化，精細化QoS調(diào)制，在此方面，兩者并無本質(zhì)上的區(qū)別.

4）OAM機制:PTN支持與SDH同級別的OAM機制，增強網(wǎng)絡(luò)的可預(yù)知性和可控性.IP RAN實現(xiàn)OAM主要有兩種方式，一種是沿用普通路由器的三層協(xié)議實現(xiàn)OAM效果；另一種是效仿PTN，基于標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)機制，發(fā)送OAM報文.

5）保護機制:PTN支持類似SDH的保護機制，而IP RAN重點依靠STP和VRRP等基于三層動態(tài)協(xié)議的保護技術(shù).

6）網(wǎng)管操作:PTN和IP RAN均提供強大的圖形界面，兩者并無本質(zhì)區(qū)別.

7）網(wǎng)絡(luò)部署:PTN網(wǎng)絡(luò)部署簡單快速，IP RAN采用了基于IP的控制技術(shù)，在規(guī)劃建設(shè)方面，較為復(fù)雜，但是后期維護簡單.

3 產(chǎn)業(yè)鏈分析

目前，業(yè)界對于PTN／IP RAN／MSTP的估價水平來看，IP RAN價格最高，而PTN的價格最低.其原因是IP RAN全面支持三層功能，芯片成本高，處理機制復(fù)雜，尤其涉及TDM業(yè)務(wù)處理的時候，成本劣勢更加明顯.MSTP雖然是二層處理，但MSTP是SDH剛性交換內(nèi)核，整體成本偏高.PTN以包交換為內(nèi)核，提供彈性管道，帶寬利用率較高，因此在三者中，PTN成本最低[3].

4 結(jié)論

PTN和IP RAN的最終目標(biāo)都是建立一個提供OAM保護，并可以提供同步和三層調(diào)度能力的分組傳送網(wǎng)絡(luò).但由于演進路線不同，發(fā)展快慢的不一致性，導(dǎo)致兩種技術(shù)有一定差異，主要表現(xiàn)在OAM和維護管理上:PTN的OAM功能比基于MPLS的IP RAN要強大得多，能夠提供對業(yè)務(wù)分層次的全面監(jiān)控和管理，憑借其強大的OAM，PTN可提供快速便捷的網(wǎng)絡(luò)故障定位功能.在網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性上，PTN提供了完善的保護模式，具備50ms電信級保護倒換能力.IP RAN只提供簡單的FRR收斂保護，無法保障業(yè)務(wù)的高可靠性.然而，網(wǎng)絡(luò)變動、基站割接時，PTN網(wǎng)絡(luò)必須隨之一起改動配置，運維工作量非常大，這一點IP RAN 要優(yōu)于PTN[4].

[1]唐劍峰，徐 榮.PTN——IP化分組傳送[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社，2009

[2]楊 斌，劉海濤.城域傳送網(wǎng)中的PTN引用思路[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，2011（3）:78－81

[3]鄭俊杰，劉江浩，牟春波.PTN技術(shù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及組網(wǎng)規(guī)劃探討[J].現(xiàn)代電信科技學(xué)，2011（11）:39－43

[4]吳 峰，劉逢清.OTN和PTN的聯(lián)合組網(wǎng)研[J].光通信技術(shù)，2012（1）:7－9