PTN網(wǎng)絡(luò)及OTN網(wǎng)絡(luò)融合方案研究

石磊

摘 要：本項(xiàng)目創(chuàng)新性的提出了PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式，并將該成果率先應(yīng)用本地城域網(wǎng)，試驗(yàn)并總結(jié)出業(yè)務(wù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)配置和規(guī)劃、OAM管理維護(hù)、同步時鐘傳送等一系列優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐，對下一代城域傳輸網(wǎng)的建設(shè)具有重要的參考價(jià)值。現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行結(jié)果表明PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式是3G全業(yè)務(wù)時代，TD基站業(yè)務(wù)、重要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等IP化業(yè)務(wù)的有效承載方案，有利于推動城域傳輸網(wǎng)向著統(tǒng)一融合的一體化承載網(wǎng)演進(jìn)。

關(guān)鍵詞：PTN網(wǎng)絡(luò)；OTN網(wǎng)絡(luò)；融合

近年來，通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)生了巨大的變化，數(shù)據(jù)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，All IP成為運(yùn)營商確定的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的方向，Ethernet（FE、GE、10GE）成為通用的網(wǎng)絡(luò)接口，且消耗絕大部分帶寬資源，從而給傳送網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求：容量更大、成本更低（CAPEX+OPEX）、快速靈活的部署和業(yè)務(wù)調(diào)度、擴(kuò)展能力強(qiáng)、可靠性高及OAM功能完善。傳統(tǒng)MSTP設(shè)備在靈活性，端到端業(yè)務(wù)提供，管理、運(yùn)營等方面存在諸多不足，OPEX高，必須進(jìn)行改進(jìn)才能滿足運(yùn)營商Multi Play的需求。另一方面，隨著PTN、OTN等新興傳送技術(shù)的興起，使部署高帶寬、調(diào)度靈活的傳送網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)，而PTN+OTN的混合組網(wǎng)方式則成為業(yè)界廣泛認(rèn)可的下一代城域傳送網(wǎng)的發(fā)展方向。

1 項(xiàng)目概況及分析

1.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目致力于面向3G/LTE和全業(yè)務(wù)承載的PTN組網(wǎng)方案研究、測試和規(guī)范制定，解決PTN應(yīng)用元年所面臨的國際/國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)和互通規(guī)范制定、OAM方案演進(jìn)以及PTN設(shè)備體系、評估技術(shù)、運(yùn)維方案和網(wǎng)關(guān)技術(shù)等方面的問題。

1.2 項(xiàng)目分析

伴隨TD-SCDMA IP化和全業(yè)務(wù)發(fā)展，分組城域傳送網(wǎng)完成了IP化改造和新技術(shù)引入的研究和測試，包括分組化城域傳送網(wǎng)技術(shù)選擇、體制規(guī)范的制定等，并已開始現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模引入和建設(shè)分組傳送網(wǎng)（PTN）。

PTN網(wǎng)絡(luò)面臨的問題主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是PTN現(xiàn)網(wǎng)需求先于國際標(biāo)準(zhǔn)制定，OAM、保護(hù)等已有功能但尚未標(biāo)準(zhǔn)化，缺乏互通技術(shù)規(guī)范約束；二是需引入新功能滿足TD-LTE關(guān)于高帶寬、低時延、橫向轉(zhuǎn)發(fā)等新需求；三是PTN現(xiàn)網(wǎng)可運(yùn)營能力亟待加強(qiáng)。

為了解決PTN網(wǎng)絡(luò)面臨的問題，并更好的迎接TD-LTE新挑戰(zhàn)，本項(xiàng)目確立了以下兩方面研究目標(biāo)：一是推進(jìn)PTN標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程；二是解決PTN應(yīng)用的現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際問題，提高PTN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率和盈利能力。

2 項(xiàng)目研究的主要技術(shù)方案

本次主要建設(shè)內(nèi)容是：共新建五個波分系統(tǒng)，用于滿足PTN 10GE環(huán)至核心落地層的GE電路的調(diào)度，并為下一步CMnet的建設(shè)預(yù)留資源；RNC設(shè)置在兩個核心機(jī)房，每機(jī)房初期各初期配置2套PTN落地設(shè)備；縣市骨干層波分及城域波分平臺將PTN10GE匯聚層的GE電路匯聚到PTN交叉落地設(shè)備所在的RNC機(jī)房。匯聚層組建15個10GE速率環(huán)網(wǎng)，PTN除了覆蓋了所有傳輸節(jié)點(diǎn)為下一步TD業(yè)務(wù)、大客戶業(yè)務(wù)及綜合信息接入預(yù)留了充足的帶寬資源。接入層共組建81個GE速率接入環(huán)，輔以少量的支鏈，新增的2G/3G節(jié)點(diǎn)大都采用PTN解決基站回傳問題。

大中型城域網(wǎng)中存在著IP化基站分布區(qū)域廣泛、數(shù)量眾多，以及具有多個RNC機(jī)房的復(fù)雜情況，根據(jù)PTN技術(shù)的特點(diǎn)，首次提出了適用于現(xiàn)網(wǎng)部署PTN+OTN的聯(lián)合組網(wǎng)方案。方案綜合考慮了OTN的大帶寬的特征和PTN包分組靈活及帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用的能力，核心層和骨干層采用OTN組網(wǎng)，以GE顆粒調(diào)度骨干節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)，調(diào)度靈活方便，骨干節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備只需與相關(guān)RNC節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，不需要組建環(huán)路。各節(jié)點(diǎn)相對獨(dú)立且通路按需配置，尤其在多RNC節(jié)點(diǎn)的大型城域網(wǎng)中，顯著的降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和升級成本，PTN組網(wǎng)采用扁平化的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，匯聚層和接入層分別采用10GE、GE速率組網(wǎng)。

2.1 PTN+OTN聯(lián)合組網(wǎng)

核心層：核心層每個RNC機(jī)房設(shè)置2端PTN交叉落地設(shè)備；2端PTN負(fù)責(zé)落地業(yè)務(wù)的分擔(dān)和備份；落地設(shè)備和RNC之間采用1+1LAG保護(hù)；

骨干匯聚層：骨干層組建OTN網(wǎng)絡(luò)，利用OTN進(jìn)行GE顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度和保護(hù)；各骨干節(jié)點(diǎn)上聯(lián)至所屬PTN落地設(shè)備的GE通道數(shù)量安需配置，節(jié)約投資；

匯聚及接入層：匯聚層組建10GE匯聚環(huán)，雙節(jié)點(diǎn)下掛GE速率的PTN接入環(huán)；匯聚接入層具備靈活的IP化業(yè)務(wù)接入能力；匯聚接入層具備電信級的運(yùn)維和保護(hù)。

2.2 可靠性策略

核心層：核心節(jié)點(diǎn)與RNC相連采用1+1 LAG保護(hù)，核心層設(shè)備2臺大容量的PTN設(shè)備，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分擔(dān)；

骨干傳輸層：骨干傳輸層采用基于OTN的SNCP保護(hù)，及基于光纜線路的OLP的雙重保護(hù)；

匯聚層及接入：匯聚環(huán)以雙節(jié)點(diǎn)下掛核心節(jié)點(diǎn)，接入環(huán)以雙節(jié)點(diǎn)下掛匯聚環(huán)，主備采用不同路由，全程采用1+1 LSP保護(hù)，主備LSP之間全部不同路由，從而實(shí)現(xiàn)“斷纖”及“單節(jié)點(diǎn)失效”的保護(hù)。

2.3 多業(yè)務(wù)的承載

統(tǒng)一融合的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)：PTN技術(shù)一種適合分組傳送的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，在建網(wǎng)初期就考慮了各種業(yè)務(wù)的融合承載需求：

IP化基站接入：解決了TD基站在內(nèi)的IP化基站業(yè)務(wù)的接入。

大客戶專線接入：解決了重要客戶專線接入以及行業(yè)應(yīng)用客戶端到端業(yè)務(wù)的接入。

普通集團(tuán)及家庭客戶接入：利用GPON設(shè)備進(jìn)行普通集團(tuán)客戶及家庭客戶的業(yè)務(wù)接入和收斂，隨后利用PTN網(wǎng)絡(luò)傳送OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)，并提供接入CMNet和IMS的通道。

2.4 回傳方案

2.4.1 TD-LTE的基站回傳

TD-LTE無線回傳網(wǎng)現(xiàn)階段可通過如下兩種方案實(shí)現(xiàn)：

統(tǒng)一采用PTN，核心層PTN支持L3功能。方案優(yōu)勢在于核心層One Box，成本低，便于統(tǒng)一運(yùn)維，不足在于暫無國際標(biāo)準(zhǔn)，大規(guī)模組網(wǎng)下的產(chǎn)品成熟度待驗(yàn)證。

采用PTN+CE路由器，核心層PTN與核心網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)備之間設(shè)置CE路由器。方案優(yōu)勢在于產(chǎn)品成熟度高，L3支持好，劣勢在于核心層Two Box，成本較高，需跨專業(yè)維護(hù)，并且PTN+CE的應(yīng)用方式并無成熟的應(yīng)用案例，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.4.2 TD室內(nèi)的回傳

方案一：SDH/MSTP承載方案

該方案采用SDH/MSTP設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)承載TD室分站。接入層采用155/622M STM-1/4 MSTP設(shè)備進(jìn)行環(huán)型或鏈型組網(wǎng)，一般接入4～10個基站（不區(qū)分室分站和宏站）；BBU通過4～16個E1或FE接口上連到接入層。匯聚層和核心層采用10G/2.5G SDH設(shè)備進(jìn)行環(huán)型組網(wǎng)。

方案二：PTN承載方案

該方案采用PTN設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)承載TD室分站。接入層主要采用GE/10GE PTN設(shè)備進(jìn)行環(huán)型或鏈形組網(wǎng)，一般接入4～10個基站（不區(qū)分室分站和宏站）；BBU通過4～10個E1或FE接口上連到接入層。匯聚層和核心層主要采用10GE PTN設(shè)備進(jìn)行環(huán)型組網(wǎng)。

方案三：宏站PTN設(shè)備GE拉遠(yuǎn)方案

該方案與方案二的主要區(qū)別在于該方案在BBU側(cè)不布放PTN設(shè)備，而采用宏站PTN設(shè)備的GE光口拉遠(yuǎn)的方式接入遠(yuǎn)端BBU，BBU通過GE光口接入到接入層。

方案四：PON承載方案

該方案采用PON設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)承載TD室分站。該方案在每個基站側(cè)配置一臺ONU設(shè)備，提供E1或FE接口，將BBU設(shè)備上連到回傳網(wǎng)；在匯聚機(jī)房部署OLT設(shè)備，通過GE或STM-1接口上連到PTN或MSTP匯聚環(huán)，再上傳至RNC。但OLT和ONU之間的最遠(yuǎn)傳輸距離不能超過20km，而且宏站和室分站數(shù)量相當(dāng)，分布交疊，故PON承載方案無法解決宏站和室分站統(tǒng)一接入的問題。

2.5 OLT的上聯(lián)

對于業(yè)務(wù)量不大的OLT站點(diǎn)可以考慮采用10GE PTN承載業(yè)務(wù)。

對于承載的OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)，需要將業(yè)務(wù)就近終結(jié)，盡量不要進(jìn)行統(tǒng)一落地，并且業(yè)務(wù)規(guī)劃時需要做好VLAN規(guī)劃。

2.6 時鐘解決方案

目前TD及下一步的TD-LTE要求時鐘同步、時間同步，PTN網(wǎng)絡(luò)通過1588V2時鐘協(xié)議為全網(wǎng)提供同步。

目前業(yè)界的PTN/OTN設(shè)備大都可以很好的支持1588V2協(xié)議，這就為PTN+OTN的聯(lián)合組網(wǎng)形式時鐘全網(wǎng)透傳的提供了可能。目前的TD基站全部采用外部的GPS方式進(jìn)行同步，暫不需要考慮全網(wǎng)透傳。

3 結(jié)束語

OTN 技術(shù)作為高帶寬傳送技術(shù) ，在多業(yè)務(wù)承載和分組化演進(jìn)方面符合融合網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，城域網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)的需求不斷提高。OTN技術(shù)的發(fā)展逐漸為城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)需求提供了解決方案，對于新一代城域網(wǎng)的構(gòu)建具有推動作用。近年來，通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)生了巨大的變化，數(shù)據(jù)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，All IP成為運(yùn)營商確定的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的方向，Ethernet（FE、GE、10GE）成為通用的網(wǎng)絡(luò)接口，且消耗絕大部分帶寬資源，從而給傳送網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求：容量更大、成本更低（CAPEX+OPEX）、快速靈活的部署和業(yè)務(wù)調(diào)度、擴(kuò)展能力強(qiáng)、可靠性高及OAM功能完善。傳統(tǒng)MSTP設(shè)備在靈活性，端到端業(yè)務(wù)提供，管理、運(yùn)營等方面存在諸多不足，OPEX高，必須進(jìn)行改進(jìn)才能滿足運(yùn)營商Multi Play的需求。另一方面，隨著PTN、OTN等新興傳送技術(shù)的興起，使部署高帶寬、調(diào)度靈活的傳送網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)，而PTN+OTN的混合組網(wǎng)方式則成為業(yè)界廣泛認(rèn)可的下一代城域傳送網(wǎng)的發(fā)展方向。

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