長期演進時代下的分組光傳送網(wǎng)技術(shù)探討

中郵建技術(shù)有限公司 肖嘉熙

長期演進時代下的分組光傳送網(wǎng)技術(shù)探討

中郵建技術(shù)有限公司 肖嘉熙

對LTE（長期演進）時代下的POTN（分組光傳送網(wǎng)）技術(shù)進行了探討。伴隨著LTE時代的到來，從CAT4〔指UE（用戶設(shè)備）的Category4〕到CAT6，還有未來的CAT8，傳送網(wǎng)的好壞起到關(guān)鍵性的作用，因此LTE對傳送網(wǎng)的要求也是日益提高，而運營商要想實現(xiàn)多業(yè)務(wù)發(fā)展，也需要更好的傳送網(wǎng)，POTN作為未來的光傳送網(wǎng)演進趨勢，能夠更加適應(yīng)于更快速、更大容量的LTE時代。

長期演進；分組光傳送網(wǎng)；多層網(wǎng)絡(luò)

目前通信技術(shù)的LTE時代可謂是世界的潮流，PTN（分組傳送網(wǎng)）和OTN（光傳送網(wǎng)）混合組網(wǎng)的新型傳送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，目前已經(jīng)應(yīng)用到各大運營商的傳送網(wǎng)之中。而在未來高速度，高容量的LTE時代，現(xiàn)階段的PTN的傳送容量較少，其缺點也是不可忽視的，如：不可進行光層調(diào)度，中距距離不足，無法平滑演進到全光網(wǎng)絡(luò)等，這些缺點在某種程度上限制了PTN技術(shù)的發(fā)展。但是未來不久光傳送網(wǎng)卻像POTN所演化，它是多種融合在一起的技術(shù)，分別是PTN和OTN的融合，分組與光融合，所有業(yè)務(wù)在此平臺上統(tǒng)一承載。

1 LTE時代的傳送網(wǎng)——POTN

1.1 POTN的應(yīng)用需求

伴隨著LTE越來越廣泛的商用發(fā)展，UE的接入能力也是不容忽視，從R9版本CAT4所達到150 Mb/s的速率，到廠家不久前推出支持R10版本CAT6所達到300 Mb/s的速率新款手機，以及在未來不久之后，必將出現(xiàn)支持CAT8理論上所達到的1 200 Mb/s的速率新設(shè)備。而在未來高速度，高容量的LTE時代，現(xiàn)階段的PTN的傳送容量較少，其缺點也是不可忽視的，如：不可進行光層調(diào)度，中距距離不足，無法平滑演進到全光網(wǎng)絡(luò)等，這些缺點在某種程度上限制了PTN技術(shù)的發(fā)展。然而另一方面，PTN的優(yōu)勢也很明顯，比如分組交換，通過仿真可以傳送各種業(yè)務(wù);通過統(tǒng)計復(fù)用節(jié)省投資，具備完善的QoS（服務(wù)質(zhì)量），擁有完備的OAM（操作、管理與維護），以及完善的業(yè)務(wù)層保護等。但是OTN與PTN的優(yōu)缺點卻剛好相反，它的優(yōu)點是PTN沒有的，但是缺點正好是PTN所發(fā)揮出來的優(yōu)點。目前PTN和OTN混合組網(wǎng)已經(jīng)十分流行，傳送網(wǎng)未來如何深化發(fā)展，以及如何滿足各大運營商未來的業(yè)務(wù)要求，這是一個值得思考的問題。現(xiàn)階段，業(yè)界一致認為PTN和OTN的有效結(jié)合，能使它們兩個優(yōu)勢互補，實現(xiàn)共贏，所以POTN這一新興技術(shù)應(yīng)用而生。

1.2 應(yīng)用場景

POTN在業(yè)務(wù)上必須實行全面支持移動回傳，集團客戶業(yè)務(wù)和家庭寬帶業(yè)務(wù)的獨立共網(wǎng)發(fā)展。按照網(wǎng)絡(luò)層次與不同的業(yè)務(wù)要求，POTN的應(yīng)用場景可以分為4種類型：

1） 干線集團業(yè)務(wù)： 在滿足干線所有OTN需求的同時，和傳統(tǒng)的STM（同步傳送模塊）-N，F(xiàn)E（快速以太網(wǎng)），GE（千兆以太網(wǎng)），10GE等集團業(yè)務(wù)接口需求以外，還需要針對部分業(yè)務(wù)的L3 VPN（第3層虛擬專用網(wǎng)）功能。

2） 承載OLT上行收斂家庭寬帶業(yè)務(wù)： 對OLT（光線路終端）上行家庭寬帶業(yè)務(wù)實現(xiàn)收斂，還要采用ODU（光通道數(shù)據(jù)單元）0，ODU1或ODU2等封裝實行大帶寬進行低成本傳送和調(diào)度。

3） 移動回傳業(yè)務(wù)：完成2 G，3 G， LTE的移動基站backhaul功能，并具備對各類小顆粒業(yè)務(wù)如E1（2.048Mbit/s數(shù)字同步傳輸）等精細化調(diào)度的能力，同時可與現(xiàn)有SDH（同步數(shù)字系列）網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全面對接。

4） 專網(wǎng)專線業(yè)務(wù)： 承載大客戶專網(wǎng)專線業(yè)務(wù)，具備分組陣送網(wǎng)低時延、可靠性高、靈活性高優(yōu)點的同時，擁有OTN超大帶寬遠距離傳送的能力。根據(jù)客人的要求快速支持提供彈性和剛性管道。

2 POTN的技術(shù)特點

POTN是分組與光融合的平臺，它具備以下主要技術(shù)特點：

1） 全業(yè)務(wù)承載：一張網(wǎng)承載全部2G， 3G， LTE、集團客戶、家庭寬帶客戶等業(yè)務(wù)，不再劃分SDH，MSTP（多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點），PTN及OTN等網(wǎng)絡(luò)層面，全部做到業(yè)務(wù)的端對端管理，使網(wǎng)絡(luò)層次和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的程度大大簡化。

2） 很大程度上提高了有效寬帶及傳輸中繼距離。

3） 具備完整的QoS機制，業(yè)務(wù)層保護能力以及完善的OAM手段，很容易做到故障定位及維護。

4） 高集成度，減少電源，配套資源等項目的建設(shè)投資，不但減少了機房的空間，而且使運營商的成本與支出大大減少。

5） 擁有現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平滑演進的功能，最大程度上維護運營商的現(xiàn)網(wǎng)資源，減少投資。

3 POTN的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 多層融合的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)和設(shè)備架構(gòu)

L（層）0/L1 OTN與L2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合涉及到兩種分組傳送技術(shù)，分別是MPLS-TP（面向傳送的多協(xié)議標簽交換）和以太網(wǎng)，運營商應(yīng)該選擇一種L2技術(shù)，因為可以減輕運營工作壓力、控制設(shè)備投資以及壓縮設(shè)備空間。有兩種應(yīng)用場景相對獨立，那就是OTN加MPLS-TP和OTN加Ethernet，技術(shù)工作人員應(yīng)該加強POTN的研究，使它能同時滿足這兩類不同場景。

3.2 多層網(wǎng)絡(luò)保護之間的協(xié)調(diào)機制

POTN涉及到兩層網(wǎng)絡(luò)保護，分別是OTN和MPLS-TP/以太網(wǎng)?，F(xiàn)階段的保護協(xié)調(diào)機制是在分層組設(shè)置hold off時間，當(dāng)光纜線路有故障的時候，OTN層就會保護線路不被破壞。但是，因為故障分組層的hold off時間繼續(xù)發(fā)揮作用，就會使這一層面的受損時間大大延長。除了這個之外，當(dāng)前的核心層和主要干線大多數(shù)為網(wǎng)狀或多環(huán)互連的復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)。所以將來我們應(yīng)該加強保護協(xié)調(diào)機制的探索，找到最佳的方法，同時還應(yīng)加大對POTN共享網(wǎng)狀保護（SMP）技術(shù)的應(yīng)用探究。

3.3 多層網(wǎng)絡(luò)的OAM協(xié)調(diào)聯(lián)動機制

現(xiàn)階段，OTN和分組之間是client和server關(guān)系，一般通過AIS（告警指示信號）和CSF（呼叫服務(wù)功能）實現(xiàn)交替聯(lián)動，每個層面都具備了完整了OAM功能，但是存在很大程度上的重復(fù)，就要研究怎樣才能避免每個層面的保護和OAM重復(fù)和如何實現(xiàn)OTN，MPLS-TP、以太網(wǎng)三層的告警關(guān)聯(lián)和壓制。

3.4 多層網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管控技術(shù)

由于POTN涉及L0波長、L1的ODU（光通道數(shù)據(jù)單元）k，L0的LSP（標記交換路徑）或VLAN/MAC（虛擬局域網(wǎng)/媒體接入控制），所以需要研發(fā)一個統(tǒng)一的網(wǎng)管，用來更加便捷有效的管理POTN網(wǎng)絡(luò)；研究應(yīng)用GMPLS通用多協(xié)議標記交換）的多層多域統(tǒng)一控制技術(shù)MRN/MLN（多層網(wǎng)絡(luò)/多區(qū)網(wǎng)絡(luò)）、集中和分布式結(jié)合的路由計算單元PCE（分組集中器）以及MPLS LSP和PWE3（邊緣到邊緣的偽線仿真）控制協(xié)議。因為POTN的其中一個應(yīng)用場景是實現(xiàn)與IP承載網(wǎng)的聯(lián)合組網(wǎng)，因此在控制平面可能需要研究POTN同時支持IP/MPLS/MPLS-TE（流量工程）和GMPLS的雙協(xié)議棧，前者用來控制MPLS-TP 的LSP和PW（偽線）層，后者用來控制ODUk，Och（光通道）或以太網(wǎng)。

3.5 POTN網(wǎng)絡(luò)的同步技術(shù)

因為PTN和OTN的頻率在同步實現(xiàn)技術(shù)方面有很大差異，IEEE 1588v2的時間同步傳送方式也存在明顯不同，目前在PTN 和OTN進行聯(lián)合組網(wǎng)實現(xiàn)時間同步時，通常采用1PPS（秒脈沖）加TOD（天時間）的接口進行互通。所以，POTN端到端組網(wǎng)以及POTN與PTN聯(lián)合組網(wǎng)時，頻率同步以及IEEE 1588v2的時間同步組網(wǎng)技術(shù)需要進行更深一步的研究。

4 結(jié)束語

POTN技術(shù)的組網(wǎng)方式具備很多優(yōu)點，例如可減少傳送設(shè)備、降低組網(wǎng)成本、便于網(wǎng)絡(luò)運營和維護，還可以集成WDM（波分復(fù)用）/ROADM（可重構(gòu)光分插復(fù)用器）光層，SDH/OTN層和分組傳送層等。這一技術(shù)的發(fā)展?jié)摿薮?，空間廣闊。可以預(yù)知： 在不久的將來POTN技術(shù)與設(shè)備的不斷更新、有關(guān)標準的持續(xù)完善和后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸成熟，其在城域核心及干線傳送層等方面的應(yīng)用將得到進一步的深入，POTN這一技術(shù)將會在城域網(wǎng)中占據(jù)著越來越重要的地位。