邊春雨，謝金龍

（1．山西信息規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 太原 030012；

2.中國聯(lián)通北京市分公司網(wǎng)絡(luò)分析調(diào)度中心 北京 100029）

城域傳輸網(wǎng)中PTN的組網(wǎng)模式和引入策略

邊春雨1，謝金龍2

（1．山西信息規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 太原 030012；

2.中國聯(lián)通北京市分公司網(wǎng)絡(luò)分析調(diào)度中心 北京 100029）

對(duì)分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)在城域傳輸網(wǎng)中的技術(shù)定位、組網(wǎng)模式和引入策略進(jìn)行了分析。技術(shù)定位方面，PTN適合應(yīng)用在城域傳輸網(wǎng)的匯聚層、接入層；組網(wǎng)模式方面，大中型城域傳輸網(wǎng)適合采用PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式，對(duì)于小型城域傳輸網(wǎng)初期也可以考慮采用PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)模式；引入策略方面，應(yīng)采用新老網(wǎng)絡(luò)共存和逐步替換的方式以最大限度地保護(hù)現(xiàn)有投資。

分組傳送網(wǎng)；技術(shù)定位；組網(wǎng)模式；引入策略

1 引言

2008年電信重組以及3G牌照發(fā)放后，電信企業(yè)全面步入了IP化、移動(dòng)化、寬帶化、融合化的全業(yè)務(wù)運(yùn)營時(shí)代，新的運(yùn)營方式必然要求接入、承載網(wǎng)絡(luò)具備更高的帶寬、更清晰的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及多業(yè)務(wù)承載能力，同時(shí)需要確保業(yè)務(wù)配置更加靈活便捷、業(yè)務(wù)傳遞更加高效可靠，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的精細(xì)化運(yùn)營。為適應(yīng)全業(yè)務(wù)運(yùn)營需要，傳輸網(wǎng)絡(luò)將從基于TDM的網(wǎng)絡(luò)向基于IP的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將向大容量、多功能、分組化方向發(fā)展，承載將從單一的業(yè)務(wù)承載向多業(yè)務(wù)承載方向發(fā)展，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)更加智能、靈活、高效的電路調(diào)度和疏導(dǎo)，保證穩(wěn)定的傳輸質(zhì)量。

分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)是業(yè)界公認(rèn)的現(xiàn)階段理想的全業(yè)務(wù)統(tǒng)一IP化承載技術(shù)之一，不僅能較好地承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且兼顧了傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)，尤其是在3G基站、大客戶專線等高品質(zhì)業(yè)務(wù)承載領(lǐng)域，具有面向連接的多業(yè)務(wù)承載、50 ms的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、完善的OAM管理機(jī)制以及全面的QoS保障等核心技術(shù)優(yōu)勢。隨著PTN標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)一步完善，產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步發(fā)展，其技術(shù)與成本優(yōu)勢將更加明顯，它將逐步發(fā)展成為高QoS業(yè)務(wù)的綜合承載平臺(tái)，并與IP/MPLS技術(shù)深度結(jié)合，推動(dòng)全網(wǎng)融合。

2 PTN技術(shù)定位

在城域傳輸網(wǎng)這個(gè)業(yè)務(wù)需求最復(fù)雜、技術(shù)碰撞最激烈、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的區(qū)域，任何先進(jìn)技術(shù)的引入不是一蹴而就的。下面通過PTN與其他技術(shù)在技術(shù)層面和網(wǎng)絡(luò)層面的比較分析，來確定PTN技術(shù)定位的問題。

（1）技術(shù)層面

與SDH/MSTP技術(shù)相比：基于電路交換的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)是通過剛性的分配機(jī)制和用戶接口的IP化來保障以TDM業(yè)務(wù)為主、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為輔的高質(zhì)量、安全的傳輸，因此其帶寬利用率較低。內(nèi)核IP化的PTN技術(shù)，具備強(qiáng)大的帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，在面對(duì)突發(fā)性強(qiáng)、流量不確定的業(yè)務(wù)沖擊時(shí)更具生命力，但是相比MSTP網(wǎng)絡(luò)，PTN的劣勢在于TDM業(yè)務(wù)的接入，PTN也可以通過仿真支持TDM業(yè)務(wù)，但接入能力有限，只能作為TDM業(yè)務(wù)承載的補(bǔ)充手段，所以用于承載高QoS需求的IP化業(yè)務(wù)才能真正體現(xiàn)和發(fā)揮PTN的優(yōu)勢。

與WDM/OTN技術(shù)相比：WDM/OTN技術(shù)注重于解決2.5 Gbit/s/10 Gbit/s甚至40 Gbit/s的IP大顆粒業(yè)務(wù)電路的超長距離、超大帶寬傳輸問題，這是PTN難以達(dá)到的，但是WDM/OTN的帶寬分配也是剛性的，帶寬利用率不高。因此，PTN的優(yōu)勢體現(xiàn)在小顆粒IP業(yè)務(wù)的靈活接入、業(yè)務(wù)的匯聚收斂上，而并不擅長傳送大量的點(diǎn)到點(diǎn)大顆粒業(yè)務(wù)，但在業(yè)務(wù)量較少時(shí)，PTN也可應(yīng)用于IP業(yè)務(wù)在核心層的匯聚和調(diào)度。

（2）網(wǎng)絡(luò)層面

面對(duì)城域傳輸網(wǎng)匯聚層、接入層大量的IP化業(yè)務(wù)需求，采用SDH/MSTP或者傳統(tǒng)以太網(wǎng)都無法同時(shí)兼顧傳輸效率和傳輸質(zhì)量的問題，PTN設(shè)備IP化的內(nèi)核可以有效完成大量小顆粒業(yè)務(wù)的收斂和傳輸，非常適用于匯聚層、接入層IP化業(yè)務(wù)量大、突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)PTN繼承了傳輸設(shè)備的強(qiáng)大保護(hù)能力和豐富的OAM，為業(yè)務(wù)提供了電信級(jí)的保護(hù)和監(jiān)控管理。

在城域傳輸網(wǎng)核心層，以各專業(yè)網(wǎng)元間互聯(lián)的大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)點(diǎn)到點(diǎn)的傳送為主，由于此類業(yè)務(wù)不再需要進(jìn)一步的收斂，因此PTN技術(shù)不適合在核心層及以上應(yīng)用，而WDM/OTN是理想的解決技術(shù)。PTN技術(shù)的引入，將主要借助于它在業(yè)務(wù)接入的靈活性、二層收斂、統(tǒng)計(jì)復(fù)用的優(yōu)勢，聚焦于解決城域傳輸網(wǎng)匯聚層、接入層，用于解決業(yè)務(wù)的接入、匯聚以及傳送問題。

綜合以上分析，PTN技術(shù)適合應(yīng)用在城域傳輸網(wǎng)的匯聚層、接入層，在IP業(yè)務(wù)總量較少時(shí)，PTN也可用于IP業(yè)務(wù)在核心層的匯聚和調(diào)度，而WDM/OTN技術(shù)將是未來核心層大顆粒業(yè)務(wù)電路的主要承載技術(shù)。

3 PTN組網(wǎng)模式

3.1 PTN典型組網(wǎng)模式

在現(xiàn)網(wǎng)SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，PTN設(shè)備的組網(wǎng)總體上可以分為PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)、SDH/MSTP升級(jí)PTN雙平面組網(wǎng)、PTN與SDH/MSTP混合組網(wǎng)和 PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)4種模式。

模式一：PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)

PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)模式（如圖1所示）是指從接入層、匯聚層至核心層全部采用PTN設(shè)備，新建分組傳送平面，其中接入層采用GE速率組環(huán)，匯聚層和核心層采用10GE速率組環(huán)，和現(xiàn)有的SDH/MSTP設(shè)備長期共存、單獨(dú)規(guī)劃，共同維護(hù)。

該模式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和目前的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)相似，具有組網(wǎng)清晰、維護(hù)便利等優(yōu)勢，建網(wǎng)初期需要部署核心層和匯聚層，建網(wǎng)成本較高，組網(wǎng)工作量大，但中后期隨著PTN采購成本的降低、組網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，相應(yīng)成本會(huì)大幅度降低。

采用該模式應(yīng)在3G基站尚未完全I(xiàn)P化前，對(duì)于新建3G站址可由PTN網(wǎng)絡(luò)同時(shí)承載3G語音TDM電路和數(shù)據(jù)IP電路，對(duì)于現(xiàn)有3G站址可由PTN網(wǎng)絡(luò)僅負(fù)責(zé)承載3G數(shù)據(jù)IP電路，由現(xiàn)有SDH/MSTP承載3G語音TDM電路，以保護(hù)現(xiàn)有SDH/MSTP投資。但隨著IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的加大，核心層PTN的10GE帶寬必將成為業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸，需要WDM/OTN等大顆粒傳送技術(shù)來解決。

模式二：SDH/MSTP升級(jí)PTN雙平面組網(wǎng)

SDH/MSTP升級(jí)PTN雙平面組網(wǎng)模式 （如圖2所示）是指將現(xiàn)有接入層、匯聚層至核心層的SDH/MSTP的設(shè)備通過更換交叉板平滑升級(jí)到實(shí)現(xiàn)TDM和IP交換，同設(shè)備和同路由組建PTN環(huán)網(wǎng)，形成雙平面，其中現(xiàn)有155 M/622 M/2.5 Gbit/s的SDH/MSTP環(huán)網(wǎng)升級(jí)為GE的PTN環(huán)網(wǎng)，現(xiàn)有10 Gbit/s的SDH/MSTP環(huán)網(wǎng)升級(jí)為10GE的PTN環(huán)網(wǎng)。

該模式完全在現(xiàn)有SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)上升級(jí)，具有組網(wǎng)簡單、工程量小的優(yōu)勢，在建設(shè)網(wǎng)初期，如果有業(yè)務(wù)需求的整個(gè)SDH/MSTP環(huán)網(wǎng)都進(jìn)行升級(jí)，會(huì)造成建網(wǎng)成本非常高，如果是插花式升級(jí)，雖然節(jié)省投資，但會(huì)造成組網(wǎng)混亂；中遠(yuǎn)期看，相對(duì)于PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)模式更節(jié)省投資。這兩種模式必然都存在對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)造成影響的風(fēng)險(xiǎn)以及只能是現(xiàn)網(wǎng)SDH/MSTP設(shè)備提供商進(jìn)行組網(wǎng)的局限性，同時(shí)還存在個(gè)別廠家和個(gè)別設(shè)備不支持SDH/MSTP升級(jí)PTN雙平面組網(wǎng)模式的問題。由于PTN和SDH/MSTP采用不同的技術(shù)機(jī)制，在采用該模式組網(wǎng)前應(yīng)特別關(guān)注現(xiàn)網(wǎng)SDH/MSTP設(shè)備可升級(jí)性，升級(jí)后對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響性，升級(jí)對(duì)槽位的影響，插花式升級(jí)還是全環(huán)升級(jí)等。

采用該模式應(yīng)在3G基站尚未完全I(xiàn)P化前，對(duì)于新建3G站址可由PTN網(wǎng)絡(luò)同時(shí)承載3G語音TDM電路和數(shù)據(jù)IP電路，對(duì)于現(xiàn)有3G站址可由PTN網(wǎng)絡(luò)僅負(fù)責(zé)承載3G數(shù)據(jù)IP電路，由現(xiàn)有SDH/MSTP承載3G語音TDM電路，以保護(hù)現(xiàn)有SDH/MSTP投資。但隨著IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的加大，核心層PTN的10GE帶寬必將成為業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸，需要WDM/OTN等大顆粒傳送技術(shù)來解決。

模式三：PTN與SDH/MSTP混合組網(wǎng)

PTN與SDH/MSTP混合組網(wǎng)是指在現(xiàn)有SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，從有業(yè)務(wù)需求的接入點(diǎn)發(fā)起，通過SDH/MSTP設(shè)備升級(jí)改造為PTN設(shè)備或者直接替換為PTN設(shè)備，并與現(xiàn)有SDH/MSTP設(shè)備進(jìn)行混合組網(wǎng)，向全PTN組網(wǎng)演進(jìn)的模式。該模式的主要特點(diǎn)是從接入層自下往上逐步進(jìn)行PTN設(shè)備的部署，通過接入層、匯聚層逐步地IP化匯聚收斂減輕上層SDH/MSTP承載IP業(yè)務(wù)的資源壓力，可最大限度地保護(hù)現(xiàn)有SDH/MSTP投資。

由于只是在有需求的區(qū)域和層面進(jìn)行PTN的部署，建設(shè)成本較低，組網(wǎng)工作量較小，但同時(shí)也會(huì)帶來PTN網(wǎng)絡(luò)管理和業(yè)務(wù)端到端配置上的一些問題，維護(hù)難度和成本加大。

根據(jù)IP業(yè)務(wù)需求和發(fā)展，PTN設(shè)備的引入深度又可以分為以下3個(gè)階段。

階段一：現(xiàn)有SDH/MSTP接入節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)大IP化業(yè)務(wù)量的需求，現(xiàn)有接入層、匯聚層或者核心層無法進(jìn)行承載時(shí)，組建相應(yīng)GE PTN接入層環(huán)進(jìn)行IP化業(yè)務(wù)收斂和匯聚后，再通過現(xiàn)有匯聚層及以上的現(xiàn)有SDH/MSTP進(jìn)行傳送，如圖3所示。

階段二：隨著接入層GE PTN環(huán)數(shù)量增加，部分SDH/MSTP匯聚層能力無法滿足承載需求后，組建相應(yīng)10GE PTN匯聚環(huán)進(jìn)行IP化業(yè)務(wù)收斂和匯聚后，再通過核心層的現(xiàn)有SDH/MSTP進(jìn)行傳送，如圖4所示。

階段三：在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展遠(yuǎn)期，最終形成接入層、匯聚層、核心層全PTN組網(wǎng)架構(gòu)，如圖5所示。

模式四：PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)

PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式（如圖6所示）是指：匯聚層和匯聚層以下采用PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)，核心層則利用ASON系統(tǒng)將匯聚層上聯(lián)的TDM業(yè)務(wù)調(diào)度到落地機(jī)房，WDM/OTN將匯聚層上聯(lián)的IP業(yè)務(wù)調(diào)度到落地機(jī)房的組網(wǎng)模式。

該模式相對(duì)于其他模式主要是解決PTN的10GE帶寬在核心層應(yīng)用的瓶頸問題，通過WDM/OTN解決已經(jīng)經(jīng)過PTN接入、匯聚層收斂過的大顆粒IP業(yè)務(wù)的傳送問題，同時(shí)充分利用現(xiàn)有核心層ASON系統(tǒng)解決TDM業(yè)務(wù)調(diào)度在核心層的調(diào)度。

采用該模式需要在核心層部署WDM/OTN系統(tǒng)進(jìn)行大顆粒IP業(yè)務(wù)電路調(diào)度，對(duì)于ASON系統(tǒng)則可以充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)，保護(hù)已有投資。

3.2 PTN組網(wǎng)模式分析

PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)主要是組網(wǎng)結(jié)構(gòu)清晰，有利于業(yè)務(wù)的開通和維護(hù)，但初期投入較大；SDH/MSTP升級(jí)PTN雙平面組網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)主要是組網(wǎng)簡單，工程量小，能充分利用現(xiàn)有SDH/MSTP資源，但存在著升級(jí)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)造成影響的風(fēng)險(xiǎn)等問題；PTN與SDH/MSTP混合組網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)主要是在現(xiàn)有SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)還具有一定冗余的情況下，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期更有利于節(jié)省投資，但也存在中后期大規(guī)模的業(yè)務(wù)頻繁割接，同時(shí)不利于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和業(yè)務(wù)管理；而PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式更適用于規(guī)模較大、核心節(jié)點(diǎn)較多的大中型城域傳輸網(wǎng)。

綜合以上分析，為了使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰，避免今后業(yè)務(wù)的頻繁割接和對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)造成大的影響，大、中型城域傳輸網(wǎng)適合采用PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式，對(duì)于小型城域傳輸網(wǎng)初期也可以考慮采用PTN完全獨(dú)立組網(wǎng)模式。

4 PTN引入策略

未來采用全業(yè)務(wù)統(tǒng)一IP化承載是大勢所趨，而具體采用哪種技術(shù)或平臺(tái)還在不斷演進(jìn)和發(fā)展中，并沒有最終的定論，PTN只是現(xiàn)階段理想的全業(yè)務(wù)統(tǒng)一IP化承載技術(shù)之一。PTN要在城域傳輸網(wǎng)上取得成功應(yīng)用，除了滿足電信級(jí)IP網(wǎng)絡(luò)要求的擴(kuò)展性、業(yè)務(wù)保護(hù)、QoS保障、TDM支持和業(yè)務(wù)管理功能之外，引入成本將成為至關(guān)重要的因素。雖然IP將會(huì)逐漸成為主流的業(yè)務(wù)顆粒，但TDM業(yè)務(wù)顆粒在減少的同時(shí)并不會(huì)完全消失，保證已有TDM業(yè)務(wù)的穩(wěn)定傳送是3G及全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的基礎(chǔ)。

綜合考慮業(yè)務(wù)需求和技術(shù)成本以及PTN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化情況，城域傳輸網(wǎng)中引入PTN的策略如下。

（1）大規(guī)模引入PTN之前，首先進(jìn)行小范圍的實(shí)驗(yàn)，以了解設(shè)備性能，摸索組網(wǎng)和維護(hù)模式，待PTN標(biāo)準(zhǔn)化成熟后，再進(jìn)行規(guī)模組網(wǎng)。測試主要內(nèi)容包括：傳輸性能指標(biāo)測試 （驗(yàn)證以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和TDM業(yè)務(wù)的綜合承載能力，測試E1電路仿真業(yè)務(wù)的誤碼率和時(shí)延，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的丟包率和時(shí)延等）；保護(hù)能力和QoS測試（端到端的業(yè)務(wù)保護(hù)倒換測試，驗(yàn)證50 ms保護(hù)倒換能力以及保護(hù)倒換時(shí)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度能力）；OAM網(wǎng)管測試（驗(yàn)證端到端的業(yè)務(wù)配置、業(yè)務(wù)管理、故障檢測、故障定位和性能監(jiān)測等能力）；同步測試（驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的頻率同步和時(shí)間同步性能）。

（2）采用新、老網(wǎng)絡(luò)共存和逐步替換的方式完成網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，避免用PTN規(guī)模替換現(xiàn)有SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)，TDM業(yè)務(wù)還將在長時(shí)間存在，現(xiàn)有的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)仍有較高的利用價(jià)值，同時(shí)PTN應(yīng)率先在IP業(yè)務(wù)量大而現(xiàn)有SDH/MSTP無法滿足承載需求的區(qū)域進(jìn)行部署。

（3）在3G基站尚未完全I(xiàn)P化前，對(duì)于新建3G站址可由PTN網(wǎng)絡(luò)同時(shí)在接入層、匯聚層承載3G語音TDM電路和數(shù)據(jù)IP電路，由ASON負(fù)責(zé)PTN所承載語音TDM電路的核心層調(diào)度，由WDM/OTN負(fù)責(zé)PTN所承載數(shù)據(jù)IP電路的核心層調(diào)度；對(duì)于現(xiàn)有3G站址可由PTN網(wǎng)絡(luò)僅負(fù)責(zé)承載3G數(shù)據(jù)IP電路，由現(xiàn)有SDH/MSTP承載3G語音TDM電路，以保護(hù)現(xiàn)有SDH/MSTP投資。

5 結(jié)束語

在城域傳輸網(wǎng)向全業(yè)務(wù)統(tǒng)一IP化承載進(jìn)行演進(jìn)的過程中，任何先進(jìn)技術(shù)的引入和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革都必須以滿足當(dāng)前和未來的業(yè)務(wù)需求為基礎(chǔ)，同時(shí)具備良好的性價(jià)比。通過分析對(duì)比，PTN與ASON/WDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式，憑借其靈活的IP業(yè)務(wù)接入?yún)R聚能力以及強(qiáng)大的IP業(yè)務(wù)核心調(diào)度能力，有利于推動(dòng)城域傳輸網(wǎng)向著統(tǒng)一的、融合的扁平化網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。

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2010-07-20）