張華榮+張優(yōu)訓(xùn)+李勇+蟻澤純
【摘 要】從通信行業(yè)未來(lái)以LTE、集團(tuán)客戶為主的業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)出發(fā),梳理省干建設(shè)PTN網(wǎng)絡(luò)的必要性及要點(diǎn),并分析討論省干PTN系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型及組網(wǎng)要點(diǎn),拓展了不同場(chǎng)景下省干PTN系統(tǒng)部署長(zhǎng)期演進(jìn)組網(wǎng)架構(gòu)的研究視角,為大數(shù)據(jù)時(shí)代省干PTN傳輸網(wǎng)部署提供了參考,有助于推動(dòng)省干PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
【關(guān)鍵詞】LTE PTN CEP L2/L3
中圖分類號(hào):TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-1010(2014)-03-
1 前言
2013年8月,國(guó)務(wù)院連續(xù)下發(fā)了“國(guó)家寬帶戰(zhàn)略”(國(guó)發(fā)〔2013〕31號(hào))及“促進(jìn)信息消費(fèi)”(國(guó)發(fā)〔2013〕32號(hào))兩個(gè)文件,明確了加快寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)路線、發(fā)展時(shí)間表、五項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)和七個(gè)方面的扶持措施,發(fā)展寬帶成為國(guó)家戰(zhàn)略。隨著“國(guó)家寬帶戰(zhàn)略”正式發(fā)布,各大通信運(yùn)營(yíng)商的全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,急需尋找下一個(gè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)、突破點(diǎn)。因此,LTE、集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)的發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
現(xiàn)階段,中國(guó)通信運(yùn)營(yíng)商省干傳輸網(wǎng)的整體能力仍然不足,無(wú)法全面、快速地滿足LTE、集團(tuán)客戶等業(yè)務(wù)發(fā)展需求,以中國(guó)移動(dòng)為代表的通信運(yùn)營(yíng)商逐步偏向采用“精細(xì)化、簡(jiǎn)潔化、寬帶化、集約化、可持續(xù)”策略,積極推動(dòng)省干傳輸網(wǎng)IP化進(jìn)程,組建省內(nèi)干線PTN(Packet Transport Network,分組傳送網(wǎng))傳輸網(wǎng)(下稱“省干PTN”)。
2 業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)
隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代到來(lái),尤其在LTE業(yè)務(wù)、集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)大力發(fā)展的大背景下,傳輸技術(shù)在帶寬承載能力上出現(xiàn)較大的突破(如100G波分、40G/100G PTN、10G PON),省干傳輸網(wǎng)從原來(lái)需求配套專業(yè)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)專業(yè),重要性不斷提升,形成為各業(yè)務(wù)需求專業(yè)“枝葉”輸送養(yǎng)分的樹形“主干脈絡(luò)”。
現(xiàn)階段,中國(guó)通信運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)面向全業(yè)務(wù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已具雛形。但是與網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)發(fā)展的需求和速度相比,省干PTN的整體資源、帶寬能力仍然不足,無(wú)法全面、快速地滿足LTE基站接入、集團(tuán)客戶發(fā)展等需求。
一方面,隨著大客戶業(yè)務(wù)IP化和寬帶化趨勢(shì),接口則從TDM轉(zhuǎn)向FE/GE以太網(wǎng)接口,省干SDH已經(jīng)無(wú)法滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求;另一方面,隨著LTE的網(wǎng)絡(luò)部署,核心網(wǎng)元S-GW和MME將主要部署在省內(nèi)中心城市,提出了LTE基站回傳跨地市流量需求,而現(xiàn)網(wǎng)以波分、SDH為主的省干傳輸網(wǎng)絡(luò)暫無(wú)法滿足省干L3業(yè)務(wù)需求。因此,為應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代省干傳輸網(wǎng)“大容量、帶寬化、高質(zhì)量、靈活調(diào)度、L3及QoS”的網(wǎng)絡(luò)能力要求,滿足LTE、集團(tuán)客戶兩大業(yè)務(wù)省干電路需求,迫切需要組建省干PTN網(wǎng)絡(luò)。
下面將就省干PTN系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行探討,并提出可行的省干PTN組網(wǎng)方案。
3 省干PTN關(guān)鍵技術(shù)
2009年起,國(guó)內(nèi)通信運(yùn)營(yíng)商大力推動(dòng)并引入PTN技術(shù)組建傳輸網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)部署了一張全球最大的本地城域PTN分組傳送網(wǎng)絡(luò),主要承載2G/3G基站回傳和集團(tuán)客戶專線業(yè)務(wù)。而省干部署PTN主要受限于省干PTN部署的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)展、成熟度及商用程度,如CEP接口技術(shù)、L3功能、流量監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)。
3.1 CEP接口
當(dāng)前集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)存在大量TDM業(yè)務(wù),接口類型包括E1和STM-N。E1可以通過(guò)PTN設(shè)備的STM-1接口傳送;而STM-N內(nèi)部業(yè)務(wù)存在多種顆粒,包括VC12/VC3/VC4,現(xiàn)網(wǎng)PTN設(shè)備的STM-1接口就無(wú)法滿足此類型業(yè)務(wù)的傳輸需求。因此,要實(shí)現(xiàn)PTN全面替代SDH,必須在PTN設(shè)備上具備CEP接口的能力。集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)通過(guò)客戶側(cè)設(shè)備接入,到達(dá)局端設(shè)備是STM-1/4的接口,并且最小封裝顆粒為VC4,通過(guò)CEP接口與局端設(shè)備對(duì)接,業(yè)務(wù)通過(guò)CEP仿真進(jìn)行傳送。
CEP技術(shù)提供VC4級(jí)別的電路仿真,可以為集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)干線傳送提供大顆粒承載接口,解決了STM-1不能滿足大客戶業(yè)務(wù)傳送的問(wèn)題,成為PTN干線上替代SDH進(jìn)行大客戶傳送的關(guān)鍵技術(shù)。
非通道化CEP STM-1接口技術(shù)在省干PTN系統(tǒng)的部署,有效解決了PTN干線傳送TDM業(yè)務(wù)時(shí)延、155M TDM專線業(yè)務(wù)傳輸能力兩大問(wèn)題,可以實(shí)現(xiàn)VC-4級(jí)別在PTN網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度和交叉,使省干PTN具備了替代SDH的TDM業(yè)務(wù)傳送能力。CEP技術(shù)在省干網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示:
3.2 L3功能
相比現(xiàn)有2G、3G移動(dòng)通信系統(tǒng),LTE對(duì)回傳網(wǎng)絡(luò)在高帶寬、低時(shí)延、橫向轉(zhuǎn)發(fā)等方面提出了更高的要求,要求省干傳輸網(wǎng)絡(luò)提供L3電路進(jìn)行業(yè)務(wù)流量的疏導(dǎo)。
PTN系統(tǒng)L3功能的核心思路是遵循PTN設(shè)備的技術(shù)特征,把IP作為一種業(yè)務(wù),承載在MPLS-TP隧道之上。PE節(jié)點(diǎn)之間的隧道采用PTN隧道技術(shù),延續(xù)整網(wǎng)PTN保護(hù)機(jī)制。省干PTN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間開啟L3 VPN,通過(guò)VRF實(shí)現(xiàn)不同L3轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)例之間的隔離,VPN路由通過(guò)網(wǎng)管智能計(jì)算并下發(fā)給設(shè)備形成靜態(tài)路由表項(xiàng)。省干網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景下,PTN設(shè)備L3層數(shù)據(jù)封裝及路由轉(zhuǎn)發(fā)方案如下:
(1)數(shù)據(jù)封裝方案(見圖2)
在L2/L3節(jié)點(diǎn)設(shè)備上采用L3 VPN封裝,去掉原有L2封裝的PW標(biāo)簽及LSP標(biāo)簽,通過(guò)VRF上的路由轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù):
◆轉(zhuǎn)發(fā)到本地SGW/MME協(xié)議封裝:Ethernet/IP;
◆通過(guò)L3 VPN轉(zhuǎn)送到遠(yuǎn)端的協(xié)議封裝:LSP標(biāo)簽/VRF標(biāo)簽/IP。
(2)路由轉(zhuǎn)發(fā)方案(見圖3)
◆在省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi),靜態(tài)L3 VPN采用報(bào)文封裝,通過(guò)虛擬路由轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)例(VRF)標(biāo)簽與隧道(LSP)標(biāo)簽的封裝方式進(jìn)行路由;
◆省干L3 PTN內(nèi)部設(shè)備仍然采用PTN原有的隧道技術(shù),根據(jù)LSP標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),僅在L2/L3橋接點(diǎn),PTN設(shè)備進(jìn)行PW和VRF之間的關(guān)聯(lián);endprint
◆在本地城域網(wǎng)L2/L3橋接點(diǎn),根據(jù)用戶IP報(bào)文頭目的地址信息,查找到VRF標(biāo)簽、LSP標(biāo)簽及下一跳信息,進(jìn)行L3 VPN封裝,通過(guò)UNI接口與省干PTN設(shè)備對(duì)接實(shí)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)和L3 VPN路由功能。
同時(shí),省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)中多種保護(hù)方式可相結(jié)合使用,如VRRP可與雙歸、VPN FRR配合使用,VPN FRR也可與L2的線性、環(huán)網(wǎng)保護(hù)配合使用,保護(hù)機(jī)制多種多樣,提高了省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)的安全性。
3.3 L2/L3橋接
目前,業(yè)界PTN承載LTE的解決方案以采用L2 VPN+L3 VPN(靜態(tài))組網(wǎng)為主,即:在本地PTN網(wǎng)絡(luò)與省干PTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接前,仍然采用Line的組網(wǎng)技術(shù),在本地網(wǎng)核心PTN節(jié)點(diǎn)終結(jié)接入?yún)R聚的Line業(yè)務(wù),內(nèi)部完成L2到L3的橋接,進(jìn)入到L3 VPN轉(zhuǎn)發(fā)處理,再與省干PTN對(duì)接:
(1)對(duì)于S1流量,通過(guò)接入?yún)R聚層的隧道送到核心PTN節(jié)點(diǎn),完成L2/L3橋接后,再通過(guò)PTN核心節(jié)點(diǎn)的L3 VPN轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的sGW或MME;
(2)對(duì)于X2接口,先通過(guò)接入?yún)R聚層的隧道送到核心PTN節(jié)點(diǎn),完成L2/L3橋接后,再通過(guò)L3 VPN(包括本地轉(zhuǎn)發(fā)和遠(yuǎn)端VPN轉(zhuǎn)發(fā))轉(zhuǎn)發(fā)到接入?yún)R聚層的隧道,向下傳送到目的基站。
由此可見,省干具備L3功能的LTE回傳PTN系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用,關(guān)鍵技術(shù)之一是要解決好L2/L3的橋接。目前業(yè)界對(duì)于L3/L3的橋接環(huán)回方式主要有三種:外部環(huán)回、內(nèi)部實(shí)接口環(huán)回和內(nèi)部虛接口環(huán)回,其中內(nèi)部虛接口環(huán)回方案是最靈活、高效的。三種方式的優(yōu)劣對(duì)比及推薦應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示:
3.4 流量監(jiān)控
省干PTN網(wǎng)絡(luò)的大量部署給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理帶來(lái)了新的變化和挑戰(zhàn),尤其在省干部署PTN系統(tǒng)后,如何對(duì)省干/本地PTN系統(tǒng)網(wǎng)元性能、網(wǎng)絡(luò)端到端鏈路質(zhì)量、數(shù)據(jù)流量、帶寬利用率開展統(tǒng)一監(jiān)控管理,如何充分挖掘PTN網(wǎng)絡(luò)大量數(shù)據(jù)價(jià)值,如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量監(jiān)控、流量預(yù)測(cè)/分析,成為制約省干PTN部署效果的關(guān)鍵,對(duì)全網(wǎng)資源協(xié)調(diào)提出更高要求,這就提出了省網(wǎng)統(tǒng)一部署PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)的需求。
PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)是網(wǎng)管系統(tǒng)的最主要內(nèi)容之一,通過(guò)性能與流量監(jiān)測(cè)獲取各種主要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)值,然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài),變被動(dòng)維護(hù)為主動(dòng)維護(hù),發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的行為規(guī)律并形成專業(yè)流量數(shù)據(jù)分析報(bào)表,為PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、發(fā)現(xiàn)和排除故障、分析網(wǎng)絡(luò)總體運(yùn)行狀態(tài)提供基本手段。
PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)在省干網(wǎng)絡(luò)的部署中,可通過(guò)各地市部署的數(shù)據(jù)采集器從PTN網(wǎng)絡(luò)提取網(wǎng)端口數(shù)據(jù)、網(wǎng)元性能及端到端流量等指標(biāo),并定期將各地市整理后的流量數(shù)據(jù)上報(bào)給省公司流量監(jiān)控平臺(tái),由設(shè)置在省公司的PTN流量監(jiān)控服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行流量分析、監(jiān)控及生成報(bào)表,各地市通過(guò)DCN網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)省公司服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)維管理,后期流量監(jiān)控系統(tǒng)可升級(jí)實(shí)現(xiàn)反向控制功能。
3.5 大容量設(shè)備、高速率接口
軟銀在2011移動(dòng)世界大會(huì)(MWC2011)宣布:過(guò)去10年數(shù)據(jù)流量增加了1 000倍,并預(yù)測(cè)未來(lái)10年將再增加1 000倍。集客業(yè)務(wù)近兩年來(lái)的增長(zhǎng)是過(guò)去10年間的總和,端口需求由起初2M、FE及少量155M電路為主,到現(xiàn)在的普遍GE接入需求,后續(xù)將逐步發(fā)展至更大的接入帶寬需求;同時(shí),LTE對(duì)回傳網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求由2G/3G時(shí)期的幾兆、幾十兆發(fā)展到LTE時(shí)期的幾百兆。
一方面是省干層面不斷增長(zhǎng)的帶寬流量需求,要求省干PTN設(shè)備具備更大的容量及擴(kuò)容能力;另一方面是現(xiàn)網(wǎng)PTN設(shè)備整體容量偏?。ㄆ毡樵?20G以下)、槽位與端口擴(kuò)展余量不足、端口速率受限于10GE的局限性。兩者之間突出的矛盾以及業(yè)務(wù)重要性,對(duì)PTN設(shè)備的能力提出了更高要求,這也正是推動(dòng)行業(yè)對(duì)PTN設(shè)備優(yōu)化升級(jí)的動(dòng)力所在。
在設(shè)備容量上,省干PTN需要引入大容量設(shè)備,考慮到中后期集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)發(fā)展需求以及LTE在省內(nèi)跨地市調(diào)度,建議在業(yè)務(wù)需求相對(duì)集中的中心城市節(jié)點(diǎn)部署T級(jí)別、多槽位的PTN設(shè)備,其他地市考慮選用中容量PTN設(shè)備。目前,業(yè)界多個(gè)廠家宣稱可提供具備商用條件的T級(jí)別、單端槽位大于60個(gè)的大容量PTN設(shè)備,省干層面已具備搭建大容量PTN系統(tǒng)平臺(tái)的條件。
在組網(wǎng)速率上,省干PTN網(wǎng)絡(luò)部署中期,多業(yè)務(wù)承載場(chǎng)景下的容量瓶頸明顯,因此有必要在省干PTN網(wǎng)絡(luò)中引入大容量40GE/100GE接口。但目前40km的40GE端口行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善,100GE端口技術(shù)成熟度有待提升,且單端口成本仍較高,在省干層面大規(guī)模應(yīng)用的前提條件尚不具備。具體考慮影響40G/100G應(yīng)用的因素時(shí),需要著眼于網(wǎng)絡(luò)的全局,除了傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外,還有客戶端設(shè)備、核心網(wǎng)設(shè)備等,同時(shí)要考慮對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容性。
綜上所述,省干PTN部署初期,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注PTN設(shè)備容量,搭建可滿足后期平滑演進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái);省干PTN部署中期,待40GE/100GE端口標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品成熟度和成本等均滿足引入條件后,可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展按需、分區(qū)域逐步引入。
3.6 互通端口
為增強(qiáng)PTN網(wǎng)絡(luò)開放性,進(jìn)一步降低PTN建網(wǎng)成本,推進(jìn)技術(shù)成熟,省干PTN網(wǎng)絡(luò)將可能采用多廠家組網(wǎng)方案,這就要求不同廠家的PTN設(shè)備均滿足省干PTN多廠家組網(wǎng)的互通要求,可提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的互通端口,滿足承載業(yè)務(wù)的端到端管理需求。
目前,PTN互通端口主要有UNI和NNI兩種。UNI互通模型是指兩端PTN設(shè)備通過(guò)業(yè)務(wù)適配模塊進(jìn)行互連,即業(yè)務(wù)接口互通;NNI互通模型是指兩端PTN設(shè)備通過(guò)線路適配模塊進(jìn)行互連,即網(wǎng)絡(luò)/線路接口互通。由于來(lái)自UNI互通接口的是業(yè)務(wù),其互通對(duì)接端設(shè)備可以看作是與基站、集團(tuán)客戶等一樣的客戶側(cè)設(shè)備,即業(yè)務(wù)側(cè)端口。采用NNI接口互通時(shí),要求兩個(gè)廠家設(shè)備在同一個(gè)域中(即共網(wǎng)管系統(tǒng)),以實(shí)現(xiàn)對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)的有效管理,但受限于現(xiàn)階段網(wǎng)管互通技術(shù)或綜合網(wǎng)管系統(tǒng)成熟度,故在PTN互通中,NNI互通技術(shù)更為關(guān)鍵且較難實(shí)現(xiàn),需要同時(shí)滿足PTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、保護(hù)、OAM、QoS和同步等五個(gè)層面的互通要求。因此,現(xiàn)階段互通端口技術(shù)以UNI為主。
省干PTN多廠家組網(wǎng)時(shí),主要有分層互通、分域互通兩種互通應(yīng)用場(chǎng)景。如圖4所示。
(1)分層互通用于本地與省干PTN網(wǎng)絡(luò)、省干與國(guó)干PTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接,各類業(yè)務(wù)從接入側(cè)廠家A的PTN網(wǎng)絡(luò)接入,經(jīng)過(guò)各層傳送和匯聚,最終送達(dá)核心側(cè)廠家B的省干PTN網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)入業(yè)務(wù)控制單元(如基站控制器SGW/MME),其互通節(jié)點(diǎn)一般位于各個(gè)地市省干中心節(jié)點(diǎn);
(2)分域互通用于省干PTN系統(tǒng)間對(duì)接,類似于省干雙平面,每個(gè)廠家的PTN網(wǎng)絡(luò)都實(shí)現(xiàn)從基站和各類客戶到其業(yè)務(wù)控制單元的端到端連接,只是在核心層進(jìn)行互連互通,其互通節(jié)點(diǎn)一般位于省干中心節(jié)點(diǎn)(如省會(huì))。
綜上所述,省干分層互通、分域互通推薦采用UNI方式(成熟、簡(jiǎn)單、易實(shí)施、實(shí)現(xiàn)難度?。?,同時(shí)由于現(xiàn)階段不同廠家PTN間NNI互通尚待完善,待技術(shù)成熟后作為未來(lái)演進(jìn)目標(biāo)。
4 總結(jié)
本文從大數(shù)據(jù)時(shí)代業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)出發(fā),討論省干PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要性、分析組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、提出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型、總結(jié)部署要點(diǎn)。下一階段,將重點(diǎn)研究省干PTN部署的組網(wǎng)建設(shè)模型,對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)方案、組網(wǎng)架構(gòu)方案以及組網(wǎng)規(guī)劃要點(diǎn)進(jìn)行深入探討,給出適用于省干網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的PTN部署場(chǎng)景模型。
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◆在本地城域網(wǎng)L2/L3橋接點(diǎn),根據(jù)用戶IP報(bào)文頭目的地址信息,查找到VRF標(biāo)簽、LSP標(biāo)簽及下一跳信息,進(jìn)行L3 VPN封裝,通過(guò)UNI接口與省干PTN設(shè)備對(duì)接實(shí)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)和L3 VPN路由功能。
同時(shí),省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)中多種保護(hù)方式可相結(jié)合使用,如VRRP可與雙歸、VPN FRR配合使用,VPN FRR也可與L2的線性、環(huán)網(wǎng)保護(hù)配合使用,保護(hù)機(jī)制多種多樣,提高了省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)的安全性。
3.3 L2/L3橋接
目前,業(yè)界PTN承載LTE的解決方案以采用L2 VPN+L3 VPN(靜態(tài))組網(wǎng)為主,即:在本地PTN網(wǎng)絡(luò)與省干PTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接前,仍然采用Line的組網(wǎng)技術(shù),在本地網(wǎng)核心PTN節(jié)點(diǎn)終結(jié)接入?yún)R聚的Line業(yè)務(wù),內(nèi)部完成L2到L3的橋接,進(jìn)入到L3 VPN轉(zhuǎn)發(fā)處理,再與省干PTN對(duì)接:
(1)對(duì)于S1流量,通過(guò)接入?yún)R聚層的隧道送到核心PTN節(jié)點(diǎn),完成L2/L3橋接后,再通過(guò)PTN核心節(jié)點(diǎn)的L3 VPN轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的sGW或MME;
(2)對(duì)于X2接口,先通過(guò)接入?yún)R聚層的隧道送到核心PTN節(jié)點(diǎn),完成L2/L3橋接后,再通過(guò)L3 VPN(包括本地轉(zhuǎn)發(fā)和遠(yuǎn)端VPN轉(zhuǎn)發(fā))轉(zhuǎn)發(fā)到接入?yún)R聚層的隧道,向下傳送到目的基站。
由此可見,省干具備L3功能的LTE回傳PTN系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用,關(guān)鍵技術(shù)之一是要解決好L2/L3的橋接。目前業(yè)界對(duì)于L3/L3的橋接環(huán)回方式主要有三種:外部環(huán)回、內(nèi)部實(shí)接口環(huán)回和內(nèi)部虛接口環(huán)回,其中內(nèi)部虛接口環(huán)回方案是最靈活、高效的。三種方式的優(yōu)劣對(duì)比及推薦應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示:
3.4 流量監(jiān)控
省干PTN網(wǎng)絡(luò)的大量部署給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理帶來(lái)了新的變化和挑戰(zhàn),尤其在省干部署PTN系統(tǒng)后,如何對(duì)省干/本地PTN系統(tǒng)網(wǎng)元性能、網(wǎng)絡(luò)端到端鏈路質(zhì)量、數(shù)據(jù)流量、帶寬利用率開展統(tǒng)一監(jiān)控管理,如何充分挖掘PTN網(wǎng)絡(luò)大量數(shù)據(jù)價(jià)值,如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量監(jiān)控、流量預(yù)測(cè)/分析,成為制約省干PTN部署效果的關(guān)鍵,對(duì)全網(wǎng)資源協(xié)調(diào)提出更高要求,這就提出了省網(wǎng)統(tǒng)一部署PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)的需求。
PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)是網(wǎng)管系統(tǒng)的最主要內(nèi)容之一,通過(guò)性能與流量監(jiān)測(cè)獲取各種主要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)值,然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài),變被動(dòng)維護(hù)為主動(dòng)維護(hù),發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的行為規(guī)律并形成專業(yè)流量數(shù)據(jù)分析報(bào)表,為PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、發(fā)現(xiàn)和排除故障、分析網(wǎng)絡(luò)總體運(yùn)行狀態(tài)提供基本手段。
PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)在省干網(wǎng)絡(luò)的部署中,可通過(guò)各地市部署的數(shù)據(jù)采集器從PTN網(wǎng)絡(luò)提取網(wǎng)端口數(shù)據(jù)、網(wǎng)元性能及端到端流量等指標(biāo),并定期將各地市整理后的流量數(shù)據(jù)上報(bào)給省公司流量監(jiān)控平臺(tái),由設(shè)置在省公司的PTN流量監(jiān)控服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行流量分析、監(jiān)控及生成報(bào)表,各地市通過(guò)DCN網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)省公司服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)維管理,后期流量監(jiān)控系統(tǒng)可升級(jí)實(shí)現(xiàn)反向控制功能。
3.5 大容量設(shè)備、高速率接口
軟銀在2011移動(dòng)世界大會(huì)(MWC2011)宣布:過(guò)去10年數(shù)據(jù)流量增加了1 000倍,并預(yù)測(cè)未來(lái)10年將再增加1 000倍。集客業(yè)務(wù)近兩年來(lái)的增長(zhǎng)是過(guò)去10年間的總和,端口需求由起初2M、FE及少量155M電路為主,到現(xiàn)在的普遍GE接入需求,后續(xù)將逐步發(fā)展至更大的接入帶寬需求;同時(shí),LTE對(duì)回傳網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求由2G/3G時(shí)期的幾兆、幾十兆發(fā)展到LTE時(shí)期的幾百兆。
一方面是省干層面不斷增長(zhǎng)的帶寬流量需求,要求省干PTN設(shè)備具備更大的容量及擴(kuò)容能力;另一方面是現(xiàn)網(wǎng)PTN設(shè)備整體容量偏?。ㄆ毡樵?20G以下)、槽位與端口擴(kuò)展余量不足、端口速率受限于10GE的局限性。兩者之間突出的矛盾以及業(yè)務(wù)重要性,對(duì)PTN設(shè)備的能力提出了更高要求,這也正是推動(dòng)行業(yè)對(duì)PTN設(shè)備優(yōu)化升級(jí)的動(dòng)力所在。
在設(shè)備容量上,省干PTN需要引入大容量設(shè)備,考慮到中后期集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)發(fā)展需求以及LTE在省內(nèi)跨地市調(diào)度,建議在業(yè)務(wù)需求相對(duì)集中的中心城市節(jié)點(diǎn)部署T級(jí)別、多槽位的PTN設(shè)備,其他地市考慮選用中容量PTN設(shè)備。目前,業(yè)界多個(gè)廠家宣稱可提供具備商用條件的T級(jí)別、單端槽位大于60個(gè)的大容量PTN設(shè)備,省干層面已具備搭建大容量PTN系統(tǒng)平臺(tái)的條件。
在組網(wǎng)速率上,省干PTN網(wǎng)絡(luò)部署中期,多業(yè)務(wù)承載場(chǎng)景下的容量瓶頸明顯,因此有必要在省干PTN網(wǎng)絡(luò)中引入大容量40GE/100GE接口。但目前40km的40GE端口行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善,100GE端口技術(shù)成熟度有待提升,且單端口成本仍較高,在省干層面大規(guī)模應(yīng)用的前提條件尚不具備。具體考慮影響40G/100G應(yīng)用的因素時(shí),需要著眼于網(wǎng)絡(luò)的全局,除了傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外,還有客戶端設(shè)備、核心網(wǎng)設(shè)備等,同時(shí)要考慮對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容性。
綜上所述,省干PTN部署初期,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注PTN設(shè)備容量,搭建可滿足后期平滑演進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái);省干PTN部署中期,待40GE/100GE端口標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品成熟度和成本等均滿足引入條件后,可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展按需、分區(qū)域逐步引入。
3.6 互通端口
為增強(qiáng)PTN網(wǎng)絡(luò)開放性,進(jìn)一步降低PTN建網(wǎng)成本,推進(jìn)技術(shù)成熟,省干PTN網(wǎng)絡(luò)將可能采用多廠家組網(wǎng)方案,這就要求不同廠家的PTN設(shè)備均滿足省干PTN多廠家組網(wǎng)的互通要求,可提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的互通端口,滿足承載業(yè)務(wù)的端到端管理需求。
目前,PTN互通端口主要有UNI和NNI兩種。UNI互通模型是指兩端PTN設(shè)備通過(guò)業(yè)務(wù)適配模塊進(jìn)行互連,即業(yè)務(wù)接口互通;NNI互通模型是指兩端PTN設(shè)備通過(guò)線路適配模塊進(jìn)行互連,即網(wǎng)絡(luò)/線路接口互通。由于來(lái)自UNI互通接口的是業(yè)務(wù),其互通對(duì)接端設(shè)備可以看作是與基站、集團(tuán)客戶等一樣的客戶側(cè)設(shè)備,即業(yè)務(wù)側(cè)端口。采用NNI接口互通時(shí),要求兩個(gè)廠家設(shè)備在同一個(gè)域中(即共網(wǎng)管系統(tǒng)),以實(shí)現(xiàn)對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)的有效管理,但受限于現(xiàn)階段網(wǎng)管互通技術(shù)或綜合網(wǎng)管系統(tǒng)成熟度,故在PTN互通中,NNI互通技術(shù)更為關(guān)鍵且較難實(shí)現(xiàn),需要同時(shí)滿足PTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、保護(hù)、OAM、QoS和同步等五個(gè)層面的互通要求。因此,現(xiàn)階段互通端口技術(shù)以UNI為主。
省干PTN多廠家組網(wǎng)時(shí),主要有分層互通、分域互通兩種互通應(yīng)用場(chǎng)景。如圖4所示。
(1)分層互通用于本地與省干PTN網(wǎng)絡(luò)、省干與國(guó)干PTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接,各類業(yè)務(wù)從接入側(cè)廠家A的PTN網(wǎng)絡(luò)接入,經(jīng)過(guò)各層傳送和匯聚,最終送達(dá)核心側(cè)廠家B的省干PTN網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)入業(yè)務(wù)控制單元(如基站控制器SGW/MME),其互通節(jié)點(diǎn)一般位于各個(gè)地市省干中心節(jié)點(diǎn);
(2)分域互通用于省干PTN系統(tǒng)間對(duì)接,類似于省干雙平面,每個(gè)廠家的PTN網(wǎng)絡(luò)都實(shí)現(xiàn)從基站和各類客戶到其業(yè)務(wù)控制單元的端到端連接,只是在核心層進(jìn)行互連互通,其互通節(jié)點(diǎn)一般位于省干中心節(jié)點(diǎn)(如省會(huì))。
綜上所述,省干分層互通、分域互通推薦采用UNI方式(成熟、簡(jiǎn)單、易實(shí)施、實(shí)現(xiàn)難度?。?,同時(shí)由于現(xiàn)階段不同廠家PTN間NNI互通尚待完善,待技術(shù)成熟后作為未來(lái)演進(jìn)目標(biāo)。
4 總結(jié)
本文從大數(shù)據(jù)時(shí)代業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)出發(fā),討論省干PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要性、分析組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、提出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型、總結(jié)部署要點(diǎn)。下一階段,將重點(diǎn)研究省干PTN部署的組網(wǎng)建設(shè)模型,對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)方案、組網(wǎng)架構(gòu)方案以及組網(wǎng)規(guī)劃要點(diǎn)進(jìn)行深入探討,給出適用于省干網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的PTN部署場(chǎng)景模型。
參考文獻(xiàn):
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◆在本地城域網(wǎng)L2/L3橋接點(diǎn),根據(jù)用戶IP報(bào)文頭目的地址信息,查找到VRF標(biāo)簽、LSP標(biāo)簽及下一跳信息,進(jìn)行L3 VPN封裝,通過(guò)UNI接口與省干PTN設(shè)備對(duì)接實(shí)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)和L3 VPN路由功能。
同時(shí),省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)中多種保護(hù)方式可相結(jié)合使用,如VRRP可與雙歸、VPN FRR配合使用,VPN FRR也可與L2的線性、環(huán)網(wǎng)保護(hù)配合使用,保護(hù)機(jī)制多種多樣,提高了省干L3 PTN網(wǎng)絡(luò)的安全性。
3.3 L2/L3橋接
目前,業(yè)界PTN承載LTE的解決方案以采用L2 VPN+L3 VPN(靜態(tài))組網(wǎng)為主,即:在本地PTN網(wǎng)絡(luò)與省干PTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接前,仍然采用Line的組網(wǎng)技術(shù),在本地網(wǎng)核心PTN節(jié)點(diǎn)終結(jié)接入?yún)R聚的Line業(yè)務(wù),內(nèi)部完成L2到L3的橋接,進(jìn)入到L3 VPN轉(zhuǎn)發(fā)處理,再與省干PTN對(duì)接:
(1)對(duì)于S1流量,通過(guò)接入?yún)R聚層的隧道送到核心PTN節(jié)點(diǎn),完成L2/L3橋接后,再通過(guò)PTN核心節(jié)點(diǎn)的L3 VPN轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的sGW或MME;
(2)對(duì)于X2接口,先通過(guò)接入?yún)R聚層的隧道送到核心PTN節(jié)點(diǎn),完成L2/L3橋接后,再通過(guò)L3 VPN(包括本地轉(zhuǎn)發(fā)和遠(yuǎn)端VPN轉(zhuǎn)發(fā))轉(zhuǎn)發(fā)到接入?yún)R聚層的隧道,向下傳送到目的基站。
由此可見,省干具備L3功能的LTE回傳PTN系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用,關(guān)鍵技術(shù)之一是要解決好L2/L3的橋接。目前業(yè)界對(duì)于L3/L3的橋接環(huán)回方式主要有三種:外部環(huán)回、內(nèi)部實(shí)接口環(huán)回和內(nèi)部虛接口環(huán)回,其中內(nèi)部虛接口環(huán)回方案是最靈活、高效的。三種方式的優(yōu)劣對(duì)比及推薦應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示:
3.4 流量監(jiān)控
省干PTN網(wǎng)絡(luò)的大量部署給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理帶來(lái)了新的變化和挑戰(zhàn),尤其在省干部署PTN系統(tǒng)后,如何對(duì)省干/本地PTN系統(tǒng)網(wǎng)元性能、網(wǎng)絡(luò)端到端鏈路質(zhì)量、數(shù)據(jù)流量、帶寬利用率開展統(tǒng)一監(jiān)控管理,如何充分挖掘PTN網(wǎng)絡(luò)大量數(shù)據(jù)價(jià)值,如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量監(jiān)控、流量預(yù)測(cè)/分析,成為制約省干PTN部署效果的關(guān)鍵,對(duì)全網(wǎng)資源協(xié)調(diào)提出更高要求,這就提出了省網(wǎng)統(tǒng)一部署PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)的需求。
PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)是網(wǎng)管系統(tǒng)的最主要內(nèi)容之一,通過(guò)性能與流量監(jiān)測(cè)獲取各種主要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)值,然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài),變被動(dòng)維護(hù)為主動(dòng)維護(hù),發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的行為規(guī)律并形成專業(yè)流量數(shù)據(jù)分析報(bào)表,為PTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、發(fā)現(xiàn)和排除故障、分析網(wǎng)絡(luò)總體運(yùn)行狀態(tài)提供基本手段。
PTN流量監(jiān)控系統(tǒng)在省干網(wǎng)絡(luò)的部署中,可通過(guò)各地市部署的數(shù)據(jù)采集器從PTN網(wǎng)絡(luò)提取網(wǎng)端口數(shù)據(jù)、網(wǎng)元性能及端到端流量等指標(biāo),并定期將各地市整理后的流量數(shù)據(jù)上報(bào)給省公司流量監(jiān)控平臺(tái),由設(shè)置在省公司的PTN流量監(jiān)控服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行流量分析、監(jiān)控及生成報(bào)表,各地市通過(guò)DCN網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)省公司服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)維管理,后期流量監(jiān)控系統(tǒng)可升級(jí)實(shí)現(xiàn)反向控制功能。
3.5 大容量設(shè)備、高速率接口
軟銀在2011移動(dòng)世界大會(huì)(MWC2011)宣布:過(guò)去10年數(shù)據(jù)流量增加了1 000倍,并預(yù)測(cè)未來(lái)10年將再增加1 000倍。集客業(yè)務(wù)近兩年來(lái)的增長(zhǎng)是過(guò)去10年間的總和,端口需求由起初2M、FE及少量155M電路為主,到現(xiàn)在的普遍GE接入需求,后續(xù)將逐步發(fā)展至更大的接入帶寬需求;同時(shí),LTE對(duì)回傳網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求由2G/3G時(shí)期的幾兆、幾十兆發(fā)展到LTE時(shí)期的幾百兆。
一方面是省干層面不斷增長(zhǎng)的帶寬流量需求,要求省干PTN設(shè)備具備更大的容量及擴(kuò)容能力;另一方面是現(xiàn)網(wǎng)PTN設(shè)備整體容量偏?。ㄆ毡樵?20G以下)、槽位與端口擴(kuò)展余量不足、端口速率受限于10GE的局限性。兩者之間突出的矛盾以及業(yè)務(wù)重要性,對(duì)PTN設(shè)備的能力提出了更高要求,這也正是推動(dòng)行業(yè)對(duì)PTN設(shè)備優(yōu)化升級(jí)的動(dòng)力所在。
在設(shè)備容量上,省干PTN需要引入大容量設(shè)備,考慮到中后期集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)發(fā)展需求以及LTE在省內(nèi)跨地市調(diào)度,建議在業(yè)務(wù)需求相對(duì)集中的中心城市節(jié)點(diǎn)部署T級(jí)別、多槽位的PTN設(shè)備,其他地市考慮選用中容量PTN設(shè)備。目前,業(yè)界多個(gè)廠家宣稱可提供具備商用條件的T級(jí)別、單端槽位大于60個(gè)的大容量PTN設(shè)備,省干層面已具備搭建大容量PTN系統(tǒng)平臺(tái)的條件。
在組網(wǎng)速率上,省干PTN網(wǎng)絡(luò)部署中期,多業(yè)務(wù)承載場(chǎng)景下的容量瓶頸明顯,因此有必要在省干PTN網(wǎng)絡(luò)中引入大容量40GE/100GE接口。但目前40km的40GE端口行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善,100GE端口技術(shù)成熟度有待提升,且單端口成本仍較高,在省干層面大規(guī)模應(yīng)用的前提條件尚不具備。具體考慮影響40G/100G應(yīng)用的因素時(shí),需要著眼于網(wǎng)絡(luò)的全局,除了傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外,還有客戶端設(shè)備、核心網(wǎng)設(shè)備等,同時(shí)要考慮對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容性。
綜上所述,省干PTN部署初期,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注PTN設(shè)備容量,搭建可滿足后期平滑演進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái);省干PTN部署中期,待40GE/100GE端口標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品成熟度和成本等均滿足引入條件后,可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展按需、分區(qū)域逐步引入。
3.6 互通端口
為增強(qiáng)PTN網(wǎng)絡(luò)開放性,進(jìn)一步降低PTN建網(wǎng)成本,推進(jìn)技術(shù)成熟,省干PTN網(wǎng)絡(luò)將可能采用多廠家組網(wǎng)方案,這就要求不同廠家的PTN設(shè)備均滿足省干PTN多廠家組網(wǎng)的互通要求,可提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的互通端口,滿足承載業(yè)務(wù)的端到端管理需求。
目前,PTN互通端口主要有UNI和NNI兩種。UNI互通模型是指兩端PTN設(shè)備通過(guò)業(yè)務(wù)適配模塊進(jìn)行互連,即業(yè)務(wù)接口互通;NNI互通模型是指兩端PTN設(shè)備通過(guò)線路適配模塊進(jìn)行互連,即網(wǎng)絡(luò)/線路接口互通。由于來(lái)自UNI互通接口的是業(yè)務(wù),其互通對(duì)接端設(shè)備可以看作是與基站、集團(tuán)客戶等一樣的客戶側(cè)設(shè)備,即業(yè)務(wù)側(cè)端口。采用NNI接口互通時(shí),要求兩個(gè)廠家設(shè)備在同一個(gè)域中(即共網(wǎng)管系統(tǒng)),以實(shí)現(xiàn)對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)的有效管理,但受限于現(xiàn)階段網(wǎng)管互通技術(shù)或綜合網(wǎng)管系統(tǒng)成熟度,故在PTN互通中,NNI互通技術(shù)更為關(guān)鍵且較難實(shí)現(xiàn),需要同時(shí)滿足PTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、保護(hù)、OAM、QoS和同步等五個(gè)層面的互通要求。因此,現(xiàn)階段互通端口技術(shù)以UNI為主。
省干PTN多廠家組網(wǎng)時(shí),主要有分層互通、分域互通兩種互通應(yīng)用場(chǎng)景。如圖4所示。
(1)分層互通用于本地與省干PTN網(wǎng)絡(luò)、省干與國(guó)干PTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接,各類業(yè)務(wù)從接入側(cè)廠家A的PTN網(wǎng)絡(luò)接入,經(jīng)過(guò)各層傳送和匯聚,最終送達(dá)核心側(cè)廠家B的省干PTN網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)入業(yè)務(wù)控制單元(如基站控制器SGW/MME),其互通節(jié)點(diǎn)一般位于各個(gè)地市省干中心節(jié)點(diǎn);
(2)分域互通用于省干PTN系統(tǒng)間對(duì)接,類似于省干雙平面,每個(gè)廠家的PTN網(wǎng)絡(luò)都實(shí)現(xiàn)從基站和各類客戶到其業(yè)務(wù)控制單元的端到端連接,只是在核心層進(jìn)行互連互通,其互通節(jié)點(diǎn)一般位于省干中心節(jié)點(diǎn)(如省會(huì))。
綜上所述,省干分層互通、分域互通推薦采用UNI方式(成熟、簡(jiǎn)單、易實(shí)施、實(shí)現(xiàn)難度?。?,同時(shí)由于現(xiàn)階段不同廠家PTN間NNI互通尚待完善,待技術(shù)成熟后作為未來(lái)演進(jìn)目標(biāo)。
4 總結(jié)
本文從大數(shù)據(jù)時(shí)代業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)出發(fā),討論省干PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要性、分析組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、提出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型、總結(jié)部署要點(diǎn)。下一階段,將重點(diǎn)研究省干PTN部署的組網(wǎng)建設(shè)模型,對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)方案、組網(wǎng)架構(gòu)方案以及組網(wǎng)規(guī)劃要點(diǎn)進(jìn)行深入探討,給出適用于省干網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的PTN部署場(chǎng)景模型。
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