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摘要：PTN是新一代分组传送技术，可解决原有城域传输网带宽不足和IP化困难的问题，所以近些年来得到快速推广应用。本文介绍了PTN的技术特征与两大关键技术，分析了基于PTN的城域传输网的组网技术。
关键词：PTN；城域传输网；设计
引言
城域传输网是指城市范围内的传输网络，主要为数据、语音、ATM（异步传输模式）、宽带业务等上层应用网络所提供的底层连接通道。起初城域传输网大都采用SDH技术组网，随着业务流量的增加，对带宽提出了较高要求，例如3G网络基站接入带宽20～30Mbit/s，至少比2G（GSM）网络带宽高5倍以上，而4G网络又比3G网络带宽高5倍以上[1]。传统SDH技术专为TDM（时分复用模式）业务设计，根本无法满足城域传输网对高带宽的要求。另一方面，城域传输网对IP化的需求也是SDH技术无法满足的，从3G开始移动网全IP化就成为主要发展思路，如今进入4G时代，基于SDH技术的城域传输网必然要做出改变。由于今后相当长时期内2G、3G和4G并存，业务分组化也成为现实的问题，所以在城域传输网的骨干汇聚层引入了OTN（基于波分复用技术的光传送网）和PTN（分组传送网）。目前，OTN、PTN和SDH在城域传输网中被赋予了不同的业务范围，OTN主要定位于大颗粒业务承载（如GE、10GE业务等）；PTN定位于3G、4G业务承载，同时也兼顾集团专线和部分2G基站承载；SDH定位于原来的2G基站、集团专线承载，但不作为发展方向，仅作局部优化[2]。由于PTN是当前以及未来一段时期内城域传输网建设的重点，因此本文对基于PTN对城域传输网组网方法进行了分析和探讨。
1 PTN的技术特征与两大关键技术
1.1 PTN概念
PTN（Packet Transport Network）是以分组交换为内核，面向连接并主要承载电信级以太网业务，同时兼顾传统ATM、TDM等业务的综合传送技术。不同于OTN主要解决超长距离、超大带宽的传送问题，PTN以灵活解决GE以下小颗粒IP业务接入、汇聚收敛和统计复用为重点。PTN有两大关键技术，即MPLS-TP和PBB-TE[3]。
1.2 MPLS-TP技术
MPLS-TP原为ITU-T（国际电信联盟电信标准分局）提出的T- MPLS，主要用于解决MPLS（多协议标签交换技术，由IEIF开发）扩展需求，但T- MPLS相关的标准争议较多，所以联合IEIF（国际互联网工程任务组）成立JWT（联合工作项目）共同推出了MPLS-TP。MPLS-TP继承了MPLS的转发机制与多业务承载能力。由于采用了二层面向连接技术，支持统计复用功能；运用QoS机制，优化了资源传输效果；采用OAM机制，可实现类似SDH的开销能力，便于网络维护；支持线性保护与环网保护，继承了传送网原有的保护能力。
1.3 PBB-TE技术
PBB-TE技术由北电、诺西等提出，原名为PBT，采用基于面向连接的以太网架构，增强的OAM保护机制，以及主备隧道线性保护方式，可实现电信级保护能力。其与MPLS-TP有很多共同点，如面向连接、分组传输、多业务传送、类似SDH的丰富开销能力、OAM保护机制等；差别在于数据转发、保护与OAM实现方式方面。世界上除北电、诺西、Ciena以外，全部采用MPLS-TP技术，我国主要电信运营商也采用MPLS-TP技术。
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2 基于PTN的城域传输网组网技术
2.1 组网前的准备
PTN设备价高、接口数量有限，在组网前必须做好调查研究，以便合理规划，避免因组网方案不当，给以后的运行维护和升级带来难题。首先，要调查现有管线资源，如机房空间、电源容量等。其次，要进行设备测试，尤其是大容量倒换测试、时钟测试、保护方式测试。最后，尽可能全面收集PTN资料，为组网建设做必要的技术储备。
2.2 网络规划
城域传输网从逻辑上可分为核心层（骨干层）、汇聚层和接入层，PTN网络依然沿用了这3个层次。核心层是由核心节点构成，连接各专业网元间的大颗粒数据业务，应具有大容量业务调度能力以及多业务传送能力，通常以点到点的传输方式为主，一般不需要进一步收敛，可采用环型或双星型网络结构。较大规模的城域传输网核心层宜采用双星型结构；较小规模的城域传输网一般通过WDM/OTN组建环网，但环上节点不宜过多，应在汇聚层之间通过双节点互联，这样当出现单节点故障时可实现有效的保护。汇聚层和接入层业务容量大、突发性强，一般多采用环型结构。为了提高可靠性，每个汇聚环应经过两个核心节点。接入层接入业务种类多，应具备快速、灵活的多业务接入能力，但每个接入环的接点数不宜超过10个。少量无法接入双物理路由的接入点可采用链型网络结构。
新网与旧网的组网方式分为混合组网、独立组网和联合组网3种模式：（1）混合组网是在原有城域网MSTP平面上，通过分层或分区混合方式组成一张网。分层混合是先在汇聚层上以PTN取代MSTP，逐步扩展到接入层面，再以PTN取代MSTP。分区混合是有IP业务接入需求时，在接入层面接入PTN设备，并组成环型结构；随着IP业务接入需求的不断增加，再从汇聚层引入PTN。混合组网的优点是分步投资，风险较小，而且MSTP向PTN的演进较为平滑，但PTN为了迁就SDH，必然降低PTN的效率，而且大量实施以后，业务割接频繁，网络维护压力较大。所以一般情况下不宜采用混合组网模式。（2）独立组网是新网完全采用PTN配置，与旧网设备形成相互独立的两个平面。也就是新网IP化业务采用PTN承载，旧网以太网专线业务仍由MSTP承载。当MSTP需要向PTN演进时，先在汇聚层转入PTN，然后再在接入层转入PTN。这种组网方式的优点是新旧网结构清晰，方便维护管理，但一次性投资较大，而且PTN组网目前只有GE和10GE两个级别，多层网络结构难以匹配，因此只适合层级简单的小型城域传输网。（3）联合组网是新网在汇聚层和接入层采用PTN组网，而在核心层采用OTN组网。由于采用OXC调度方式，核心节点与汇聚层节点之间的网络结构得以简化，避免了独立组网模式下业务节点升级导致环路上所有节点设备都要升级的问题，投资较省，适合拥有多个大型PTN机房的城域传输网。
2.3 业务流量规划
PTN组网需要明确业务模型和网络容量。以业务模型规划为例，2G带宽需求为4～20 Mbit/s；3G带宽需求为20～70Mbit/s；重要集团客户带宽需求为30～100 Mbit/s；单个4G宏站接入带宽为120～450Mbit/s。PTN网络接入层为GE，而核心汇聚层为10GE，收敛比为1：1时，资源利用率超过50%。考虑链路传输效率为70%，接入环容量平均每个800M，10GE的汇聚环可满足接入需求。
3 结语
随着4G、物联网等新业务的快速拓展，城域传输网IP化和高带宽化的趋势愈加鲜明，部署基于PTN的城域传输网本质上是资源重新优化配置的问题，只有合理规划和设计，才能少投入，多产出，在城域传输网建设中获得最佳效益。
参考文献：
[1] 张维奎.PTN城域传输网建设策略探讨[J].电信网技术，2012（2）：48-54.
[2] 林小雨，刘江浩.面向未来业务承载的移动城域传输网规划方法探讨[J].现代电信科技，2014（8）：69-72.
[3] 张胜，严炎.PTN技术在城域传输网中的应用分析[J].数据通信，2010（2）：33-35.
论文作者:梁浩思
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/18
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