基于PTN的城域傳輸網(wǎng)建設策略探討
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1PTN在城域網(wǎng)中的定位
（1）技術對比
基于電路交換的SDH/MSTP網(wǎng)絡是通過剛性的分配機制和單板級別的IP化來保障以TDM業(yè)務為主、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務為輔的高質(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，具備強大的帶寬統(tǒng)計復用能力，在面對突發(fā)性強、流量不確定的業(yè)務沖擊時更具生命力，但是相比MSTP網(wǎng)絡，PTN的劣勢在于TDM業(yè)務的接入，PTN也可以通過仿真支持TDM業(yè)務，但接入能力有限，只能作為TDM業(yè)務承載的補充手段，所以用于承載高QoS需求的IP化業(yè)務才能真正體現(xiàn)和發(fā)揮PTN的優(yōu)勢。
與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)相比，PTN良好地繼承了傳統(tǒng)SDH/MSTP網(wǎng)絡的端到端的OAM管理能力，并可根據(jù)不同的QoS機制提供差異化的服務，這正是盡力而為的傳統(tǒng)以太網(wǎng)所欠缺的，PTN的主要劣勢在成本方面，PTN短期內(nèi)和傳統(tǒng)以太網(wǎng)的經(jīng)濟性仍有很大的差距。
與IPoverWDM/OTN技術相比，IPover WDM/OTN技術注重于解決IP業(yè)務的超長距離、超大帶寬傳輸問題，可以為大量的2.5 Gbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s等大顆粒業(yè)務提供點到點的傳輸通道，這是PTN難以達到的，但是IP over WDM/OTN的帶寬分配也是剛性的，帶寬利用率不高。同時，OTN設備并不具備二層匯聚收斂功能，因此，PTN的優(yōu)勢體現(xiàn)在小顆粒IP業(yè)務的靈活接入、業(yè)務的匯聚收斂上，而并不擅長對大量的點到點大顆粒業(yè)務的傳送。
（2）網(wǎng)絡層面
面對城域網(wǎng)匯聚接入層大量的IP化業(yè)務需求，采用SDH/MSTP或者傳統(tǒng)以太網(wǎng)都無法同時兼顧傳輸效率和傳輸質(zhì)量的問題，PTN設備IP化的內(nèi)核可以有效完成大量小顆粒業(yè)務的收斂和傳輸，非常適用于城域網(wǎng)匯聚接入層IP化業(yè)務量大、突發(fā)性強的特點。同時PTN繼承了傳輸設備的強大保護能力和豐富的OAM，為業(yè)務提供了電信級的保護和監(jiān)控管理。
在城域網(wǎng)的核心骨干層以及干線，以各專業(yè)網(wǎng)元間互聯(lián)的大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務點到點的傳送為主，由于此類業(yè)務不再需要進一步的收斂，因此PTN技術不適合在骨干層以上應用，因此，PTN技術的引入，將主要借助于它在業(yè)務接入的靈活性、二層收斂、統(tǒng)計復用的優(yōu)勢，聚焦于解決城域傳輸網(wǎng)匯聚接入層面上，IPRAN以及全業(yè)務的接入、傳送問題。
2PTN與其他網(wǎng)絡的關系
PTN能夠承載的業(yè)務類型既包含高QoS要求的基站業(yè)務和專線業(yè)務又包含高帶寬、突發(fā)性強的數(shù)據(jù)業(yè)務，這與中國移動城域網(wǎng)內(nèi)目前已部署或已經(jīng)開始建設的SDH/MSTP網(wǎng)、IP城域網(wǎng)以及全業(yè)務接入網(wǎng)有著密切的聯(lián)系和區(qū)別。
（1）PTN與城域MSTP網(wǎng)
經(jīng)過多年的發(fā)展，在2G業(yè)務的承載方面，SDH/MSTP網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)成熟、穩(wěn)定，網(wǎng)絡規(guī)模也比較龐大，考慮到SDH/MSTP也具備相當?shù)腎P業(yè)務承載能力，而且短期內(nèi)2G業(yè)務仍然會持續(xù)發(fā)展。在PTN大規(guī)模部署前，傳統(tǒng)的小顆粒2G業(yè)務以及零星的、小規(guī)模的專線業(yè)務仍然可以由SDH/MSTP網(wǎng)絡進行承載，以充分利用前期已配置的網(wǎng)絡資源。
在基站IP化進程完成后，大量由TDM方式承載的基站改為由IP方式承載，此時，城域MSTP網(wǎng)絡將出現(xiàn)大量的空閑資源，考慮到MSTP網(wǎng)絡優(yōu)秀的業(yè)務保護能力和OAM能力以及經(jīng)過多年建設形成的廣泛的覆蓋能力，可以將MSTP網(wǎng)絡作為PTN的有效補充，為帶寬需求不高，但是安全性和私密性要求較高的客戶提供專線接入，同時可覆蓋PTN暫時無法到達的區(qū)域。
（2）PTN與IP城域網(wǎng)及全業(yè)務接入網(wǎng)
PTN、IP城域網(wǎng)以及以PON技術為代表的全業(yè)務接入網(wǎng)，三張網(wǎng)絡在二層以下是統(tǒng)一的、融合的網(wǎng)絡，只是面向的業(yè)務對象不同。
首先，PTN采用了二層面向連接技術，而且集成了二層設備的統(tǒng)計復用、組播等功能，可以基于LSP實現(xiàn)端到端的電信級以太網(wǎng)業(yè)務保護、帶寬規(guī)劃等，因此在高等級的業(yè)務傳送、網(wǎng)絡故障定位等方面，與傳統(tǒng)的二層數(shù)據(jù)網(wǎng)相比，優(yōu)勢明顯，特別適用于高等級的基站類業(yè)務、大客戶專線類業(yè)務的承載。
由于用戶業(yè)務的QoS保障、網(wǎng)絡安全性等方面的不足，IP城域網(wǎng)主要通過低成本、擴展性好的優(yōu)勢，采用二層交換設備接入互聯(lián)網(wǎng)等實時性、可靠性要求不高的低等級IP業(yè)務。
全業(yè)務接入網(wǎng)則側(cè)重于密集型普通用戶接入，根據(jù)用戶群體的不同需求，常見的解決方案有PON+LAN、PON+PBX、PON+交換機等，全業(yè)務接入網(wǎng)主要完成OLT以下語音和數(shù)據(jù)的接入、匯聚。在初期業(yè)務量不大的情況下，OLT上行接口可通過PTN或者交換機最終進入IP城域網(wǎng)，在全業(yè)務發(fā)展的爆發(fā)期，IPoverWDM/OTN必將進一步下沉，承載OLT的上行業(yè)務。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201706/353621.htm
3PTN的建設策略
在現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎上，城域傳輸網(wǎng)PTN設備的引入總體上可分為PTN與SDH/MSTP獨立組網(wǎng)，PTN與SDH/MSTP混合組網(wǎng)以及PTN與IPoverWDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)3種模式。在混合組網(wǎng)模式中，根據(jù)IP分組業(yè)務需求和發(fā)展，PTN設備的引入又可以分為4個演進階段，下面分別介紹并分析。
（1）混合組網(wǎng)模式
依托原有的MSTP網(wǎng)絡，從有業(yè)務需求的接入點發(fā)起，由SDH和PTN混合組環(huán)逐步向全PTN組環(huán)演進的模式稱之為混合組網(wǎng)模式?；旌辖M網(wǎng)模式可分為4個不同的階段。
圖1 混合組網(wǎng)模式
階段一：在基站IP化和全業(yè)務啟動的初期，接入層出現(xiàn)零星的IP業(yè)務接入需求，PTN設備的引入主要集中在接入層，與既有的SDH設備混合組建SDH環(huán)，提供E1、FE等業(yè)務的接入，考慮到接入IP業(yè)務需求量不大，該階段匯聚層以上采用MSTP組網(wǎng)方式仍然可以滿足需求。
階段二：隨著基站IP化的深入和全業(yè)務的持續(xù)推進，在業(yè)務發(fā)達的局部地區(qū)將形成由PTN單獨構(gòu)建的GE環(huán)?？紤]到部分匯聚點下掛GE接入環(huán)的需求，匯聚層的相關節(jié)點（如節(jié)點E、F）可通過MSTP直接替換成PTN或者MSTP逐漸升級為PTN設備的方式，使此類節(jié)點具備GE環(huán)的接入能力，但整個匯聚層仍然為MSTP組網(wǎng)，接入層GE環(huán)的FE業(yè)務需要在匯聚節(jié)點E、F處通過業(yè)務終接板轉(zhuǎn)化成E1模式后，再通過匯聚層傳輸。
階段三：在IP業(yè)務的爆發(fā)期，接入層GE環(huán)數(shù)量劇增，對匯聚層的分組傳輸能力提出了更高要求。該階段匯聚層部分節(jié)點，如B、E、F節(jié)點之間在MSTP環(huán)路的基礎上，再疊加組建GE/10GE環(huán)，滿足接入層TDM業(yè)務、IP業(yè)務的同時接入和分離承載。
階段四：在網(wǎng)絡發(fā)展遠期，全網(wǎng)實現(xiàn)AllIP化后，城域匯聚層和接入層形成全PTN設備構(gòu)建的分組傳送網(wǎng)，網(wǎng)絡投入產(chǎn)出比大大提高，管理維護進一步簡化。
前3個階段，業(yè)務的配置類似于SDH/MSTP網(wǎng)絡端到端的1+1PP方式，只是演進到第四階段純PTN組網(wǎng)，業(yè)務的配置轉(zhuǎn)變?yōu)槎说蕉说?∶1LSP方式?？傮w上，混合組網(wǎng)有利于SDH/MSTP網(wǎng)絡向全PTN的平滑演進，允許不同階段、不同設備、不同類型環(huán)路的共存，投資分步進行，風險較小，但在網(wǎng)絡演進初期，混合組網(wǎng)模式中由于PTN設備必須兼顧SDH功能，導致網(wǎng)絡面向IP業(yè)務的傳送能力被限制并弱化了，無法發(fā)揮PTN內(nèi)核IP化的優(yōu)勢。在網(wǎng)絡發(fā)展后期，又涉及到大量的業(yè)務割接，網(wǎng)絡維護的壓力非常大。鑒于此，除了現(xiàn)網(wǎng)資源缺乏（如局房機位緊張、電源容量受限、光纜路由不具備條件）確實無法滿足單獨組建PTN條件的，或者因為投資所限必須分步實施PTN建設的，均不推薦混合組網(wǎng)模式進行PTN的建設。
（2）獨立組網(wǎng)模式
從接入層至核心層全部采用PTN設備，新建分組傳送平面，和現(xiàn)網(wǎng)（MSTP）長期共存、單獨規(guī)劃、共同維護的模式稱之為獨立組網(wǎng)模式。該模式下，傳統(tǒng)的2G業(yè)務繼續(xù)利舊原有MSTP平面，新增的IP化業(yè)務（包含IP化語音、IP化數(shù)據(jù)業(yè)務）則開放在PTN中。PTN獨立組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和目前的2GMSTP網(wǎng)絡相似，接入層GE速率組環(huán)，匯聚環(huán)以上均為10吉比特以太網(wǎng)速率組環(huán)，網(wǎng)絡各層面間以相交環(huán)的形式進行組網(wǎng)，如圖2所示。
圖2 獨立組網(wǎng)模式
獨立組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)非常清晰，易于管理和維護，但新建獨立的PTN一次性投資較大，需占用節(jié)點機房寶貴的機位資源和光纜纖芯，電源容量不足的局房還需進行電源的改造。此外，SDH/MSTP設備具備155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s、10 Gbit/s的多級線路側(cè)組網(wǎng)速率，可從下至上組建多級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，相比之下，PTN組網(wǎng)速率目前只有GE和10吉比特以太網(wǎng)兩級，如果采用PTN建設二級以上的多層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，勢必會引發(fā)其中一層環(huán)路帶寬資源消耗過快或者大量閑置的問題，導致上下層網(wǎng)絡速率的不匹配。
同時，在獨立組網(wǎng)模式中，骨干層節(jié)點與核心層節(jié)點采用10吉比特以太網(wǎng)環(huán)路互聯(lián)，在大型城域網(wǎng)中，核心層RNC節(jié)點較多，一方面骨干層節(jié)點與所有RNC節(jié)點相連，環(huán)路節(jié)點過多，利用率下降，另一方面，環(huán)路上任一節(jié)點業(yè)務量增加需要擴容時，必然導致環(huán)路整體擴容，網(wǎng)絡擴容成本較高，因此，獨立組網(wǎng)模式一是比較適應于在核心節(jié)點數(shù)量較少的小型城域網(wǎng)內(nèi)組建二級PTN，二是作為在IPoverWDM/OTN沒有建設且短期內(nèi)無法覆蓋到位的過渡組網(wǎng)方案。
（3）聯(lián)合組網(wǎng)模式
匯聚層以下采用PTN組網(wǎng)，核心骨干層則充分利用IPoverWDM/OTN將上聯(lián)業(yè)務調(diào)度至PTN所屬業(yè)務落地機房的模式稱之為聯(lián)合組網(wǎng)。該模式下，業(yè)務在匯聚接入層完成收斂后，上聯(lián)至核心機房設置兩端大容量的交叉落地設備，并通過GE光口1+1的Trunk保護方式與RNC相聯(lián)，其中，骨干節(jié)點PTN設備，通過GE光口僅與所屬RNC節(jié)點的PTN交叉機連接，而不與其他RNC節(jié)點的PTN交叉機以及匯聚環(huán)的骨干PTN設備發(fā)生關系，具體如圖3所示。
圖3 聯(lián)合組網(wǎng)模式
盡管獨立組網(wǎng)模式中核心骨干層組建的PTN10吉比特以太網(wǎng)環(huán)路業(yè)務也可以通過波分平臺承載，但波分平臺只作為鏈路的承載手段，而聯(lián)合組網(wǎng)模式中，IPoverWDM/OTN不僅僅是一種承載手段，而且通過IP over WDM/OTN對骨干節(jié)點上聯(lián)的GE業(yè)務與所屬交叉落地設備之間進行調(diào)度，其上聯(lián)GE通道的數(shù)量可以根據(jù)該PTN中實際接入的業(yè)務總數(shù)按需配置，節(jié)省了網(wǎng)絡投資。同時，由于骨干層PTN設備僅與所屬RNC機房相聯(lián)，因此，聯(lián)合組網(wǎng)模式非常適于有多個RNC機房的大型城域網(wǎng)，極大地簡化了骨干節(jié)點與核心節(jié)點之間的網(wǎng)絡組建，從而避免了在PTN獨立組網(wǎng)模式中，因某節(jié)點業(yè)務容量升級而引起的環(huán)路上所有節(jié)點設備必須升級的情況，節(jié)省了網(wǎng)絡投資。
當然，聯(lián)合組網(wǎng)分層的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，前期的投資會因為IPoverWDM/OTN建設而比較高。聯(lián)合組網(wǎng)模式適用于網(wǎng)絡規(guī)模較大的大型城域網(wǎng)，考慮到聯(lián)合組網(wǎng)模式的諸多優(yōu)勢，除了在沒有IPover WDM/OTN或者短期內(nèi)IP over WDM/OTN無法覆蓋至骨干匯聚點的地區(qū)，均建議采用聯(lián)合組網(wǎng)的方式進行城域PTN的建設。
4結(jié)束語
在城域傳輸網(wǎng)向AllIP化演進的過程中，任何先進技術的引入和網(wǎng)絡架構(gòu)的變革都必須滿足當前和未來的業(yè)務需求基礎，同時具備良好的性價比。經(jīng)過分析對比，PTN+IPoverWDM/OTN的聯(lián)合組網(wǎng)模式憑借其強大的IP業(yè)務接入、匯聚及靈活調(diào)度能力，有利于推動城域傳輸網(wǎng)向著統(tǒng)一的、融合的扁平化網(wǎng)絡演進，是各移動運營商組建下一代傳輸網(wǎng)的最佳選擇。
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