PTN与OTN在城域网组网模式探讨

宋公建 梅仪国 陈旭钧 钱科能

摘 要：随着对现有传统网络IP化改造更替进程的加快，以及下一代移动宽带互联网的快速发展，各种业务应用和传送承载的IP化、分组化将成为演进的主线。本文介绍了城域光网络的发展趋势，探讨了PTN与OTN在城域网中的组网模式。

关键词：城域传送网；PTN；OTN；组网模式

1 引言

随着运营商重组的尘埃落定及3G业务运营的开展，中国移动已逐步步入3G及全业务运营时代，中国移动的本地传输网承载业务已由传统的纯2G移动语音业务转变为2G，3G，集团专线，集团宽带等综合业务。其中新增的3G业务对城域传送网的承载能力提出了挑战。其承载需求表现为：基站带宽需求量大，单站电路配置为传统2G基站的4～8倍，电路格式由传统2G时代基于TDM（时分复用）的2M、155M接口，逐步向FE（100M以太网接口）和GE（1000M以太网接口）格式演变；业务承载安全可靠性与2G相同，同样需要达到电信级的承载标准。随着PTN（分组传送网）、OTN（光传送网）由试商用逐步转向商用化阶段，PTN与OTN在城域传输网的组网模式已经成为各大运营商关注的焦点。

2 本地传输网发展演进

虽然中国移动已经进入3G运营时代，但预计3G对2G的替换过程较为漫长。SDH网络对2G基站承载具有较好的适应性，而且原SDH建设已经达到一定规模，所以SDH网络在现网中仍将长期存在，本地传输网将由原来单一的SDH网络演变为SDH，PTN，OTN多张网络长期并存的局面。对于本地传送网内的3种技术，由于其功能定位及技术特征的不同，相应有着不同的应用场景，对于以上3种技术简单分析如下：

2.1 SDH技术

SDH技术是最为成熟的本地传输网技术，在现网中获得了大量应用，基于电路交换，可以进行高阶及低价的业务交叉处理，其支持的业务颗粒主要为2M，155M及FE等，系统容量以2.5G 及10G为主，组网保护功能较强，安全可靠性高，OAM功能完善。SDH技术对TDM业务具有很好的适配性，但目前城域网业务已经呈现出明显的全分组化发展趋势，SDH网络已不能适应未来分组业务的承载需求，已经陆续被PTN技术所替代。

2.2 PTN技术

PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务的端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；具备丰富的保护方式，遇到网络故障时能够实现基于50ms的电信级业务保护倒换；继承了SDH技术的操作、管理和维护机制，具有点对点连接的完美OAM体系，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力；完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心IP业务；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA等优点。PTN支持包括2M，155M，FE 等多种颗粒，系统容量主要包括GE及10GE。PTN技术定位于3G 基站业务及对安全要求比较高的集团专线业务承载，目前正处于应用初期，将在本地传输网领域获得较为广泛的应用。

2.3 OTN技术

OTN技术是融合了WDM及SDH两种技术各自优点的新一代波分技术，支持组网应用，具备组网保护及OAM功能，系统容量以40×10G及80×10G为主，目前单波道容量正在向40G及100G演进，业务接口包括FE，GE，2.5G及10G，不支持小颗粒业务精细

化处理，但可以实现GE及2.5G等颗粒的灵活调度。OTN技术标准已经基本成熟，在城域网领域已经获得规模商用，由于业务发展的驱动，目前技术标准仍在继续完善之中。OTN技术主要定位于城域大颗粒数据业务的承载及调度，在本地传输网的骨干及汇聚层具有较大的应用空间。

3 组网模式

中国移动本地传输网在原有SDH网络基础上引入PTN和OTN 技术组网后，本地传输网的构成将发生显著的变化，组网方式更加多样。三种技术都可以独立组网，但混合组网的形式适应性更强。下面具体分析一下PTN独立组网和PTN+OTN混合组网的形式。

3.1 PTN独立组网

PTN独立组网也就是纯PTN组网模式，从接入、汇聚到骨干层全部采用PTN设备组网，接入层采用GE速率组网，汇聚、骨干层采用10GE速率组网，各层面环环相扣，如图3.1。

优点：a）纯PTN组网模式延续SDH的典型组网应用模式与网络维护习惯，易于管理和维护。b）其网络架构有利于业务开通配置和端到端调度，有利于时间同步信号在全网传送。

缺点：a）PTN组网速率目前只有GE、10GE两级，如果采用PTN建设二级以上的多层网络结构，导致上下层网络速率的不匹配。b）骨干层面的容量不足时，需叠加环网或增加链路，拓展性相对较差。c）对于地域较大本地网，PTN组网会受到距离限制。

3.2 PTN汇聚接入环+OTN骨干链路

汇聚层以下采用PTN组网，各县市汇聚上行的GE、10GE链路，通过骨干层OTN网络承载，具体组网为接入层采用GE速率组环，汇聚层采用10GE速率组环，并尽量采用双节点挂环的结构预防汇聚节点和骨干节点单节点失效风险。在骨干层通过OTN网络提供的GE或10GE链路将每个县市PTN汇聚层设备与相关业务落地节点设备直接相连。落地节点的两套PTN设备与BSC设备对接，并引入LAG保护，以避免单接口失效引起的大量业务中断，实现安全分担。

1）优点：a）各县市通过汇聚层局端PTN设备对于出口业务进行汇聚，PTN上行落地层设备的链路利用率高。b）骨干层采用IP over OTN方式承载，充分利用了波分系统良好的扩展性。

2）缺点：a）联合组网可能会影响部分PTN的端到端组网特性，增加PTN网络电路资源配置与管理的难度。

3.3 PTN汇聚接入环集中汇聚+OTN骨干汇聚链路

主要特点是OTN网络下沉至县市乡镇汇聚节点， 利用汇聚层OTN网络组成PTN接入环一级网络，PTN接入环在县市骨干节点集中汇聚，骨干层以上同模式一。

1）优点：a）GE PTN接入环全部挂接县市局端节点PTN设备，并对县市上行核心节点落地PTN设备的链路进行汇聚整合，汇聚效率高。b）PTN组网结构简单，所有PTN接入环挂接在骨干节点汇聚PTN设备上。c）投资较小，汇聚节点不配置汇聚PTN 设备。

2）缺点：a）由于PTN接入环未经汇聚，承载在汇聚层OTN的GE链路多，波道利用率下降。b）所有接入环都挂接在两套汇聚节点的PTN设备上，对汇聚节点的PTN设备的接入汇聚能力要求高。

3.4 PTN汇聚接入环分散汇聚+OTN骨干汇聚链路

主要特点是OTN网络下沉至县市乡镇汇聚节点，利用汇聚层OTN网络组成PTN接入环一级网络，PTN接入环在各汇聚节点分散汇聚，骨干层以上同模式一。

1）优点：a）节约汇聚环波道资源。PTN汇聚节点分散到各个乡镇汇聚节点，PTN接入环先通过各汇聚节点PTN设备汇聚若干个GE链路，再上联汇聚层OTN网络，可节约OTN汇聚环的波道资源。b）节约OTN支路侧设备投资。汇聚层PTN设备GE链路在县骨干节点OTN 设备不落地，直接上联核心节点落地层PTN设备，可节约县骨干节点OTN的支路侧设备投资。c）扩展性好。当现网SDH/MSTP出现容量不足或退网时，可将汇聚节点间的PTN设备通过10GE链路组网，提供高等级大客户接入需求。

2）缺点：a）由于PTN汇聚点下沉，所带的接入环网数量不多时，链路汇聚效率低，加大对骨干核心节点落地PTN设备链路接入和汇聚压力。b）在每个汇聚节点设置PTN设备，投资相对较高。

通过对以上4种组网模式的介绍，下面从安全性、网络容量、维护性、扩展性、建设成本等方面进行比较分析，具体见表3.1。

4 结束语

随着中国移动业务全分组化趋势日趋明显及3G运营的开展，城域网内承载业务量将迅速增长，中国移动在本地传输网建设方面也在积极的应对，引入OTN，PTN网络建设后将大大增强中国移动本地传输网的业务承载能力。

[参考文献]

[1]王晓义.PTN网络建设及其应用[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[2]陈文雄.OTN技术在城域光网络中的应用分析.邮电设计技术，2008.12.

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