PTN/OTN新技术在通信长途传输网上的应用研究

陶贤智

【摘要】在大力发展3G和全业务竞争的大环境下，各省的3G移动回传和宽带专线等数据业务将得到较大的发展。目前各省城域网网络建设相对较薄弱，处于初步建设阶段。各省逐步开始城域网的建设或扩容，以应对全业务市场需要。本文将主要探讨PTN/OTN新技术在通信长途传输网上。

【关键词】PTN/OTN新技术通信长途传输网

传输网的总体发展目标是建成一个大容量、高可靠、调度灵活、可提供差异化服务的基础承载网络，满足客户、业务、和上层网络的发展需求。应致力于以下两个方面，打造承载资源的优势。其一，增加网络弹性、提高网络竞争力，即降低网络扩容或进行业务调整中的人工操作度，提高网络竞争力。其二，在容量膨胀情况下降低建设成本和运行维护成本等承载成本。降低建设成本，对传输来说是提高网络资源的利用率；降低运行维护成本，对传输网络来说是提升智能化程度。可通过引入新技术的方式来进行解决。

一、PTN/OTN新技术

1.1PTN技术

PTN是继承MSTP承载网特性的分组传送网络，相对MSTP组网PTN的最大优势就是通过分组内核实现统计复用，而统计复用必然增加设备对OoS处理能力的要求，对于QoS的部署和管理一直以来都是传统数据网的重点和难点。结合项目3G承载为主的OoS需求特点和简化运维的规划思路，PTN的QoS部署采用如下原则。

（1）QoS应该采用模板化的配置和发放方式，尤其对于基站的业务承载，QoS的配置模板必须具备网络级的配置发放能力。（2）QoS的规划为了提高全网的OoS控制效率，通常在网络边缘节点上实现HQoS控制，而在网络中问节点上只作简单的COS调度。（3）QoS的规划主要包括：流分类、拥塞管理、队列调度等方面的内容。（4）PTN必须具备基于业务流的性能检测能力，检测业务流根据QoS设计所达到的业务承载的SLA要求（即符合3GPP业务承载的丢包率、时延、抖动等方面的需求）。

1.2OTN技术

SDH和WDM技术是目前传送网使用的主要技术。（1）SDH系统功能。SDH网络提供了多种业务的传输功能：PDH、IP、Ethernet等，并提供丰富的保护、管理功能。随着网络带宽的需求越来越大，以VC调度为基础的SDH/SONET网络在传送层方面呈现出了明显不足，不能满足未来骨干网节点的Tbit/s以上的大容量业务调度。（2）WDM系统功能。WDM系统提高了带宽利用率、业务透明传输。采用客户信号直接映射进光通道的方式，使其只能定位于点对点的应用。纯光网络没有性能监视能力，不能保证性能，也不能满足传送网络的一般要求。

OTN是由ITU-T G709、G870、G872、G798等建议定义的一种全新的光传送技术体制，OTN很好地结合了传统SDH和WDH的优势，对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。在光域、OTN可以实现大颗粒的处理，提供对更大颗粒的2.5Gbit/s、40Gbit/s业务的透明传送能力，具有WDH系统高速大容量传输的优势；在电层，OTN使用异步的映射和复用，把SDH的可运营和或管理的能力应用到WDH系统中，形成了一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络。

二、OTN/PTN技術在传送网中的承载关系

网络运营商为了减少在各种业务网络上的运营成本和不必要的投资成本，不得不开始考虑网络融合。每一个网络运营商都试图用尽量少的基础设施来提供尽量多的业务类型。为尽快取得投资回报，传统电信运营商也正试图把居民宽带接入、大企业的数据及视频接入业务集成到已有的语音业务网络中。OTN帧可以支持多种客户信号的映射，如SDH、ATM、GFP、虚级联、ODU复用信号以及自定义速率数据流。这就使得G.709可以传送这些信号格式或以这些信号为载体的更高层次的客户信号如以太网、MPLS、光纤通道、HDLC/PPP、PRP、IP、FICON、ESCON及DVBASI视频信号等，这就使得不同应用的客户业务都可统一到一个传送平台上去。更重要的是，OTN是目前业界唯一的能在IP/以太网交换机和路由器间全速传送10Gbit/s以太网业务的传送平台。在目前迅速向以IP/以太网为基础业务架构的演化中，OTN也越来越成为网络运营商的首选的传送平台。OTN甚至还具有跟SDH类似的虚级联功能，并能支持LCAS。当然，因为OTN的最低速率是2.5Gbit/s（0TUl），目前还没有多少业务需要这么大的粒度来做高效地传送，当下一代100Gbit/s的以太网开始应用时，OTN的虚级联功能可以得到很好的发挥了。

三、PTN/OTN新技术在通信长途传输网上的应用

PTN10GE/40GE技术的现状能力、发展路演：40GEPTN是否可以商用，40GEPTN如果结合OTN波分系统组网，在省干和城域方面是否可行，如在省内干线层布局是否可行、以及40GEPTN的技术路演、100GEPTN技术路演。

3.1新技术引入原则

新技术引入应用思路：省内干线的传送网全面推广应用IP over WDM的方式承载GE颗粒以上电路。根据业务需求，适度建设40*40G/100G的波分平台，进一步增强网络能力，通过10G、40G、100G传输满足不同颗粒电路的需求。新建网络节点采用OTN功能，并在OTN节点间实现子波长调度等OTN组网功能，实现省内干线传送网技术领先、调度灵活、质量一流、安全可靠的发展目标。

移动3G网络建设也是为了满足业务应用日益增长的带宽需求，无论是TD.SCDMA，还是WCDMA，3G系统都是为移动多媒体通信而设计的。3G的核心是数据业务和上网，全球电信运营商总体每用户平均收入（Average Revenue Per User，ARPU）呈现下降趋势，但数据业务的ARPU则普遍呈现上扬趋势。

3.2传输网络组织模式

在充分、合理利用传输技术前提下，全面衡量安全、可扩展和投资成本控制因素，目标是形成层次清晰、功能区分、结构完善的网络。一个标准分层组织的移动城域传输网络应当包含：核心层、汇聚层、接入层3个功能定义清晰的网络层面。在SDH技术体制下，环形网络拓扑因其具有简单、高生存性优点而被普遍采用，因此，总体上概括移动城域传输网络的结构，就是主要以若干环形子网络组成的分层式网络。

中国移动城域网中现存大规模的MSTP设备，现阶段网络的大部分业务仍然是TDM形式的业务，少部分是分组业务。尽管传统TDM业务的比例正逐步减少，但其绝对业务量仍保持继续增长的态势，并将在一个相当长的时期内仍是重要的收入来源。保证已有TDM业务的稳定传送是3G及全业务网络演进的基础，从保证业务的可靠性角度出发，需要维系现有网络的稳定。

新建PTN与老网络在一段时间内共存，新业务在新网络上开展，老业务逐步迁移到新网络，两个网络间存在一定的业务交互，交互点位于MSTP接入环和PTN汇聚环的相交点上。在接入层为MSTP网络，汇聚层为PTN网络的业务对接应用场合下，接入环同时承载TDM和EOS两种业务，为实现业务的互通，接入层的MSTP可以先将EOS业务终结落地，将落地的FE/GE接入PTN网络，也可以将EOS业务通过TDM调度，通过SMT-N光口和PTN网络对接。随着分组业务的增长，可以新建一张端到端的分组承载网络。由于业务发展的不均衡，部分业务量大的区域，还会出现光传送网（Optical Transport Network，OTN）技术应用到汇聚层，而PTN仅应用于接入层的场景，以满足大带宽传送。

3.3组网接入模式

从接入层至核心层全部采用PTN设备，新建分组传送平面，和现网（MSTP）长期共存、单独规划、共同维护的模式称之为独立组网模式。该模式下，传统的2G业务继续利旧原有MSTP平面，新增的IP化业务（包含IP化语音、IP化数据业务）则开放在PTN中。PTN独立组网模式的网络结构和目前的2GMSTP网络相似，接入层GE速率组环，汇聚环以上均为10Gbit以太网速率组环，网络各层面间以相交环的形式进行组网。

独立组网模式的网络结构非常清晰，易于管理和维

护，但新建独立的PTN一次性投资較大，需占用节点机房宝贵的机位资源和光缆纤芯，电源容量不足的局房还需进行电源的改造。此外，SDH/MSTP设备具备1 55Mbiffs、622Mbit/s、2.5Gbit/s、1 0Gbit/s的多级线路侧组网速率，可从下至上组建多级网络结构，相比之下，PTN组网速率目前只有GE和10Gbit以太网两级，如果采用PTN建设二级以上的多层网络结构，势必会引发其中一层环路带宽资源消耗过快或者大量闲置的问题，导致上下层网络速率的不匹配。

同时，在独立组网模式中，骨干层节点与核心层节点采用10Gbit以太网环路互联，在大型城域网中，核心层RNC节点较多，一方面骨干层节点与所有RNC节点相联，环路节点过多，利用率下降，另一方面，环路上任一节点业务量增加需要扩容时，必然导致环路整体扩容，网络扩容成本较高，因此，独立组网模式一是比较适应于在核心节点数量较少的小型城域网内组建二级PTN，二是作为在IP over Wm压/OTN没有建设且短期内无法覆盖到位的过渡组网方案。

参考文献

[1]凌君丽.分组传送网（PTN）的演进.科技资讯，2011（07）

[2]金晓聪.面向LTE时代的分组承载网.邮电设计技术，2012（06）

[3]郭省力，方俊利，张跃虎. LTE FDD链路预算及覆盖估算方法研究.邮电设计技术，2012（07）

[4]曹恒. WCDMA无线网与传输网互联方案优化研究.邮电设计技术，2012（07）

[5]赵永建，许逸斐.基于GSM/WCDMA网络的主流定位技术实现及比较.邮电设计技术，2012（07）

[6]庞伟东. GSM系统AOIP技术研究和应用.邮电设计技术，2012（07）

[7]陈晓辉.分组传送网技术发展回顾和展望.邮电设计技术，2012（07）