PTN网络线性保护和环网保护对比简析

朱家胡等

【摘要】 PTN网络商用初期，主要采用线性保护实现业务在网络内部的自动保护倒换，随着PTN环网保护技术的发展成熟，线性保护不再是网络内保护的唯一选择。本文将从网络可靠性、配置和维护便利性、资源利用率、适用网络拓扑和网络扩容能力等几方面，对PTN线性保护和环网保护进行对比分析。

【关键字】 PTN 线性保护 环网保护一、概述

PTN网络是基于分组交换、面向连接的多业务统一传送技术，提供了“柔性”管道，更适应分组业务的突发性和统计复用，节省带宽资源，同时支持传统时分复用（TDM） 和异步传输模式（ATM）业务，是传统“刚性”管道SDH技术的代替技术之一。

国内三大运营商中，中国移动是PTN技术主要倡导者，2009年中国移动开始PTN网络商用，由于环网保护技术尚未形成标准，主要采用线性保护实现业务在网络内的自动保护倒换。随着网络规模不断扩大，故障场景逐渐增多，线性保护一些不足逐渐呈现出来。2012年，国内PTN环网保护技术得到了快速发展，并在广东移动率先进行试验应用。

二、PTN线性保护和环网保护简介

目前，PTN网络内保护技术主要包含线性保护和环网保护。PTN线性保护包含隧道线性1+1/1：1保护和伪线1+1/1：1保护，应用于业务源端和宿端具有两条独立路径的场景，实现业务端到端的保护和倒换。

PTN环网保护技术借鉴SDH环网保护，结合分组网络技术特征，在业务通道层以下抽象出独立的逻辑环网保护层，即通过在隧道LSP和端口之间抽离出一个环网层次（Ring LSP），在该层上实现环网保护的功能，PTN环网逻辑层次结构如图1所示。

PTN环网保护技术主要用于环形网络拓扑，隧道承载在环网通道之上。当故障发生时，通过环网自动保护和切换，达到隧道不中断的目的。

三、 两种保护方式的对比

下面将对PTN网络线性保护和环网保护在网络可靠性、配置与维护工作量、网络资源利用率、适用网络拓扑和网络扩容能力等方面进行对比分析。

3.1 网络可靠性

目前，传送网络一般均采用“接入-汇聚-核心”三层网络架构，PTN网络也不例外，多点故障场景可分同层同侧、同层异侧、异层同侧和异层异侧四种场景。

在发生单点故障时，如果采用线性保护，工作通道故障，线性保护将业务倒换到保护通道承载，业务不中断；如果采用环网保护，环网发生倒换自愈，对于环网承载的隧道而言，相当于环通道无故障，隧道及所承载业务不中断。

在多点故障场景中，采用线性保护时，在发生同层异侧、异层异侧多点故障时，工作通道和保护通道同时中断，业务发生中断；同层同侧和异层同侧多点故障时，工作通道和保护通道只中断一条，业务正常。采用环网保护时，只有在同层异侧多点故障场景中，因环正、反向通道同时中断，环网保护失效，业务发生中断。而在同层同侧、异层同侧和异层异侧多点故障时，只影响环网单向通道，环网发生倒换自愈，业务正常。因此，就网络可靠性而言，环网保护高于线性保护。

3.2 配置与维护

采用线性保护的每条业务都需要单独配置保护组，需要提前进行通道路径规划，防止主备用通道同路由，保护组数量与业务紧耦合。配置环网保护时，每个环配置一次环网保护，隧道承载在环网通道之上，环网数量只与物理环有关，与业务量无直接关系。

采用线性保护时，一旦发生网络故障，经过故障点的所有线性保护出现告警，告警数量与故障点穿通业务量成正比，往往达到几十条至上千条告警，给维护工作带来巨大困扰。采用环网保护时，故障点一般只影响个别环网，环网产生告警量仅为几个至十几个，告警数量远远小于线性保护。

3.3 资源利用率

线性保护的工作通道和保护通道均需要配置带宽，带宽利用率为50%。环网保护则需要在环上预留倒换冗余通道，带宽利用率同样为50%；每个保护组、保护环都需要启用OAM，实现路径检测。一般线性OAM带宽为0.2424M，环网OAM带宽为0.252M。若采用线性保护，全网OAM占用带宽为0.2424M*业务数量；若采用环网保护，需要占用带宽为0.252M*环网数量。一个运营商的中型PTN网络（PTN设备总数量约2500至4000），PTN网络业务数量达数万条，而环网数量只有几百个，因此环网保护OAM占用总带宽远远小于线性保护，更加节省带宽资源。

3.4 适用网络拓扑及网络扩容能力

线性保护可用于任何具有两条路径的网络拓扑结构，实现业务端到端保护倒换，网络加减点简单；而环网保护只针对环形拓扑结构，环与环之间结构比较复杂时，进行相交点增减等操作时，操作比较复杂。

目前，设备厂家通过不断优化环网操作工具，环网保护和线性保护在操作复杂度方面的差距已经越来越小。

四、总结

线性保护伴随PTN技术与生俱来，在现网得到了大量的应用。但因其不具备抵抗多点故障，配置工作量大，一旦出现故障产生大量告警，给故障定位和处理都带来不少压力。环网保护技术几经波折，最终在国内得到快速发展，技术成熟度越来越高，配套维护工具也日趋完善，其网络可靠性、配置和维护便利性、带宽利用率等方面均优于线性保护，对于新建网络，环网保护更具优势。

对于中国移动等运营商现有PTN网络，基本沿用了SDH网络环形结构。针对网络拓扑而言，接入层、汇聚层基本为简单单环结构，部署环网保护容易。但一些核心层网络结构比较复杂，部署环网保护之前，必须对网络结构和业务进行优化调整，部署难度比较大。此时，可先采取线性保护叠加环网保护的方式，在接入层、汇聚层部署环网保护，同时保留业务线性保护，达到抵抗多点故障的目的。后续根据实际情况，逐渐推动核心层环网保护部署。