PTN传送技术

何光文

摘 要：本文介绍了传统基于 TDM 传送网逐步演进到分组传送网的过程及出现的一些传送网新技术，重点介绍了PTN技术的特点和工作机制，明确了下一代传送网的发展方向。

关键词：OTN；ASON；PTN；TMPLS；MPLSTP分组传送网

一、传送网技术的发展

早期传送网技术有PCM、PDH等，随着人们对高复用速率需求不断提高，SDH（同步数字体系）获得了广泛的应用。

SDH具有带宽复用灵活、维护管理功能强大等特性，具备多种保护功能和快速的故障恢复时间。但SDH系统是专门为语音量身定做，SDH最小复用单元是VC容器，VC容器的大小固定，对于传送固定速率的语音业务，有较高的带宽利用率，但对于基于分组的数据业务，其速率不固定，用SDH传送数据业务，利用率较低。随着IP技术和互联网的快速发展与广泛应用，大量的分组业务对网络的动态带宽要求愈来愈高，于是产生了基于SDH网络的MSTP（多业务传送平台）平台。

MSTP通过在SDH的用户侧增加以太网接口和ATM接口来实现对数据业务的支持，其核心仍是SDH。

随着互联网用户的急剧增长，IP承载网所需带宽及颗粒度不断增大，而SDH网络以VC调度为基础，交叉颗粒较小、调度复杂，在扩展性和效率方面表现出明显不足，在光层上直接承载IP/MPLS的扁平化架构已经成为大势所趋。于是出现了电控光交换的OTN（光传送网）技术，即电层逻辑控制，光层完成交换与传送， OTN自上世纪末提出以来，经过多年的发展与等待，终于在大颗粒业务需求的推动下形成了大规模的系统应用。

受到 IP业务高速增长所产生的带宽需求以及波分复用技术所引入的新型带宽利用模式的双重驱动 ， 传统光网络正发生着“量”（宽带化） 和“质”（智能化） 的深刻变革。传统传送网分网管和传送两个层面，ASON将网管层面的网络连接功分划出来，成为控制层面，通过分布式信令控制完成网络连接的自动建立，从而将数据网络的动态交换概念引入到传送网中。控制平面通过动态交换光网络的拓扑信息、路由信息以及其他控制信息 ， 自动完成光通道的动态建立和拆除 ，并动态分配网络资源。控制平面的引入，实现了传送技术的智能化，可以在秒数量级提供端到端的电路，大大缩短了业务提供和拓展时间。

ASON控制平面的关键技术是GMPLS技术。GMPLS是2001年IEFE提出开发的面向光网络的通用的MPLS协议。GMPLS拓展了传统的MPLS，可以支持多种类型的交换，包括TDM、波长和空间交换，同时GMPLS的标签连接没有采用逐跳路由隧道，而是采用显式路由，满足了网络对质量保障的要求。

ASON基于SDH、MSTP或是OTN等传送网技术，ASON通过GMPLS的标签连接实现了动态的TDM、波长和空间交换，路由选择灵活、能够快速提供端到端电路，但带宽分配依然是静态的，统计复用技术未能被有效利用，于是后来又推出了能够实现动态连接和动态带宽分配的PTN（分组传送网）方案。

二、PTN传送技术

PTN是一种以分组作为传送单位，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM和以太网等业务的综合传送技术， 是结合网间互联协议（IP）/多协议标记交换（MPLS）和光传送网技术的优点而形成的新型传送网技术；PTN具备高效统计复用、灵活感知业务特性及差异化服务质量（QoS）等分组技术的传统能力，继承 IP/MPLS 技术的开放灵活，支持多业务提供，总体使用成本（TCO）低的优势；作为电信级业务的承载體，PTN保留了光传送网具有的强大的端到端的业务管理、层次化的运行维护管理（OAM）及电信级保护等传统优势；

目前，PTN有两大主流技术：传送技术结合MPLS的代表TMPLS/MPLSTP技术和以太网增强技术的代表PBBTE技术，TMPLS/MPLSTP技术在竞争中获得了快速发展，倍受业界关注。TMPLS/MPLSTP技术简化了MPLS技术中与传送无关的三层技术，增强了运行维护管理（OAM）和保护机制，采用显式路由隧道，满足了网络对质量保障的要求，体系结构与ASON相同，即划分为控制平面、管理平面和传送平面等三个层面，控制平面完成业务接纳、分布式信令控制、路由控制及保护恢复等功能；管理平面完成传送平面、控制平面和系统整体的管理功能，负责所有平面间的协调和配合；传送平面的主要完成客户数据、信令信息、运维数据的适配和转发。控制平面为可选，支持静态配置，因而即使没有控制平面也能正常运行。

PTN提供 “柔性”传送管道，适合各种粗细颗粒业务，支持现有以及未来的分组业务，通过 PWE3（伪线）机制实现面向连接的多业务统一承载。 PWE3（PseudoWire Emulation Edge to Edge）端到端的伪线仿真，又称VLL （Virtual Leased Line ） 虚拟专线，是指在分组交换网络PSN中尽可能真实地模仿ATM、帧中继、以太网、低速TDM电路和SDH等业务的基本行为和特征的一种二层业务承载技术，保证各类业务穿越PSN而性能只受到最小的影响。

在当前的现网中，OTN因其大容量的组网能力，已渐渐成为网络核心层的主要传送技术，而PTN因其具备灵活快速的组网能力和带宽的高效利用，大量应用于网络的汇聚层和接入层，OTN+PTN联合组网模式凭借其强大的IP业务接入汇聚能力、灵活快速的调度能力，推动城域传送网向统一、融合、扁平化的网络演进，是组建下一代传送网的最佳选择。

参考文献：

[1]杨一荔.PTN技术.人民邮电出版社，2014.

[2]张沛，赵正一，等.城域网的业务需求及其与MSTP网络互联互通场景分析[J].信息通信技术，2012，27（2）.

[3]王碧芳，杜玉红.光传送网络和设备SDH与PTN.成都西南交大出版社，2017，08.

[4]王健，等.光传送网OTN技术、设备及工程应用.人民邮电出版社，2016.

[5]毛谦.ASON技术的发展与应用.中国新通信，2007，（2）.