分组传送网(PTN)技术及发展分析

沙联宝 马志远

（同信通信股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150090）

PTN技术以其独特的优势立足于网络市场，并被广范应用于各行各业，实现端到端的可靠承载。但是，随着移动业务的快速发展，PIN网络同样也面临着巨大的挑战，需要不断开放网络能力，由于传统的PIN网络业务受限，需要通过对其研究，不断升级和优化网络结构，最大化降低网络的成本，提升网络的使用效率。

1 体系架构分析

PTN设备网络分为三层，有接入层、汇聚层以及核心调度层（如图1 所示）。一般来说，PTN技术是一种新型的承载技术，融合多方优点，完美地继承了SDH的理念，主要承载的是电信级以太网等相关业务，如下文介绍。

图1 PTN 组网的核心网络结构图

1.1 PTN与SDH的建网差异

PTN技术主要是采用弹性管道的理念，用来对业务的开发，实现分组交换。同时，其段层的保护并未完全达到，对于端到端的业务采用LSP，虽然没有群路和支路的区分，但是具有丰富的端口资源，节点配置比较复杂；对于SDH 来说，主要是采用固定管道理念，具有成熟的保护方式，用来对于TDM业务的开发，采用的群分支路，对于通道、VC12 等配置节点等比较简单。在建网时差异性体现在：一是，采取总线型结构实现对于汇聚/接入层的配置，单个骨干汇聚点会给网络带来更多汇聚环，同时稳定性比较高，接入能力优。

1.2 PTN与SDH/MSTP 网络间架构的关系

架构一：MSTP 和PTN实现共存的局面。前者主要是承载的是TDM业务，根据用户不同的业务需求，利用PTN 技术来承载分组业务，通过在汇聚层以及核心调度层建设第二平面，促进业务的扩建；利用接入层满足设备的承载，通过MSTP 插盘扩容等方式解决TDME1的需求。

架构二：建设PTN并替换MSTP，不断增加业务量，最大化降低TDM业务的承载，借助于汇聚层等建设新网络，接入层满足站点的新增需求。一旦出现扩容现象，将MSTP 替换为PTN设备。

架构三：升级MSTP 并支持PTN 功能，通过MSTP 设备有效对内核和接口进行升级，以便满足对于TDM和IP 类的业务的处理。为降低使用成本，采用升级优化的MSTP，同时兼容PTN 功能是不错的选择，但是站在长远的角度分析，PIN更加具备其独特的优越性——更易扩展性，因此，最佳的选择是MSTP 和PTN两者共存形成两个层面。

1.3 PTN与OTN组网架构探讨

架构一：PTN独立网组（拓扑架构如图2 所示），类似SDH，主要是核心层到接入层之间采用该组网设备，GE 速率组网设置接入层，组Mesh 结构等核心层，汇聚层一般采用10GE 速率组网。利用核心层提供大的通道，主要解决转接业务，利用汇聚层和接入层实现带宽的统计复用。该架构有利于同步信号的传送，实现对于业务的开通配置等，具有着得天独厚的优势，但是扩展性不强。

图2 PIN 独立组网拓扑架构

架构二：OTN核心+PTN汇聚接入联合组网（拓扑架构如图3所示）主要是提供大颗粒波分疏导，核心层利用OTN调度。该架构的优点是扩展性好，但是难以管理，要求更高。

图3 联合组网拓扑架构1

架构三：OTN核心汇聚+PTN接入联合组网（如图4 所示），两者需要共同设置汇聚点，实现网络的控制和管理。但是如果在设备接入多个GEPTN 环时，需要双挂接汇聚节点PTN 设备，借助于ONT 将调度落到PTN 设备，这一架构扩展性良好，能够有效节约OTN汇聚环的波道资源，但是效率低下。为满足网络更加宽阔的接口和网络更加灵活的流向，出现的S1 和X2 接口对PIN提出更高的要求，有两种方案选择：一是，利用PTN+CE 路由器，利用路由器完成IP 业务的转发和调度，能够X2 接口的转发功能等；二是，采用PTN 技术实现对于端到端的组网，可以简化L3VPN 方案，采用核心层实现IP 转发能力，完成转发和调度。从目前的使用效果来看，该方案更加成熟可靠，能有效降低网络结构，同时提高网络的灵活调度能力。

图4 联合组网拓扑架构2

2 实现协议分析

PTN技术支持的是双向点对点连接通道，实现分组传送网有两种：T-MPLS（传送多协议标签）和PBT（运营商骨干传送），同时具有多种组网的能力其中，PTN各种技术演进如图5 所示。

图5 PTN 各种技术演进

T-MPLS是基于ITU-TG.805 进行传输网络的构建，涵盖多种功能实现对于网络的管理，有效解决当前网络效率低下的问题，能够实现点到点以太网的业务，一旦面临复杂业务，虽然可以采用VPLS方式实现网络连接，但是成本过于昂贵，一种新型的结合MPLS技术上的分组传送技术应运而生——改进协议T-MPLS/MPLS-TP。该协议将客户信号进行有效的转发，同时去除MPLS无连接特性，实现有利于数据业务传送的业务，去除了协议的复杂性，简化平面，去除不必要的操作利用成熟的标签实现多业务的支撑，该业务更加严谨，同时更加适宜传送网络平滑演进。其中，T-MPLS架构设备网络分为三层，有传送平面、管理平面、控制平面，传送平面实现对于数据的传送以及信息和网络的管理；管理平面主要实现的是管理功能，同时为平面之间提供协调操作功能等；控制平面主要是采用ASON/GMPLS协议，同时具有多样功能，比如：选择合适路由、发布链路状态信息等。T-MPLS具有良好的生存性，主要是通过倒换技术和恢复技术实现，一旦出现错误，会对相关路径进行重新计算等。而PBT是基于IEEE802.1ah-PBB的扩展，利用标准以太网，使得其具有良好的兼容性。其主要具有面向连接的特征，利用系统和控制协议实现完备的网络功能，同时关闭传统的系统功能，使得大幅度降低广播包的泛滥。T-MPLS与PBT技术同时具备SDH的性能，较高的可靠性，是一种可运营化的网络架构，但是两者在实现对于数据转发等的方式不尽相同。前者能够有效降低网络的复杂性，优势比较明显，标准处于先列；后者主要是规避网络缺点，成本比较低，但是标准化开展工作较晚，其在应用上需要大量链接，缺乏公平性算法，不具备广泛的通用性等。而T-MPLS具有良好的互通性，很多生产商的认可，因此T-MPLS成为当前PTN的主流技术。

3 技术实现及应用优势

PTN其实现技术是一种综合传送网技术，包含同步技术、OAM技术、端到端QoS技术，交叉技术等。PIN技术在应用方面具有广泛的优势，得到广大运营商的青睐。主要有三个方面：一是，PTN在应用上具有较强的兼容性强，同时网络的使用成本较低。它主要是利用各种技术实现对于数据的传送，能够最大限度保护现有网络，使得使用的成本比大幅度地降低，对现有的大的基站天线模块的改造或设计，降低网络建设的难度和成本，借助于时间同步技术，降低对网络的安装难度，同时便于对网络的维护，节省成本。二是，实现对于资源的共享，大幅度提高对于资源的使用效率，随着网络的快速发展，传统的数据传送模式不能满足现有的用户需求，需要借助于先进的技术对网络进行更新。而PTN设备采用统计复用对数据进行传送，能够有效提升带宽的使用效率，有效解决之前无法有效处理突发性业务的根本缺陷。三是，PTN具有较强的保护性，同时流量明确，是路由型的。能借助于自动保护倒换实现对于路径的保护，利用折回等机制，实现保护功能。

4 未来发展展望

考虑到分组传送网络的特点和实际应用需求，应该予以多方面的考虑，首先需要采用非结构化方式，满足不同商家的需求；其次在实现端到端业务时，应着重考虑QoS，但是实际机制应该予以进一步的考究；再次建议采用同步以太网提供频率同步，实现高精度同步方案；最后在OAM角度上应该着重考虑OMA的业务能力，规范化OAM，同时，建议采用UMI 接口，实现业务与OAM互通有无，规范NNI 接口，实现基于NNI的互通。

5 结论

综上所述，PIN技术已经在互联网快速发展的环境下不断趋于成熟和完善，应该紧密结合网络部署，完成网络结构的合理搭建，实现基于分组传送网对业务的最佳承载。