PTN技术在广电城域传输网的应用要点

张屹松

【摘要】本文探究了PTN技术在广电城域传输网的运用。首先介绍了PTN技术定义、PTN技术的结构与特点，然后分析了广电城域传输网建设的需求，即业务扩容需求、满足广播电视媒体互联互通需求、满足广播电视网络多化发展需求，最后就PTN技术的应用过程进行了细致描述。得出结论：在PTN技术应用时，应充分考虑现网资源、分析宽带、接口整体需求、搭建共享保护环，在此基础上发挥PTN技术在广电城域传输网建设中的各项作用，以此来起到优化广电城域传输网结构、丰富广电城域传输网功能的效果。本文研究的意义在于梳理以往研究成果并从不同角度提出了PTN技术的应用技巧与方法，为广电城域传输网的持续、稳定运行加了一层保障。

【关键词】PTN技术；广电城域传输网；运用

中图分类号：TN929                           文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.22.006

进入信息化时代，各项计算机网络技术的飞速发展，推动了通信业务IP化发展以及移动化、宽带化、融合化等全业务运营时代的提前到来，广电城域网建设必须有更稳定、更高效、更便捷的技术来支撑。PTN技术的引入，可为广电城域传输网提供更便捷、灵活的业务支持，满足多项业务同步展开需求，表现出较好的安全、兼容性能，故而有必要考虑广电城域传输网实际所需，进行PTN技术灵活应用。本文首先介绍了PTN技术的释义与相关内容，后分析了PTN技术的结构与特点，其后在明确广电城域传输网建设在各个方面发展需求的情况下，提出了PTN技术的诸项应用策略，力求发挥PTN技术的最大功效，稳定开展广电城域传输网建设工作。

1. PTN技术概述

PTN，即Packet Transport Network，即分組传送网，通过相应的光传送网络架构、技术来实现以下功能：在底层光传输媒质、IP业务间设置一个层面，满足统计复用传送、分组业务流量突发性要求，围绕分组业主提供技术支撑，降低使用成本。同时PTN技术支持基于分组交换服务的双向点对点信道连接，提升端对端处理能力，保留SDH（同步数字体系）网络基本特性，如：强自愈功能、同步定时功能、面向连接服务、端到端资源分配等，承载各类数据网络，在可靠性、可用性等方面表现较大优势。

2. PTN技术的结构与特点

PTN以分组为基本传送单位，多用于承载电信级以太网业务，与ATM（异步传输模式）、TDM（时分复用模式）、FC（光纤通道）等业务兼容。其结构与特点如下。

2.1 结构

结合通信网络各阶段发展特征，在网络转型大环境下，PTN网络体系包括以下结构：①分析转型后的通信网络体系，自上而下为控制层、业务层、传输层，就传输层面加以分析，传输层、业务层间的分离，可单独实现各层次功能，保证网络体系高效率运行，避免各层级间的相互影响而干扰数据传播、处理过程；业务层主要是实现PTN网络各项核心功能，接收控制层相关指令，做出相关反馈动作；控制层主要是协助网络体系管理人员做好相关管理工作，如呈现各阶段分组传送情况、进行数据监测等[1]。②PTN技术的灵活应用，将网络划分为：信道层、通路层、段层、传输媒介层，其中信道层提供端到端的数据传输网络服务，通路层负责开辟网络传输隧道，并可将不同客户服务聚合再进行传输，提升数据传输有效性、经济性；段层功能是保障通路层两个节点间信息传输的完整性；传输介质层是网络连接设备间的中间介质，也是信号传输的媒体。

2.2 特点

PTN技术特点主要集中在：①分组交叉，可更好地支持同步复用相关业务，并可与以太网相关业务进行实时交换，可在彻底解决MSTP技术数据处理速度慢等相关问题的同时，提升QoS业务传输效能、拓展PTN技术应用范围。②可扩展性，分层、分域结构提升了PTN网络体系可扩展性，保证了不同类型业务信号能尽心分层传输、交换，并可基于传统的以太网、OTN（光传送网）、SDH（同步数字体系）等搭建网络传输平台，降低成本，具备独立的应用程序、功能等，满足各种条件的业务传输需求[2]。③同步性，包括时间同步、频率同步两部分内容，考虑到PTN技术多用于提供不同分组业务功能，对同步无过多要求，但PTN是整合多类业务的统一平台，为满足TDM业务与其他传输网络应用同步需求，则必须考虑到同步问题，引入差分时钟恢复技术、自适应技术、精确时间协议等技术来为PTN网络提供支持。

3. 广电城域传输网建设的需求

3.1 业务扩容需求

进入新时代，各地光电分公司集团专线业务持续发展、扩容，现有城域传输网所承载业务数量大幅增加，依靠传统的MSTP传输网虽然可满足基本需求，但在大颗粒以太网业务发展上却面临较大压力，尤其是一些发达城市，更需在光电覆盖范围内搭建全新的、功能更加齐全的PTN传输网，满足不同业务接入需求，提升核心竞争力。

3.2 满足广播电视媒体互联互通需求

信息化时代，对于不同媒体间的互联互通有了更大的需求，但就实际而言，很多区域在该方面的建设严重不足，在数据传输、共享上处于较为落后的状态。而在广电城域传输网建设过程中引入PTN技术，可搭建统一平台，提供足够数量、类型的接口，实现PDH光端机、以太交换机、ATM交换机等在PTN网络中互联互通，对接有线电视网接口，提升数据传输、共享效率。

3.3 满足广播电视网络多元化发展需求

进入新时期以后，互动电视用户数量呈爆发式增长，但广播电视网络接口数量有限，难以同时接入海量的互动电视用户，这为其多元化发展带来了一定阻碍。引入PTN技术，在广电城域传输网，布置PTN系统，完善环网传输网，配置隧道跑互动电视业务、隧道跑互联网业务，提供足够带宽，以此来同时满足互动电视业务、互联网业务等各个方面的需求，从而在一定程度上拓展广播电视发展空间，满足广播电视网络多元化发展需求。

4. 广电城域传输网建设中PTN技术的运用策略

4.1 做好准备工作

进行广电城域传输网建设，需做好相关准备工作，包括：①充分考虑现网资源：MSTP（Multi-Service Transmission Platform，多业务传送平台）传输网建设情况、光缆路由拓扑结构与规划等。②分析宽带、接口整体需求，在进行业务通道能力规划时，要求满足当前与下一阶段带宽需求，即所设定的接口类型要求满足不同领域、不同类型客户需求，并给10G环容量平滑升级到100G环容量留出余量。因目前大部分广电城域网能勉强满足应用需求，故而在建设PTN核心环网时初步可接入10G环容量，后续具备升级至100G的空间，接入环支持接入1G/10G，并包括1G、10G、100G业务接口[4]。③搭建共享保护环，部分市区骨干环光缆路由很多时候会因外部因素影响而出现断纤现象，可结合其实际情况设计、部署Wrapping共享环加以保护，确定全环网保护机制，引入骨干汇聚环共享保护环，发挥更大效用，如下图1所示。

图1 骨干汇聚环共享保护环示意图

4.2 确定PTN承载网各环组成结构

PTN承载网建设时，由核心环、骨干环、接入环构成，以此来形成稳定的、层层递进的、相互连接的环网结构，满足不同层级需求，各环组成结构如下所示：①核心环建设，确定广电城域传输网基本架构，选择核心节点，并在核心机房间建设若干核心环，在两个核心节点间布置3条10G保护链路，为核心环与系列业务推进提供稳定保护，按照规范设计方法，初期设置为10G组环，并为升级为100G环网留出余量；在线路侧设计100G/10G接口，提供10G环至100G环网的平滑升级能力；为用户侧则提供1G、10G、100G接口，满足不同应用需求[5]。②骨干环建设，以各个市区机房为中心，参考核心环架构与功能需求组建市区骨干环，组环设置与上述相同；在线路侧设计100G/10G接口，为升级提供可能性；为用户侧同样提供1G、10G、100G接口。③接入环建设，选择双归属或者双路由接入方式，针对四个单点接入模式的机房则选择双路由接入模式，在线路侧设计10G/1G接口，为升级提供可能性；为用户侧则提供1G→10G接口，满足不同应用需求。

4.3 平面管理

为保证PTN技术在广电城域传输网中应用过程稳定、安全，需加强平面管理工作，主要是：①引入OSPF（分组在一起的路由器的集合）区域管理方法，区域内的路由器保存该区域内所有链路和路由器的详细信息，可以将OSPF配置成只保存有关其他区域中路由器和链路的摘要信息。进行OSPF1区域划分时，将PTN設备纳入指定区域，对接专用DCN网络；骨干设备划分为若干骨干环，将各个骨干环、下层接入设备纳入下一层级指定的OSPF2区域，下层接入设备按照接入规模分布到非骨干区域，专用DCN网络、主备接入网元连接路由器，在单独进程OSPF1、OSPF2、OSPF3路由器、OSPF动态路由协议，接入网元中OSPF3进程时重新发布，再将网络体系中的路由对接OSPF1、OSPF2路由域[6]。②所用网络管理服务器借助汇聚交换机访问DCN网络，其中汇聚交换机用于管理PTN网络设备；主备网关单元借助带内DCN与其他网元保持通信，其中DCN VLAN可在网络单元之间的以太网端口上承载网络管理通信消息；通过PTN设备NNU接口开启DCN功能，并在发布OSPF协议、维护路由进程中，加强DCN网络保护，确保其实现可持续运行。

4.4 路由强化设计

要发挥PTN技术更大效能，要求强化路由设计，关注以下要点：①在OSPF1层布置骨干汇聚设备、核心调度设备，在OSPF2骨干层布置汇聚层骨干，在非骨干层布置接入层，非骨干域设定为Stub区域，在ABR（区域边界路由器）设置Total Stub（完全末梢网络）功能，因皆采取了DCN监控，故而默认情况下各个接口均布置在0.0.0.0区域，进行初始化处理，修改相关接口区域。②汇聚层则是进行OSPF2进程，所有汇聚环皆需按照其基本需求组建独立的OSPF2 Area0区域，与接入环Area1、Area2等对接，如果单个汇聚环、下带接入设备总网元数＞200个，可划分OSPF2、OSPF3等多个进程加以管理，避免单个汇聚环域中容纳过多网元，影响网络进程。

4.5 网络业务控制

广电城域传输网运用过程中涉及多方面内容，通过PTN技术强化对各项网络业务的控制力度，关注以下要点：①业务开通，在建成PTN网络后，结合PWE+LSP（边缘到边缘的伪线仿真+分层服务提供程序）协议，进行业务隔离，结合业务类型设置PWE、LSP最大带宽、保证带宽，凸显PTN技术服务质量保障功能、统计复用功能等，且应结合城域传输网基本需求，开通SDN模型，保障网络可进行持续性演进[7]。②业务转发，MPLS-TP（面向连接技术）隧道，结合其配置的下一条IP确定出接口，分析ARP（地址解析协议）信息，确定目的MAC（源mac为当前路由器的接口mac，目的mac为下一条接口的目的mac），规划IP、配置业务封装等相关数据，而业务端口IP、监控端口IP类似，要求各个地址段相互对应，提升管理、维护便利性。③在进行互联接口IP地址分配时，满足以下要求：拓展性要求，引入30位掩码255.255.255.252，节约IP地址空间，在每个层次上为地址分配留出余量，在网络规模扩大时，可保持地址持续性；连续性要求，各组成环按照“逆时针”布置原则，先汇聚、后接入，从近到远对所有汇聚节点分配，并遵循“先环后链”机制。

4.6 网管部署

结合城域传输网不同区域传输需求进行灵活的网管部署，包括两种形式：①带外方式，汇聚层、核心层之间引入带外方式，将核心与汇聚节点上涉及的所有设备配置为网关网元，网元ETH端口对接用户端DCN网络接口，纳入PTN网管体系统一管理。②带内方式，要求同一个网关单元接入的非网关网元数量≤128个，同个OSPF域内网元数量≤64个，引入第三方设备进行混合组网时，须保障设备契合DCN报文所应用的VLAN（虚拟局域网）。为提升通信网络应用稳定、可靠性，要求DCN组网设计为环网，如此可在网元异常、断纤时保护DCN路由体系。

5. 结束语

文章就PTN技术在广电城域传输网的运用展开了重点论述与分析，提出在明确PTN技术特征与结构的基础上，结合广电城域传输网建设的需求，制定PTN技术的运用策略，梳理广电城域传输网中PTN承载网各环组成结构、进行平面管理、路由器强化设计、网络业务控制、网管部署，以此来满足广电城域传输网发展所需。这对后续的相关研究可提供一定的参考，但在实践中，需关注PTN技术的不同发展特征，并结合广电城域传输网发展战略对PTN技术引入方法、时机加以调整，以此来发挥PTN技术的最大效能。

参考文献：

[1]蒋耀宇.城域传送网中PTN+OTN传输技术的应用[J].通信电源技术，2020（7）：217.

[2]赵飞.PTN/OTN新技术在通信长途传输网上的应用[J].中国宽带，2021（7）：107-107.

[3]梁玉娟.PTN业务带宽的分配管理及PTN在城域传送网中的承载应用[J].移动信息，2022（6）：61-63.

[4]李继刚.试分析PTN+OTN传输技术在城域传送网中的应用[J].通讯世界，2020（6）：119.

[5]罗沛.广电5G城域承载网规划研究[J].广播与电视技术，2020（11）：72-77.

[6]李文涛.面向5G发展的城域传输PTN网络演进探讨[J].移动信息，2019（5）：96-98.

[7]张俊平.PTN/OTN传输技术在运营商城域网中的应用探析[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2021（7）：124-125.