PTN網絡應用與未來

　　1 引言

　　眾所周知，隨著全業務網IP化的發展，承載傳送網IP化已是大方向。PTN技術自提出后便獲得了快速發展，并已成為本地、城域傳送網IP化演進的主流技術之一，在現網中獲得了大量的應用。

　　全球許多運營商都非常青睞PTN技術，他們紛紛組織測試、驗證PTN技術與產品，其中領先的運營商已開始建設PTN商用網絡，用于移動回傳以及組建企業專網等。其中，包括Vodafone等運營商在2008年成功部署了PTN網絡，并且取得了良好的效果；2008—2009年，FT/Orange，Telefonica/O2，T-Mobile等在全球排名位列TOP10的跨國運營商，也紛紛引入PTN用于移動承載網的建設。

　　在國內，中國移動2009年投資30億元建設PTN，業內人士預計中國移動2010年在PTN的投資規模將超過50億元，并已在2010年5月開始集采及測試工作。中國電信和中國聯通也對PTN技術進行了積極的研究與測試，并在積極推進試商用進程。

　　2 國內PTN測試情況

　　（1）中國移動測試情況

　　中國移動在2008—2009年先后組織了3輪PTN技術測試，測試內容包括全業務支持、管理維護、時鐘、壓力測試、設備與網絡安全等，測試廠家包括烽火、華為、中興、阿朗、泰樂和UT等。

　　第一輪 ：2008年8～9月，由工業和信息化部電信傳輸研究所主持對PTN技術與產品的摸底測試，包括全業務支持，OAM，QoS，保護倒換，同步等詳細內容；2008年10月，PTN與MSTP和路由器互通測試；2008年11月，PTN與2G/3G基站互通測試。

　　第二輪 ：2009年 3月中旬～4月底，為現網測試。又可分為兩個階段，第一階段是驗證各種分組城域網技術在單廠家組網方式下的可行性和差異性，重點驗證現網復雜環境下，網絡承載實際基站業務和全業務的能力，以及網絡的運營和管理維護能力，并為下一步網絡演進和部署提供組網思路和方案，為今后中國移動城域傳送網的建設提供依據；第二階段主要驗證多廠家互聯互通以及多技術混合組網的可行性。

　　第三輪 ：2009年5～6月，各廠家PTN互聯互通測試。2009年9月，中國移動進行PTN集采前選型測試，增加滿配置LSP數量下壓力測試、雙歸保護等部分項目及功耗測試；2009年10月，中國移動進行PTN與基站時間同步互通測試；2009年12月，中國移動進行時間同步互通測試。

　　2010年5月，中國移動組織了2010年PTN設備集采測試。

　　（2）中國電信測試情況

　　2009年7～8月，中國電信組織了PTN測試，測試內容包括全業務支持，OAM，QoS，保護倒換，同步等詳細內容，參測廠家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等；2009年10月～2010年1月，進行現網試點。

　　（3）中國聯通測試情況

　　2009年11～12月，中國聯通第一階段測試；2010年1月，第二階段測試；2010年4月，重啟互聯互通測試。參測廠家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等。

　　中國聯通測試包括功能與性能測試、互通與業務場景測試等兩大部分。其中，前者包括業務承載，業務性能，標簽處理能力，網絡保護，QoS功能，OAM功能，設備能力，分組時鐘功能，網管，控制平面功能測試共10 個部分的內容；后者包括PTN 設備互通測試，PTN 與MSTP 設備互通測試，PTN 與IP 數據設備互通組網測試，PTN與WCDMA網絡互通組網測試方案，PTN 綜合業務承載測試方案共5 個部分。

　　（4）烽火通信PTN系列產品參測情況

　　烽火通信CiTRANS全系列PTN產品參加了以上各運營商組織的全部測試，功能和性能均滿足要求，并在各測試中表現優異，獲得各運營商廣泛認可。

　　3 PTN國內現網應用情況

　　（1）中國移動

　　大型本地或城域承載網典型組網如圖1所示：3G基站業務通過FE光/電口接入PTN接入環，通常PTN接入環以GE速率組網。在有條件的網絡 中，GE接入環通常以雙節點與匯聚環跨接，匯聚環以GE/10GE接口通過核心/骨干層的OTN透傳到核心層PTN設備。核心層設備以GE光接口與RNC 對接，實現基站到RNC的回傳承載。

圖1 大型本地或城域承載網組網示意圖

　　這種組網方式可使用全程LSP 1+1/1:1端到端保護，類似MSTP的全程通道保護方式，實現承載網全網的網絡保護。核心/骨干層PTN設備和RNC間也可通過雙歸保護實現PTN與 RNC對接的保護。3G和專線業務通過PTN接入設備上的FE光/電接口直接接入PTN網絡；2M或STN－1等業務則通過PTN接入設備上的仿真盤接入 PTN網絡。

　　在小型的本地或城域承載網中，也可以沒有核心/骨干層的OTN設備，PTN匯聚環直接和核心層PTN對接。

　　（2）中國電信和中國聯通

　　中國電信、中國聯通在積極組織測試的同時，也已在各地積極推進試商用，都是以PTN承載3G和專線業務等。

　　圖2所示為PTN設備用于中國電信或中國聯通同時承載基站回傳和固定接入業務時的組網示意圖，由圖可見，PTN設備可同時接入基站E1電路，基 站FE電路，AG業務，OLT語音業務，網吧基礎數據業務和客戶專線業務等，可以很好地滿足中國電信、中國聯通現網和后續網絡發展的需要。

圖2 基站回傳、固定接入并重的全業務承載網示意圖

　　4 PTN應用中的熱點問題

　　（1）時間同步

　　PTN網絡中，目前均采用IEEE 1588v2實現時間同步。IEEE 1588v2定義了3種時鐘模式：普通時鐘OC（Ordinary Clock）、邊界時鐘BC（Boundary Clock）和透明時鐘TC（Transparent Clock）。OC通常是網絡始端或終端設備，該設備只有一個1588端口，該端口只能作為SLAVE（從端口）或MASTER（主端口）；BC是網絡中 間節點時鐘設備，該設備有多個1588端口，其中一個端口可作為SLAVE，設備系統時鐘的頻率和時間同步于上一級設備，其他端口作為MASTER，可以 實現逐級的時間傳遞；TC是網絡中間節點時鐘設備，可分為E2E TC（End to End TC）和P2P TC（Peer to Peer TC）兩種。

　　在PTN網絡中，IEEE 1588v2實現時間同步主要有兩種模式，即BC模式和TC模式。但根據測試情況和技術實現復雜度來看，目前更傾向于采用BC（Boundary Clock）模式，烽火公司PTN系列產品默認支持BC模式，在各運營商組織的各次測試中性能優異，獲得肯定，完全滿足3G對時間同步的需求。

　　（2）L3VPN（ Virtual Private Network，虛擬專用網）

　　為了滿足未來LTE的S1多歸屬和相鄰X2接口通信的承載需求，PTN設備需要具備L3VPN的演進能力。

　　我們知道，LTE引入了兩個新的接口S1和X2，S1-Flex機制可以讓一個eNB連接到多個SGW/MME（區域池），它是從eNB到 EPC的動態接口，主要用于提高網絡冗余性以及實現負載均衡，目的是實現靈活的業務調度和保護；X2是相鄰eNB間的分布式接口，它承載信令和少量切換數 據，主要用于移動性管理相關信息的傳遞，用以改善用戶跨基站的移動切換時刻的體驗。

　　目前，業界傾向于要求核心層PTN設備支持L3VPN以解決LTE無線業務的回傳。

　　（3）網絡保護

　　PTN網絡支持的保護方式具體如下：

　　●PTN網絡內的保護方式

　　PTN網絡內的線性保護包括單向/雙向1+1路徑保護、雙向1︰1或1︰N (N >1)路徑保護、單向/雙向1+1 SNC/S保護和雙向1︰1 SNC/S保護。

　　PTN網絡內的環網保護包括Wrapping和Steering兩種保護機制，目前基本采用Wrapping保護機制。

　　●分組傳送網與其他網絡的雙歸保護

　　PTN網絡內保護和接入鏈路保護相配合，實現在接入鏈路或PTN接入節點失效情況下的端到端業務保護。

　　圖3所示為節點A到RNC之間的業務用雙歸保護方式實現業務的保護。業務主用路徑為節點A-B-C-D-RNC，備用路徑為節點A-G-F-E-RNC。

圖3 雙歸保護

　　故障情況下（見圖4），當PTN網絡部分主用路徑發生故障，且節點D和RNC之間也發生故障時，業務的路徑變為節點A-G-F-E-RNC。

圖4 故障情況

　　5 PTN技術蓬勃發展的現狀

　　PTN技術的發展歷程是T-MPLS到MPLS-TP的歷程。早在2005年，國際電信聯盟電信標準部門(ITU-T)SG15就開始了T- MPLS的標準化工作。T-MPLS是在MPLS技術的基礎上，基于傳送網的網絡架構對MPLS進行了簡化，去掉了與面向連接無關的技術內容和復雜的協議 族，增加了傳統傳送網風格的OAM和保護方面的內容。2006年，ITU首次通過了關于T-MPLS的架構、接口、設備功能特性等3個標準建議，隨后 OAM，保護，網絡管理等方面的標準建議相繼制訂。

　　2007年，IETF出于MPLS利益之爭以及兼容性問題，開始阻撓ITU-T通過T-MPLS相關標準，2008年2月，ITU-T同意和IETF成立聯合工作組（JWT）來共同討論T-MPLS和MPLS標準的融合問題。聯合工作組（JWT）由ITU-T的T-MPLS Ad Hoc組和IETF的MPLS互操作性設計組(MEAD)組成，專門做T-MPLS的*估工作；2008年 4月，JWT經過一系列的會議討論，決定ITU-T與IETF合作開發相關標準，ITU-T將傳送的需求提供給IETF，并通過IETF的標準程序擴展 MPLS的運行維護管理、網絡管理和控制平面協議等，使之滿足傳送的需求，技術名稱更改為MPLS-TP，由IETF定義MPLS-TP，MEAD負責。

　　截止到目前，IETF已通過多個RFC（見圖5），并在轉發機制，OAM，生存性，網管和控制平面等5部分繼續發展完善中，還有大量的草案有望在即將到來的IETF會議上獲得通過。

圖5 PTN技術發展歷程