基于PTN技术的城域传送网业务发展策略研究

1  引言

城域传送网是一种覆盖城市范围的、提供丰富业务和支持多种通信协议的网络，它的功能是实现业务的本地分流和向长途骨干网的汇聚，需要满足可管可控、业务区分、服务质量、网络安全、新业务支持能力、可扩展性等各方面的要求。在城域网这个业务需求最复杂，技术碰撞最激烈的区域，涌现了很多先进的传送技术，如ATM，SDH，MSTP以及PTN等。随着IP业务的蓬勃发展，传统TDM业务量占比重逐渐下降，因此，目前在城域传送网中占主流的MSTP网络向PTN网络的演进逐渐提上日程。

为了适应各种新兴业务的需求，为各类业务提供一个融合的、统一的传送平台，运营商的传送网络也在IP化的进程中不断探索，努力为客户提供一张稳定、安全、高效、高品质的网络。PTN技术融合了具有数据特性的高效分组交换，以及传送特性的有保障的面向连接技术、电信级保护及OAM功能，因此成为了下一代IP化传送网首选技术。本文将深入分析PTN技术对城域传送网承载业务的发展策略。

2  PTN技术特点

分组传输网PTN是一种面向连接的、以分组交换为内核、承载电信级以太网业务为主，兼容传统TDM、ATM等业务的综合传送技术。PTN聚焦于解决城域传送网汇聚层和接入层上IP RAN以及全业务的接入、传送问题。

（1）PTN技术的特点

●继承MPLS的转发机制和多业务承载能力。PTN采用PWE3/CES协议为各种业务通过伪线仿真提供端到端的、专线级别的传输隧道，以确保连接的可靠性。

●采用面向连接技术，支持统计复用功能。T-MPLS采用二层面向连接技术，去除了IP的复杂路由协议和面向非连接的特性，提高了业务端到端性能保证，更适应城域网环网结构和汇聚型业务需求。T-MPLS具有MAC层统计复用特性，因此应充分研究业务流量的统计特性，设置合理的汇聚收敛比和带宽预留量，提高网络带宽利用率，降低每比特传送成本。

●完善的QoS机制。PTN支持层次化QoS，CoS，DiffServ，RFC2697/2698等特性，满足不同业务的差异化需求，能够以最优的方式利用传输资源。

●强大的OAM。PTN的OAM机制可实现类似SDH丰富开销的能力，很好地继承了传统传送网的维护习惯。MPLS-TP也支持基于MPLS和Ethernet的OAM机制，还支持GMPLS/ASON控制平面技术，实现数据平面与控制平面分离，使得传送网的运行高效且透明。

●继承传送网保护能力。MPLS-TP支持线性保护和环网保护，保证在业务故障时，10ms内检测到故障，50ms内完成保护倒换。

●同步。FFN方案继承了SDH优异的时钟传输特性，不仅支持基于同步以太网的频率同步，而且支持基于1588v2的时间同步，从而可节省对GPS的开支圈。

（2）PTN技术在城域网中的定位

在我国运营商的城域传送网中，PTN 技术主要定位于城域网的汇聚层和接入层，解决以下需求。

●多业务承载：无线基站回传的TDM/ATM以及今后的以太网业务、企事业单位和家庭用户的以太网业务。

●电信级可靠性：需要可靠的、面向连接的电信级承载，提供端到端的OAM能力和网络快速保护能力。

●严格的QoS：TDM/ATM 和高等级数据业务需要低时延、低抖动和高带宽保证，而宽带数据业务峰值流量大且突发性强，要求具有流分类、带宽管理、优先级调度和拥塞控制等QoS能力。

●网络扩展性：在城域范围内业务分布密集且广泛，要求具有较强的网络扩展性。

3  PTN网络业务承载方式

目前，我们的传送网承载的主要业务包括2G TDM基站，3G IP化基站和以太专线业务等。各类业务对于网络指标的要求也各不相同，所以PTN网络需要启用QoS功能，对不同的业务进行针对性的配置，以保证其传送质量。

（1）2G TDM基站业务承载方案

TDM基站业务包括传统的2G基站和尚未进行IP化改造的TD基站。语音业务最大的特点就是实时性，也就是说，语音业务最关键的QoS指标是传输时延，同时，时延抖动也是影响会话类业务的重要指标，严重的时延抖动会导致会话无法正常进行下去。对于丢包率，人类的耳朵却没有那么敏感，可以允许一些短暂的话音停顿。为了保证语音业务的时延和时延抖动指标，通常将该类业务设为最高优先级，并为其预留带宽。

对于TDM业务，所有内容无论是话音，或是数据均统一打包在E1结构内，因此无法对其进行分类识别。所以PTN设备对其不做处理，直接进行透传，2G TDM业务承载方案组网如图1所示。

图1  2G TDM业务承载方案组网示意图

（2）3G IP化基站业务承载方案

PTN网络承载IP化TD基站业务的方式为：在基站侧采用FE口与NodeB设备对接，通过PWE3方式封装，在网络侧通过Tunnel进行转发，在RNC侧通过GE口和RNC设备对接。

IP化的TD基站相较于TDM基站业务，最明显的区别就在于其采用了FE/GE接口，其业务流对PTN设备具有开放性和可见性。因此，PTN设备能够通过VLAN对每一条业务流进行分类、监管和控制，为各种业务提供差异化的服务。

RNC 按照端口为每个基站分配唯一标识的VLAN ID，RNC下的不同端口允许VLAN重号；PTN设备识别报文的VLAN，并映射进路径（LSP），VLAN的优先级对应于通道（PW）的EXP域；在PTN网络中，不同优先级就是不同业务，对PW中的不同优先级采用不同的带宽控制策略；采用E-Line业务实例进行业务传送。每基站配置一条路径（LSP），每路径一条通道（PW），通过通道的优先级区分业务，从而做到对不同业务采用不同的带宽控制，3G IP基站业务承载方案组网如图2所示。

图2  3G IP基站业务承载方案组网示意图

（3）PTN E-LAN/E-LINE专线方案

目前，我们城域网中承载的以太专线可以分为两类，一类是出租专线，通道两端均为客户侧设备；另一类则是CMNET专线接入业务，从客户侧通过PTN网络接入CMNET汇聚层路由器。

对于出租专线业务，由于其应用场景通常为固定带宽，且两端均为客户侧设备，因此运营商并不关心通道上的具体业务内容，只要确保通道两端QoS配置相同，就能保证端到端的传送质量，对业务流的控制由用户设备自行完成。对于CMNET专线接入业务，原有的MSTP接入方式是由传送网提供一条满足客户峰值带宽的通道，具体的业务分类、流量监管等功能由CMNET汇聚层路由器完成。因此会对传送网的资源造成极大地消耗，降低带宽利用率。

从传送网功能来说，PTN网络建设完成后，用PTN设备接入客户侧，就可以在接入端口上直接完成分类功能，根据VLAN对用户业务进行流分类，降低CMNET汇聚层路由器的工作负担；并且针对每一条业务流制定转发策略，根据业务优先级提供差异化的传送服务；在传送网入口处完成第一次的流量监管，节省传送网络资源。以太专线业务承载方案组网如图3所示。

图3  PTN E-LAN/E-LINE专线方案组网示意图

4  结束语

IP化是网络发展的必然趋势，面临技术和网络转型期的通信业正在积极跟进相关技术和产业的发展动向。PTN网络首次在传送网中引入了分组交换的特性，虽然也由此造成了传送网络拥塞的可能性，但是通过对于PTN网络QoS的合理规划，针对每一条业务流制定有效地转发策略，能够把传送网发生拥塞的可能性降到最低，并且根据业务的特性提供差异化的传送服务，保证用户体验。

我们有理由相信，PTN技术在未来的网络发展中，能够更好地适应网络IP化和网络融合的大趋势，更好地完成多业务接入和传送功能，有利于推动城域传输网向着统一的、融合的扁平化网络演进，是各移动运营商组建下一代传输网的最佳选择。