PTN網(wǎng)絡(luò )應用與未來(lái)

　　1 引言

　　眾所周知，隨著(zhù)全業(yè)務(wù)網(wǎng)IP化的發(fā)展，承載傳送網(wǎng)IP化已是大方向。PTN技術(shù)自提出后便獲得了快速發(fā)展，并已成為本地、城域傳送網(wǎng)IP化演進(jìn)的主流技術(shù)之一，在現網(wǎng)中獲得了大量的應用。

　　全球許多運營(yíng)商都非常青睞PTN技術(shù)，他們紛紛組織測試、驗證PTN技術(shù)與產(chǎn)品，其中領(lǐng)先的運營(yíng)商已開(kāi)始建設PTN商用網(wǎng)絡(luò )，用于移動(dòng)回傳以及組建企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)等。其中，包括Vodafone等運營(yíng)商在2008年成功部署了PTN網(wǎng)絡(luò )，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(yíng)商，也紛紛引入PTN用于移動(dòng)承載網(wǎng)的建設。

　　在國內，中國移動(dòng)2009年投資30億元建設PTN，業(yè)內人士預計中國移動(dòng)2010年在PTN的投資規模將超過(guò)50億元，并已在2010年5月開(kāi)始集采及測試工作。中國電信和中國聯(lián)通也對PTN技術(shù)進(jìn)行了積極的研究與測試，并在積極推進(jìn)試商用進(jìn)程。

　　2 國內PTN測試情況

　?。?）中國移動(dòng)測試情況

　　中國移動(dòng)在2008—2009年先后組織了3輪PTN技術(shù)測試，測試內容包括全業(yè)務(wù)支持、管理維護、時(shí)鐘、壓力測試、設備與網(wǎng)絡(luò )安全等，測試廠(chǎng)家包括烽火、華為、中興、阿朗、泰樂(lè )和UT等。

　　第一輪 ：2008年8～9月，由工業(yè)和信息化部電信傳輸研究所主持對PTN技術(shù)與產(chǎn)品的摸底測試，包括全業(yè)務(wù)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(wǎng)測試。又可分為兩個(gè)階段，第一階段是驗證各種分組城域網(wǎng)技術(shù)在單廠(chǎng)家組網(wǎng)方式下的可行性和差異性，重點(diǎn)驗證現網(wǎng)復雜環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò )承載實(shí)際基站業(yè)務(wù)和全業(yè)務(wù)的能力，以及網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)和管理維護能力，并為下一步網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)和部署提供組網(wǎng)思路和方案，為今后中國移動(dòng)城域傳送網(wǎng)的建設提供依據；第二階段主要驗證多廠(chǎng)家互聯(lián)互通以及多技術(shù)混合組網(wǎng)的可行性。

　　第三輪 ：2009年5～6月，各廠(chǎng)家PTN互聯(lián)互通測試。2009年9月，中國移動(dòng)進(jìn)行PTN集采前選型測試，增加滿(mǎn)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(dòng)進(jìn)行PTN與基站時(shí)間同步互通測試；2009年12月，中國移動(dòng)進(jìn)行時(shí)間同步互通測試。

　　2010年5月，中國移動(dòng)組織了2010年P(guān)TN設備集采測試。

　?。?）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(yè)務(wù)支持，OAM，QoS，保護倒換，同步等詳細內容，參測廠(chǎng)家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等；2009年10月～2010年1月，進(jìn)行現網(wǎng)試點(diǎn)。

　?。?）中國聯(lián)通測試情況

　　2009年11～12月，中國聯(lián)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(lián)互通測試。參測廠(chǎng)家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等。

　　中國聯(lián)通測試包括功能與性能測試、互通與業(yè)務(wù)場(chǎng)景測試等兩大部分。其中，前者包括業(yè)務(wù)承載，業(yè)務(wù)性能，標簽處理能力，網(wǎng)絡(luò )保護，QoS功能，OAM功能，設備能力，分組時(shí)鐘功能，網(wǎng)管，控制平面功能測試共10 個(gè)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(wǎng)測試，PTN與WCDMA網(wǎng)絡(luò )互通組網(wǎng)測試方案，PTN 綜合業(yè)務(wù)承載測試方案共5 個(gè)部分。

　?。?）烽火通信PTN系列產(chǎn)品參測情況

　　烽火通信CiTRANS全系列PTN產(chǎn)品參加了以上各運營(yíng)商組織的全部測試，功能和性能均滿(mǎn)足要求，并在各測試中表現優(yōu)異，獲得各運營(yíng)商廣泛認可。

　　3 PTN國內現網(wǎng)應用情況

　?。?）中國移動(dòng)

　　大型本地或城域承載網(wǎng)典型組網(wǎng)如圖1所示：3G基站業(yè)務(wù)通過(guò)FE光/電口接入PTN接入環(huán)，通常PTN接入環(huán)以GE速率組網(wǎng)。在有條件的網(wǎng)絡(luò ) 中，GE接入環(huán)通常以雙節點(diǎn)與匯聚環(huán)跨接，匯聚環(huán)以GE/10GE接口通過(guò)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(shí)現基站到RNC的回傳承載。

圖1 大型本地或城域承載網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

　　這種組網(wǎng)方式可使用全程LSP 1+1/1:1端到端保護，類(lèi)似MSTP的全程通道保護方式，實(shí)現承載網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )保護。核心/骨干層PTN設備和RNC間也可通過(guò)雙歸保護實(shí)現PTN與 RNC對接的保護。3G和專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)通過(guò)PTN接入設備上的FE光/電接口直接接入PTN網(wǎng)絡(luò )；2M或STN－1等業(yè)務(wù)則通過(guò)PTN接入設備上的仿真盤(pán)接入 PTN網(wǎng)絡(luò )。

　　在小型的本地或城域承載網(wǎng)中，也可以沒(méi)有核心/骨干層的OTN設備，PTN匯聚環(huán)直接和核心層PTN對接。

　?。?）中國電信和中國聯(lián)通

　　中國電信、中國聯(lián)通在積極組織測試的同時(shí)，也已在各地積極推進(jìn)試商用，都是以PTN承載3G和專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)等。

　　圖2所示為PTN設備用于中國電信或中國聯(lián)通同時(shí)承載基站回傳和固定接入業(yè)務(wù)時(shí)的組網(wǎng)示意圖，由圖可見(jiàn)，PTN設備可同時(shí)接入基站E1電路，基 站FE電路，AG業(yè)務(wù)，OLT語(yǔ)音業(yè)務(wù)，網(wǎng)吧基礎數據業(yè)務(wù)和客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)等，可以很好地滿(mǎn)足中國電信、中國聯(lián)通現網(wǎng)和后續網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的需要。

圖2 基站回傳、固定接入并重的全業(yè)務(wù)承載網(wǎng)示意圖

　　4 PTN應用中的熱點(diǎn)問(wèn)題

　?。?）時(shí)間同步

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

　　在PTN網(wǎng)絡(luò )中，IEEE 1588v2實(shí)現時(shí)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(shù)實(shí)現復雜度來(lái)看，目前更傾向于采用BC（Boundary Clock）模式，烽火公司PTN系列產(chǎn)品默認支持BC模式，在各運營(yíng)商組織的各次測試中性能優(yōu)異，獲得肯定，完全滿(mǎn)足3G對時(shí)間同步的需求。

　?。?）L3VPN（ Virtual Private Network，虛擬專(zhuān)用網(wǎng)）

　　為了滿(mǎn)足未來(lái)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(jìn)能力。

　　我們知道，LTE引入了兩個(gè)新的接口S1和X2，S1-Flex機制可以讓一個(gè)eNB連接到多個(gè)SGW/MME（區域池），它是從eNB到 EPC的動(dòng)態(tài)接口，主要用于提高網(wǎng)絡(luò )冗余性以及實(shí)現負載均衡，目的是實(shí)現靈活的業(yè)務(wù)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(dòng)性管理相關(guān)信息的傳遞，用以改善用戶(hù)跨基站的移動(dòng)切換時(shí)刻的體驗。

　　目前，業(yè)界傾向于要求核心層PTN設備支持L3VPN以解決LTE無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的回傳。

　?。?）網(wǎng)絡(luò )保護

　　PTN網(wǎng)絡(luò )支持的保護方式具體如下：

　　●PTN網(wǎng)絡(luò )內的保護方式

　　PTN網(wǎng)絡(luò )內的線(xiàn)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(wǎng)絡(luò )內的環(huán)網(wǎng)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(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò )的雙歸保護

　　PTN網(wǎng)絡(luò )內保護和接入鏈路保護相配合，實(shí)現在接入鏈路或PTN接入節點(diǎn)失效情況下的端到端業(yè)務(wù)保護。

　　圖3所示為節點(diǎn)A到RNC之間的業(yè)務(wù)用雙歸保護方式實(shí)現業(yè)務(wù)的保護。業(yè)務(wù)主用路徑為節點(diǎn)A-B-C-D-RNC，備用路徑為節點(diǎn)A-G-F-E-RNC。

圖3 雙歸保護

　　故障情況下（見(jiàn)圖4），當PTN網(wǎng)絡(luò )部分主用路徑發(fā)生故障，且節點(diǎn)D和RNC之間也發(fā)生故障時(shí)，業(yè)務(wù)的路徑變?yōu)楣濣c(diǎn)A-G-F-E-RNC。

圖4 故障情況

　　5 PTN技術(shù)蓬勃發(fā)展的現狀

　　PTN技術(shù)的發(fā)展歷程是T-MPLS到MPLS-TP的歷程。早在2005年，國際電信聯(lián)盟電信標準部門(mén)(ITU-T)SG15就開(kāi)始了T- MPLS的標準化工作。T-MPLS是在MPLS技術(shù)的基礎上，基于傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )架構對MPLS進(jìn)行了簡(jiǎn)化，去掉了與面向連接無(wú)關(guān)的技術(shù)內容和復雜的協(xié)議 族，增加了傳統傳送網(wǎng)風(fēng)格的OAM和保護方面的內容。2006年，ITU首次通過(guò)了關(guān)于T-MPLS的架構、接口、設備功能特性等3個(gè)標準建議，隨后 OAM，保護，網(wǎng)絡(luò )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(wèn)題，開(kāi)始阻撓ITU-T通過(guò)T-MPLS相關(guān)標準，2008年2月，ITU-T同意和IETF成立聯(lián)合工作組（JWT）來(lái)共同討論T-MPLS和MPLS標準的融合問(wèn)題。聯(lián)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(zhuān)門(mén)做T-MPLS的*估工作；2008年 4月，JWT經(jīng)過(guò)一系列的會(huì )議討論，決定ITU-T與IETF合作開(kāi)發(fā)相關(guān)標準，ITU-T將傳送的需求提供給IETF，并通過(guò)IETF的標準程序擴展 MPLS的運行維護管理、網(wǎng)絡(luò )管理和控制平面協(xié)議等，使之滿(mǎn)足傳送的需求，技術(shù)名稱(chēng)更改為MPLS-TP，由IETF定義MPLS-TP，MEAD負責。

　　截止到目前，IETF已通過(guò)多個(gè)RFC（見(jiàn)圖5），并在轉發(fā)機制，OAM，生存性，網(wǎng)管和控制平面等5部分繼續發(fā)展完善中，還有大量的草案有望在即將到來(lái)的IETF會(huì )議上獲得通過(guò)。

圖5 PTN技術(shù)發(fā)展歷程