《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于PTN的城域傳輸網(wǎng)建設(shè)策略探討
摘要: 隨著業(yè)務(wù)需求驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)向AllIP化發(fā)展,分組化傳輸技術(shù)成為下一代傳輸網(wǎng)的主流IP承載技術(shù)是大勢所趨。在城域網(wǎng)這個業(yè)務(wù)需求最復(fù)雜、技術(shù)碰撞最激烈、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的區(qū)域,任何先進(jìn)技術(shù)的引入不是一蹴而就的,尤其是面對龐大而成熟的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)、不斷延伸覆蓋的IP城域網(wǎng)以及正在興起的全業(yè)務(wù)接入網(wǎng),PTN在網(wǎng)絡(luò)中的定位以及和其他網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系均需要重新思考。同時,隨著PTN步入商用化階段,基于PTN設(shè)備的具體組網(wǎng)策略已成為各移動運(yùn)營商關(guān)注的焦點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: NGN|4G PTN 城域傳輸網(wǎng) IP
Abstract:
Key words :

隨著業(yè)務(wù)需求驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)向AllIP化發(fā)展,分組化傳輸技術(shù)成為下一代傳輸網(wǎng)的主流IP承載技術(shù)是大勢所趨。在城域網(wǎng)這個業(yè)務(wù)需求最復(fù)雜、技術(shù)碰撞最激烈、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的區(qū)域,任何先進(jìn)技術(shù)的引入不是一蹴而就的,尤其是面對龐大而成熟的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)、不斷延伸覆蓋的IP城域網(wǎng)以及正在興起的全業(yè)務(wù)接入網(wǎng),PTN在網(wǎng)絡(luò)中的定位以及和其他網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系均需要重新思考。同時,隨著PTN步入商用化階段,基于PTN設(shè)備的具體組網(wǎng)策略已成為各移動運(yùn)營商關(guān)注的焦點(diǎn)。

1PTN在城域網(wǎng)中的定位

(1)技術(shù)對比

基于電路交換的SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)是通過剛性的分配機(jī)制和單板級別的IP化來保障以TDM業(yè)務(wù)為主、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為輔的高質(zhì)量、安全的傳輸,因此其帶寬利用率較低。內(nèi)核IP化的PTN技術(shù),具備強(qiáng)大的帶寬統(tǒng)計復(fù)用能力,在面對突發(fā)性強(qiáng)、流量不確定的業(yè)務(wù)沖擊時更具生命力,但是相比MSTP網(wǎng)絡(luò),PTN的劣勢在于TDM業(yè)務(wù)的接入,PTN也可以通過仿真支持TDM業(yè)務(wù),但接入能力有限,只能作為TDM業(yè)務(wù)承載的補(bǔ)充手段,所以用于承載高QoS需求的IP化業(yè)務(wù)才能真正體現(xiàn)和發(fā)揮PTN的優(yōu)勢。

與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)相比,PTN良好地繼承了傳統(tǒng)SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)的端到端的OAM管理能力,并可根據(jù)不同的QoS機(jī)制提供差異化的服務(wù),這正是盡力而為的傳統(tǒng)以太網(wǎng)所欠缺的,PTN的主要劣勢在成本方面,PTN短期內(nèi)和傳統(tǒng)以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性仍有很大的差距。

與IPoverWDM/OTN技術(shù)相比,IPover WDM/OTN技術(shù)注重于解決IP業(yè)務(wù)的超長距離、超大帶寬傳輸問題,可以為大量的2.5 Gbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s等大顆粒業(yè)務(wù)提供點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸通道,這是PTN難以達(dá)到的,但是IP over WDM/OTN的帶寬分配也是剛性的,帶寬利用率不高。同時,OTN設(shè)備并不具備二層匯聚收斂功能,因此,PTN的優(yōu)勢體現(xiàn)在小顆粒IP業(yè)務(wù)的靈活接入、業(yè)務(wù)的匯聚收斂上,而并不擅長對大量的點(diǎn)到點(diǎn)大顆粒業(yè)務(wù)的傳送。

(2)網(wǎng)絡(luò)層面

面對城域網(wǎng)匯聚接入層大量的IP化業(yè)務(wù)需求,采用SDH/MSTP或者傳統(tǒng)以太網(wǎng)都無法同時兼顧傳輸效率和傳輸質(zhì)量的問題,PTN設(shè)備IP化的內(nèi)核可以有效完成大量小顆粒業(yè)務(wù)的收斂和傳輸,非常適用于城域網(wǎng)匯聚接入層IP化業(yè)務(wù)量大、突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。同時PTN繼承了傳輸設(shè)備的強(qiáng)大保護(hù)能力和豐富的OAM,為業(yè)務(wù)提供了電信級的保護(hù)和監(jiān)控管理。

在城域網(wǎng)的核心骨干層以及干線,以各專業(yè)網(wǎng)元間互聯(lián)的大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)點(diǎn)到點(diǎn)的傳送為主,由于此類業(yè)務(wù)不再需要進(jìn)一步的收斂,因此PTN技術(shù)不適合在骨干層以上應(yīng)用,因此,PTN技術(shù)的引入,將主要借助于它在業(yè)務(wù)接入的靈活性、二層收斂、統(tǒng)計復(fù)用的優(yōu)勢,聚焦于解決城域傳輸網(wǎng)匯聚接入層面上,IPRAN以及全業(yè)務(wù)的接入、傳送問題。

2PTN與其他網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

PTN能夠承載的業(yè)務(wù)類型既包含高QoS要求的基站業(yè)務(wù)和專線業(yè)務(wù)又包含高帶寬、突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),這與中國移動城域網(wǎng)內(nèi)目前已部署或已經(jīng)開始建設(shè)的SDH/MSTP網(wǎng)、IP城域網(wǎng)以及全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)有著密切的聯(lián)系和區(qū)別。

(1)PTN與城域MSTP網(wǎng)

經(jīng)過多年的發(fā)展,在2G業(yè)務(wù)的承載方面,SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)成熟、穩(wěn)定,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也比較龐大,考慮到SDH/MSTP也具備相當(dāng)?shù)腎P業(yè)務(wù)承載能力,而且短期內(nèi)2G業(yè)務(wù)仍然會持續(xù)發(fā)展。在PTN大規(guī)模部署前,傳統(tǒng)的小顆粒2G業(yè)務(wù)以及零星的、小規(guī)模的專線業(yè)務(wù)仍然可以由SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載,以充分利用前期已配置的網(wǎng)絡(luò)資源。

在基站IP化進(jìn)程完成后,大量由TDM方式承載的基站改為由IP方式承載,此時,城域MSTP網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)大量的空閑資源,考慮到MSTP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀的業(yè)務(wù)保護(hù)能力和OAM能力以及經(jīng)過多年建設(shè)形成的廣泛的覆蓋能力,可以將MSTP網(wǎng)絡(luò)作為PTN的有效補(bǔ)充,為帶寬需求不高,但是安全性和私密性要求較高的客戶提供專線接入,同時可覆蓋PTN暫時無法到達(dá)的區(qū)域。

(2)PTN與IP城域網(wǎng)及全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)

PTN、IP城域網(wǎng)以及以PON技術(shù)為代表的全業(yè)務(wù)接入網(wǎng),三張網(wǎng)絡(luò)在二層以下是統(tǒng)一的、融合的網(wǎng)絡(luò),只是面向的業(yè)務(wù)對象不同。

首先,PTN采用了二層面向連接技術(shù),而且集成了二層設(shè)備的統(tǒng)計復(fù)用、組播等功能,可以基于LSP實(shí)現(xiàn)端到端的電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)保護(hù)、帶寬規(guī)劃等,因此在高等級的業(yè)務(wù)傳送、網(wǎng)絡(luò)故障定位等方面,與傳統(tǒng)的二層數(shù)據(jù)網(wǎng)相比,優(yōu)勢明顯,特別適用于高等級的基站類業(yè)務(wù)、大客戶專線類業(yè)務(wù)的承載。

由于用戶業(yè)務(wù)的QoS保障、網(wǎng)絡(luò)安全性等方面的不足,IP城域網(wǎng)主要通過低成本、擴(kuò)展性好的優(yōu)勢,采用二層交換設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)時性、可靠性要求不高的低等級IP業(yè)務(wù)。

全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)則側(cè)重于密集型普通用戶接入,根據(jù)用戶群體的不同需求,常見的解決方案有PON+LAN、PON+PBX、PON+交換機(jī)等,全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)主要完成OLT以下語音和數(shù)據(jù)的接入、匯聚。在初期業(yè)務(wù)量不大的情況下,OLT上行接口可通過PTN或者交換機(jī)最終進(jìn)入IP城域網(wǎng),在全業(yè)務(wù)發(fā)展的爆發(fā)期,IPoverWDM/OTN必將進(jìn)一步下沉,承載OLT的上行業(yè)務(wù)。

 3、PTN的建設(shè)策略
在現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,城域傳輸網(wǎng)PTN設(shè)備的引入總體上可分為PTN與SDH/MSTP獨(dú)立組網(wǎng),PTN與SDH/MSTP混合組網(wǎng)以及PTN與IPoverWDM/OTN聯(lián)合組網(wǎng)3種模式。在混合組網(wǎng)模式中,根據(jù)IP分組業(yè)務(wù)需求和發(fā)展,PTN設(shè)備的引入又可以分為4個演進(jìn)階段,下面分別介紹并分析。

依托原有的MSTP網(wǎng)絡(luò),從有業(yè)務(wù)需求的接入點(diǎn)發(fā)起,由SDH和PTN混合組環(huán)逐步向全PTN組環(huán)演進(jìn)的模式稱之為混合組網(wǎng)模式?;旌辖M網(wǎng)模式可分為4個不同的階段。

階段一:在基站IP化和全業(yè)務(wù)啟動的初期,接入層出現(xiàn)零星的IP業(yè)務(wù)接入需求,PTN設(shè)備的引入主要集中在接入層,與既有的SDH設(shè)備混合組建SDH環(huán),提供E1、FE等業(yè)務(wù)的接入,考慮到接入IP業(yè)務(wù)需求量不大,該階段匯聚層以上采用MSTP組網(wǎng)方式仍然可以滿足需求。

階段二:隨著基站IP化的深入和全業(yè)務(wù)的持續(xù)推進(jìn),在業(yè)務(wù)發(fā)達(dá)的局部地區(qū)將形成由PTN單獨(dú)構(gòu)建的GE環(huán)。考慮到部分匯聚點(diǎn)下掛GE接入環(huán)的需求,匯聚層的相關(guān)節(jié)點(diǎn)(如節(jié)點(diǎn)E、F)可通過MSTP直接替換成PTN或者M(jìn)STP逐漸升級為PTN設(shè)備的方式,使此類節(jié)點(diǎn)具備GE環(huán)的接入能力,但整個匯聚層仍然為MSTP組網(wǎng),接入層GE環(huán)的FE業(yè)務(wù)需要在匯聚節(jié)點(diǎn)E、F處通過業(yè)務(wù)終接板轉(zhuǎn)化成E1模式后,再通過匯聚層傳輸。

階段三:在IP業(yè)務(wù)的爆發(fā)期,接入層GE環(huán)數(shù)量劇增,對匯聚層的分組傳輸能力提出了更高要求。該階段匯聚層部分節(jié)點(diǎn),如B、E、F節(jié)點(diǎn)之間在MSTP環(huán)路的基礎(chǔ)上,再疊加組建GE/10GE環(huán),滿足接入層TDM業(yè)務(wù)、IP業(yè)務(wù)的同時接入和分離承載。

階段四:在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展遠(yuǎn)期,全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)AllIP化后,城域匯聚層和接入層形成全PTN設(shè)備構(gòu)建的分組傳送網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)投入產(chǎn)出比大大提高,管理維護(hù)進(jìn)一步簡化。

前3個階段,業(yè)務(wù)的配置類似于SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)端到端的1+1PP方式,只是演進(jìn)到第四階段純PTN組網(wǎng),業(yè)務(wù)的配置轉(zhuǎn)變?yōu)槎说蕉说?∶1LSP方式??傮w上,混合組網(wǎng)有利于SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)向全PTN的平滑演進(jìn),允許不同階段、不同設(shè)備、不同類型環(huán)路的共存,投資分步進(jìn)行,風(fēng)險較小,但在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)初期,混合組網(wǎng)模式中由于PTN設(shè)備必須兼顧SDH功能,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)面向IP業(yè)務(wù)的傳送能力被限制并弱化了,無法發(fā)揮PTN內(nèi)核IP化的優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展后期,又涉及到大量的業(yè)務(wù)割接,網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的壓力非常大。鑒于此,除了現(xiàn)網(wǎng)資源缺乏(如局房機(jī)位緊張、電源容量受限、光纜路由不具備條件)確實(shí)無法滿足單獨(dú)組建PTN條件的,或者因?yàn)橥顿Y所限必須分步實(shí)施PTN建設(shè)的,均不推薦混合組網(wǎng)模式進(jìn)行PTN的建設(shè)。

(2)獨(dú)立組網(wǎng)模式

從接入層至核心層全部采用PTN設(shè)備,新建分組傳送平面,和現(xiàn)網(wǎng)(MSTP)長期共存、單獨(dú)規(guī)劃、共同維護(hù)的模式稱之為獨(dú)立組網(wǎng)模式。該模式下,傳統(tǒng)的2G業(yè)務(wù)繼續(xù)利舊原有MSTP平面,新增的IP化業(yè)務(wù)(包含IP化語音、IP化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))則開放在PTN中。PTN獨(dú)立組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和目前的2GMSTP網(wǎng)絡(luò)相似,接入層GE速率組環(huán),匯聚環(huán)以上均為10吉比特以太網(wǎng)速率組環(huán),網(wǎng)絡(luò)各層面間以相交環(huán)的形式進(jìn)行組網(wǎng)。

獨(dú)立組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常清晰,易于管理和維護(hù),但新建獨(dú)立的PTN一次性投資較大,需占用節(jié)點(diǎn)機(jī)房寶貴的機(jī)位資源和光纜纖芯,電源容量不足的局房還需進(jìn)行電源的改造。此外,SDH/MSTP設(shè)備具備155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s、10 Gbit/s的多級線路側(cè)組網(wǎng)速率,可從下至上組建多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),相比之下,PTN組網(wǎng)速率目前只有GE和10吉比特以太網(wǎng)兩級,如果采用PTN建設(shè)二級以上的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),勢必會引發(fā)其中一層環(huán)路帶寬資源消耗過快或者大量閑置的問題,導(dǎo)致上下層網(wǎng)絡(luò)速率的不匹配。

同時,在獨(dú)立組網(wǎng)模式中,骨干層節(jié)點(diǎn)與核心層節(jié)點(diǎn)采用10吉比特以太網(wǎng)環(huán)路互聯(lián),在大型城域網(wǎng)中,核心層RNC節(jié)點(diǎn)較多,一方面骨干層節(jié)點(diǎn)與所有RNC節(jié)點(diǎn)相連,環(huán)路節(jié)點(diǎn)過多,利用率下降,另一方面,環(huán)路上任一節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)量增加需要擴(kuò)容時,必然導(dǎo)致環(huán)路整體擴(kuò)容,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容成本較高,因此,獨(dú)立組網(wǎng)模式一是比較適應(yīng)于在核心節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的小型城域網(wǎng)內(nèi)組建二級PTN,二是作為在IPoverWDM/OTN沒有建設(shè)且短期內(nèi)無法覆蓋到位的過渡組網(wǎng)方案。

(3)聯(lián)合組網(wǎng)模式

匯聚層以下采用PTN組網(wǎng),核心骨干層則充分利用IPoverWDM/OTN將上聯(lián)業(yè)務(wù)調(diào)度至PTN所屬業(yè)務(wù)落地機(jī)房的模式稱之為聯(lián)合組網(wǎng)。該模式下,業(yè)務(wù)在匯聚接入層完成收斂后,上聯(lián)至核心機(jī)房設(shè)置兩端大容量的交叉落地設(shè)備,并通過GE光口1+1的Trunk保護(hù)方式與RNC相聯(lián),其中,骨干節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備,通過GE光口僅與所屬RNC節(jié)點(diǎn)的PTN交叉機(jī)連接,而不與其他RNC節(jié)點(diǎn)的PTN交叉機(jī)以及匯聚環(huán)的骨干PTN設(shè)備發(fā)生關(guān)系。

盡管獨(dú)立組網(wǎng)模式中核心骨干層組建的PTN10吉比特以太網(wǎng)環(huán)路業(yè)務(wù)也可以通過波分平臺承載,但波分平臺只作為鏈路的承載手段,而聯(lián)合組網(wǎng)模式中,IPoverWDM/OTN不僅僅是一種承載手段,而且通過IP over WDM/OTN對骨干節(jié)點(diǎn)上聯(lián)的GE業(yè)務(wù)與所屬交叉落地設(shè)備之間進(jìn)行調(diào)度,其上聯(lián)GE通道的數(shù)量可以根據(jù)該P(yáng)TN中實(shí)際接入的業(yè)務(wù)總數(shù)按需配置,節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)投資。同時,由于骨干層PTN設(shè)備僅與所屬RNC機(jī)房相聯(lián),因此,聯(lián)合組網(wǎng)模式非常適于有多個RNC機(jī)房的大型城域網(wǎng),極大地簡化了骨干節(jié)點(diǎn)與核心節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)組建,從而避免了在PTN獨(dú)立組網(wǎng)模式中,因某節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)容量升級而引起的環(huán)路上所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須升級的情況,節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)投資。

當(dāng)然,聯(lián)合組網(wǎng)分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),前期的投資會因?yàn)镮PoverWDM/OTN建設(shè)而比較高。聯(lián)合組網(wǎng)模式適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的大型城域網(wǎng),考慮到聯(lián)合組網(wǎng)模式的諸多優(yōu)勢,除了在沒有IPover WDM/OTN或者短期內(nèi)IP over WDM/OTN無法覆蓋至骨干匯聚點(diǎn)的地區(qū),均建議采用聯(lián)合組網(wǎng)的方式進(jìn)行城域PTN的建設(shè)。

4、結(jié)束語

在城域傳輸網(wǎng)向AllIP化演進(jìn)的過程中,任何先進(jìn)技術(shù)的引入和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革都必須滿足當(dāng)前和未來的業(yè)務(wù)需求基礎(chǔ),同時具備良好的性價比。經(jīng)過分析對比,PTN+IPoverWDM/OTN的聯(lián)合組網(wǎng)模式憑借其強(qiáng)大的IP業(yè)務(wù)接入、匯聚及靈活調(diào)度能力,有利于推動城域傳輸網(wǎng)向著統(tǒng)一的、融合的扁平化網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),是各移動運(yùn)營商組建下一代傳輸網(wǎng)的最佳選擇。
 

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