光传送网中PTN与IP RAN之比较与研究

常 娟

（山西工程职业技术学院，山西 太原030009）

从2010年到2015年，全球移动数据流量将从0.24EB／月增加到6.3EB／月，增加26倍.数据流量的迅猛增长推动运营商持续升级移动承载网络.为了顺应移动网络的发展，全球电信运营商早在几年前就开始着手全面推进移动回传网络的IP化.当前电信运营商大量存在的MSTP网只承载移动回传业务，不能满足IP新型业务的需求.业界推出两种取代MSTP的承载方式:PTN和IP RAN.

中国在PTN和IP RAN技术领域领先全球.本文只分析国内技术及在国内三大运营商的应用情况.三大运营商中国移动、中国电信、中国联通的特点是都具有巨大的规模、庞大的实力和网络，它们都有着在所有电信市场实现增长的诉求.它们的汇聚网络技术选择将对全球具有示范意义，将推动PTN和IP RAN在全球的应用.先看中国移动，其选择PTN.早在2009年之前，中国移动就以行业领先者的姿态首先决定停止MSTP网络的建设，并在多轮技术验证后率先选择了PTN技术作为分组传送解决方案.除高效分组处理能力外，其独特的对TDM业务的原生支持和强大的如同MSTP网络的运维方式使得PTN移动回传在各种分组传送解决方案中脱颖而出.中国电信数据网规模较大，固网业务比例高，IP RAN更符合其固网、移动业务综合承载的长期需求.中国联通搁置了PTN和IP RAN的选型之争，仅以功能和性能而不是设备形态来选择设备，最终采用“L3＋L2”模式，核心层采用IP RAN，接入层设备对IP RAN和PTN不做限制.

1 PTN、IP RAN技术方案介绍:

传统移动运营商的基站回传网络是基于TDM（Time Division Modulation）／SDH（Synchronous Digital Hierarchy）建成，随着3G／LTE（Long Term Evolution）等业务的部署发展，数据业务已经取代语音业务，成为承载主体，对带宽需求与日俱增.传统SDH独享管道的建设模式难以支撑大量的数据业务，分组化承载网建设已成为一种必然趋势.

从技术本身来看，PTN与IP RAN差异性不大，最大区别在控制层及OAM功能上.PTN与MSTP有较好的衔接性，PTN演进对现网冲击较小.IP RAN则与路由器交换机这些设备能轻易地融合成一张网.

以下对PTN和IP RAN两种技术进行简要介绍:

1.1 PTN方案:

PTN（Packet Transport Network）是一种面向分组业务的传送网络和技术，承载以分组为主业务的传输网络.PTN面向连接技术进行设计开发，同时还提供端到端电信级以太网业务保护、带宽规划等功能.总之，PTN看上去就像是传统语音网络，但实际上跑的是数据业务.

以下三点是PTN与当前传送网技术的一个简要对比:

1）SDH／MSTP是以TDM为主、以太网数据为辅的传输网络.PTN具备强大的带宽统计复用能力，其带宽利用率较高，相比MSTP，劣势在于TDM接入能力有限，只能作为TDM业务承载的补充，优势在于承载高Qos需求的IP业务.

2）与传统的以太网相比，PTN不但很好地继承了传统SDH／MSTP网络端到端的OAM维护能力，还可以根据不同的Qos机制提供差异化服务，但是PTN成本短期内要比传统以太网高很多.

3）与WDM／OTN相比，PTN的优势体现在小颗粒业务的灵活处理，相对而言，PTN带宽利用率较高.

1.2 IP RAN方案:

IP RAN（Radio Access Network）是以路由器为核心的IP化移动承载网，主要优势在于三层功能的全面支持.

与SDH相比，IP RAN具有更加灵活的路由寻址能力；具有更高容量和带宽；设备和维护成本更低.与MSTP相比，IP RAN在规模开局、可视化业务配置、网络拓扑和业务监控、故障处理等方面均继承了MSTP的优良传统，甚至在某些方面有所突破和超越.

2 PTN与IP RAN方案技术之比较:

PTN用的L2VPN技术，属于2层设备.配置采用点到点业务配置方法，保护是基于隧道的保护方式；IP RAN采用L3＋L2技术，核心汇聚层采用L3VPN，接入层采用L2VPN.IP RAN主要侧重于三层路由功能，整个网络是一个由路由器和交换机构成的基于IP报文的三层交换和转发体系，具有较好的开放性，业务调度也非常灵活[1～2]，两者在功能方面详细的对比与分析见表1.

表1 PTN方案与IP RAN方案技术对比

根据以上对比，得出如下结论:

1）接口方面:PTN与IP RAN在接口的支持上都非常丰富，包括以太网，POS，ATM和SDH，两者并无本质上的区别.

2）三层功能:PTN通过升级支持完善的三层功能，可以很好地对L3业务进行承载.IP RAN支持所有三层功能，这是IP RAN的先天优势.

3）QoS功能:PTN具有MPLS同级的层次化，精细化QoS调制，在此方面，两者并无本质上的区别.

4）OAM机制:PTN支持与SDH同级别的OAM机制，增强网络的可预知性和可控性.IP RAN实现OAM主要有两种方式，一种是沿用普通路由器的三层协议实现OAM效果；另一种是效仿PTN，基于标签转发机制，发送OAM报文.

5）保护机制:PTN支持类似SDH的保护机制，而IP RAN重点依靠STP和VRRP等基于三层动态协议的保护技术.

6）网管操作:PTN和IP RAN均提供强大的图形界面，两者并无本质区别.

7）网络部署:PTN网络部署简单快速，IP RAN采用了基于IP的控制技术，在规划建设方面，较为复杂，但是后期维护简单.

3 产业链分析

目前，业界对于PTN／IP RAN／MSTP的估价水平来看，IP RAN价格最高，而PTN的价格最低.其原因是IP RAN全面支持三层功能，芯片成本高，处理机制复杂，尤其涉及TDM业务处理的时候，成本劣势更加明显.MSTP虽然是二层处理，但MSTP是SDH刚性交换内核，整体成本偏高.PTN以包交换为内核，提供弹性管道，带宽利用率较高，因此在三者中，PTN成本最低[3].

4 结论

PTN和IP RAN的最终目标都是建立一个提供OAM保护，并可以提供同步和三层调度能力的分组传送网络.但由于演进路线不同，发展快慢的不一致性，导致两种技术有一定差异，主要表现在OAM和维护管理上:PTN的OAM功能比基于MPLS的IP RAN要强大得多，能够提供对业务分层次的全面监控和管理，凭借其强大的OAM，PTN可提供快速便捷的网络故障定位功能.在网络的安全性和可靠性上，PTN提供了完善的保护模式，具备50ms电信级保护倒换能力.IP RAN只提供简单的FRR收敛保护，无法保障业务的高可靠性.然而，网络变动、基站割接时，PTN网络必须随之一起改动配置，运维工作量非常大，这一点IP RAN 要优于PTN[4].

[1]唐剑峰，徐 荣.PTN——IP化分组传送[M].北京:北京邮电大学出版社，2009

[2]杨 斌，刘海涛.城域传送网中的PTN引用思路[J].电信工程技术与标准，2011（3）:78－81

[3]郑俊杰，刘江浩，牟春波.PTN技术组网结构及组网规划探讨[J].现代电信科技学，2011（11）:39－43

[4]吴 峰，刘逢清.OTN和PTN的联合组网研[J].光通信技术，2012（1）:7－9