PTN网络及OTN网络融合方案研究

石磊

摘 要：本项目创新性的提出了PTN+OTN联合组网模式，并将该成果率先应用本地城域网，试验并总结出业务应用、业务配置和规划、OAM管理维护、同步时钟传送等一系列优秀的网络实践，对下一代城域传输网的建设具有重要的参考价值。现网运行结果表明PTN+OTN联合组网模式是3G全业务时代，TD基站业务、重要数据业务等IP化业务的有效承载方案，有利于推动城域传输网向着统一融合的一体化承载网演进。

关键词：PTN网络；OTN网络；融合

近年来，通信网络业务发生了巨大的变化，数据宽带业务发展迅猛，All IP成为运营商确定的网络和业务转型的方向，Ethernet（FE、GE、10GE）成为通用的网络接口，且消耗绝大部分带宽资源，从而给传送网络提出了更高的要求：容量更大、成本更低（CAPEX+OPEX）、快速灵活的部署和业务调度、扩展能力强、可靠性高及OAM功能完善。传统MSTP设备在灵活性，端到端业务提供，管理、运营等方面存在诸多不足，OPEX高，必须进行改进才能满足运营商Multi Play的需求。另一方面，随着PTN、OTN等新兴传送技术的兴起，使部署高带宽、调度灵活的传送网成为现实，而PTN+OTN的混合组网方式则成为业界广泛认可的下一代城域传送网的发展方向。

1 项目概况及分析

1.1 项目概况

该项目致力于面向3G/LTE和全业务承载的PTN组网方案研究、测试和规范制定，解决PTN应用元年所面临的国际/国内标准化推进和互通规范制定、OAM方案演进以及PTN设备体系、评估技术、运维方案和网关技术等方面的问题。

1.2 项目分析

伴随TD-SCDMA IP化和全业务发展，分组城域传送网完成了IP化改造和新技术引入的研究和测试，包括分组化城域传送网技术选择、体制规范的制定等，并已开始现网规模引入和建设分组传送网（PTN）。

PTN网络面临的问题主要表现在以下三个方面：一是PTN现网需求先于国际标准制定，OAM、保护等已有功能但尚未标准化，缺乏互通技术规范约束；二是需引入新功能满足TD-LTE关于高带宽、低时延、横向转发等新需求；三是PTN现网可运营能力亟待加强。

为了解决PTN网络面临的问题，并更好的迎接TD-LTE新挑战，本项目确立了以下两方面研究目标：一是推进PTN标准化进程；二是解决PTN应用的现网实际问题，提高PTN网络运营效率和盈利能力。

2 项目研究的主要技术方案

本次主要建设内容是：共新建五个波分系统，用于满足PTN 10GE环至核心落地层的GE电路的调度，并为下一步CMnet的建设预留资源；RNC设置在两个核心机房，每机房初期各初期配置2套PTN落地设备；县市骨干层波分及城域波分平台将PTN10GE汇聚层的GE电路汇聚到PTN交叉落地设备所在的RNC机房。汇聚层组建15个10GE速率环网，PTN除了覆盖了所有传输节点为下一步TD业务、大客户业务及综合信息接入预留了充足的带宽资源。接入层共组建81个GE速率接入环，辅以少量的支链，新增的2G/3G节点大都采用PTN解决基站回传问题。

大中型城域网中存在着IP化基站分布区域广泛、数量众多，以及具有多个RNC机房的复杂情况，根据PTN技术的特点，首次提出了适用于现网部署PTN+OTN的联合组网方案。方案综合考虑了OTN的大带宽的特征和PTN包分组灵活及带宽统计复用的能力，核心层和骨干层采用OTN组网，以GE颗粒调度骨干节点及核心节点之间的业务，调度灵活方便，骨干节点PTN设备只需与相关RNC节点互联，不需要组建环路。各节点相对独立且通路按需配置，尤其在多RNC节点的大型城域网中，显著的降低网络建设和升级成本，PTN组网采用扁平化的组网结构，汇聚层和接入层分别采用10GE、GE速率组网。

2.1 PTN+OTN联合组网

核心层：核心层每个RNC机房设置2端PTN交叉落地设备；2端PTN负责落地业务的分担和备份；落地设备和RNC之间采用1+1LAG保护；

骨干汇聚层：骨干层组建OTN网络，利用OTN进行GE颗粒业务的调度和保护；各骨干节点上联至所属PTN落地设备的GE通道数量安需配置，节约投资；

汇聚及接入层：汇聚层组建10GE汇聚环，双节点下挂GE速率的PTN接入环；汇聚接入层具备灵活的IP化业务接入能力；汇聚接入层具备电信级的运维和保護。

2.2 可靠性策略

核心层：核心节点与RNC相连采用1+1 LAG保护，核心层设备2台大容量的PTN设备，实现业务分担；

骨干传输层：骨干传输层采用基于OTN的SNCP保护，及基于光缆线路的OLP的双重保护；

汇聚层及接入：汇聚环以双节点下挂核心节点，接入环以双节点下挂汇聚环，主备采用不同路由，全程采用1+1 LSP保护，主备LSP之间全部不同路由，从而实现“断纤”及“单节点失效”的保护。

2.3 多业务的承载

统一融合的多业务承载网络：PTN技术一种适合分组传送的多业务承载网络，在建网初期就考虑了各种业务的融合承载需求：

IP化基站接入：解决了TD基站在内的IP化基站业务的接入。

大客户专线接入：解决了重要客户专线接入以及行业应用客户端到端业务的接入。

普通集团及家庭客户接入：利用GPON设备进行普通集团客户及家庭客户的业务接入和收敛，随后利用PTN网络传送OLT上联业务，并提供接入CMNet和IMS的通道。

2.4 回传方案

2.4.1 TD-LTE的基站回传

TD-LTE无线回传网现阶段可通过如下两种方案实现：

统一采用PTN，核心层PTN支持L3功能。方案优势在于核心层One Box，成本低，便于统一运维，不足在于暂无国际标准，大规模组网下的产品成熟度待验证。

采用PTN+CE路由器，核心层PTN与核心网网元设备之间设置CE路由器。方案优势在于产品成熟度高，L3支持好，劣势在于核心层Two Box，成本较高，需跨专业维护，并且PTN+CE的应用方式并无成熟的应用案例，需要进一步验证。

2.4.2 TD室内的回传

方案一：SDH/MSTP承载方案

该方案采用SDH/MSTP设备进行组网承载TD室分站。接入层采用155/622M STM-1/4 MSTP设备进行环型或链型组网，一般接入4～10个基站（不区分室分站和宏站）；BBU通过4～16个E1或FE接口上连到接入层。汇聚层和核心层采用10G/2.5G SDH设备进行环型组网。

方案二：PTN承载方案

该方案采用PTN设备进行组网承载TD室分站。接入层主要采用GE/10GE PTN设备进行环型或链形组网，一般接入4～10个基站（不区分室分站和宏站）；BBU通过4～10个E1或FE接口上连到接入层。汇聚层和核心层主要采用10GE PTN设备进行环型组网。

方案三：宏站PTN设备GE拉远方案

该方案与方案二的主要区别在于该方案在BBU侧不布放PTN设备，而采用宏站PTN设备的GE光口拉远的方式接入远端BBU，BBU通过GE光口接入到接入层。

方案四：PON承载方案

该方案采用PON设备进行组网承载TD室分站。该方案在每个基站侧配置一台ONU设备，提供E1或FE接口，将BBU设备上连到回传网；在汇聚机房部署OLT设备，通过GE或STM-1接口上连到PTN或MSTP汇聚环，再上传至RNC。但OLT和ONU之间的最远传输距离不能超过20km，而且宏站和室分站数量相当，分布交叠，故PON承载方案无法解决宏站和室分站统一接入的问题。

2.5 OLT的上联

对于业务量不大的OLT站点可以考虑采用10GE PTN承载业务。

对于承载的OLT上联业务，需要将业务就近终结，尽量不要进行统一落地，并且业务规划时需要做好VLAN规划。

2.6 时钟解决方案

目前TD及下一步的TD-LTE要求时钟同步、时间同步，PTN网络通过1588V2时钟协议为全网提供同步。

目前业界的PTN/OTN设备大都可以很好的支持1588V2协议，这就为PTN+OTN的联合组网形式时钟全网透传的提供了可能。目前的TD基站全部采用外部的GPS方式进行同步，暂不需要考虑全网透传。

3 结束语

OTN 技术作为高带宽传送技术 ，在多业务承载和分组化演进方面符合融合网络的发展方向。随着网络技术的不断发展，城域网对网络的需求不断提高。OTN技术的发展逐渐为城域网的网络需求提供了解决方案，对于新一代城域网的构建具有推动作用。近年来，通信网络业务发生了巨大的变化，数据宽带业务发展迅猛，All IP成为运营商确定的网络和业务转型的方向，Ethernet（FE、GE、10GE）成为通用的网络接口，且消耗绝大部分带宽资源，从而给传送网络提出了更高的要求：容量更大、成本更低（CAPEX+OPEX）、快速灵活的部署和业务调度、扩展能力强、可靠性高及OAM功能完善。传统MSTP设备在灵活性，端到端业务提供，管理、运营等方面存在诸多不足，OPEX高，必须进行改进才能满足运营商Multi Play的需求。另一方面，随着PTN、OTN等新兴传送技术的兴起，使部署高带宽、调度灵活的传送网成为现实，而PTN+OTN的混合组网方式则成为业界广泛认可的下一代城域传送网的发展方向。

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