长期演进时代下的分组光传送网技术探讨

中邮建技术有限公司 肖嘉熙

长期演进时代下的分组光传送网技术探讨

中邮建技术有限公司 肖嘉熙

对LTE（长期演进）时代下的POTN（分组光传送网）技术进行了探讨。伴随着LTE时代的到来，从CAT4〔指UE（用户设备）的Category4〕到CAT6，还有未来的CAT8，传送网的好坏起到关键性的作用，因此LTE对传送网的要求也是日益提高，而运营商要想实现多业务发展，也需要更好的传送网，POTN作为未来的光传送网演进趋势，能够更加适应于更快速、更大容量的LTE时代。

长期演进；分组光传送网；多层网络

目前通信技术的LTE时代可谓是世界的潮流，PTN（分组传送网）和OTN（光传送网）混合组网的新型传送网络结构的应用已经十分普遍，目前已经应用到各大运营商的传送网之中。而在未来高速度，高容量的LTE时代，现阶段的PTN的传送容量较少，其缺点也是不可忽视的，如：不可进行光层调度，中距距离不足，无法平滑演进到全光网络等，这些缺点在某种程度上限制了PTN技术的发展。但是未来不久光传送网却像POTN所演化，它是多种融合在一起的技术，分别是PTN和OTN的融合，分组与光融合，所有业务在此平台上统一承载。

1 LTE时代的传送网——POTN

1.1 POTN的应用需求

伴随着LTE越来越广泛的商用发展，UE的接入能力也是不容忽视，从R9版本CAT4所达到150 Mb/s的速率，到厂家不久前推出支持R10版本CAT6所达到300 Mb/s的速率新款手机，以及在未来不久之后，必将出现支持CAT8理论上所达到的1 200 Mb/s的速率新设备。而在未来高速度，高容量的LTE时代，现阶段的PTN的传送容量较少，其缺点也是不可忽视的，如：不可进行光层调度，中距距离不足，无法平滑演进到全光网络等，这些缺点在某种程度上限制了PTN技术的发展。然而另一方面，PTN的优势也很明显，比如分组交换，通过仿真可以传送各种业务;通过统计复用节省投资，具备完善的QoS（服务质量），拥有完备的OAM（操作、管理与维护），以及完善的业务层保护等。但是OTN与PTN的优缺点却刚好相反，它的优点是PTN没有的，但是缺点正好是PTN所发挥出来的优点。目前PTN和OTN混合组网已经十分流行，传送网未来如何深化发展，以及如何满足各大运营商未来的业务要求，这是一个值得思考的问题。现阶段，业界一致认为PTN和OTN的有效结合，能使它们两个优势互补，实现共赢，所以POTN这一新兴技术应用而生。

1.2 应用场景

POTN在业务上必须实行全面支持移动回传，集团客户业务和家庭宽带业务的独立共网发展。按照网络层次与不同的业务要求，POTN的应用场景可以分为4种类型：

1） 干线集团业务： 在满足干线所有OTN需求的同时，和传统的STM（同步传送模块）-N，FE（快速以太网），GE（千兆以太网），10GE等集团业务接口需求以外，还需要针对部分业务的L3 VPN（第3层虚拟专用网）功能。

2） 承载OLT上行收敛家庭宽带业务： 对OLT（光线路终端）上行家庭宽带业务实现收敛，还要采用ODU（光通道数据单元）0，ODU1或ODU2等封装实行大带宽进行低成本传送和调度。

3） 移动回传业务：完成2 G，3 G， LTE的移动基站backhaul功能，并具备对各类小颗粒业务如E1（2.048Mbit/s数字同步传输）等精细化调度的能力，同时可与现有SDH（同步数字系列）网络实现全面对接。

4） 专网专线业务： 承载大客户专网专线业务，具备分组阵送网低时延、可靠性高、灵活性高优点的同时，拥有OTN超大带宽远距离传送的能力。根据客人的要求快速支持提供弹性和刚性管道。

2 POTN的技术特点

POTN是分组与光融合的平台，它具备以下主要技术特点：

1） 全业务承载：一张网承载全部2G， 3G， LTE、集团客户、家庭宽带客户等业务，不再划分SDH，MSTP（多业务传送节点），PTN及OTN等网络层面，全部做到业务的端对端管理，使网络层次和网络复杂的程度大大简化。

2） 很大程度上提高了有效宽带及传输中继距离。

3） 具备完整的QoS机制，业务层保护能力以及完善的OAM手段，很容易做到故障定位及维护。

4） 高集成度，减少电源，配套资源等项目的建设投资，不但减少了机房的空间，而且使运营商的成本与支出大大减少。

5） 拥有现有网络平滑演进的功能，最大程度上维护运营商的现网资源，减少投资。

3 POTN的关键技术

3.1 多层融合的网络协议架构和设备架构

L（层）0/L1 OTN与L2网络技术的融合涉及到两种分组传送技术，分别是MPLS-TP（面向传送的多协议标签交换）和以太网，运营商应该选择一种L2技术，因为可以减轻运营工作压力、控制设备投资以及压缩设备空间。有两种应用场景相对独立，那就是OTN加MPLS-TP和OTN加Ethernet，技术工作人员应该加强POTN的研究，使它能同时满足这两类不同场景。

3.2 多层网络保护之间的协调机制

POTN涉及到两层网络保护，分别是OTN和MPLS-TP/以太网。现阶段的保护协调机制是在分层组设置hold off时间，当光缆线路有故障的时候，OTN层就会保护线路不被破坏。但是，因为故障分组层的hold off时间继续发挥作用，就会使这一层面的受损时间大大延长。除了这个之外，当前的核心层和主要干线大多数为网状或多环互连的复杂连接结构。所以将来我们应该加强保护协调机制的探索，找到最佳的方法，同时还应加大对POTN共享网状保护（SMP）技术的应用探究。

3.3 多层网络的OAM协调联动机制

现阶段，OTN和分组之间是client和server关系，一般通过AIS（告警指示信号）和CSF（呼叫服务功能）实现交替联动，每个层面都具备了完整了OAM功能，但是存在很大程度上的重复，就要研究怎样才能避免每个层面的保护和OAM重复和如何实现OTN，MPLS-TP、以太网三层的告警关联和压制。

3.4 多层网络的统一管控技术

由于POTN涉及L0波长、L1的ODU（光通道数据单元）k，L0的LSP（标记交换路径）或VLAN/MAC（虚拟局域网/媒体接入控制），所以需要研发一个统一的网管，用来更加便捷有效的管理POTN网络；研究应用GMPLS通用多协议标记交换）的多层多域统一控制技术MRN/MLN（多层网络/多区网络）、集中和分布式结合的路由计算单元PCE（分组集中器）以及MPLS LSP和PWE3（边缘到边缘的伪线仿真）控制协议。因为POTN的其中一个应用场景是实现与IP承载网的联合组网，因此在控制平面可能需要研究POTN同时支持IP/MPLS/MPLS-TE（流量工程）和GMPLS的双协议栈，前者用来控制MPLS-TP 的LSP和PW（伪线）层，后者用来控制ODUk，Och（光通道）或以太网。

3.5 POTN网络的同步技术

因为PTN和OTN的频率在同步实现技术方面有很大差异，IEEE 1588v2的时间同步传送方式也存在明显不同，目前在PTN 和OTN进行联合组网实现时间同步时，通常采用1PPS（秒脉冲）加TOD（天时间）的接口进行互通。所以，POTN端到端组网以及POTN与PTN联合组网时，频率同步以及IEEE 1588v2的时间同步组网技术需要进行更深一步的研究。

4 结束语

POTN技术的组网方式具备很多优点，例如可减少传送设备、降低组网成本、便于网络运营和维护，还可以集成WDM（波分复用）/ROADM（可重构光分插复用器）光层，SDH/OTN层和分组传送层等。这一技术的发展潜力巨大，空间广阔。可以预知： 在不久的将来POTN技术与设备的不断更新、有关标准的持续完善和后续产业链的逐渐成熟，其在城域核心及干线传送层等方面的应用将得到进一步的深入，POTN这一技术将会在城域网中占据着越来越重要的地位。