城域PTN环网保护部署研究

摘要：PTN网络主要采用的是线性保护，当接入层和汇聚层同时发生光缆中断或节点失效等故障时，业务将会受到影响。PTN环网保护技术正是为解决此种保护缺陷而产生，本文就PTN环网保护在2G/3GPTN网络的应用做了分析和总结，并对环网保护在LTE网络的应用提出规划和解决方案。

关键词：PTN；环网保护 ；LTE

1 PTN环网部署背景

近几年来，随着PTN网络规模迅速发展，网络结构日趋复杂，且越来越多的业务承载其上，如何更好的保障业务安全日益凸显出来。

PTN网络主要采用的是线性保护（TUNNEL APS和PW APS保护），当接入层和汇聚层同时发生光缆中断或节点失效等故障时，业务将会受到影响。

河北移动PTN城域网采用的保护形式为：2G/3G为二层网络，采用TUNNEL APS保护，PW无保护，路由为接入层到核心局端到端；对于LTE网络，在二层部分采用MC-PW APS保护，TUNNEL无保护，路由为接入层到L2＼L3端到端。以上两种保护形式均为线性保护，当主用路由和备用路由同时中断时，业务会中断。

为了提升PTN网络结构的安全，保定移动公司在现网进行了端到端环网部署试点工作，最大程度保障环网多点失效时业务不受影响。

2 PTN环网保护原理简介

环网保护相对于传统的链路APS保护来说，使得网络结构更加类似与现在的SDH网络，结构更清晰，对多点失效的情况能提供更优的保护能力。

（1）环网保护技术标准。

目前环网保护技术主要有G8132标准、 CCSA PTN环网保护两种标准，技术对比如下：

CCSA PTN环网标准，采用了独立环层保护开销，使环网保护与业务分离，配置环网保护功能与配置LSP/PW獨立，可以灵活组合。

a.业务零耦合：采用链路级保护，与业务零耦合，基于环进行保护倒换，与业务无关。 保护与业务独立配置，与业务数量多少无关，维护简便。 环网保护可与LSP/PW保护独立，灵活组合。

b.高可靠和低占用：基于硬件实现保护倒换，可靠性高，倒换速度快。 标签资源占用少，资源占用低。

c.SDH-like：与SDH环网保护类似，继承MSTP网络环网维护风格，便于理解。

d.强化故障定位 ：通过增强的环网Ping/Tracerouter，准确定位故障位置。环网每段都运行OAM和环APS，任何段/节点出现故障都会有相应告警上报。

（2）PTN环网保护特征。

a.通过环网保护形成核心、汇聚、接入全网保护方案。

b.所有业务基于环进行保护，配置简单，保护倒换快速。

c.能够隔离故障，当某处故障，只在单环内倒换，不会影响其它环。

d.能解决某些LSP线性保护不能有效保护的场景，如：多处故障时的保护倒换。

e.MPLS 环网保护提供单环、多环业务保护功能。

（3）PTN环网保护技术原理。

a.环网为独立的逻辑层次，易于管理；

b.环网中间节点看不到业务，节省设备资源，简化业务配置；

c.基于环网进行倒换，倒换速度快。

配置完环网保护后，环网内部会自动创建4条环网隧道，分别为顺时针工作环RCW、顺时针保护环RCP、逆时针工作环RAW、逆时针保护环RAP，正常情况下，所有的LSP TUNNEL都运行在顺时针工作环RCW或逆时针工作环RAW隧道；当环网发生倒换时，业务走到发生故障的网元，发现故障，启动倒换，业务切换到反方向保护的环隧道，沿着这条隧道走到故障网元的对端网元，再切换到工作通道（RAW或者RCW），再继续往前走到下环点，从而完成环网保护倒换。

MPLS环网保护相比线性APS保护的优势：

a.MPLS环网保护可以节约50%的Tunnel隧道资源。传统的线性保护要求用户为每个工作隧道配置相应的保护隧道（每个保护组需要两条Tunnel）。而环网保方案仅需要用户指定业务的工作环通道（无需配置保护隧道）。

b.MPLS环网保护可以降低对OAM/APS资源的消耗。线性保护要求工作/保护Tunnel隧道各配置一个OAM实例，同时每个保护组还需要配置一个APS实例。业务越多，线性保护组越多，消耗的状态机已经占用的链路带宽都非常大。环网保护仅要求两个相邻节点间配置一对 OAM实例，一个环网APS实例，与业务数量无关。

（4）环网保护带宽分析。

业务需要在经过的路径上预留带宽，例如，环的东向端口的带宽是100M，且在该端口上只配置1个环，则环网带宽最多能配置为100M（东向工作出和东向保护出各50M），也就是说：实际业务带宽最大为50M。

可保证带宽（CIR）：上环tunnel CIR之和<环网带宽CIR；环网带宽CIR之和<端口带宽。例如：环带宽为100M，则东向和西向带宽分别为50M，假如每条tunnel的带宽为10M，那么东向接口上最多能绑定5条tunnel；西向同理。

峰值带宽（PIR）：上环tunnel PIR最大值<环网带宽PIR；环网带宽PIR<端口带宽。

（5）环网叠加APS1：1带宽利用分析。

规划业务时，将工作Tunnel和保护Tunnel规划在环上相反的方向，且在环上不经过共同段。 由于反向的光纤上为工作Tunnel预留足够的带宽（保护Tunnel与工作Tunnel带宽相等），Tunnel APS倒换时，保护Tunnel占用反向光纤为工作通道预留的带宽。 因此，保护Tunnel无需计算占用的环网带宽，带宽利用率为1/2。

参考文献：

[1]“PTN LTE移动承载解决方案介绍”华为技术有限公司.

[2]“PTN LTE承载保护介绍”华为技术有限公司.

[3]“PTN环网保护介绍”华为技术有限公司.

作者简介：刘薇（1981- ），女，河北保定人，工程师，研究方向：光网络通信。