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【摘 要】本文从PTN的概念及技术特点入手，分析了PTN在全业务城域传送网中的定位，PTN网络与现有传送网的衔接和融合，并结合中国移动城域传送网的现状，讨论了PTN城域网的多种建设思路，特别针对“PTN独立组网引入方案”进行了详细分析和探讨。
【关键词】全业务城域网；PTN（分组传送网）；数据业务；QoS
0.引言
中国移动以SDH/MSTP技术为基础的城域传送网经过多年的建设和优化，已经较好地满足了语音业务和少量数据业务的传送需求。中国移动在“无线+基站光缆延伸+IP+IMS”的全业务运营思想的指导下，业务IP化、网络IP化的进程正加速推进，数据业务将成为城域网传送的主体。虽然MSTP网也具备多业务承载能力，但是基于TDM的内核使其在承载数据业务时效率低、灵活性和扩展性差，很难适应新一代传送网络的发展需求。在此背景下，适时引入基于分组内核的PTN技术，搭建全业务运营环境下的城域传送网平台，是适应时代发展的一个重要举措。
1．PTN的概念及技术特点
1.1 PTN的概念
PTN是分组传送网（Packet Transport Network）的简称，是针对城域网应用场景，结合IP/MPLS和传送网技术优化后的新型宽带传送网，是一种以分组为内核，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM和FC等业务的综合传送技术。
1.2 PTN的技术特点
1.2.1高效承载数据业务，统一传送多业务
PTN技术一方面支持宽带的统计复用功能，提供更加适合于数据业务特性的“柔性”传输管道；另一方面又能通过PWE3技术实现对TDM、ATM、以太网等业务的仿真和统一承载。PTN技术能够很好地满足业务转型过程中多业务承载的需求。
1.2.2丰富的OAM和快速、高效的网络保护能力
PTN在故障定位、故障管理和性能管理等方面都有很丰富的OAM能力，可实现端到端的管理，并支持类似SDH的AIS和RDI等告警回送机制。
1.2.3端到端的QoS保证
PTN有完善的业务QoS分类和QoS灵活调度机制，可提供不同服务质量等级的保证，同时利用面向连接的网络提供可靠的QoS保障。
1.2.4提供高质量的网络同步
PTN能够提供3种分组同步方案：以太网同步时钟技术（以太网物理层同步），TOP技术（Timing Over Packet）和基于1588v2 的时间同步技术。而基于1588v2时间同步正好可以解决需要4 μs高精度时间同步的LTE的基站时钟布署。
2.PTN在全业务城域传送网中的定位
2.1-1 PTN在全业务城域网中的定位
根据移动集团全业务城域传送网相关指导意见，PTN在全业务城域传送网中的定位如图2.1-1。PTN网络主要用于接入IP化基站、A/B类集团客户等重要业务，而IP城域网结合PON网络主要用于接入C类集团客户及家庭用户等对QoS要求不高的普通业务。但笔者认为，集团所指的“接入”应针对用户侧而言，即PTN网络不直接接入C类集团客户及家庭用户，但作为汇聚了C类集团客户及家庭用户的IP城域网元上行的传输承载通道还是可行的。因此全业务运营环境下PTN的建设应统筹兼顾IP城域网、PON网络以及SDH/MSTP网络的发展，PTN的组网也应兼顾到与这些网络的衔接和融合。
3.PTN与现有传送网的融合
3.1 PTN与SDH/MSTP网
移动传送网经过多年的建设和优化，在2G业务的承载方面，SDH/MSTP网络的结构成熟、稳定，网络规模也比较庞大。考虑到MSTP也具备相当的IP业务承载能力，而且短期内2G业务仍然会持续发展，在PTN大规模部署前，传统的小颗粒2G业务以及零星的、小规模的专线业务仍然可以由SDH/MSTP网络进行承载，以充分利用前期已配置的网络资源。
在基站IP化进程完成后，大量的TDM方式承载的基站改为由IP方式承载，此时，城域MSTP网络将出现大量的空闲资源。考虑到MSTP网络优秀的业务保护能力、OAM能力以及经过多年建设形成的广泛的覆盖能力，可以将MSTP网络作为PTN的有效补充，为带宽需求不高，但是安全性和私密性要求较高的客户提供专线接入，同时可覆盖PTN暂时无法到达的区域。
3.2 PTN与IP城域网及PON网络
PTN、IP城域网和PON技术为代表的全业务接入网，三张网络在二层以下是统一的、融合的网络，只是面向的业务对象不同。
PTN采用了二层面向连接的技术，而且集成了二层设备的统计复用、组播等功能，可以基于LSP实现端到端的以太网业务保护、带宽规划等，因此在高等级的业务传送、网络故障定位等方面，与传统的二层数据网相比，优势明显，特别适用于高等级的基站类业务和大客户专线类业务的承载。
由于IP城域网对用户业务的QoS保障、网络安全性等方面的不足，其主要借助低成本、扩展性好的优势，采用二层交换设备接入互联网等实时性、可靠性要求不高的低等级IP业务。
全业务接入网则侧重于密集型普通用户接入，根据用户群体的不同需求，常见的方案有PON+LAN、PON+PBX、PON+交换机等，全业务接入网主要完成OLT以下语音和数据的接入、汇聚。在初期业务量不大的情况下，OLT上行接口可通过PTN或者交换机最终接入IP城域网。
3.3 PTN与WDM网
IP over WDM/OTN技术主要解决IP业务的超长距离、超大带宽传输问题，可以为大量的2.5Gbit/s、10Gbit/s甚至40Gbit/s等大颗粒业务提供点到点的传输通道，这是PTN难以达到的，但是IP over WDM/OTN的带宽分配也是刚性的，带宽利用率不高。同时，OTN设备并不是具备二层汇聚收敛功能。因此，PTN的优势体现在小颗粒IP业务的灵活接入、业务的汇聚收敛上，而并不擅长大量的点到点大颗粒业务的传送。目前，中国移动普遍采用PTN+OTN的城域承载网模型，采用双节点上联方式。 4.PTN城域网建设思路
4.1 PTN网络的引入思路
从PTN网络与MSTP网络相互融合的角度考虑，城域传送网引入PTN总体上可分为PTN与MSTP独立组网和PTN与MSTP混合组网2种思路。
混合组网主要思路有两种，第一种思路是建设PTN网络的核心/汇聚层，将现有MSTP业务下沉至接入层，MSTP网络逐步边缘化；第二种思路是将现有MSTP设备升级改造，形成MSTP于PTN共存的双平面结构。这两种建设思路共有的问题就是网络管理混乱，不易维护。第二种思路虽然能够有效的利用现有的MSTP设备，但这种“老设备”升级至“新设备”的稳定性还值得进一步商榷。因此,独立组网成为我们首推的PTN引入思路。
独立组网即接入层、汇聚层和核心层全部采用PTN设备。该组网模式下，传统的2G业务继续承载在原有的MSTP网络中，新增的IP化业务则承载在PTN网络中。PTN独立组网模式的网络结构可以与目前的MSTP网络相似，接入层以GE速率组建，汇聚层以上均为10GE速率组建，网络各层面间以相交环/相切环的形式组建。
4.2 PTN独立组网引入方案
对于独立组网的建网模式，我们给出两种建网方案。方案一：核心/汇聚层完整建设；方案二：接入层分区建设。
4.2.1核心/汇聚层完整建设方案
初期集中建设力量，完整建设PTN核心层和汇聚层，为未来网络发展打下根基。对于网络规模不大的中小城市，可以考虑核心层和汇聚层融合成为一层建设。接入层根据实际业务需要，对有数据业务需求的现有MSTP节点采用新增PTN设备方式建设，原有MSTP网络保留，对于暂时没有业务需求的节点不改造。
核心层建设采用10GE设备，其中业务收敛调度节点采用交换容量在320G以上设备，落地层设备主要采用80G～160G是设备。核心层设备采用1+1互为备份，确保网络与业务的安全。PTN汇聚节点采用10GE设备，交换容量在80G～160G之间。汇聚环采用OTN+PTN组网模型，主要采用双节点上联方式。接入层PTN网络采用GE速率。
建网初期，业务接入节点分布可能较分散，实现光缆直连至PTN汇聚节点困难，于是光缆路由途径的现有MSTP节点采用跳纤方式，因此PTN接入节点至汇聚节点之间的光连接增多了跳纤点。
该方案优点：（1）与现有MSTP网络独立建设，统一管理，便于业务过渡，分险小；（2）随着PTN接入基站增多，网络逐步完善；（3）最终形成2层独立网络，数据和语音分别传送。该方案缺点：（1）初期占用大量接入层光缆资源；（2）核心/汇聚层投资大；（3）随着网络建设无论是业务侧还是光缆接入侧都需要不断调整。
4.2.2接入层分区建设方案
建设PTN核心层网络后，从接入层开始自下而上逐步建设，最终实现核心、汇聚、接入三层网络结构。
网络建设初期，根据新增业务量在城区内的不均匀分布和地域条件分区建设。集中建设业务量大的区域，将本区域内的全部现有MSTP接入基站全部集中建设为PTN接入网络，通过本区域汇聚节点直接上连至核心层，实现该业务区内的PTN改造彻底化。区域汇聚节点至核心层可以采用双上行，以提高网络安全性。对于业务量需求较少的区域暂时不建设，依然由该区域的MSTP网络承载业务。新建核心层PTN网络采用10GE速率，接入层PTN网络采用GE速率。
随着PTN业务区的逐步增多，PTN汇聚节点逐步增多，最后完成汇集层建设，最终实现三层PTN网络结构。
该方案优点：（1）合理规划局部光缆建设；（2）分步骤建设汇聚层，节省初期投资；（3）局部区域一次性统一规划。该方案缺点：未建设PTN的区域依然依靠MSTP承载数据业务。
4.2.3方案比选
两种建设思路各有特点、相辅相成。两种建设思路分别适应不同的建设环境。第一种思路适合前期投资充足，业务量大而且分布相对均匀的情况；第二种思路适合前期投资慎重，业务量少而且分布不均匀的情况。详见表4.2-3
在实际的网络建设中可以采用两种方案结合的思路同步进行。同一个城市中，地域广、业务多的区域采取完整建设，业务少发展慢的区域采取分区建设，既保证PTN网络演进速度，又能有针对性的解决局部地区突发业务需求。
5.结束语
通过全业务运营环境下PTN城域网的建设思路可以看出，任何一种组网模式都涉及到与其他网络的衔接与互通，网络之间的融合趋势日益显著。因此网络建设者应从全程全网的角度出发，以整体经济效益为目标，促进PTN与其他网络有机结合、互为补充，并能够根据网络资源的多寡，有目的地发展用户，做到心中有数、有的放矢。 [科]
【参考文献】
［１］黄晓庆,唐剑峰,徐荣著.PTN-IP化分组传送.北京:北京邮电大学出版社.
［２］徐荣,任磊,邓春胜著.分组传送技术与测试.北京:人民邮电出版社.
［３］龚倩,徐荣,李允搏著.分组传送网.北京:人民邮电出版社.
【关键词】全业务城域网；PTN（分组传送网）；数据业务；QoS
0.引言
中国移动以SDH/MSTP技术为基础的城域传送网经过多年的建设和优化，已经较好地满足了语音业务和少量数据业务的传送需求。中国移动在“无线+基站光缆延伸+IP+IMS”的全业务运营思想的指导下，业务IP化、网络IP化的进程正加速推进，数据业务将成为城域网传送的主体。虽然MSTP网也具备多业务承载能力，但是基于TDM的内核使其在承载数据业务时效率低、灵活性和扩展性差，很难适应新一代传送网络的发展需求。在此背景下，适时引入基于分组内核的PTN技术，搭建全业务运营环境下的城域传送网平台，是适应时代发展的一个重要举措。
1．PTN的概念及技术特点
1.1 PTN的概念
PTN是分组传送网（Packet Transport Network）的简称，是针对城域网应用场景，结合IP/MPLS和传送网技术优化后的新型宽带传送网，是一种以分组为内核，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM和FC等业务的综合传送技术。
1.2 PTN的技术特点
1.2.1高效承载数据业务，统一传送多业务
PTN技术一方面支持宽带的统计复用功能，提供更加适合于数据业务特性的“柔性”传输管道；另一方面又能通过PWE3技术实现对TDM、ATM、以太网等业务的仿真和统一承载。PTN技术能够很好地满足业务转型过程中多业务承载的需求。
1.2.2丰富的OAM和快速、高效的网络保护能力
PTN在故障定位、故障管理和性能管理等方面都有很丰富的OAM能力，可实现端到端的管理，并支持类似SDH的AIS和RDI等告警回送机制。
1.2.3端到端的QoS保证
PTN有完善的业务QoS分类和QoS灵活调度机制，可提供不同服务质量等级的保证，同时利用面向连接的网络提供可靠的QoS保障。
1.2.4提供高质量的网络同步
PTN能够提供3种分组同步方案：以太网同步时钟技术（以太网物理层同步），TOP技术（Timing Over Packet）和基于1588v2 的时间同步技术。而基于1588v2时间同步正好可以解决需要4 μs高精度时间同步的LTE的基站时钟布署。
2.PTN在全业务城域传送网中的定位
2.1-1 PTN在全业务城域网中的定位
根据移动集团全业务城域传送网相关指导意见，PTN在全业务城域传送网中的定位如图2.1-1。PTN网络主要用于接入IP化基站、A/B类集团客户等重要业务，而IP城域网结合PON网络主要用于接入C类集团客户及家庭用户等对QoS要求不高的普通业务。但笔者认为，集团所指的“接入”应针对用户侧而言，即PTN网络不直接接入C类集团客户及家庭用户，但作为汇聚了C类集团客户及家庭用户的IP城域网元上行的传输承载通道还是可行的。因此全业务运营环境下PTN的建设应统筹兼顾IP城域网、PON网络以及SDH/MSTP网络的发展，PTN的组网也应兼顾到与这些网络的衔接和融合。
3.PTN与现有传送网的融合
3.1 PTN与SDH/MSTP网
移动传送网经过多年的建设和优化，在2G业务的承载方面，SDH/MSTP网络的结构成熟、稳定，网络规模也比较庞大。考虑到MSTP也具备相当的IP业务承载能力，而且短期内2G业务仍然会持续发展，在PTN大规模部署前，传统的小颗粒2G业务以及零星的、小规模的专线业务仍然可以由SDH/MSTP网络进行承载，以充分利用前期已配置的网络资源。
在基站IP化进程完成后，大量的TDM方式承载的基站改为由IP方式承载，此时，城域MSTP网络将出现大量的空闲资源。考虑到MSTP网络优秀的业务保护能力、OAM能力以及经过多年建设形成的广泛的覆盖能力，可以将MSTP网络作为PTN的有效补充，为带宽需求不高，但是安全性和私密性要求较高的客户提供专线接入，同时可覆盖PTN暂时无法到达的区域。
3.2 PTN与IP城域网及PON网络
PTN、IP城域网和PON技术为代表的全业务接入网，三张网络在二层以下是统一的、融合的网络，只是面向的业务对象不同。
PTN采用了二层面向连接的技术，而且集成了二层设备的统计复用、组播等功能，可以基于LSP实现端到端的以太网业务保护、带宽规划等，因此在高等级的业务传送、网络故障定位等方面，与传统的二层数据网相比，优势明显，特别适用于高等级的基站类业务和大客户专线类业务的承载。
由于IP城域网对用户业务的QoS保障、网络安全性等方面的不足，其主要借助低成本、扩展性好的优势，采用二层交换设备接入互联网等实时性、可靠性要求不高的低等级IP业务。
全业务接入网则侧重于密集型普通用户接入，根据用户群体的不同需求，常见的方案有PON+LAN、PON+PBX、PON+交换机等，全业务接入网主要完成OLT以下语音和数据的接入、汇聚。在初期业务量不大的情况下，OLT上行接口可通过PTN或者交换机最终接入IP城域网。
3.3 PTN与WDM网
IP over WDM/OTN技术主要解决IP业务的超长距离、超大带宽传输问题，可以为大量的2.5Gbit/s、10Gbit/s甚至40Gbit/s等大颗粒业务提供点到点的传输通道，这是PTN难以达到的，但是IP over WDM/OTN的带宽分配也是刚性的，带宽利用率不高。同时，OTN设备并不是具备二层汇聚收敛功能。因此，PTN的优势体现在小颗粒IP业务的灵活接入、业务的汇聚收敛上，而并不擅长大量的点到点大颗粒业务的传送。目前，中国移动普遍采用PTN+OTN的城域承载网模型，采用双节点上联方式。 4.PTN城域网建设思路
4.1 PTN网络的引入思路
从PTN网络与MSTP网络相互融合的角度考虑，城域传送网引入PTN总体上可分为PTN与MSTP独立组网和PTN与MSTP混合组网2种思路。
混合组网主要思路有两种，第一种思路是建设PTN网络的核心/汇聚层，将现有MSTP业务下沉至接入层，MSTP网络逐步边缘化；第二种思路是将现有MSTP设备升级改造，形成MSTP于PTN共存的双平面结构。这两种建设思路共有的问题就是网络管理混乱，不易维护。第二种思路虽然能够有效的利用现有的MSTP设备，但这种“老设备”升级至“新设备”的稳定性还值得进一步商榷。因此,独立组网成为我们首推的PTN引入思路。
独立组网即接入层、汇聚层和核心层全部采用PTN设备。该组网模式下，传统的2G业务继续承载在原有的MSTP网络中，新增的IP化业务则承载在PTN网络中。PTN独立组网模式的网络结构可以与目前的MSTP网络相似，接入层以GE速率组建，汇聚层以上均为10GE速率组建，网络各层面间以相交环/相切环的形式组建。
4.2 PTN独立组网引入方案
对于独立组网的建网模式，我们给出两种建网方案。方案一：核心/汇聚层完整建设；方案二：接入层分区建设。
4.2.1核心/汇聚层完整建设方案
初期集中建设力量，完整建设PTN核心层和汇聚层，为未来网络发展打下根基。对于网络规模不大的中小城市，可以考虑核心层和汇聚层融合成为一层建设。接入层根据实际业务需要，对有数据业务需求的现有MSTP节点采用新增PTN设备方式建设，原有MSTP网络保留，对于暂时没有业务需求的节点不改造。
核心层建设采用10GE设备，其中业务收敛调度节点采用交换容量在320G以上设备，落地层设备主要采用80G～160G是设备。核心层设备采用1+1互为备份，确保网络与业务的安全。PTN汇聚节点采用10GE设备，交换容量在80G～160G之间。汇聚环采用OTN+PTN组网模型，主要采用双节点上联方式。接入层PTN网络采用GE速率。
建网初期，业务接入节点分布可能较分散，实现光缆直连至PTN汇聚节点困难，于是光缆路由途径的现有MSTP节点采用跳纤方式，因此PTN接入节点至汇聚节点之间的光连接增多了跳纤点。
该方案优点：（1）与现有MSTP网络独立建设，统一管理，便于业务过渡，分险小；（2）随着PTN接入基站增多，网络逐步完善；（3）最终形成2层独立网络，数据和语音分别传送。该方案缺点：（1）初期占用大量接入层光缆资源；（2）核心/汇聚层投资大；（3）随着网络建设无论是业务侧还是光缆接入侧都需要不断调整。
4.2.2接入层分区建设方案
建设PTN核心层网络后，从接入层开始自下而上逐步建设，最终实现核心、汇聚、接入三层网络结构。
网络建设初期，根据新增业务量在城区内的不均匀分布和地域条件分区建设。集中建设业务量大的区域，将本区域内的全部现有MSTP接入基站全部集中建设为PTN接入网络，通过本区域汇聚节点直接上连至核心层，实现该业务区内的PTN改造彻底化。区域汇聚节点至核心层可以采用双上行，以提高网络安全性。对于业务量需求较少的区域暂时不建设，依然由该区域的MSTP网络承载业务。新建核心层PTN网络采用10GE速率，接入层PTN网络采用GE速率。
随着PTN业务区的逐步增多，PTN汇聚节点逐步增多，最后完成汇集层建设，最终实现三层PTN网络结构。
该方案优点：（1）合理规划局部光缆建设；（2）分步骤建设汇聚层，节省初期投资；（3）局部区域一次性统一规划。该方案缺点：未建设PTN的区域依然依靠MSTP承载数据业务。
4.2.3方案比选
两种建设思路各有特点、相辅相成。两种建设思路分别适应不同的建设环境。第一种思路适合前期投资充足，业务量大而且分布相对均匀的情况；第二种思路适合前期投资慎重，业务量少而且分布不均匀的情况。详见表4.2-3
在实际的网络建设中可以采用两种方案结合的思路同步进行。同一个城市中，地域广、业务多的区域采取完整建设，业务少发展慢的区域采取分区建设，既保证PTN网络演进速度，又能有针对性的解决局部地区突发业务需求。
5.结束语
通过全业务运营环境下PTN城域网的建设思路可以看出，任何一种组网模式都涉及到与其他网络的衔接与互通，网络之间的融合趋势日益显著。因此网络建设者应从全程全网的角度出发，以整体经济效益为目标，促进PTN与其他网络有机结合、互为补充，并能够根据网络资源的多寡，有目的地发展用户，做到心中有数、有的放矢。 [科]
【参考文献】
［１］黄晓庆,唐剑峰,徐荣著.PTN-IP化分组传送.北京:北京邮电大学出版社.
［２］徐荣,任磊,邓春胜著.分组传送技术与测试.北京:人民邮电出版社.
［３］龚倩,徐荣,李允搏著.分组传送网.北京:人民邮电出版社.