电信运营商PTN组网设计要点

周伟

(上海市信息网络有限公司，上海 200081)

电信运营商PTN组网设计要点

周伟

(上海市信息网络有限公司，上海 200081)

在电信业务不断发展的形势下，PTN凭借自身面向连接、良好的性能管理以及分组交换技术的重要特性，开始出现在电信运营商网络建设的选择中。现阶段，对PTN网络的规划、建设和发展已经成为了电信运营商的一个重要研究方向。本文分析了针对电信运营的应用中，PTN组网设计的一些要点，包括分层和分域架构，传送标签转发的面向连接与分组的统计复用协议、多业务接入和承载等几个重要方面。最后还指出了PTN未来发展的重要方向。

分组传送网；组网设计；传送多协议标签交换；分组光传送网

1 引言

随着传输技术的不断发展和网络应用的需求提升，电信运营商骨干网络正朝着高带宽、高可用率、高效网络管理、灵活配置等方向迈进[1]。此时，以物理通道汇接为基础的传统传输网络已经越来越不能适应时代的需要了。PTN(分组传送网)的发展，为电信运营商提供了一种高效、高扩展性的承载网络选择。

同传统的传输网络相比，PTN具有明显的优势[2]：首先，PTN具备较高的带宽利用率，它凭借以分组传送为基础的统计复用方式，实现对大带宽的高效利用。PTN利用QoS的调度与区分，能够很好地满足高质量业务的带宽需求。其次，PTN能够有效支持适合于多种业务的传送功能，改变了传统方式中各种业务应用一张网络的局限，并且能够很好地支持多种传输媒介，且分别实施管理维护。再次，PTN提供了类似以往传输装置的维护手段与性能，同时在同步方面取得更优的性能。而且，PTN具备更优越的网络扩展性，在网络管理方面，通过集中、高效的网络管理与控制，实施整个网络的动态管理。PTN的网络设计还考虑到对传统设备的互通及重用，并通过业务的平滑演进，实现对设备投资最大程度的保护。

基于PTN的优势，对于电信运营商而言，如何建设好PTN，通过完善的组网设计实现网络搭建和演进目标，是研究的重点。

2 PTN分层和分域架构

电信运营商建设PTN网络，可以考虑两种建设模式。一种模式是建设独立的网络平台，将PTN作为独立的网络层，这种方式适用于有较大网络规模的运营商。建设独立网络层，能够将很好地表现骨干网络的最佳性能，同时也符合运营商在现阶段的运营模式，但是该建设方案对建设初期的成本需求较大，投资回收的周期将会很长。另一种模式是先通过集成单一平台的一些功能来实现骨干网络建设，随着业务的发展逐步进行扩容建设。这种模式更适合于运营灵活的二级运营商。但是这样的缺点也显而易见，在单一平台上，较难要求硬件制造厂商一步实现TDM、分组级和光组级的功能完善，还需要通过循序渐进的产品系列演进来慢慢实现。PTN集成了MPLS、光传输技术以及IP技术等方面的优势，可以实现网络扁平化的实现效果，很好地提供点到点的二层隧道特性。

在网络架构方面，PTN由核心层、汇聚层以及接入层所组成。核心层由多个核心节点组成，提供网络拓扑的核心，以及对汇聚层的交换功能。汇聚层由一组组汇聚节点所组成，每组汇聚节点是由两个为一对的汇聚节点所构成的，它们之间起到了冗余互备的作用，并与核心节点相连，形成完全的交叉连接。接入层是由一组组接入环所组成，每组接入环由多个接入节点所构成的，同时联入一对汇聚节点，形成环状的拓扑结构。

PTN是通过分层与分域方式良好地给出其扩展性。PTN结构的主要内容包含虚段层网络、PTN虚通道层以及虚通路层等。PTN层与层之间形成了服务层与客户层的关

系。通常而言，虚通道层的客户层信号是通过用户信号来进行表示的，可以是非以太网信号，当然也能是以太网信号，例如ATM、FR或TDM等。PTN的底层为物理媒介层网络，可以对SDH、OTN等电路交换技术或以太网技术进行综合应用。PTN的各个层次之间都具备适配或复用联系。为了提升网络的可拓展性，除以上汇聚与分层关系之外，还分成管理域和管理子域，利用虚通路或虚通道节点完成互联。PTN的重要组成部分包括交换设备和终端设备。终端设备的作用是可以实现通道复用和通道封装。交换设备有两种重要的形式，分别是通路交换设备和通道交换设备，它们各自具有通路交换和提供通道的作用。

3 传送标签转发的面向连接与分组统计复用

在以太网技术和传送网特征结合基础上，逐步发展起了PBB（运营商骨干桥）技术[3]，这种分组传送技术具备了电信网络的特征。PBT（运营商骨干传输）[4]是在PBB基础上发展升级而得到的，它通过VLAN ID和MAC之间的融合实现转发功能，IEEE把它定义为PBB-TE标准，作为PTN演进的一个重要途径。BPT的主要特征是将广播、生成树协议和MAC等一些传统以太网的功能关闭，信息转发也不再通过学习和泛洪来实现，从而有效地防止了广播风暴的产生。PBT是面向连接的协议，利用控制协议或网络管理系统来实现连接配置，并能快速实现OAM、保护切换、流量管理、QoS等多种网络运营功能。

交换面向连接的VLAN标签，是通过VLAN ID对不同业务的实例进行标识，并引入确定的连接，还能支持流量工程、点到点业务和电信级保护切换等业务模式。因此，它的扩展性非常优秀。在QinQ技术基础上发展起来的VLAN标签交换，对VLAN的概念进行了重用，它的作用与MPLS标记有所相似，是通过VLAN ID标识出一条以太网路径，并将VLAN ID增设到PE接口中。VLAN ID会在P节点处实现交换，能够和现存的以太网交互设备进行联合组网，且在电信网络中并存。

在PTN发展演进过程中，MPLS-TP（传送多协议标签交换）[5]是在伪线基础上用MPLS协议来对以太网业务进行支撑，这样就能在实现多点到多点或点到点业务的时候，具备较高的复杂度。特别对于需要通过VPLS[6]方式才能够实现的多点到多点的业务，更能体现这一特点。由于全连接需要全网状地进行，这会产生过高的成本。对于二层业务为主的传送需求而言，通过以支持三层业务传输为基础的MPLS协议来实现则是不合理的。因此它们在MPLS基础上，给出了相应的一些改进措施。

这类协议是基于MPLS技术，又结合了传送网特征发展的一种分组传送方法。协议向MPLS帧内对客户信号进行映射，随后通过MPLS的机制实现相应的转发，并将MPLS的无连接特性做到了有效的剔除，还增设了类似于SDH的保护技术和OAM功能。协议对MPLS内有助于实现传送数据业务的特征进行了很好的选择，将MPLS内的复杂控制协议族等进行消除，从而使得数据平面变得更为简单，将非理性的转发处理等不必要因素都去除了，因此在简化MPLS方面发挥了非常重要的作用。需要明确的是，应用了伪线仿真多业务支撑技术和标签交换协议以后，还具备了较为成熟的保护机制和流量工程。

MPLS-TP的多业务优势是先天存在的。协议引入了传送网理念，进而呈现更加严谨的网络架构，这在构建电信运营网络的时候发挥了重要作用。此外，与当前传送网络相似的网络管理模式和网络结构，是促进网络平滑发展的关键因素，对此需要予以高度重视。

4 多业务接入和承载

PTN设备能很好地实现ATM、TDM和以太网的统一承载。它通过以太网至伪线的封装实现对六种重要业务类型的承载的支持，主要包括：以太网虚拟专网(EVPLAN)、以太网专线 (EPL)、以太网虚拟专线 (EVPL)、以太网专网(EPLAN)、以太网专用根基多点(EPRM)、以太网虚拟根基多点(EVPRM)等。其中，TDM业务主要依靠电路仿真来支持。例如通过边缘到边缘伪线仿真（PWE3）技术来实现对E1业务的协议处理，能够很好地利用软件进行灵活调配，实现空闲字节和空闲信元的去除和业务识别功能等。

5 结语

PTN是基于传统传送网络和IP化业务大力发展的需求矛盾基础上建立起来的分组传送网。它有效地解决了传统分组交换网络在可管理性、服务质量、可拓展性和生存性等方面存在的不足之处。通过PTN的有效使用和推进，不仅实现了传统分组交换网络的统计复用和面向连接的可靠性的应用，还更好地解决了高资源利用率与高可靠性等方面的统一。在PTN发展的过程中，也经历过许多的技术争议。至少在当前的技术应用中，基于MPLS-TP的PTN技术仍然是电信运营商骨干网络建设的重点。通过对PTN网络组网设计的深入研究，可以协助电信运营商把业务向着更为合理化、更高标准化的方向进行演进。

随着OTN的发展和应用，PTN也将逐步向OTN融合的方向发展，而POTN技术[7]是两者的很好结合，也将会承担起PTN的发展演进的角色。

[1]文静．新业务模式下运营商网络演进思路[J]．电信工程技术与标准化，2016，29(6)：1-4．

[2]杨一荔．PTN技术[M]．北京：人民邮电出版社，2014．

[3]陈兵．PBB/PBB-TE技术在电信级城域以太网中的应用[J]．中国新通信，2009，11(15)：10-15．

[4]杨靖，代谢寅，刘俊，等．分组传送网原理与技术[M]．北京：北京邮电大学出版社，2015．

[5]胥素芳．T-MPLS向MPLS-TP升级研究[J]．电子技术与软件工程，2015(7)：16．

[6]张钰．浅谈基于VPLS的二层网络扩展方案的应用[J]．电信科学，2014(S1)：137-140．

[7]薛向华，王成龙．POTN技术的发展及应用[J]．电子技术与软件工程，2016(13)：51．

The Points of PTN network Design for Telecom Operators

Zhou Wei
(Shanghai Information Network Co.,Ltd.,Shanghai 200081)

tract】 In the continuous development of telecom business situation,PTN becomes one of the selections of network construction for telecommunication operators,with the characteristics of connection-oriented performance management and packet switching technology.At present,PTN network planning,construction and development have become an important research direction for telecom operators.This paper analyzes some key points of PTN network design in the application of telecom operation,including hierarchical and subfield architecture,connection-oriented and statistic packet multiplexing protocol of transfer label forwarding,multi-service accessing and load bearing.It points out the important direction of the future development of PTN.

words】 packet transport network;network design;multi-protocol label switching;packet optical transport network

TP393

A

1008-6609(2016)09-0036-02

周伟，男，上海人，博士，高级工程师，研究方向：数据通信、无线通信。