PTN技术发展与应用

1、一、PTN设备图片PTN设备和我们当前所使用的SDH专输设备（提供了 2M/45M接口、以太网 口）类似，是一种使用了新的传输方式和技术的传输承载设备。首先我们简单了解一下国内主要 PTN设备制造商的主流产品，对PTN设备 有一个直观的印象。当前我们采用的PTN设备全部为中兴的ZXCTN 6300,根据所处的位置和作 用，配置了不同的板卡和相应的光模块。二、什么是PTN对设备有了初步的了解后，那到底应用在这些设备上的PTN技术又到底是怎么定义的呢？PTN（分组传送网，Packet Tran sport Network）是指这样一种光传送网络I:架构和具体技术：在IP业务和底层光传输媒质之间设置

2、了一个层面，它针对分 组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持 多业务提供，具有更低的总体使用成本（TCO，同时秉承光传输的传统优势， 包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、 可扩展、较高的安全性等。PTN技术主要是为IP分组业务而设计，也就是以太网业务，同时也能支持其他的传统业务，比如我们当前的 ATM TDM等业务。而其中涉及的“统计复用”实际上也是时分复用技术的一种，全称叫做“统计时分多路复用”，简称STDM当前的SDH专输体系，时隙是固定分配的， 就是说一旦某一个时隙分配使用了，那么这个时隙就唯一的被占用，即使占用 该时隙的

3、业务没用数据发送，其他的业务也不能使用这一时隙，这种传输方式 对于具有突发性和不确定性的分组业务来说是相当不适用的，容易造成资源的 浪费。而“统计复用”主要特点是动态地分配信道时隙，所以统计复用又可叫 做“动态复用”。据统计分析，统计复用可比传统的时分复用提高传输效率2-4倍。MSTP (Multi-Service Transfer Platform )(基于 SDH 的多业务传送平台)是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的 多业务节点。TDM ( Time-Division Multiplexing )就是时分复用模式。时分复用是指一种通过不

4、同信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频 信号等的技术。TDM是一种数字的或者模拟(较罕见)的多路复用技术。SONET ( Synchronous Optical Network )同步光纤网络OAM :根据运营商网络运营的实际需要，通常将网络的管理工作划分为3大类：操作(Operation )、管理(Administration )、维护(Maintenance )，简称 OAM。STM-nSy nchron ous Tran sport Module level n,同步传输模块 n 级三、PTN标准发展历承载网技术的发展是受外部需求的发展而不断演进

5、的，从最初采用的PDH/SD到 MSTR基于SDH的多业务传送平台)，再到的PTN。同时随着需求的进一步深化，PTN的标准也在不断的发展。PTN提出了一种承载网的传输方式，但是具体可以通过不同的技术加以实现，在PTN技术标准的制动中，国际三个组织曾经各自推出了自己的标准。IEEE( Institute of Electrical and ElectronicsEngineers ): 电气和电子工程师协会，致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发 和研究IETF( InternetEngineeringTask Force):互联网工程任务组，成立于II1985年底，是全球互联网最

6、具权威的技术标准化组织，主要任务是负责互联网 相关技术规范的研发和制定，当前绝大多数国际互联网技术标准出自IETF。ITU (I nternatio nalTelecommu ni catio nUn io n )： 国际电信联盟，保持和发展国际合作，促进各种电信业务的研发和合理使用；促使电信设施的更新 和最有效的利用，提高电信服务的效率，增加利用率和尽可能达到大众化、普 遍化；协调各国工作，达到共同目的，这些工作可分为电信标准化、无线电通 信规范和电信发展3个部分。IEEE提出了 PBB/PBB-TE(运营商骨干桥接)，但是由于当前支持的厂商和 运营商越来越少，国内已基本上将 PTN和 IT

7、U-T、IETF共同推出的MPLS-TP画 上了等号。在PTN标准制定过程中，IETF倾向是竟可能重用现有MPLSn制，而ITU 则希望继承现有的SDH等传送网技术的特点，通过网管进行业务指配，不依赖 于IP转发等。ITU-T提出T-MPLS勺初衷是扩展IETF MPLS勺功能子集用于满 足传送网络的面向连接的需求（如 OAM保护等）。随后IETF发现这些扩展与 现有MPLSS准不兼容，最终|ITU-T和|IETF决定成立联合工作组（JWT重新评 估T-MPLS勺需求，在综合考虑各方面因素后得出 MPLS-T标准。通过对比我们可以看出，MPLS-TP吉合了 T-MPLS在传统传输上注重|OAM

8、和 保护的特点，同时也注重同IP/MPLS网络的互通设计，更好的支持与运营商的 IP/MPLS核心网互通。MPLS - TP是一种面向连接的分组交换网络技术_I -11-利用MPLSB签交换路径，省去MPLS言令和IP复杂功能-支持多业务承载，独立于客户层和控制面，并可运行于各种物理层技术-具有强大的传送能力（QoS OAM和可靠性等）MPLS-T旳以看做是MPLS的一个子集，去掉了无连接基于IP的转发，增加端到端的OAM功能。可以用一个简单公式表述： MPLS- TP = MPLS + OAI- IPOAh和保护是传送网的核心特征，PTN技术涉及传送和数据技术，体现了传 送领域和数据领域竞争

9、融合的发展趋势。四、为什么要采取采用PTN1、首先是技术与应用发展的需要（1）伴随着移动通信技术分发展和新需求，承载网技术也在不断发展演进：无线网络的技术演进从侧重语音向侧重数据转变，数据业务追求宽带化的 特征明显。PDH/SDIH准同步数字体系/同步数字体系）MSTP多业务传送平台；卩TN|（2）通信IP化，即所谓的ALL IP现象：即传统业务向IP转型，新型业 务天然具有IP血统，对承载网提出了新的需求：在统一网络协议，简化网络层次，降低TCO便于提供各种类型的新业务，实 现综合业务运营的客观需求推动下，全业务逐渐向IP化转变：在传统业务中PSTN（ Public Switched Tel

10、ephone Network 公共交 换电话网络）在全球范围内升级为 NGN（ NextGe nerati onNetwork下一代网络），实现VOIP2G等传统基站也在一些发达运营商中开始IP化 大客户专线业务IP化份额也越来越大，VPN（VirtualPrivateNetwork虚拟专用网络）业务盛行I在新型业务中3G 4G等移动核心网全面实现IP化。Backhaul在R5版本IPTV等视频业务是天然的IP业务Ethernet商业应用和IP化存储类业务迅猛发展2、新业务发展对承载网带来的挑战，承载的发展需要产品具备向未来持续 演进的能力，支撑未来业务的高速发展的需求，而传统的承载网MSTP

11、或者以太网不能满足这种需求：（1）首先分析|mstpMST采用刚性管道承载业务，难以适应数据业务快速发展需求：汇聚能力差扩展能力不强颗粒固定，带宽浪费严重 难以提供强大的组播处理能力（2）以太网传统以太网难以担当高价值分组业务承载的重任：难以提供电信级的网络保障。网络保护能力差，网络恢 复时间在秒级，不支持50ms保护，不适合规模应用与组网无法提供精细化管理和差异化服务。QoS能力差，无法实 现电信级OAM不适合语音、视频等高质量业务的承载。对新业务的持续支撑能力有限。难以提供多业务的接口， 尤其是TDM接口，对TDM/ATM等传统业务的支持能力仍然较弱， 无法实现时钟的同步传送。解决不了带宽

12、需求增长与每比特收益下降之间的矛盾。缺乏良好的网络可扩展性：IP/MPLS复杂的信令协议限制了网络可扩展性，不太适应大规模的网络。设备复杂度高、成本 高。正因为MSTP和传统以太网在满足新业务对承载网新需求方面不足，面向IP化的分组传送技术一 PTN应运而生。它是是一种以分组作为传送单位，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。它基于分组的架构，继承了 MST啲理念，融合了 Ethernet和MPLS勺优 点，成为下一代分组承载的技术选择。PTN技术具有以下特点：提供QoS呆证：PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道， 具有适合各种粗细颗粒业务、端到

13、端的组网能力，提供了更加适合于 IP业务特性的“柔性”传输管道。可靠性：点对点连接通道的保护切换可以在|50毫秒内完成，可以实现 传输级别的业务保护和恢复。电信级的维护管理：继承了 SDH技术的操作、管理和维护机制，具有 点对点连接的完整OAM保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控 能力；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供 SLA （ Service-Level Agreement服务等级协议）等 优点。可扩展性：完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心|IP 业务；另外，它可利用各种底层传输通道（如SDH/Ethernet/OTN）。

14、安全性：具有完善的OAM机制，精确的故障定位和严格的业务隔离功 能,最大限度地管理和利用光纤资源，保证了业务安全性；在结合GMPL后，可实现资源的自动配置及网状网的生存性。标准化：统一的机构领导制定标准，便于不同厂商设备的互联互通。PTN的主要关键技术有：1. PWE3（端到端的伪线仿真,一种业务仿真机制，希望以尽量少的功能， 按照给定业务的要求仿真线路，客户设备感觉不到核心网络的存在 ,认为处理的 业务都是本地业务。2. 多业务统一承载TDM to PWE3支持透传模式和净荷提取模式。在透传模式下，不感知 TDM 业务结构，将 TDM 业务视作速率恒定的比特流，以字节为单位进行 TDM 业务

15、的透传；对于净荷提取模式感知 TDM 业务的帧结构 /定帧方式 /时隙信息等， 将 TDM 净荷取出后再顺序装入分组报文净荷传送。ATM to PWE3支持单/多信元封装，多信元封装会增加网络时延，需要结 合网络环境和业务要求综合考虑。Ethernet to PWE3支持无控制字的方式和有控制字的传送方式。3. 端到端层次化 OAM基于硬件处理的 OAM 功能；实现分层的网络故障自动检测，保护倒换，性 能监控，故障定位，信号的完整性等功能；业务的端到端管理，和级联监控支 持连续和按需的 OAM。4. 智能感知业务 业务感知有助于根据不同的业务优先级采用合适的调度方式。对于 ATM 业务，业务感知基于信元 VPI / VCI 标识映射到不同伪线处理，优 先级（含丢弃优先级）可以映射到伪线的 EXP字段；对于以太网业务，业务感 知可基于外层VLAN ID或IP DSCP对时延敏感性较高的TDM E1实时业务按固 定速率的快速转发处理。5 端到端QoS设计网络入口：在用户侧通过H-QOS提供精细的差异化服务质量，识别用户业 务，进行接入控制；在网络侧将业务的优先级映射到隧道的优先级；转发节点： 根据隧道优先级进行调