PTN在移动传输网分组化进程中的应用
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PTN在移动传输网分组化进程中的应用
沈剑峰1 寿心灵2
（1 中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司 深圳 518048） （2 北京邮电大学信息光子学与光通信研究院 北京 100876）摘 要 电信业务和网络正在逐步演进为面向分组的业务和网络，移动城域网正面临着全面的建设和改造，即由电路域向分组域演进。3G网络的全面敷设带来了海量增长的数据业务源，这是推动城域网全面改造的原动力。本文重
点介绍了分组传送网（PTN）技术在移动传输网中的重要地位和基于PTN组网的回传方案在HSDPA数据传输中
的应用，介绍了将PTN设备作为网络分组化进程中的核心设备的方案，即一种网络融合、业务融合及运营商融
合的新模式。
关键词 PTN 移动承载网 分组化 3G
移动网络运营商正在积极寻找更具性价比的城域以太网业务传输方案，以进一步降低因特网接入服务的成本，创造新的利润增长点。仅仅简单利用以太网点到点技术只能取代现有的租线、帧中继和ATM上传输的业务，只有在基本的以太网连接功能上捆绑高附加值的业务才能把城域以太网服务改造为收入不断增加并最终盈利的业务模式。例如部署2层VPN，或为每个连接设置多重服务级别（CoS）等增值业务就大大增强了以太网的连接特性。
PTN设备是面向环网应用的第四代城域以太网接入和传送平台，支持从现有SDH架构平滑演进到分组优化的传送网络，传输高附加值的增值业务。PTN设备将高弹性的城域以太分组环和接入汇聚功能集成到统一的下一代SDH/SONET平台中，可以实现极高效率的城域以太网（或其它数据业务）等分组数据业务的传送和汇聚。
1 移动传输网络分组化进程
根据我国运营商的城域网现状，核心层主要是汇聚后的大粒度流量，传送主要是以OTN/ROADM为主，PTN 技术应该用于解决接入/汇聚层的传送问题。电信业务和网络正在逐步演进为面向分组的业务和网络，而传统的TDM业务已经占有可观的市场。这种趋势在移动终端用户回传设备向IP化发展的进程中尤为突出，同时，网元设备也逐步用以太网作为业务接口，而传统的TDM接口也仍然和分组接口在各个层面共存于移动设备中。
随着每比特利润的降低以及数据和视频业务给带宽带来的压力，要求新一代的城域传输设备要给网络提供灵活的混合传输模式，即可以完成从主流的TDM业务流到主流的分组业务流的混合传输。而且具有循序渐进、向下兼容的能力以保护现有投资，允许运营商逐步的从TDM组网过渡到电路仿真再实现以太网回传。尤其是数据和视频业务是驱动利润增长的关键，随之而来的是对业务传输网络的需求快速增长。数据和视频业务引发了传输容量的激增，对网络的性能也提出了苛刻的要求。回传网络的成本投入很快就会和新业务增长带来的收益抵平，所以运营商必须寻找更具性价比的回传方案。
分组业务可以大大降低回传网络成本已被业界广泛接受。随着IP/Ethernet设备逐步达到运营级产品，移动基础网络也正逐步向分组技术演进。然而，广泛部署的传统T1/E1接口和基础网络将会继续和新的面向分组的设备长期共存。随着时间推移，越来越多的业务流将向纯分组化
DOI:10.13992/https://www.360docs.net/doc/9d9346577.html,ki.tetas.2010.02.007
电信工程技术与标准化
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发展，现有网络必须轻松应对这种业务演进。PTN 设备可以应用到任意传统TDM 和Ethernet 业务环境。而且混合光/分组传送网也不仅仅局限于移动运营商，事实上，它可以应用到所有提供混合业务的运营商。
有这样几个因素加速了移动运营商积极构建他们自己的混合光/分组传输网络。首先，业务量在各个无线站点已接近饱和，即使是之前很小的站点也如此，扩容TDM 进行回传的成本高于在室内建设回传网络。第二，无线接入设备，甚至终端用户设备都在逐步向分组技术演进。这种高端业务和BTS/Node B 设备上IP/Ethernet 接口的结合创造了一个使用新的灵活的回传及传输网络进行管道传输的机会。
移动运营商一直都在寻求降低回传及传输成本的方案。业务和技术的发展使移动运营商能够从部署他们自己的混合光/分组回传及传输网络中获益。PTN 设备的分组化特征符合这一要求，成为了关键设备。
2 PTN 设备在移动传输网中的现状和应用
目前，PTN 处于进一步标准化和产业化的阶段。虽然PTN 技术的标准化工作还未完成，但由于国内外移动运营商的无线回传市场需求迫切，目前业内已有一系列PTN 产品相继面市。PTN 主要包括T-MPLS/MPLS-TP 及PBT 两大主流技术标准，其中T-MPLS/MPLS-TP 主要由ITU-T 及IETF 在进行相关的标准研究及制定，PBT 主要由IEEE 在进行相关的标准制定。部分设备厂商推出了PTN 设备，但由于PTN 的技术标准仍在制定中，目前部分厂商推出的PTN 均部分地实现了PTN 功能，随着技术标准的成熟与完善，设备功能也需要进一步进行增加及完善。
PTN 设备可以提供在现有SDH/SONET 网络或裸纤上传输高附加值的可盈利以太网业务的解决方案，同时具
有和IP/MPLS 核心网紧密结合，将业务扩展到全球范围的能力。这样的组网结构可以支持多种传送增值业务，例如MEF 定义的E-LINE（VPWS）或E-LAN（与IETF 定义的VPLS 类似），使得运营商能够实现区分化业务提供，以极低的成本获得丰厚的回报。由PTN 设备组建的移动传输网中，丰富的业务接口可以很好的适应3G 网络的部署。
PTN 设备可作为分组环交换机使用，配置为数据包的统计分插复用器，或传送、汇聚城域以太网业务的接入复用设备。来自客户侧汇聚到环中的数据或TDM 业务可以在任一终端节点下路，或是转接到IP/MPLS 核心网中。2层（L2）交换技术与MPLS PWE3技术结合，提供了更完善的数据业务传递功能。其演进路线如图1所示。
PTN 设备目前最典型的应用是作为TD 网络接入的传输通道，也可基于PTN 设备构建分组环网内嵌于SDH 或SONET 平台（也可以直接构建在裸光纤上），如图2所示。这种方式利用MPLS 伪线技术支持多个数据业务统计共享、竞争复用传输资源的巨大带宽，在提高带宽利用率的同时仍能确保每个业务流量的QoS/SLA。这里“弹性”是通过分组环技术中的“环回”机制实现的，能够保证小于50ms 的业务中断时间，从而提高整个业务的可用性和环网的生存性。
因此，在电信网分组化的趋势下，PTN 设备的功能和应用模式适应了网络发展的需要，从图2可以更好的理解这种必然性。
3 基于PTN 的分组化数据回传解决方案
对于3G 移动通信中Node B 与RNC 之间的业务传输，PTN 设备可将其中的HSDPA 业务分流出来，通过低成本的接入与转发网络（例如xDSL 网络）进行传输，降低传
输成本，提高移动运营商的竞争力。
图1 TDM向PTN的演进
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HSDPA 技术的引入大大提升了3G 移动通信的数据业务速率，也使得Iub 接口对传输带宽的需求越来越大。为了降低HSDPA 业务的传输成本，PTN 产品提供了完善的Offload 解决方案（如图3所示）。Node B 送出的业务通过IMA E1传送到接入层PTN 设备，汇聚层PTN 设备通过ATM STM-1接口与RNC 相连。Iub 接口的业务流量可以按照VPI/VCI 划分为信令流、R99业务流和HSDPA 业务流3种。对于信令流和R99业务流，接入层PTN 设备仍然将其以IMA E1的形式传送至汇聚层PTN 设备。对于HSDPA 业务流，接入层PTN 设备将其进行一系列的封装，通过FE 接口送至VDSL Modem，通过ADSL 网络传送至汇聚层PTN 设备。根据VDSL 网络所采用的
转发方式，可将数据回传解决方案分为3类应用场景：基于ATM 转发的VDSL 网络、基于MPLS 转发的VDSL 网络、基于IP 转发的VDSL 网络。
随着3G 业务的逐步推广，数据业务的增长速度逐步加快，HSDPA 业务逐步成为高附加值的增值业务，并能带来可观的收益。同时，基于无线宽带的业务应用也在逐步改变用户的使用习惯。采用无线和固
网交叉融合的方式，可以在很长时间内缓解移动数据网的流量压力，降低每比特成本，从而提高竞争力。利用新兴的PTN 技术和VDSL2技术融合，不仅可以兼容现有的传统话音业务，还可以兼容ISDN 业务，新的VDSL2标准具备的这些特性提高了数据传输的比特率和服务覆盖范围，同时为语音和视频传输提供高级的QoS，从而促进所有宽带业务向单一网络的汇聚。与有线接入相比，无线接入更加灵活，二者在技术上并不对立，科学的规划和组网可以使二者互为有益补充，VDSL2在城域范围内的接入虽然距离有限，但在小范围内低成本的解决了3G 基站数据业务回传网的布线问题。密集的基站部署将无线宽带遍及每一个角落的同时，提供方便快捷高速的数据接入通道有必要同步进行。在宽带网络的建设和推广过程中，
应针对不同用户场合的特点，平衡好有线和无线接入的关
图2 电信城域网发展趋势及PTN设备在移动传输网中的地位
图3 PTN 设备在Offload 解决方案中的典型组网
电信工程技术与标准化
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Application of PTN Devices in the Procedure of Mobile Bearer Network Packetization
Shen Jianfeng 1 Shou Xinling 2
(1 China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shenzhen Branch, Shenzhen 518048)
(2 Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876)
Abstract Mobile bearer network is faced with a comprehensive construction and renovation, an evolution from circuit
domain to packet domain. Full installation of 3G networks has brought massive source of growth in the business, which is the driving force of promoting a comprehensive reform of metro transport networks. This paper focuses on the important position of the packet transmission network equipment in the mobile bearer network and the network deployment program based on PTN. It also puts emphasis on making the openness of the intelligent features and the use of software tools meet the PTN network planning and deployment, that is, using scientific and effective projects to implement the design and upgrading to achieve network convergence, service convergence and carrier convergence.
Keywords PTN, mobile bearer network, packetized, 3G
（收稿日期： 2009年12月11日）
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系，做到相辅相成而非重复建设。
中国铁通拥有大量通过其HDSL 网络服务的大客户专线接入业务，早在与中国移动整合之前，就已规划用VDSL2技术逐步替代HDSL，并在部分地区进行试点，效果非常理想。铁通公司拥有大量光纤资源的同时也有数量可观的铜缆资源，借助拆分整合这一机会，中国移动可以逐步升级原有固网资源至VDSL 系统。作为全业务运营商，一方面可完善自由的有限接入网络，争取更多专线接入大客户业务，盘活铁通公司业务；另一方面，对3G 接入和传输网的部署可以起到支撑作用，以灵活的数据回传方式，将PTN 的部署和VDSL 系统的部署融合发展，促进3G 网络的高效高质量服务。
目前，移动运营商的城域传输网络升级和扩容的压力都比较大，原因是多方面的，但根本的原因还是网络规划和建设比较混乱，缺乏科学建设和管理造成的。所以单纯增加新设备，采用新技术，铺设新管道可能都无法从根本上解决问题。而且新设备的增加会带来大量现网光纤的割接难问题，每条新线路，新站点的建设都付出了极大的代价，工作量巨大只是一方面的问题，有些根本无法入手的改造工程才是更为棘手的问题。
4 总结
面对快速增长的用户数和IP 化进程，移动传输网的压
力非常大，已经成为整个移动通信网的薄弱环节。3G 的进程越快，这个环节就越薄弱，承受的压力会随时使这里出现崩溃的情况。具有“网络融合”重要历史责任的PTN 设备被业内广泛关注，希望可以解决网络的升级问题。对新建网络的规划要科学，不但要符合科学发展观，更要走可持续发展的路线。现有的问题肯定是可以解决的，要的是群思广议，更要展开横向合作。这个时候，运营商网络之间的理解和沟通比任何先进的技术和设备都有效而且低成本。PTN+VDSL 的组网方式只是冰山一角，给我们提供了一种网络融合、业务融合及运营商融合的新思路，还有更多的方式需要我们探讨和思考。