一、什么是PTN

PTN（分組傳送網(wǎng)，PacketTransportNetwork）是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡架構和具體技術：在IP業(yè)務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，它針對分組業(yè)務流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復用傳送的要求而設計，以分組業(yè)務為核心并支持多業(yè)務提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展、較高的安全性等。

PTN技術主要是為IP分組業(yè)務而設計，也就是以太網(wǎng)業(yè)務，同時也能支持其他的傳統(tǒng)業(yè)務，比如我們當前的ATM、TDM等業(yè)務。PTN支持多種基于分組交換業(yè)務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業(yè)務、端到端的組網(wǎng)能力，提供了更加適合于IP業(yè)務特性的“柔性”傳輸管道；具備豐富的保護方式，遇到網(wǎng)絡故障時能夠實現(xiàn)基于50ms的電信級業(yè)務保護倒換，實現(xiàn)傳輸級別的業(yè)務保護和恢復；繼承了SDH技術的操作、管理和維護機制（OAM），具有點對點連接的完美OAM體系，保證網(wǎng)絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監(jiān)控能力；完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業(yè)務；網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立和設置，實現(xiàn)了業(yè)務QoS的區(qū)分和保證，靈活提供SLA等優(yōu)點。

另外，它可利用各種底層傳輸通道（如SDH/Ethernet/OTN）。總之，它具有完善的OAM機制，精確的故障定位和嚴格的業(yè)務隔離功能，最大限度地管理和利用光纖資源，保證了業(yè)務安全性，在結合GMPLS后，可實現(xiàn)資源的自動配置及網(wǎng)狀網(wǎng)的高生存性。

二、PTN標準發(fā)展歷程

承載網(wǎng)技術的發(fā)展是受外部需求的發(fā)展而不斷演進的，從最初采用的PDH/SDH到MSTP（基于SDH的多業(yè)務傳送平臺），再到的PTN。同時隨著需求的進一步深化，PTN的標準也在不斷的發(fā)展。

PTN提出了一種承載網(wǎng)的傳輸方式，但是具體可以通過不同的技術加以實現(xiàn)，在PTN技術標準的制動中，國際三個組織曾經(jīng)各自推出了自己的標準。

IEEE（InsTItuteofElectricalandElectronicsEngineers）：電氣和電子工程師協(xié)會，致力于電氣、電子、計算機工程和與科學有關的領域的開發(fā)和研究

IETF（InternetEngineeringTaskForce）：互聯(lián)網(wǎng)工程任務組，成立于1985年底，是全球互聯(lián)網(wǎng)最具權威的技術標準化組織，主要任務是負責互聯(lián)網(wǎng)相關技術規(guī)范的研發(fā)和制定，當前絕大多數(shù)國際互聯(lián)網(wǎng)技術標準出自IETF。

ITU（InternaTIonalTelecommunicaTIonUnion）：國際電信聯(lián)盟，保持和發(fā)展國際合作，促進各種電信業(yè)務的研發(fā)和合理使用；促使電信設施的更新和最有效的利用，提高電信服務的效率，增加利用率和盡可能達到大眾化、普遍化；協(xié)調各國工作，達到共同目的，這些工作可分為電信標準化、無線電通信規(guī)范和電信發(fā)展3個部分。

IEEE提出了PBB/PBB-TE（運營商骨干橋接），但是由于當前支持的廠商和運營商越來越少，國內已基本上將PTN和ITU-T、IETF共同推出的MPLS-TP畫上了等號。

在PTN標準制定過程中，IETF傾向是竟可能重用現(xiàn)有MPLS機制，而ITU則希望繼承現(xiàn)有的SDH等傳送網(wǎng)技術的特點，通過網(wǎng)管進行業(yè)務指配，不依賴于IP轉發(fā)等。ITU-T提出T-MPLS的初衷是擴展IETFMPLS的功能子集用于滿足傳送網(wǎng)絡的面向連接的需求（如OAM、保護等）。隨后IETF發(fā)現(xiàn)這些擴展與現(xiàn)有MPLS。

標準不兼容，最終ITU-T和IETF決定成立聯(lián)合工作組（JWT）重新評估T-MPLS的需求，在綜合考慮各方面因素后得出MPLS-TP標準。

通過對比我們可以看出，MPLS-TP結合了T-MPLS在傳統(tǒng)傳輸上注重OAM和保護的特點，同時也注重同IP/MPLS網(wǎng)絡的互通設計，更好的支持與運營商的IP/MPLS核心網(wǎng)互通。

MPLS-TP是一種面向連接的分組交換網(wǎng)絡技術

--利用MPLS標簽交換路徑，省去MPLS信令和IP復雜功能

--支持多業(yè)務承載，獨立于客戶層和控制面，并可運行于各種物理層技術

--具有強大的傳送能力（QoS、OAM和可靠性等）

MPLS-TP可以看做是MPLS的一個子集，去掉了無連接基于IP的轉發(fā)，增加端到端的OAM功能�？梢杂靡粋�簡單公式表述：MPLS-TP=MPLS+OAM–IP

OAM和保護是傳送網(wǎng)的核心特征，PTN技術涉及傳送和數(shù)據(jù)技術，體現(xiàn)了傳送領域和數(shù)據(jù)領域競爭融合的發(fā)展趨勢。

三、PTN技術的特點

1、提供QoS保證：PTN支持多種基于分組交換業(yè)務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業(yè)務、端到端的組網(wǎng)能力，提供了更加適合于IP業(yè)務特性的“柔性”傳輸管道。

2、可靠性：點對點連接通道的保護切換可以在50毫秒內完成，可以實現(xiàn)傳輸級別的業(yè)務保護和恢復。

3、電信級的維護管理：繼承了SDH技術的操作、管理和維護機制，具有點對點連接的完整OAM，保證網(wǎng)絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監(jiān)控能力；網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立和設置，實現(xiàn)了業(yè)務QoS的區(qū)分和保證，靈活提供SLA（Service-LevelAgreement服務等級協(xié)議）等優(yōu)點。

4、可擴展性：完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業(yè)務；另外，它可利用各種底層傳輸通道（如SDH/Ethernet/OTN）。

5、安全性：具有完善的OAM機制，精確的故障定位和嚴格的業(yè)務隔離功能，最大限度地管理和利用光纖資源，保證了業(yè)務安全性；在結合GMPLS后，可實現(xiàn)資源的自動配置及網(wǎng)狀網(wǎng)的生存性。

6、標準化：統(tǒng)一的機構領導制定標準，便于不同廠商設備的互聯(lián)互通。

四、PTN的主要關鍵技術

1．PWE3（端到端的偽線仿真），一種業(yè)務仿真機制，希望以盡量少的功能，按照給定業(yè)務的要求仿真線路，客戶設備感覺不到核心網(wǎng)絡的存在，認為處理的業(yè)務都是本地業(yè)務。

2．多業(yè)務統(tǒng)一承載

TDMtoPWE3：支持透傳模式和凈荷提取模式。在透傳模式下，不感知TDM業(yè)務結構，將TDM業(yè)務視作速率恒定的比特流，以字節(jié)為單位進行TDM業(yè)務的透傳；對于凈荷提取模式感知TDM業(yè)務的幀結構/定幀方式/時隙信息等，將TDM凈荷取出后再順序裝入分組報文凈荷傳送。

ATMtoPWE3：支持單/多信元封裝，多信元封裝會增加網(wǎng)絡時延，需要結合網(wǎng)絡環(huán)境和業(yè)務要求綜合考慮。

EthernettoPWE3：支持無控制字的方式和有控制字的傳送方式。

3．端到端層次化OAM

基于硬件處理的OAM功能；實現(xiàn)分層的網(wǎng)絡故障自動檢測，保護倒換，性能監(jiān)控，故障定位，信號的完整性等功能；業(yè)務的端到端管理，和級聯(lián)監(jiān)控支持連續(xù)和按需的OAM。

4．智能感知業(yè)務

業(yè)務感知有助于根據(jù)不同的業(yè)務優(yōu)先級采用合適的調度方式。

對于ATM業(yè)務，業(yè)務感知基于信元VPI/VCI標識映射到不同偽線處理，優(yōu)先級（含丟棄優(yōu)先級）可以映射到偽線的EXP字段；對于以太網(wǎng)業(yè)務，業(yè)務感知可基于外層VLANID或IPDSCP；對時延敏感性較高的TDME1實時業(yè)務按固定速率的快速轉發(fā)處理。

5．端到端QoS設計

網(wǎng)絡入口：在用戶側通過H-QOS提供精細的差異化服務質量，識別用戶業(yè)務，進行接入控制；在網(wǎng)絡側將業(yè)務的優(yōu)先級映射到隧道的優(yōu)先級；轉發(fā)節(jié)點：根據(jù)隧道優(yōu)先級進行調度，采用PQ、PQ+WFQ等方式進行；網(wǎng)絡出口：彈出隧道層標簽，還原業(yè)務自身攜帶的QOS信息。

6．全程電信級保護機制

五、PTN應用展望解析

1、國內PTN測試情況

（1）中國移動測試情況

中國移動在2008—2009年先后組織了3輪PTN技術測試，測試內容包括全業(yè)務支持、管理維護、時鐘、壓力測試、設備與網(wǎng)絡安全等，測試廠家包括烽火、華為、中興、阿朗、泰樂和UT等。

第一輪：2008年8～9月，由工業(yè)和信息化部電信傳輸研究所主持對PTN技術與產(chǎn)品的摸底測試，包括全業(yè)務支持，OAM，QoS，保護倒換，同步等詳細內容;2008年10月，PTN與MSTP和路由器互通測試;2008年11月，PTN與2G/3G基站互通測試。

第二輪：2009年3月中旬～4月底，為現(xiàn)網(wǎng)測試。又可分為兩個階段，第一階段是驗證各種分組城域網(wǎng)技術在單廠家組網(wǎng)方式下的可行性和差異性，重點驗證現(xiàn)網(wǎng)復雜環(huán)境下，網(wǎng)絡承載實際基站業(yè)務和全業(yè)務的能力，以及網(wǎng)絡的運營和管理維護能力，并為下一步網(wǎng)絡演進和部署提供組網(wǎng)思路和方案，為今后中國移動城域傳送網(wǎng)的建設提供依據(jù);第二階段主要驗證多廠家互聯(lián)互通以及多技術混合組網(wǎng)的可行性。

第三輪：2009年5～6月，各廠家PTN互聯(lián)互通測試。2009年9月，中國移動進行PTN集采前選型測試，增加滿配置LSP數(shù)量下壓力測試、雙歸保護等部分項目及功耗測試;2009年10月，中國移動進行PTN與基站時間同步互通測試;2009年12月，中國移動進行時間同步互通測試。

2010年5月，中國移動組織了2010年PTN設備集采測試。

（2）中國電信測試情況

2009年7～8月，中國電信組織了PTN測試，測試內容包括全業(yè)務支持，OAM，QoS，保護倒換，同步等詳細內容，參測廠家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等;2009年10月～2010年1月，進行現(xiàn)網(wǎng)試點。

（3）中國聯(lián)通測試情況

2009年11～12月，中國聯(lián)通第一階段測試;2010年1月，第二階段測試;2010年4月，重啟互聯(lián)互通測試。參測廠家為烽火、華為、中興、阿朗和UT等。

中國聯(lián)通測試包括功能與性能測試、互通與業(yè)務場景測試等兩大部分。其中，前者包括業(yè)務承載，業(yè)務性能，標簽處理能力，網(wǎng)絡保護，QoS功能，OAM功能，設備能力，分組時鐘功能，網(wǎng)管，控制平面功能測試共10個部分的內容;后者包括PTN設備互通測試，PTN與MSTP設備互通測試，PTN與IP數(shù)據(jù)設備互通組網(wǎng)測試，PTN與WCDMA網(wǎng)絡互通組網(wǎng)測試方案，PTN綜合業(yè)務承載測試方案共5個部分。

（4）烽火通信PTN系列產(chǎn)品參測情況

烽火通信CiTRANS全系列PTN產(chǎn)品參加了以上各運營商組織的全部測試，功能和性能均滿足要求，并在各測試中表現(xiàn)優(yōu)異，獲得各運營商廣泛認可。

2、PTN國內現(xiàn)網(wǎng)應用情況

（1）中國移動

大型本地或城域承載網(wǎng)典型組網(wǎng)如圖1所示：3G基站業(yè)務通過FE光/電口接入PTN接入環(huán)，通常PTN接入環(huán)以GE速率組網(wǎng)。在有條件的網(wǎng)絡中，GE接入環(huán)通常以雙節(jié)點與匯聚環(huán)跨接，匯聚環(huán)以GE/10GE接口通過核心/骨干層的OTN透傳到核心層PTN設備。核心層設備以GE光接口與RNC對接，實現(xiàn)基站到RNC的回傳承載。

　　圖1大型本地或城域承載網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

這種組網(wǎng)方式可使用全程LSP1+1/1:1端到端保護，類似MSTP的全程通道保護方式，實現(xiàn)承載網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)絡保護。核心/骨干層PTN設備和RNC間也可通過雙歸保護實現(xiàn)PTN與RNC對接的保護。3G和專線業(yè)務通過PTN接入設備上的FE光/電接口直接接入PTN網(wǎng)絡;2M或STN-1等業(yè)務則通過PTN接入設備上的仿真盤接入PTN網(wǎng)絡。

在小型的本地或城域承載網(wǎng)中，也可以沒有核心/骨干層的OTN設備，PTN匯聚環(huán)直接和核心層PTN對接。

（2）中國電信和中國聯(lián)通

中國電信、中國聯(lián)通在積極組織測試的同時，也已在各地積極推進試商用，都是以PTN承載3G和專線業(yè)務等。

圖2所示為PTN設備用于中國電信或中國聯(lián)通同時承載基站回傳和固定接入業(yè)務時的組網(wǎng)示意圖，由圖可見，PTN設備可同時接入基站E1電路，基站FE電路，AG業(yè)務，OLT語音業(yè)務，網(wǎng)吧基礎數(shù)據(jù)業(yè)務和客戶專線業(yè)務等，可以很好地滿足中國電信、中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)和后續(xù)網(wǎng)絡發(fā)展的需要。

　　圖2基站回傳、固定接入并重的全業(yè)務承載網(wǎng)示意圖

3、PTN應用中的熱點問題

（1）時間同步

PTN網(wǎng)絡中，目前均采用IEEE1588v2實現(xiàn)時間同步。IEEE1588v2定義了3種時鐘模式：普通時鐘OC（OrdinaryClock）、邊界時鐘BC（BoundaryClock）和透明時鐘TC（TransparentClock）。OC通常是網(wǎng)絡始端或終端設備，該設備只有一個1588端口，該端口只能作為SLAVE（從端口）或MASTER（主端口）;BC是網(wǎng)絡中間節(jié)點時鐘設備，該設備有多個1588端口，其中一個端口可作為SLAVE，設備系統(tǒng)時鐘的頻率和時間同步于上一級設備，其他端口作為MASTER，可以實現(xiàn)逐級的時間傳遞;TC是網(wǎng)絡中間節(jié)點時鐘設備，可分為E2ETC（EndtoEndTC）和P2PTC（PeertoPeerTC）兩種。

在PTN網(wǎng)絡中，IEEE1588v2實現(xiàn)時間同步主要有兩種模式，即BC模式和TC模式。但根據(jù)測試情況和技術實現(xiàn)復雜度來看，目前更傾向于采用BC（BoundaryClock）模式，烽火公司PTN系列產(chǎn)品默認支持BC模式，在各運營商組織的各次測試中性能優(yōu)異，獲得肯定，完全滿足3G對時間同步的需求。

（2）L3VPN（VirtualPrivateNetwork，虛擬專用網(wǎng)）

為了滿足未來LTE的S1多歸屬和相鄰X2接口通信的承載需求，PTN設備需要具備L3VPN的演進能力。

我們知道，LTE引入了兩個新的接口S1和X2，S1-Flex機制可以讓一個eNB連接到多個SGW/MME（區(qū)域池），它是從eNB到EPC的動態(tài)接口，主要用于提高網(wǎng)絡冗余性以及實現(xiàn)負載均衡，目的是實現(xiàn)靈活的業(yè)務調度和保護;X2是相鄰eNB間的分布式接口，它承載信令和少量切換數(shù)據(jù)，主要用于移動性管理相關信息的傳遞，用以改善用戶跨基站的移動切換時刻的體驗。

目前，業(yè)界傾向于要求核心層PTN設備支持L3VPN以解決LTE無線業(yè)務的回傳。

（3）網(wǎng)絡保護

PTN網(wǎng)絡支持的保護方式具體如下：

●PTN網(wǎng)絡內的保護方式

PTN網(wǎng)絡內的線性保護包括單向/雙向1+1路徑保護、雙向1︰1或1︰N（N》1）路徑保護、單向/雙向1+1SNC/S保護和雙向1︰1SNC/S保護。

PTN網(wǎng)絡內的環(huán)網(wǎng)保護包括Wrapping和Steering兩種保護機制，目前基本采用Wrapping保護機制。

●分組傳送網(wǎng)與其他網(wǎng)絡的雙歸保護

PTN網(wǎng)絡內保護和接入鏈路保護相配合，實現(xiàn)在接入鏈路或PTN接入節(jié)點失效情況下的端到端業(yè)務保護。

圖3所示為節(jié)點A到RNC之間的業(yè)務用雙歸保護方式實現(xiàn)業(yè)務的保護。業(yè)務主用路徑為節(jié)點A-B-C-D-RNC，備用路徑為節(jié)點A-G-F-E-RNC。

　　圖3雙歸保護

故障情況下（見圖4），當PTN網(wǎng)絡部分主用路徑發(fā)生故障，且節(jié)點D和RNC之間也發(fā)生故障時，業(yè)務的路徑變?yōu)楣?jié)點A-G-F-E-RNC。

　　圖4故障情況

4、PTN技術蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀

PTN技術的發(fā)展歷程是T-MPLS到MPLS-TP的歷程。早在2005年，國際電信聯(lián)盟電信標準部門（ITU-T）SG15就開始了T-MPLS的標準化工作。T-MPLS是在MPLS技術的基礎上，基于傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡架構對MPLS進行了簡化，去掉了與面向連接無關的技術內容和復雜的協(xié)議族，增加了傳統(tǒng)傳送網(wǎng)風格的OAM和保護方面的內容。2006年，ITU首次通過了關于T-MPLS的架構、接口、設備功能特性等3個標準建議，隨后OAM，保護，網(wǎng)絡管理等方面的標準建議相繼制訂。

2007年，IETF出于MPLS利益之爭以及兼容性問題，開始阻撓ITU-T通過T-MPLS相關標準;2008年2月，ITU-T同意和IETF成立聯(lián)合工作組（JWT）來共同討論T-MPLS和MPLS標準的融合問題。聯(lián)合工作組（JWT）由ITU-T的T-MPLSAdHoc組和IETF的MPLS互操作性設計組（MEAD）組成，專門做T-MPLS的評估工作;2008年4月，JWT經(jīng)過一系列的會議討論，決定ITU-T與IETF合作開發(fā)相關標準，ITU-T將傳送的需求提供給IETF，并通過IETF的標準程序擴展MPLS的運行維護管理、網(wǎng)絡管理和控制平面協(xié)議等，使之滿足傳送的需求，技術名稱更改為MPLS-TP，由IETF定義MPLS-TP，MEAD負責。

截止到目前，IETF已通過多個RFC（見圖5），并在轉發(fā)機制，OAM，生存性，網(wǎng)管和控制平面等5部分繼續(xù)發(fā)展完善中，還有大量的草案有望在即將到來的IETF會議上獲得通過。

　　圖5PTN技術發(fā)展歷程

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