ｉ； ；业务与支撑系统；； 省干Ｐ Ｔ Ｎ网络部署关键技术探讨 张华荣，张优训，李勇，蚁泽纯 （广东省电信规划设计院有限公司，广东广州５１０６３｛Ｉ） 【摘要】 从通信行业未来以ＬＴＥ、集团客户为主的业务网发展趋势出发，梳理省干建设ＰＴＮ网络的必要性及要点，并分析 讨论省干ＰＴＮ系统建设的关键技术、网络建设模型及组网要点，拓展了不同场景下省干ＰＴＮ系统部署长期演进组 网架构的研究视角，为大数据时代省干ＰＴＮ传输网部署提供了参考，有助于推动省干ＰＴＮ网络建设。 【关键词Ｊ ＬＴＥ ＰＴＮ ＣＥＰ Ｌ２／Ｌ３ 中图分类号：ＴＮ９１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—１Ｉ１１（） ）１４）一０３一（）１ ３８¨５ ｌ 刖吾 ２业务网发展趋势 随着大数据时代到来，尤其在ＬＴＥ业务、集团 ２０１３年８月，连续下发了“国家宽带战略” （国发［２０１３］３１号）及“促进信息消费”（国发［２０１３］ ３２号）两个文件，明确了加快宽带网络建设的技术路 线、发展时间表、五项重点任务和七个方面的扶持措 施，发展宽带成为国家战略。随着“国家宽带战略” 正式发布，各大通信运营商的全业务竞争日趋激烈， 客户业务大力发展的大背景下，传输技术在带宽承 载能力上出现较大的突破（如１００Ｇ波分、４０Ｇ／１００Ｇ ＰＴＮ、１ ０Ｇ ＰＯＮ），省干传输网从原来需求配套专 业逐步转变为基础网络专业，重要性不断提升，形成 为各业务需求专业“枝叶”输送养分的树形“主干脉 络”。 急需寻找下一个实现经济增长方式转变的业务增长 点、突破点。因此，ＬＴＥ、集团客户业务的发展具有 重要战略意义。 现阶段，中国通信运营商传输网面向全业务发展 的网络架构已具雏形。但是与网络、业务发展的需求 现阶段，中国通信运营商省干传输网的整体能力 仍然不足，无法全面、快速地满足ＬＴＥ、集团客户等 业务发展需求，以中国移动为代表的通信运营商逐步 偏向采用“精细化、简洁化、宽带化、集约化、可持 续”策略，积极推动省干传输网ＩＰ化进程，组建省内 干线ＰＴＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ，分组传送网） 和速度相比，省干ＰＴＮ的整体资源、带宽能力仍然不 足，无法全面、快速地满足ＬＴＥ基站接入、集团客户 发展等需求。 一方面，随着大客户业务ＩＰ化和宽带化趋势，接 口则从ＴＤＭ转向ＦＥ／ＧＥ以太网接口，省干ＳＤＨ已经无 法满足业务发展需求；另一方面，随着ＬＴＥ的网络部 署，核心网元Ｓ－ＧＷＳ￣ＥＩＭＭＥ将主要部署在省内中心城 传输网（下称“省干ＰＴＮ”）。 市，提出了ＬＴＥ基站回传跨地市流量需求，而现网以 收稿日期：２｝】１ ４－¨１ ２１ 波分、ＳＤＨ为主的省干传输网络暂无法满足省干Ｌ３业 责任编辑：袁婷ｙｕａｎｔｉｎｇ＠ｍｂｃｏｍ 务需求。因此，为应对大数据时代省干传输网“大容 １ ３８ ｌ ；ｉ ；业务与支撑系统ｉｉ ◆转发到本地ＳＧＷ／ＭＭＥ协议封装：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ； ◆通过Ｌ３ ＶＰＮ转送到远端的协议封装：ＬＳＰ标签／ ＶＲＦ标签／ＩＰ。 （２）对于Ｘ２接口，先通过接人汇聚层的隧道送 到核心ＰＴＮ节点，完成Ｌ２／Ｌ３桥接后，再通过Ｌ３ ＶＰＮ （包括本地转发和远端ＶＰＮ转发）转发到接入汇聚层 的隧道，向下传送到目的基站。 （２）路由转发方案（见图３） Ｌ２ ｇＰ，，ａ 一辨 １¨ 誊 嬲 ＂蝴畔一 由此可见，省干具备Ｌ３功能的ＬＴＥ回传 ＰＴＮ系统建设应用，关键技术之一是要解决 好Ｌ２／Ｌ３的桥接。目前业界对于Ｌ３／Ｌ３的桥 接环回方式主要有三种：外部环回、内部实 接口环回和内部虚接口环回，其中内部虚接 口环回方案是最灵活、高效的。三种方式的 优劣对比及推荐应用场景如表１昕示。 ３．４流量监控 图３ ＰＴＮ设备Ｌ３层路由转发示意图 省干ＰＴＮ网络的大量部署给网络运维管 理带来了新的变化和挑战，尤其在省干部署 ◆在省干Ｌ３ ＰＴＮ网络内，静态Ｌ３ ＶＰＮ采用报文 封装，通过虚拟路由转发实例（ＶＲＦ）标签与隧道 （ＬＳＰ）标签的封装方式进行路由； ＰＴＮ系统后，如何对省干／本地ＰＴＮ系统网元性能、网 络端到端链路质量、数据流量、带宽利用率开展统一 监控管理，如何充分挖掘ＰＴＮ网络大量数据价值，如 何实现实时流量监控、流量预测／分析，成为制约省干 ◆省干Ｌ３ ＰＴＮ内部设备仍然采用ＰＴＮ原有的隧 道技术，根据ＬＳＰ标签进行转发，仅在Ｌ２／Ｌ３桥接点， ＰＴＮ设备进行ＰＷ￣ＥＩＶＲＦ之间的关联； ◆在本地城域网Ｌ２／Ｌ３桥接点，根据用户ＩＰ报文头 目的地址信息，查找到ｖＲＦ标签、ＬＳＰ标签及下一跳信 息，进行Ｌ３ ＶＰＮ封装，通过ＵＮＩ接口与省干ＰＴＮ设备 对接实现分组转发和Ｌ３ ＶＰＮ路由功能。 同时，省干Ｌ３ ＰＴＮ网络中多种保护方式可相结 合使用，如ｖＲＲＰ可与双归、ＶＰＮ ＦＲＲ￣，合使用， ＶＰＮ ＦＲＲ也可与Ｌ２的线性、环网保护配合使用，保护 机制多种多样，提高了省干Ｌ３ ＰＴＮ网络的安全性。 ＰＴＮ部署效果的关键，并对全网资源协调提出更高要 求，这也就提出了省网统一部署ＰＴＮ流量监控系统的 需求。 ＰＴＮ流量监控系统是网管系统的最主要内容之 一，通过性能与流量监测获取各种主要的网络性能指 标值，然后根据这些数据掌握网络的运行状态，变被 动维护为主动维护，发现网络的行为规律并形成专业 流量数据分析报表，为ＰＴＮ网络规划、发现和排除故 障、分析网络总体运行状态提供基本手段。 ＰＴＮ流量监控系统在省干网络的部署中，可通 过各地市部署的数据采集器从ＰＴＮ网络提取网端口数 据、网元性能及端到端流量等指标，并定期将各地市 整理后的流量数据上报给省公司流量监控平台，由设 置在省公司的ＰＴＮ流量监控服务器统一进行流量分 ３．３ Ｌ２／Ｌ３桥接 目前，业界ＰＴＮ承载ＬＴＥ的解决方案以采用Ｌ２ ＶＰＮ＋Ｌ３ ＶＰＮ（静态）组网为主，即：在本地ＰＴＮ 网络与省干ＰＴＮ网络对接前，仍然采用Ｌｉｎｅ的组网 技术，在本地网核心ＰＴＮ节点终结接入汇聚的Ｌｉｎｅ业 务，内部完成Ｌ２；￣ｊＩＬ３的桥接，进入￣ＩｊＬ３ ＶＰＮ转发处 理，再与省干ＰＴＮ对接： （１）对于ｓ１流量，通过接入汇聚层的隧道送到核 ￣，ＰＴＮ节点，完成Ｌ２／Ｌ３桥接后，再通过ＰＴＮ核心节 点的Ｌ３ ＶＰＮ转发到相应的ｓＧＷ或ＭＭＥ； 析、监控及生成报表，各地市通过ＤＣＮ网络访问省公 司服务器进行运维管理，后期流量监控系统可升级实 现反向控制功能。 ３．５大容量设备、高速率接口 软银在２０１ １移动世界大会（ＭＷＣ２０１ １）宣布： 过去十年数据流量增加了１ ０００倍，并预测未来十年将 １ ４０ Ｉ 燃 噩业务与支撑系统 ；；； 表１ Ｌ２／Ｌ３桥接方案技术对比 对比项目 方案一：外部环回 方案二：内部实接口环回 方案三：内部虚接口环回 络中引入大容量４０ＧＥ／１００ＧＥ接 口。但目前４０ｋｍ的４０ＧＥ端口行 业标准有待完善，１００ＧＥ端口技 Ｌ２层伪线终结于设备的物理 设备内部完成ＰＷ终结处 端口，通过外部端口光纤环 与外部环回方式类似，占 方案描述 用交换网端口资源在内部 理，并通过虚端口接入 回到另外端口，进入Ｌ３ ＶＰＮ ￣ＩｊＬ３ ＶＰＮ的Ｖ１ＫＦ处理， 的Ｖ１ＫＦ进行处理 桥接，但不需要外部跳线 不占用设备端口资源 （１）桥接方式高效、配 （１）网管维护工作量大； 置灵活； 术成熟度有待提升，且单端口成 本仍较高，在省干层面大规模应 用的前提条件尚不具备。具体考 虑影１１￣４０ＧＥ／１００ＧＥ应用的因素 时，需要着眼于网络的全局，除 了传输网络设备外，还有客户端 设备、核心网设备等，同时要考 虑对现有网络的兼容性。 综上所述，省干ＰＴＮ部 优点 技术成熟度高，实现难度小 （２）安全性较方案一高； （２）多个Ｌ２接口可共用 （３）技术实现难度较小 一个Ｌ３虚拟接口，节省 Ｉｐ地址资源 （１）浪费～半端口和容量； （１）浪费一半端口和容 缺点 （２）占用大量ＩＰ地址资源； 量； 不同厂家的产品成熟度 （３）现网平滑升级难度大； （２）占用大量ＩＰ地址资 不（４）跳纤引入新的故障点有局限性 一； 源； ，（５）配置和维护工作量大 （３）配置和维护工作量大 在现网设备端口资源使用 在新建Ｌ２／Ｌ３桥接节点率不高的情况下采用此方 案进行平滑升级 优选此方案 ， 推荐应用 场景 不推荐 署初期，应重点关注ＰＴＮ设备 容量，搭建可满足后期平滑演 进的系统平台；省干ＰＴＮ￣［３署 再增加１ ０００倍。集客业务近两年来的增长是过去十年 间的总和，端口需求由起初２Ｍ、ＦＥ及少量１５５Ｍ电路 为主到现在的普遍ＧＥ接入需求，后续将逐步发展至更 中期，待４０ＧＥ／１００ＧＥ端口标 准、产品成熟度和成本等均满足引入条件后，可根据 业务发展按需、分区域逐步引入。 大的接入带宽需求；同时，ＬＴＥ对回传网络的带宽需 求由２Ｇ／３Ｇ时期的几兆、几十兆发展到ＬＴ邯寸期的几 百兆。 一３．６互通端口 为增强ＰＴＮ网络开放性，进一步降低ＰＴＮ建网成 本，推进技术成熟，省干ＰＴＮ网络将可能采用多厂家 方面是省干层面不断增长的带宽流量需求， 组网方案，这就要求不同厂家的ＰＴＮ设备均满足省干 ＰＴＮ多厂家组网的互通要求，可提供技术标准统一的 互通端口，满足承载业务的端到端管理需求。 目前，ＰＴＮ互通端口主要有ｕＮＩ和ＮＮＩ两种。 ＵＮＩ互通模型是指两端ＰＴＮ设备通过业务适配模块 进行互连，即业务接口互通；ＮＮＩ互通模型是指两端 ＰＴＮ设备通过线路适配模块进行互连，即网络／线路接 口互通。由于来自ＵＮＩ互通接口的是业务，其互通对 接端设备可以看作是与基站、集团客户等一样的客户 侧设备，即业务侧端口。采用ＮＮＩ接口互通时，要求 两个厂家设备在同一个域中（即共网管系统），以实 现对ＰＴＮ网络的有效管理，但受限于现阶段网管互通 要求省干ＰＴＮ设备具备更大的容量及扩容能力；另 一方面是现网ＰＴＮ设备整体容量偏小（普遍在３２０Ｇ 以下）、槽位与端口扩展余量不足、端口速率受限于 １０ＧＥ的局限性。两者之间突出的矛盾以及业务重要 性，对ＰＴＮ设备的能力提出了更高要求，这也正是推 动行业对ＰＴＮ设备优化升级的动力所在。 在设备容量上，省干ＰＴＮ需要引入大容量设备， 考虑到中后期集团客户业务发展需求以及ＬＴＥ在省内 跨地市调度，建议在业务需求相对集中的中心城市节 点部署Ｔ级别、多槽位的ＰＴＮ设备，其他地市考虑选 用中容量ＰＴＮ设备。目前，业界多个厂家宣称可提供 具备商用条件的Ｔ级别、单端槽位大于６０个的大容量 ＰＴＮ设备，省干层面已具备搭建大容量ＰＴＮ系统平台 的条件。 在组网速率上，省干ＰＴＮ网络部署中期，多业务 技术或综合网管系统成熟度，故在ＰＴＮ互通中，ＮＮＩ 互通技术更为关键且较难实现，需要同时满足ＰＴＮ网 络业务、保护、ＯＡＭ、ＱｏＳ和同步等五个层面的互通 要求。因此，现阶段互通端口技术以ＵＮＩ为主。 承载场景下的容量瓶颈明显，因此有必要在省干ＰＴＮ网 省干ＰＴＮ多厂家组网时，主要有分层互通、分域 ２０１ ４年第３一期ｌ蔫ｌ４ Ｉ １ ４１Ｉ ｉ业务与支撑系统； 互通两种互通应用场景。如图４所示： ［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２０１０． ［３】张俊华，冯琳琳．ＬＴＥ 承载网建设方案［Ｊ】． 。 省干ＰＴＮ系 接 业 入 务 通信管理与技术， 层 控 业 制 ２０１２（３）． 务 监 －Ｔ＇ＰＴＮ￣统 ［４】余征然．面向ＬＴＥ的 兀 厂家Ａ 城域传送网网络架构 分析及演进策略研 （ａ）分层互通 （ｂ）分域互通 究Ｌ『】 邮电设计技术， 图４ ＰＴＮ分层／分域互通场景示意图 ２０１２（５）：３８－４２． 【５】张优训，张华荣．面向 （１）分层互通用于本地与省干ＰＴＮ网络、省干与 ＬＴＥ技术的传输承载网组网架构探讨Ｕ】．移动通信， 国干ＰＴＮ网络对接，各类业务从接入侧厂家Ａ的ＰＴＮ ２０１３（５）． 网络接入，经过各层传送和汇聚，最终送达核心侧厂 ［６］吕吉贺，周和香，陈旭盈，等．面向集团客户专线的 家Ｂ的省干ＰＴＮ网络后进入业务控制单元（如基站控制 ＰＴＮ技术组网策略分析Ｕ】．中国新通信，２０１３（１２）： 器ＳＧＷ／ＭＭＥ），其互通节点一般位于各个地市省干 ９１． 中心节点； 【７］张成梅，董勇，洪峰．浅谈ＰＴＮ网络流量规划和流量控 （２）分域互通用于省干ＰＴＮ系统间对接，类似于 制Ｕ】．移动通信，２０１３（３）：１５３－１５７．★ 省干双平面，每个厂家的ＰＴＮ网络都实现从基站和各 类客户到其业务控制单元的端到端连接，只是在核心 层进行互连互通，其互通节点一般位于省干中心节点 （如省会）。 综上所述，省干分层互通、分域互通推荐采用 张华荣：工程师，理学硕士毕业于中 ＵＮＩ方式（成熟、简单、易实施、实现难度小），同 山大学，现任职于广东省电信规划设 计院有限公司，省通信学会会员，从 时由于现阶段不同厂家ＰＴＮ间ＮＮＩ互通尚待完善，待 事传输网工程设计、咨询设计工作， 技术成熟后作为未来演进目标。 研究方向为光纤通信网、Ｐ０Ｎ／ＰＴＮ／ ０ＴＮ通信技术等。 ４总结 张优训：工程师，理学硕士毕业于中 本文从大数据时代业务网发展趋势出发，讨论省 山大学，现任职于广东省电信规划设 干ＰＴＮ网络建设必要性、分析组网关键技术、提出网 计院有限公司，传输所所长，注册咨 络建设模型、总结部署要点。下一阶段，将重点研究 询工程师，从事传输网工程设计、咨 询设计工作，研究方向为光纤通信 省干ＰＴＮ部署的组网建设模型，对系统平台方案、组 网、ＰＯＮ／ＰＴＮ／ＯＴＮ通信技术等。 网架构方案以及组网规划要点进行深入探讨，给出适 用于省干网络现状的ＰＴＮ部署场景模型。 李勇：助理工程师，硕士毕业于南京 邮电大学，现任职于广东省电信规划 参考文献： 设计院有限公司，通信设计师，从事 传输网工程设计、咨询设计工作，研 ［１］徐荣，任磊，邓春胜．分组传送技术与测试［Ｍ】．北京： ◆ 究方向为ＰＯＮ／ＰＴＮ／０ＴＮ通信技术等。 人民邮电出版社，２００９． ／／ ［２】龚倩，邓春胜，王强，等．ＰＴＮ规划建设与运维实战 １ ４２ Ｉ
