PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)及5G建設(shè)的思考

嚴民旭

江蘇英仕全通訊科技有限公司 江蘇南京 210000

5G是第五代通信網(wǎng)絡(luò)的簡稱。由于深度光纖技術(shù)的應(yīng)用，有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)融合，可以支持多樣化的場景。相對于4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)具有更高傳輸速率。為物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。而當4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)運行條件和5G的要求還存在差距。但是從當前的發(fā)展來看到，PTN網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)LTE和集客、家客的作用，作為當前普通采用的承載網(wǎng)絡(luò)，如何發(fā)揮PTN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，滿足用戶數(shù)量的高增長和流量增長的高壓力是網(wǎng)絡(luò)運行技術(shù)需要解決的核心問題。

1 網(wǎng)絡(luò)運營的現(xiàn)狀與歷程

1.1 運營商的技術(shù)現(xiàn)狀

當前國內(nèi)電信運營商采用的PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多為三層，分別為全國一級干線，省級二級干線、本地網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕b置是借助SDH和可保證密集使用的光波復(fù)用DWDM，主要裝置包括光傳送網(wǎng)OTN以及PTN。2G/3G業(yè)務(wù)通過SDH、DWDM得以實現(xiàn)，4G業(yè)務(wù)通過OTN、PTN得以實現(xiàn)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過OTN來實現(xiàn)。

1.2 傳輸裝置的發(fā)展

電信運營商的起源多為數(shù)字PDH系統(tǒng)，隨著技術(shù)的進步，直接傳輸方式不再采用，數(shù)字傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)接的方式，隨著時間的推移，PDH系統(tǒng)在電信業(yè)務(wù)的發(fā)展已經(jīng)落后，由于網(wǎng)絡(luò)功能提升的需要，SDH系統(tǒng)被陸續(xù)使用，此系統(tǒng)借助外時鐘等關(guān)鍵技術(shù)，有效增加了帶寬。由于技術(shù)上的突破，網(wǎng)絡(luò)的性能得以提升。在SDH系統(tǒng)的應(yīng)用中，還需要采用人工的方式完成電路多級復(fù)用數(shù)據(jù)的配置，以保證帶寬性能的穩(wěn)定性。在后續(xù)的發(fā)展中，SDH的適配能力和系統(tǒng)的靈活性難以滿足運營商的需要，在傳輸承載系統(tǒng)方面產(chǎn)生了PTN技術(shù)。此PTN技術(shù)的功能適配能力特別強大，可以實現(xiàn)三層靜態(tài)路由，完成路由轉(zhuǎn)發(fā)[1]。

1.3 PTN網(wǎng)絡(luò)和IPRAN網(wǎng)絡(luò)的比較

傳輸網(wǎng)絡(luò)需要有效解決多種業(yè)務(wù)的匹配，這是保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。所以技術(shù)的應(yīng)用要考慮到網(wǎng)絡(luò)尋址問題，這樣有利于保證數(shù)據(jù)承載過程的可靠性。在當前使用的分組技術(shù)中，4G承載主要采用了PTN與IPRAN技術(shù)。PTN采有了MPLS-TP分組技術(shù)，可以實現(xiàn)二層業(yè)務(wù)，借助軟件和硬件的升級可以支持三層協(xié)議；IPRAN可以承載不同的IP業(yè)務(wù)，可以采用偽線仿真實現(xiàn)TDM的業(yè)務(wù)。

1.4 PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特征

PTN技術(shù)的實質(zhì)是MPLS-TP技術(shù)的應(yīng)用，借助MPLS-TP技術(shù)實現(xiàn)了保證作用，QoS的保障效果穩(wěn)定。MPLS技術(shù)體現(xiàn)出基于標簽式的轉(zhuǎn)發(fā)與基于IP轉(zhuǎn)發(fā)的全部功能，MPLS-TP技術(shù)充分考慮到了傳送網(wǎng)的特性，標準體現(xiàn)出定制的特點，在連接方面PTN消除了MPLS無法連接而采用IP轉(zhuǎn)發(fā)的方式，SDH網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了端至端OAM的功能。在應(yīng)用層面的結(jié)構(gòu)分成了數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和管理、控制三個不同的平面。

1.5 IPRAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特征

IPRAN基于IP/MPLS技術(shù)，分組網(wǎng)絡(luò)采用的標準是IETF，這項技術(shù)主要是解決了網(wǎng)絡(luò)中的路由交換問題，因此技術(shù)的互通性優(yōu)越。IPRAN網(wǎng)絡(luò)可以確保QoS的穩(wěn)定，在組網(wǎng)應(yīng)用中借助了Diff-Serv。Diff-Serv技術(shù)還可以實現(xiàn)QoS，優(yōu)勢體現(xiàn)在不需要過多的信令，這樣條件下軟狀態(tài)的定期可以改變網(wǎng)絡(luò)資源存在的浪費問題[2]。

1.6 兩類技術(shù)的分析

PTN技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在適配方面的效果好，還具有較強QoS的功能。其存在的缺點是基于MPLS-TP技術(shù)，所以是一類二層性質(zhì)的隧道技術(shù)，應(yīng)用中需要借助升級才能實現(xiàn)三層功能。此外，技術(shù)的結(jié)構(gòu)為多層式的煙囪狀，組網(wǎng)的靈活性難以保證，對于廠家的依賴性強，和當前網(wǎng)絡(luò)在向扁平化的方向發(fā)展不相符。IPRAN技術(shù)對于三層路由于業(yè)務(wù)的適配效果好，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)扁平化等。其缺點體現(xiàn)在為QoS性能和PTN相比有差距，需要借助Diff-Serv。此外，IPRAN的應(yīng)用成本要高于PTN。

2 5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)發(fā)展

隨著5G標準的完善，其應(yīng)用于實際也將變?yōu)楝F(xiàn)實。5G承載網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)方面還需要解決多種實際問題。在5G時代，業(yè)務(wù)量會呈持續(xù)增加狀態(tài)，其業(yè)務(wù)類型會發(fā)生很大的變化。由于組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變，傳輸承載有了更嚴格的標準，包括時延、帶寬、同步等方面的內(nèi)容要加以完善。

2.1 PTN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在當前的發(fā)展中，4G網(wǎng)絡(luò)將會被即將應(yīng)用的5G網(wǎng)絡(luò)所以取代，可以預(yù)定，技術(shù)在發(fā)展進步的同時，IP化將會成為發(fā)展趨勢。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)會更加扁平化。PTN和IPRAN相比，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要受到投資規(guī)模的限制，PTN實現(xiàn)扁平化要先解決PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問題。對于網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)業(yè)務(wù)要全面加以梳理，制定出更為細致的優(yōu)化方案，在業(yè)務(wù)層面要對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加以調(diào)整。通過優(yōu)化，PTN裝置對于廠家的依賴性會降低，在設(shè)備供應(yīng)商方面，針對非開放的標準，傳輸裝置會被少數(shù)廠家壟斷，產(chǎn)生運營成本和風險問題。而網(wǎng)絡(luò)層次在優(yōu)化后光纖、機房方面的投資會減少，緩解了光纜資源緊張的局面[3]。

2.2 技術(shù)的換代

在網(wǎng)絡(luò)層次方面，規(guī)劃要考慮對PTN現(xiàn)有的裝置實行軟件和硬件方面的升級。在骨干網(wǎng)層方面，停止MPLS的功能。針對PTN裝置的升級要考慮到支持層面。對于PTN設(shè)備，功能方面要將三層靜態(tài)路由功能進行開啟，設(shè)備經(jīng)過軟件和硬件升級后，設(shè)備對于OSPF、BGP、RIP實現(xiàn)協(xié)議支持。在具體實施中要考慮運營商的現(xiàn)在運行PTN裝置的功能升級要實現(xiàn)統(tǒng)籌兼顧。

3 結(jié)語

傳輸承載網(wǎng)是5G發(fā)展解決的關(guān)鍵問題。針對網(wǎng)絡(luò)性能的提升，可以發(fā)揮PTN技術(shù)的優(yōu)勢，借助PTN技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化，以解決5G時代通過網(wǎng)絡(luò)的承載問題。