PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)及5G建設(shè)策略探討

劉仲存

在中國(guó)移動(dòng)公司業(yè)務(wù)以及上網(wǎng)人數(shù)不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量也呈現(xiàn)出新的增長(zhǎng)趨勢(shì)。為了確保用戶在上網(wǎng)人數(shù)和數(shù)據(jù)流量不斷增加的情況下獲得新的體驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商必須要認(rèn)真分析當(dāng)前傳輸承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)以及主要技術(shù)，從而使PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)滿足5G要求。

1 運(yùn)營(yíng)商的傳輸現(xiàn)狀及發(fā)展歷程

1.1 運(yùn)營(yíng)商傳輸現(xiàn)狀

全國(guó)一級(jí)干線、省內(nèi)二級(jí)干線以及一級(jí)本地傳輸網(wǎng)是當(dāng)前我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要層次。在業(yè)務(wù)承載方面，最常用到的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備有兩種，一種是SDH；另一種是密集型光波復(fù)用DWDM，后來(lái)在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展背景下，光傳送網(wǎng)OTN以及PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)孕育而生。受社會(huì)環(huán)境、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的影響，網(wǎng)絡(luò)傳輸也呈現(xiàn)出不同的功能：2/3G業(yè)務(wù)主要由SDH和DWDM承載；4G業(yè)務(wù)由OTN和PTN承載；與此同時(shí)，OTN還承載著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

1.2 移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商傳輸設(shè)備的發(fā)展背景

中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商最初是從準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH開(kāi)始的，后來(lái)隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，直接傳輸業(yè)務(wù)數(shù)量不斷減少的同時(shí)，新增數(shù)字傳輸也開(kāi)始要求通過(guò)轉(zhuǎn)接到達(dá)業(yè)務(wù)終點(diǎn)。由于PDH系統(tǒng)不能滿足傳輸業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，因此逐漸消失在大眾眼前[1]。

接著中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商引入了新的系統(tǒng)——SDH，其主要采用了外時(shí)鐘等技術(shù)。該系統(tǒng)已一經(jīng)出現(xiàn)，不僅為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和巨大的寬帶優(yōu)勢(shì)，而且有效提高了網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)寬帶性能提升關(guān)系著能否在SDH系統(tǒng)中，借助人工配置電路數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多級(jí)復(fù)用。后來(lái)，隨著比特業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，SDH系統(tǒng)因其靈活性且適配能力差，因此不能滿足運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展需要。

后來(lái)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商不僅完善和提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸承載系統(tǒng)，而且在此基礎(chǔ)上提出了PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。與PDH和SDH系統(tǒng)相比，PTN傳輸系統(tǒng)有3個(gè)顯著的特點(diǎn)，分別為較強(qiáng)的適配能力、能支持三層靜態(tài)路由、采用層次組網(wǎng)。

1.3 PTN和IPRAN傳輸網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)原理及其優(yōu)劣勢(shì)

從數(shù)據(jù)承載方面來(lái)說(shuō)，傳輸網(wǎng)絡(luò)因其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此被廣泛運(yùn)用于業(yè)務(wù)匹配、QOS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)尋址3個(gè)方面。4G時(shí)代大量的業(yè)務(wù)都是由分組傳送技術(shù)來(lái)處理的，在處理過(guò)程中，通常會(huì)用到兩種承載方式，分別為PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和IPRAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是借助MPLS-TP技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理的分組網(wǎng)，在二層業(yè)務(wù)上具有關(guān)鍵性作用。如果要想實(shí)現(xiàn)對(duì)三層業(yè)務(wù)協(xié)議的支持，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就必須要不斷升級(jí)軟硬件基礎(chǔ)設(shè)備。IPRAN路由器卻可以承載各種各樣的IP業(yè)務(wù)，同時(shí)其還可以通過(guò)偽線仿真凡是提供TDM業(yè)務(wù)。

下面，我們將分別對(duì)兩種技術(shù)原理以及優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)的分析：

1.3.1 PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及其特點(diǎn)

PTN技術(shù)也可以被稱為MPLS-TP技術(shù)，通過(guò)使用MPLS-技術(shù)不僅有利于解決QOS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障問(wèn)題，而且能夠取得良好的效果。MPLS具有兩方面的功能，分別為基于標(biāo)簽的轉(zhuǎn)發(fā)功能和基于IP的轉(zhuǎn)發(fā)功能。上述技術(shù)原理可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的算式來(lái)進(jìn)行表達(dá)，即：MPLS-TP=MPLS-IP+OAM。在使用該技術(shù)過(guò)程中，由于采用了層次化結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大到一定限度的時(shí)候，一定會(huì)產(chǎn)生大量潛在問(wèn)題。通常來(lái)說(shuō)，層次化結(jié)構(gòu)具體包括三個(gè)方面，分別為管理平面、控制平面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面[2]。

1.3.2 IPRAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及其特點(diǎn)

所謂的IPRAN技術(shù)就是指采用IPMPLS的分組網(wǎng)，該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是在TETE的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。相比其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，IPRAN技術(shù)之所以具有良好的互通性，是因?yàn)槠涫菑穆酚山粨Q網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。為了有效解決QOS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障問(wèn)題，IPRAN在實(shí)際組網(wǎng)過(guò)程中使用了Diff-Serv技術(shù)。由于Diff-Serv技術(shù)以相似要求的業(yè)務(wù)類為單位對(duì)QOS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行了保障，因此產(chǎn)生了事半功倍的效果，具體表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：1）有效減少了對(duì)信令的以依賴性；2）降低了軟狀態(tài)定期變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源的浪費(fèi)；3）在對(duì)QOS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行保障過(guò)程中不需要做到絕對(duì)的端到端的保證。

1.3.3 兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)劣分析

1）PTN技術(shù)的優(yōu)劣分析。PIN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面具有較強(qiáng)的適配能力；另一方面QOS能力強(qiáng)。PIN技術(shù)的劣勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先，由于MPLS-TP技術(shù)本身是一種二層隧道技術(shù)，要想支持完整的三層隧道技術(shù)，就必須要進(jìn)行升級(jí)；其次，由于MPLS-TP技術(shù)結(jié)構(gòu)采用的是多層次的煙囪式，因此在組網(wǎng)過(guò)程中不可避免地受到靈活性的制約，不能有效承載業(yè)務(wù)；最后，MPLS-TP技術(shù)需要依靠同一廠家，要想實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化發(fā)展是非常困難的。

2）IPRAN技術(shù)的優(yōu)劣分析。IPRAN技術(shù)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：首先，能夠支持三層路由；其次，具有較強(qiáng)的適配能力；最后，符合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化發(fā)展要求。IPRAN技術(shù)的劣勢(shì)體現(xiàn)在3個(gè)方面：首先，QOS不如PTN，必須要啟用Diff-Serv技術(shù)；其次，要想滿足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的要求，就必須提高QOS能力；最后，成本高[3]。

2 5G時(shí)代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的策略分析

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，業(yè)務(wù)量不斷增加的同時(shí)，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也提出了更為嚴(yán)格的操作標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步推動(dòng)了PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在5G建設(shè)領(lǐng)域的運(yùn)用。在業(yè)務(wù)數(shù)量、類型以及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷變化的背景下，網(wǎng)絡(luò)云運(yùn)營(yíng)商對(duì)傳輸承載的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。在采用PTN技術(shù)推動(dòng)5G建設(shè)過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商要從以下兩個(gè)方面入手：

2.1 優(yōu)化現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)對(duì)當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)查以及到來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析可得出以下結(jié)論：空口技術(shù)的不斷發(fā)展，既為IP技術(shù)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展前景，又進(jìn)一步推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的扁平化發(fā)展。通過(guò)上述對(duì)PTA技術(shù)和IPRAN技術(shù)的分析可知，如果從投資以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩方面來(lái)說(shuō)，要想優(yōu)化PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就必須要從以下3個(gè)方面著手：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向扁平化方向發(fā)展；對(duì)全網(wǎng)跨平面業(yè)務(wù)進(jìn)行全面的梳理；根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需求有針對(duì)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以起到以下2個(gè)方面的作用：

首先，PTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特殊性表現(xiàn)在不論是核心層，還是本地網(wǎng)接入層，其對(duì)同一生產(chǎn)廠家都具有較強(qiáng)的依賴性，一旦對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，就能有效解決移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)PTN設(shè)備廠家的依賴性。而且，受非開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)等因素的影響，為滿足業(yè)務(wù)需要，必須要從同一廠家購(gòu)買(mǎi)上下層設(shè)備。一旦傳輸網(wǎng)絡(luò)被設(shè)備廠家壟斷，不僅會(huì)增加成本，而且還會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)營(yíng)[4]。其次，有利于減少建維成本。對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，不僅有利于減少網(wǎng)絡(luò)層次，而且有利于降低投資成本。

2.2 完成技術(shù)革新

1）對(duì)于其骨干網(wǎng)層以下的設(shè)備要停用MPLS功能，反之，對(duì)于骨干網(wǎng)層以上的設(shè)備則要保留MPLS。

2）要想支持完整的三層隧道技術(shù)，就必須要對(duì)PTN設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。設(shè)備的升級(jí)并不是簡(jiǎn)單地在功能上開(kāi)啟三層靜態(tài)路由功能，而是設(shè)備的軟、硬件都要進(jìn)行升級(jí)，只有這樣才能支持OSPE、BGP和RIP協(xié)議。

3）要不斷完善PTN網(wǎng)絡(luò)的QOS功能。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中端到端的服務(wù)質(zhì)量，就必須要同時(shí)實(shí)現(xiàn)本地網(wǎng)PTN的QOS質(zhì)量保障服務(wù)。隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)，站點(diǎn)也比之前更加得稠密，對(duì)于降低網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷成本具有重要的意義。為了滿足多站點(diǎn)需要，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商必須要在PTN設(shè)備上增加新的功能，從而確保Diff-Serv技術(shù)的啟用。

3 結(jié)語(yǔ)

第五代移動(dòng)通信技術(shù)出現(xiàn)之后，人們對(duì)智能需求的要求也越來(lái)越多樣化，為了給人們提供高流量密度、高強(qiáng)度鏈接密度的網(wǎng)絡(luò)化需求，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展必須要重視IP技術(shù)的提高以及網(wǎng)絡(luò)層級(jí)化的升級(jí)，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)5G傳輸網(wǎng)絡(luò)萬(wàn)物互聯(lián)的要求[5]。