毕业论文（设计）-ptn(分组传输网)组网应用

青海民族大学毕业论文（设计）论文题目PTN（分组传输网）组网应用学生姓名学号指导教师职称院系物理与电子信息工程学院专业班级通信工程（1）班二一二年三月三十日摘要随着新型业务的大量涌现和网络规模的飞速膨胀,通信行业的融合趋势表现的益加突出。移动网络架构从2G到3G后续向4G演进，移动网络在向IP化，宽带化发展的过程中对传输网提出了更高的要求。SDH/MSTP虽然具备高可靠性，高稳定性，易于管理等特点，但3G和全业务运营的来临，使得SDH/MSTP存在承载IP分组业务时效率较低、配置复杂，并且灵活性和扩展性差的弊端难以满足现实需求。而传输网需要灵活，高效和低成本的分组传送平台来实现全业务统一承载和网络融合，所以分组传输网（PTN技术应用而生。PTN分组传送网络PACKETTRANSPORTNETWORK,PTN不但保持了传统SDHSYNCHRONOUSDIGITALHIERARCH,同步数字体系传送网的优点,还增加了适应数据业务的特性,如分组交换、统计复用、采用面向连接的标签交换等。这些特征使得PTN具有很强的传送能力,能够很好地适用于不同业务的需求,从而成为了全球炙手可热的话题。目前PTN处于标准化状态，各厂家已推出相应PTN设备，各大运营商也开始产品测试，甚至开始建立PTN网络。为此，我们紧跟时代潮流，本论文系统全面介绍PTN关键技术，应用场景，网络定位和部署策略等。最后，论文根据西宁市联通网络现状以及移动，宽带，大客户三大业务网络的承载需求，分析西宁联通城域网目前面临的压力，进而论述PTN技术在西宁市本地传输网建设的必要性和构建西宁市联通城域网组网方案。关键词分组传送网,城域传送网,PTNTMPLS，IP，SDHABSTRACTABSTRACTWITHALARGENUMBEROFNEWBUSINESSEMERGINGANDTHERAPIDEXPANSIONOFTHESCALEOFTHENETWORK,THEFUSIONOFTHECOMMUNICATIONINDUSTRYTRENDOFPERFORMANCEADDOUTSTANDINGMOBILENETWORKARCHITECTUREFROM2GTO3GFOLLOWUPTOTHEEVOLUTIONOF4G,MOBILENETWORKINTOTHEIP,BROADBANDINTHEPROCESSOFDEVELOPMENT,THETRANSMISSIONTOPUTFORWARDHIGHERREQUESTSDH/MSTPTHOUGHAHIGHRELIABILITY,HIGHSTABILITY,EASYTOMANAGEMENTFEATURES,BUT3GANDALLTHEBUSINESSOPERATIONTOCOME,MAKESDH/MSTPBEARINGIPPACKETWHENEXISTINGBUSINESSLOWEFFICIENCY,COMPLEXCONFIGURATION,ANDFLEXIBILITYANDEXPANSIBILITYDIFFERENCEISDIFFICULTTOMEETTHEDISADVANTAGESOFTHEPRACTICALNEEDSTRANSMISSIONANDNEEDTOBEFLEXIBLE,EFFICIENTANDLOWCOSTTHEGROUPINGOFPLATFORMTOREALIZETHETRANSFERBUSINESSUNIFIEDCARRYINGANDNETWORKINTEGRATION,SOPACKETTRANSMISSIONNETWORKPTNTECHNOLOGYAPPLICATIONANDLIFEPTNPACKETTRANSMISSIONNETWORKPACKETTRANSPORTNETWORK,PTNNOTONLYKEEPTHETRADITIONALSDHSYNCHRONOUSDIGITALHIERARCH,SYNCHRONOUSDIGITALSYSTEMTRANSMISSIONNETWORKADVANTAGES,BUTALSOINCREASEDTHEDATATOTHENATUREOFTHEBUSINESS,SUCHASPACKETSWITCHING,MULTIPLEXING,USINGCONNECTIONORIENTEDLABELSWITCHING,ETCTHESECHARACTERISTICSMAKEPTNHASTHEVERYSTRONGTRANSMITABILITY,CANISAPPLICABLETODIFFERENTBUSINESSNEEDS,TOBECOMETHEGLOBALHOTTOPICATPRESENTINTHESTATEPTNSTANDARDIZATION,EACHMANUFACTURERHASLAUNCHEDTHECORRESPONDINGPTNEQUIPMENT,EACHBIGOPERATORSALSOBEGANTOPRODUCTTESTING,ANDEVENBEGANTOESTABLISHPTNNETWORKFORTHIS,WEFOLLOWTHETRENDOFTHETIMES,THISPAPERINTRODUCEDCOMPREHENSIVELYPTNKEYTECHNOLOGYSYSTEM,APPLICATIONSCENARIOS,NETWORKPOSITIONINGANDDEPLOYMENTSTRATEGY,ANDSOONFINALLY,BASEDONTHECURRENTSITUATIONOFXININGCITYUNICOMNETWORKANDMOBILE,BROADBAND,BIGCUSTOMERSTHREEBUSINESSNETWORKLOADDEMAND,ANALYSISOFXININGUNICOMINTRACITYNETWORKSARECURRENTLYFACINGPRESSURE,ANDTHENDISCUSSESPTNTECHNOLOGYINXININGLOCALTRANSMISSIONNETWORKCONSTRUCTIONNECESSITYANDTHECONSTRUCTIONOFXININGUNICOMINTRACITYNETWORKSNETWORKSCHEMEKEYWORDSPACKETTRANSMISSIONNETWORKMETROPOLITANAREATRANSPORTNETSPTNTMPLSIPSDH目录绪论11分组传送网（PTN）概述311PTN技术简介312PTN技术的原理313PTN技术特点与形态314PTN与SDH区别415PTN的体系构架和网络功能平面416PTN关键技术5161OAM技术5162PTN网络的生存性技术6163PTN网络的全业务提供技术62PTN网络层次定位与网络应用场景分析721PTN网络层次定位722基于对城域网网络应用场景分析723PTN网络的组建及组网模式11231PTN的组网模式11232PTN的组网结构11233PTN组网方案1224PTN发展现状143西宁联通3G城域网PTN组网应用1531西宁联通3G城域网PTN网建背景153113G城域网对分组业务的需求15312西宁联通3G城域网现状及架构1632西宁联通城域网PTN网络架构1633西宁联通城域PTN建设策略与方案17331建设策略17332网络定位18333西宁市城域网拓扑图设计18334建设方案19335网络管理方案21336新建PTN传输网建设规模224结论23参考文献24附录25致谢26绪论PTN技术产生背景经过多年的建设和优化，以SDH/MSTP技术为基础的中国移动城域传送网已经较好地满足了基于TDM的语音业务和少量数据业务的传送需求，但3G和全业务运营的来临，使基于IP的数据业务成为城域网传送的主体。数据网络通信已经融入到传统的语音业务领域，从而形成语音为核心，以视频，IM，呼叫中心等其他业务为增值点的IP通信市场，IP网络已经能提供高速上网（HSI）,IP电话和视频（IPTV）的三重播放业务。IP则为在统一平台上提供多样化的信息提供了可能而作为核心技术的IP协议体系在数字架构中得到广泛的认同。IP正在以实用化得方式强化在网络技术中的地位，逐步应用于各个领域。（1）在移动业务方面，同传统语音业务相比，数据业务的表现形式随着移动终端的能力增强和网络功能的日益完善，而变得越来越丰富。如多媒体信息，3G业务，定位服务，WAP，移动业务呈现出向IP数据和流媒体发展趋势。（2）在数据业务领域，IP已占主体。数据承载网已IP化。（3）INTERENT的迅猛发展加快了电信业务IP化的发展趋势。因此，目前在电信网的各项业务中，业务IP化已是无争的事实，也是电信发展的必然趋势。传送网面临的挑战随着3G业务的部署，IP业务将迅速发展，TDM比重将越来越小，电信业务IP化，从而引发传输网面临新的挑战。（1）承载业务IP化，导致传送网结构，功能发生变化。面向TDM业务设计的SDH传输网技术已难以满足数据IP业务的传送需求主要的问题在于基于固定的VC容器作为传送单位，粒度大，种类少，适配分组业务的效率低，难以动态共享；基于电路连接传送业务，配置复杂，实现数据业务所要求的全互联成本昂贵难以维护；业务种类简单，难以满足新型动态数据业务的要求。作为SDH设备的改进，基于SDH的多业务传送平台技术（MSTP）在一定程度上提供分组业务的传送的功能，但MSTP设备改善的只是接口适应性，并不具备对多业务的内核适应性。传统的SDH/MSTP网络对于基于分组化的业务，存在业务指派处理负杂，带宽效率低，成本高，网络扩展性差等缺点。（2）IP业务向大颗粒化方向发展。随着40G路由器的出现，传送网所承载的颗粒越来越大，并将稀释SDH层的汇聚功能。随着业务的发展，155MBIT/S业务将逐渐减少，25GBIT/S10GBIT/SGE10GE等业务所占的比重会越来越大，今后甚至会出现40GBIT/S40GE等业务。（3）QOS服务质量越来越高。随着数据承载网的业务类型增多个业务量的发展，对业务的高质量，高可靠性和安全性的要求也与日俱增，这就要求传送网能够根据业务类型的不同提供差异化的安全保障措施，选择适合的传输方式。（4）网络规模扩大，必然导致OAM更加负杂。网络规模扩大，传送网将变得越来越复杂，维护成本也将上升。如何快速开通业务，有效利用光纤的带宽，简化网络配置和管理等也是运营商关心的问题。业务的IP化石网络发展的一个必然趋势，PTN技术在网络扩展性，业务保护，QOS保障，TDM支持和业务管理方面显示了传统IP所不具有的优势，更好的满足业务传送需求，可以说，PTN技术的出现时光传送网技术发展在通信业务提供商现实网络和业务环境下得必然结果。PTN的研究及应用意义PTN（分组传送网，PACKETTRANSPORTNETWORK）是新型城域宽带传送网，是适合传送电信业务，电视和数据业务的统一的传送平台是符合NGN要求的传输基础。在网络向泉IP化演进的大背景下，传输网为了实现上层业务的高效承载，从MSTP演进到PTN是大势所趋。从技术方面，PTN设备针对分组业务流的突发性，能够采用统计复用的方法进行传输，将宽带进行合理的分配，即满足高优先级业务的性能要求，又充分共享未用宽带，解决了TDM交换时带宽无法共享，无法有效支持突发业务的根本缺陷。从网络应用方面，PTN网络提供了一个性能良好，兼容以太、ATM、SDH,PPP/HDLC、帧中继各种技术的统一传送平台，消除了网络建设类型的多样性，代之以接口类型的多样性。原有的网络设备，如ATM机，以太交换机，PDH光端机，可以通过PTN网络互连在一起，也可以被PTN的ATM接口，以太接口，PDH接口直接替换；PTN技术完美的结合了数据技术与传输技术，来自数据方面的大容量分组交换、标签交换技术，QOS技术，来自传送的OAM管理，50MS保护和同步，可以使运营商的基础网络设施获得最大技术优势，增强未来快速部署应用的灵活性和降低成本，同时可以最大程度利用现有网络，保护运营商的已有资产。由此，本论文结合中国联通在西宁的网络规划，建设的实际应用，介绍PTN传送网技术引入的必要性以及传输承载网的网络架构，各个层面的网络建设。1分组传送网（PTN）概述11PTN技术简介PTN（PACKETTRANSPORTNETWORK,分组传输网）是一种面向分组业务的传送网络和技术，它定位于城域网汇聚接入层，以分组交换为核心并提供多业务支持，既具备数据通信网组网灵活和统计复用传送的特性，又继承了传统光传送网面向连接、快速保护、OAM能力强等优点。PTN通过融合IP,MPLS和光传输技术的优势来达到网络扁平化的目的，以分组业务为核心，提供多种业务，同时具备高可靠性，高效的带宽管理和流量管理，以及较高的可扩展性和安全性等。12PTN技术的基本原理TDM业务的相对萎缩及“全IP环境”的逐渐成熟，要求设备从多业务接口适应性向多业务内核适应性转变，业务的IP化对传送网本身提出了分组化要求。但同时又必须保证传统业务的正常运行，从而要求分组技术和传输技术的相互融合，它是IP/MPLS,以太网和传送网3种技术相结合的产物。13PTN技术特点与形态基于分组的交换核心是PTN技术最本质的特点。其核心技术特征为（1）PTN顺应了网络的IP化，智能化，宽带化，扁平化的发展趋势；以分组业务为核心，增加独立的控制面，以提高传送效率的方式拓展有效带宽，支持统一的多业务提供。（2）PTN保持了数据的特性分组交换，统计复用，采用面向连接的标签交换，灵活动态的控制面等。（3）PTN继承了SDH传送网的传统优势良好的同步性能，完善的保护倒换和恢复，强大的网管。14PTN与SDH区别SDH（SYNCHRONOUSDIGITALHIERARCHY，同步数字体系），根据ITUT的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。SDH是时分复用技术，是从话音业务的需求出发，PDH技术发展而来的。PTN是分组交换技术，是数据业务的需求出发，以太网技术发展来的。PTN通过硬件收发管理报文来实现对信道的监控和管理，而SDH通过开销字节实现系统的OAM。PTN与SDH基于不同的协议，所以两个体系不能混合组网，即网络之间不能实现对方的监控、管理及保护倒换，但标准接口的业务可以互通。分组传送网是一个总的概念，TMPLS/MPLSTP是它的2个主要的技术分支，他们都属于面向连接的技术，都提供类似SDH的性能和可靠性区别主要体现在数据转发，保护，OAM的实现方式不同。15PTN的体系构架和网络功能平面ATMPLS/MPLSIP作为面向连接的传送网技术，可分为煤质层，断层，通路层和通道层。如图11图11TMPLS网络的垂直分层结构BTMPLS可分为层次清楚地三个平面传送平面，控制平面和管理平面，功能如图12所示图12TMPLS网络的三个平面功能示意图16PTN关键技术161OAM技术TMPLS的OAM主要用于差错管理，性能监控和保护倒换，主要有三种方式（1）主动OAM，周期性的报告链路状态，性能，差错等；（2）按需OAM，按需的报告链路状态，性能，差错等；（3）保护倒换OAM，主要是ASP协议。TMPLS的OAM机制，可以实现类似SDH丰富的开销能力，实现分层的网络故障自动检测，保护到换，性能监控，故障定位，信号的完整性等功能。并支持业务的端到端管理和级联监控，以及支持连续和按需的OAM。如图13所示图13PTN网络分层OAM功能示意图162PTN网络的生存性技术PTN网络的生存性技术TMPLS的生存性是分组传送网的另一个主要特征，其主要由基于传送平面的保护倒换技术和基于平面的恢复技术来实现。基于传送平面的保护技术有路径保护，子网连接保护，环网保护；基于控制平面的恢复是指在控制平面的参与下，发生错误后重新计算保护路径，或在错误发生前预计算保护路径。其保护倒换机制能够实现与SDH相同的小于50MS的保护效果。如图14所示图14PTN网络保护技术示意图163PTN网络的全业务提供技术为了适应数据业务量迅猛增长的需要，分组传送网采用通用的分组交换内核，提供了对数据业务的适应性通过IEFT的端到端伪线仿真（PWE3），技术保持原有的电路性服务的后向兼容性，同时向分组化网络转型，正是采用了PWE3技术，使得TMPLS网络的数据业务的同时，还可以支持各种各样电路型业务。PEW3是在PSN上模拟各种点到点业务的机制，被模拟的业务可以通过TDM专线，ATM,FR或以太网传输。PWE3利用PSN的隧道机制来模拟业务员的必要属性。这里的隧道就被称为伪线。主要在分组网络上构建点到点的以太网虚电路，各种业务向TMPLS映射的方式如图15所示图15TMPLS对各种业务的映射方式2PTN网络层次定位与网络应用场景分析21PTN网络层次定位PTN继承了SDH/MSTP良好的组网、保护和可运维能力，又利用IP化的内核提供了强大的弹性带宽分配、统计复用和差异化服务能力，能为以太网、TDM和ATM等业务提供丰富的客户侧接口，非常适合于高等级小颗粒业务的灵活接入、汇聚收敛和统计复用。而PTN能提供的最大速率网络侧接口只有10GE接口，以其组建骨干层以上网络显然无法满足当前业务带宽爆炸性增长的需求。因此，PTN定位于城域汇聚接入层网络，未来可与由DWDM/OTN设备组建的具备超大带宽传送能力的城域核心骨干层网络和由PON设备组建的侧重于密集型普通用户接入的全业务接入网络共同构成城域传送网的主体。22基于对城域网网络应用场景分析数据业务的迅猛发展占用和消耗了运营商大量的传送网络资源，特别是3G业务的开展，以承载TDM业务为主的传统电信传输网，在新一代分组业务面前力不从心，传输网必须向更高承载分组传送网演进。PTN技术是IP/MPLS，以太网和传送网三种技术相结合的产物，具有面向连接的传送特征，可以对不同业务实施不同QOS策略，可以很好地满足网络转型背景下由TDM业务向IP业务平稳过渡的综合业务承载需求，兼容现有的传送网，具有灵活的业务组织与调度能力，灵活的组网能力和克扩展性，可以较好的满足将来业务发展需求，与基于路由器的IP/MPLS解决方案相比，PTN具有低成本，高可靠和易维护的优势。中的业务需求分析和PTN技术特征，PTN网络可以作为高质量城域分组业务承载平面。PTN有主要三种应用场景（1）3G基站到RNC的分组化回传。（2）大客户业务。（3）OLT分流语音业务承载3G基站到RNC的分组化回传新建WCDMA基站以及扩容2G基站用PTN承载；同时，热点地区需要进行WCDMAWLAN的同区域部署，WLAN和WCDMA共用PTN作为传输资源。每基站在HSDPA阶段峰值带宽约为30M，收敛比为151；在LTE阶段峰值为20MHZ3扇区基站的下行峰值带宽为310MBPS，收敛比为21，电信级分组传送网传输速率一般为85。接入层环节点数1015个汇聚环节点数68个；核心调度层设备数参考核心机房数及RNC数量。接入层承载WCDMA的带宽为10GE组网需求。汇聚层为40G/100G组网需求。所需TUNNEL数量（考虑双向、保护）接入层大于60，汇聚层800；业务为集中型，PTN端到端承载3G业务模型如图21所示图213G基站到RNC的分组化回传示意图大客户业务传送平均每客户在HSDPA阶段峰值带宽为10M，在LTE阶段峰值带宽为20M,收敛比为31接入层环节点数1015个；汇聚环节点数68个；核心调度层设备数参考核心机房数及RNC数量；大客户分以热点区域居多，因此在此区域可部署10GE接入环。汇聚层以上使用OTN/WDM解决少量区域光纤紧张问题。对于大客户业务，可实现用户到SP间的业务传送，也可以应用PTN中的VPN技术为区域网络中大客户分支机构互联提供端到端的承载通道。业务走向如下图22所示图22大客户业务分组化承载示意图OLT分流语音业务承载。OLT承载的业务通常分为数据业务和语音业务，两种业务在OLT上分离，数据宽带业务处GE口，通过IP城域网承载或光纤直趋的方式承载。由于PTN端到端组网对基站进行覆盖，必然覆盖到OLT站点，也是OLT分流的语音业务承载的理想选择。如图23所示图23OLT语音分组化承载示意图23PTN网络的组建及组网模式231PTN的组网模式新制式设备的引入往往需要考虑与已有设备的关系是与已有设备共同组建混合制式网络，还是独立组建一张网，是否有更好的解决方案SDH/MSTPPTN的混合组网模式和PTN独立组网模式在PTN网络的后续发展上都会因网络演进需要或遭遇资源瓶颈而进行频繁的调整或扩容，不能很好地适应未来业务突发性强、带宽需求增长迅速的场景。而DWDM/OTNPTN的联合组网模式具备良好的网络扩展性，更适合作为中大规模城域网例如杭州移动城域网的组网模式。232PTN的组网结构以分组交换为内核的PTN，在路由保护方式上采用了MPLSAPS、FRR和LAG等基于分组的保护策略，因此不再像SDH/MSTP网络那样要求采用环形结构组网，以满足复用段共享保护环或通道保护环的倒换条件。但从现有光纤网络的结构、运行维护习惯和业务信号流向管理的角度来看，在汇聚层和接入层以环形作为PTN的组网结构仍不失为一个较佳的选择，同时也能为MPLSAPS保护创建良好的物理层条件。而核心骨干层的组网结构则不建议简单地沿用环形结构，而应该针对业务带宽需求快速增长的趋势，并结合DWDM/OTN网络超大带宽提供能力，采用类似于网状网的结构组网，在业务流量较大的核心骨干层节点之间直接通过DWDM/OTN网络建立一到多个GE或10GE链路进行业务疏导。采用网状网结构而不是环形结构组建核心骨干层有如下优点（1）实现了网络的扁平化，提高了路由管理的效率。（2）有业务需求的核心骨干层PTN节点之间通过直达链路连接，大大降低了核心骨干层PTN节点的连接成本，提高了设备利用率，提高了业务的安全性。（3）网状网的扩容只需在相关PTN节点之间增加直达链路而不受其他PTN节点资源的限制，大大提高了网络的可扩展性和灵活性，同时降低了扩容成本233PTN组网方案方式一PTN独立组网模式。即从接入层至核心层全部采用PTN设备，单独新建分组传送平面，和现网MSTP长期共存、单独规划、共同维护。采用这种独立组网的方式，可以使得网络结构清晰，易于管理和维护，适合一起涌现出的大量IP业务的接入。其组网图如图24所示。图24PTN独立组网模式方式二MSTP与PTN混合组网模式。混合组网不是指PTN设备跟现有的MSTP设备合并组网，因为这样的话对于PTN设备的优势是完全无法体现的。它是在现有的SDH/MSTP网络基础上，部分节点SDH/MSTP设备替换为PTN设备，与其他SDH/MSTP设备混合组网，并向全PTN组网演进。混合组网有利于SDH/MSTP网络向全PTN的平滑演进，允许不同阶段、不同设备、不同类型环路的共存，投资分步进行，风险较小。如图25所示图25MSTP和PTN混合组网模式方式三联合组网模式汇聚层以下采用PTN组网，核心骨干层则充分利用IPOVERWDM/OTN将上联业务调度至PTN所属业务落地机房。该模式下，业务在汇聚接入层完成收敛后，上联至核心机房设置两端大容量的交叉落地设备，并通过GE光口11的TRUNK保护方式与RNC相联，其中，骨干节点PTN设备，通过GE光口仅与所属RNC节点的PTN交叉机连接，而不与其他RNC节点的PTN交叉机以及汇聚环的骨干PTN设备发生关系，尽管独立组网模式中核心骨干层组建的PTN10吉比特以太网环路业务也可以通过波分平台承载，但波分平台只作为链路的承载手段，而联合组网模式中，IPOVERWDM/OTN不仅仅是一种承载手段，而且通过IPOVERWDM/OTN对骨干节点上联的GE业务与所属交叉落地设备之间进行调度，其上联GE通道的数量可以根据该PTN中实际接入的业务总数按需配置，节省了网络投资。同时，由于骨干层PTN设备仅与所属RNC机房相联，因此，联合组网模式非常适于有多个RNC机房的大型城域网，极大地简化了骨干节点与核心节点之间的网络组建，从而避免了在PTN独立组网模式中，因某节点业务容量升级而引起的环路上所有节点设备必须升级的情况，节省了网络投资。联合组网分层的网络结构，前期的投资建设比较高。但适用于网络规模较大的大型城域网，考虑到联合组网模式的诸多优势，联合组网的方式进行城域PTN的建设是可取的。如图26所示图26PTN联合组网模式24PTN发展现状PTN技术的发展历程是TMPLS到MPLSTP的历程。早在2005年，国际电信联盟电信标准部门就开始了TMPLS的标准化工作2006年，ITU首次通过了关于TMPLS的架构、接口、设备功能特性等3个标准建议，随后OAM，保护，网络管理等方面的标准建议相继制订。目前在商用化方面来看，鉴于标准、产业成熟度、关键问题的解决进度等问题，各个厂商在标准、产品等方面虽然都投入了不少精力，烽火通信作为国内最早开始研发MSTP设备的制造商之一，从2000年开始研发到2003年后大规模的商用的过程中，积累了丰富的数据和传输经验，并在此过程中不断完善MSTP产品，通过了各大运营商的大型测试。PTN技术无疑是传送技术发展的一个高峰，是最有可能实现网络统一的技术。PTN技术在5年内必将会大规模部署，成为传送网的主流设备。目前，PTN技术与其他技术相比，以其简单、实用和融合多种技术的特点，受到了业界的广泛关注，从标准、设备研发到技术应用都在发展过程中。3西宁联通3G城域网PTN组网应用31西宁联通3G城域网PTN网建背景西宁联通本地传输网仍是以MSTP技术为主，但随着电信业从话音通信到走向信息时代，业务IP化成为未来电信业务网络的发展趋势，特别是3G业务的逐渐开展，其带宽将达到2G基站带宽的510倍。而基于现网的MSTP设备难以满足分组化业务的承载需要。烽火科技作为国内优秀的通信产品及解决方案提供商，基于在光通信和数据通信领域的深厚技术积累，为技术和产品转型赢得了先机。烽火科技CITRANS系列PTN产品在环网保护、QOS保障和OAM测试中表现最优。因此，为顺应业务网络发展趋势，2010年，西宁联通利用烽火科CITRANS系列PTN产品开始建设PTN传送网。3113G城域网对分组业务的需求分组交换传送网络（PTN）主要满足联通现阶段已建和在建的3G接入传输电路的上联，汇聚以及传输需求，同时还需满足宽带升速以及WLAN业务网络建设时对传输网的电路承载要求。对于西宁联通3G网络，随着3G的初步部署完成，3G网络将进入数据业务发展阶段，因此未来接入层传输网络将以FE接入方式为主，满足现有及未来基站数据业务的接入。因此，现西宁联通现有传输承载网无法满足业务需求。2011年底，西宁联通宽带升速需求也将大大上升，总带宽要求非常巨大，现有网络远远不能满足需求。312西宁联通3G城域网现状及架构西宁联通网络的建设与发展在整个建设过程的时期发挥了其承载全网各种业务的的基础传输平台的重要作用。设备尽力了由PDH,传统的SDH向智能化，多业务传送网络的发展过程，具有相当规模的PDH,SDH,MSTP,ASON及波分设备并存的光缆中继传输城域网。由于联通传送网络的发展是随着全球电信技术的发展，演进而逐步的建设和发展的，因而，不可避免的带有时代的局限性和技术发展各个时期的特征。随着3G，宽带升级及WLAN等分组业务的迅速发展，MSTP网络开始呈现力不从心，主要表现在（1）带宽利用率较低。目前MSTP仍以SDH为核心，如以太网基于统计复用的数据业务要经过复杂的映射协议，映射过程需要占用开销。（2）数据业务汇聚能力受限。MSTP可以提供FE端口到FE端口和FE端口到GE端口的汇聚，但出于受单板背板带宽及汇聚能力的限制，无法高效的接入设备，因此，对大量业务汇聚的效率较低。（3）MSTP设备的数据接口的互通。虽然MSTP在SDH层面能够通过光接口实现互通，但各厂商采用的数据包至VC颗粒的映射协议不同，扩展开销字节的定义和使用不同，导致不同厂家在数据业务处理上存在差异，数据业务的互通还需进一步验证。32西宁联通城域网PTN网络架构西宁城域网网络规模大，覆盖范围广，它位于青海东部，青海省会，是全省政治、经济、文化、教育、科教和交通、通讯中心。全市常住人口21536万人,西宁市辖城东、城中、城西、城北四个区，大通、湟中、湟源三个县。以及正在建设的西宁（国家级）经济技术开发区和城南新区、海湖新区。传输网应采用分层架构，满足分组业务的承载要求。网络按骨干，汇聚和接入三层结构考虑，同时为了满足基站至RNC大量，频繁的电路调整需求，基站调度层负责基站电路的调度和调整。在基站调度层与骨干层网络之间设核心层，负责中继电路的承载。因此联通城域网共分为五层，从上到下为接入层，汇聚层，骨干层，核心层和基站调度层。总体架构如图31所示图31网络总体架构接入层接入层由客户侧的业务终端节点构成，如3G基站，大客户，OLT,AP以及其他业务接入节点，具有多业务提供能力和一定的组网能力，实现不同类型的多业务快熟接入。汇聚层汇聚层由联通的断局节点构成，负责一定区域内各种业务的汇聚和疏导，具有较大的业务汇聚能力及多业务传送能力。骨干层骨干层是背景联通各汇接区的传输骨干节点构成，完成汇接区内业务的汇聚和跨汇接区的小颗粒业务的调度。骨干层应具有较大的业务汇聚，调度和传送能力。核心层核心层是各汇接区的传输骨干节点和3GRNC所在节点构成，主要负责提供RNC所在节点间及RNC所在节点与骨干节点间的中继电路。核心层应具有较大的业务传送能力。基站调度层基站调度层是在3GRNC所在节点间组建的传输网络，负责大量3G基站回传FE电路频繁的归属调度，具有高效，灵活的业务调度能力，并有较高的业务安全性和网络可靠性。33西宁联通城域PTN建设策略与方案331建设策略1满足移动3GWCDMAIPRAN承载，宽带语音FE上联，WLANFE上联为主。（2）网络构架具有演进能力，满足现网TDM业务承及组网，并向IP化演进。（3）具有高扩展性及全业务接入能力，满足未来承载网转型要求。同时具有高可靠性及客户化的QOS，可满足全业务电信级承载。（4）采用分层，分域架构，满足分组业务承载扩展性要求。（5）西宁联通共有二十个RNC,分布在4个RNC物理节点因此新建PTN传输网必须以三个核心节点为核心，组建大容量核心层承载网络和高度灵活的调度层网络。（6）骨干层充分利用现有OTN网络节点，在骨干核心节点间部署OTN网络。（7）在移动核心部署三层设备，建立高效，灵活，基于分组的调度系统。（8）充分不利用现有接入层MSTP设备，在汇聚层上部署PTN网络。332网络定位通过建设，西宁城域传送网络将形成IP承载网，PTN,MSTP三网并立的格局，对于每种业务承载网络，可根据其承载特性分别承载不同类型，不同QOS要求的业务IP承载网络，由于用户业务的QOS保障，网络安全性等方面的不足，IP城域主要通过低成本，扩展性好的优势，提供互联网等实时性，可靠性不高的低等级IP业务。对MSTP网络，主要提供TDM业务，又具备一定的IP承载能力，PTN大规模不部署前，小颗粒的数据业务仍然可以有MSTP网络承载。充分利用现有网络资源。对于PTN网络，由于其兼顾了IP和MSTP的优势，特别是在QOS方面，通过端到端QOS机制，可实现整个网络根据业务流量预先分配带宽，在网络的转发节点上根据隧道的优先级进行调度处理。因此，PTN网络主要用于承载高质量，高可靠性要求的数据业务，同时可以承载语音业务。333西宁市城域网拓扑图设计根据西宁市的战略，及特殊的地形，设置了两个城区的骨干节点，并加入了网管设备，整个城域网最后通过光纤与公网相连。其拓扑结构如图32所示图32西宁市城域网拓扑图334建设方案根据西宁联通传输网络总体架构，对于核心层，主要负责PTN核心节点至基站调度节点以及各调度节点间大容量中继电路，应采用WDM/OTN技术组网，对于基站调度层，为了应对大量频繁的归属调整，采用路由器组建三层网络，当基站归属RNC变化时，只需改变基站目的的IP地址无需手工配置电路，而对于骨干，汇聚，接入层，采用PTN技术组建新一代城域传输网络。但是前期3G工程已经在基站侧部署了大量具备FE接入能力的MSTP设备，并且能满足现阶段3G的带宽要求。因此，为了保护既有资源，同时尽快提供3G业务，在接入层尽量利用已部署的MSTP设备，到后期逐步替换为PTN设备。对新建的3G基站，OLT以及AP局站，可直接采用PTN设备组网。PTN网络结构如图33所示图33新建PTN传输网络总体方案（1）骨干，汇聚层网络建设方案骨干汇聚层节点由西宁联通的端局组成，共计8个骨干节点和96个汇聚点，分属于四个汇接区。汇聚层选用PTN设备组网，汇聚节点设备处理能力不小于100GBIT/S,各汇接区内的汇聚点单独或串联后以10GE速率与本汇接区内的两个骨干节点相联；骨干层节点之间采用MESH组网方式，节点间用30G电路连接。根据业务流量并考虑到链路带共享，如每个汇聚节点接入100个左右的基站，每个基站带宽为30MBIT/S,考虑保护需要，实际为60MBIT/S,每个汇接区有2400以上的基站接入，故每个汇接区接入总带宽为60MBIT/S240084GBIT/S,考虑冗杂保护情况下，同一汇接区两个骨干节点间只需新建3条10GE链路，就能满足汇接需求。（2）接入层网络建设方案对于接入层，目前需要接入的业务主要有3G基站，OLT以及WLAN的AP节点。3G基站又分为已有MSTP覆盖的已建基站和2010年新建基站，OLT则为今年新建局站，AO节点多数与3G室内分布重合，可与3G基站共同接入。对于新建的3G基站及OLT站，由于目前并无可用传输系统，可直接采用PTN设备组网，一步到位。具体网络结构可根据光缆路由，接入节点具体分析。接入层业务节点采用GE环网方式组网，环内节点数按812个考虑，节点接入原则为就近组环，组网结构示意如图34所示。骨干汇聚网络GEGERNCPTN640PTN620基站图34接入层PTN建设方案（3）核心层网络建设方案由WDM/OTN组建的核心层主要提供高可靠的超大容量通道，负责8个PTN骨干节点，以及IP承载网4个核心节点的传输通道。其中2,3个PTN骨干节点分别与30GRNC中的两个节点组建波分环。对IP承载网涉及4个节点。WDM/OTN网络为骨干层以下业务提供10GE以上的波导承载和保护功能，满足业务可靠性要求。（4）基站调度层网络建设方案功能描述调度层主要负责核心节点间局中继数据业务电路的调度转接功能，需要具有大容量的基于三层路由的数据业务调度能力和传送能力，本工程采用路由器组网。在4个RNC节点共有42个RNC设备，每个RNC设备要求提供2个GE端口，用于承载LUB接口业务。建设方案IP调度层采用双平面1级，在4个RNC物理节点分别设置2台核心路由器，采用PPE合设方式，作为汇聚CE及流量调度，网络拓扑图如35所示路由器10GE图35调度层网络新建设备组网图本工程新建调度层路由器8套。335网络管理方案本工程新建设的IP调度层网络，网络层级越高，网络相对封闭，由传输专业负责进行维护，需新建设独立的网管系统。WDM/OTN设备如与现网设备厂家一致，可纳入已有WDM/OTN网管系统进