一、什么是PTN

　　PTN（分組傳送網，PacketTransportNetwork）是指這樣一種光傳送網絡架構和具體技術：在IP業務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，它針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求而設計，以分組業務為核心并支持多業務提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸的傳統優勢，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和網管、可擴展、較高的安全性等。

　　PTN技術主要是為IP分組業務而設計，也就是以太網業務，同時也能支持其他的傳統業務，比如我們當前的ATM、TDM等業務。PTN支持多種基于分組交換業務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業務、端到端的組網能力，提供了更加適合于IP業務特性的“柔性”傳輸管道；具備豐富的保護方式，遇到網絡故障時能夠實現基于50ms的電信級業務保護倒換，實現傳輸級別的業務保護和恢復；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，保證網絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監控能力；完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業務；網管系統可以控制連接信道的建立和設置，實現了業務QoS的區分和保證，靈活提供SLA等優點。

　　另外，它可利用各種底層傳輸通道（如SDH/Ethernet/OTN）?？傊哂型晟频腛AM機制，精確的故障定位和嚴格的業務隔離功能，最大限度地管理和利用光纖資源，保證了業務安全性，在結合GMPLS后，可實現資源的自動配置及網狀網的高生存性。

　　二、PTN標準發展歷程

　　承載網技術的發展是受外部需求的發展而不斷演進的，從最初采用的PDH/SDH到MSTP（基于SDH的多業務傳送平臺），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展。

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

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

　　IETF（InternetEngineeringTaskForce）：互聯網工程任務組，成立于1985年底，是全球互聯網最具權威的技術標準化組織，主要任務是負責互聯網相關技術規范的研發和制定，當前絕大多數國際互聯網技術標準出自IETF。

　　ITU（InternationalTelecommunicationUnion）：國際電信聯盟，保持和發展國際合作，促進各種電信業務的研發和合理使用；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、無線電通信規范和電信發展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有MPLS機制，而ITU則希望繼承現有的SDH等傳送網技術的特點，通過網管進行業務指配，不依賴于IP轉發等。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絡的面向連接的需求（如OAM、保護等）。隨后IETF發現這些擴展與現有MPLS。

　　標準不兼容，最終ITU-T和IETF決定成立聯合工作組（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在傳統傳輸上注重OAM和保護的特點，同時也注重同IP/MPLS網絡的互通設計，更好的支持與運營商的IP/MPLS核心網互通。

　　MPLS-TP是一種面向連接的分組交換網絡技術

　　--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，增加端到端的OAM功能。可以用一個簡單公式表述：MPLS-TP=MPLS+OAM–IP

　　OAM和保護是傳送網的核心特征，PTN技術涉及傳送和數據技術，體現了傳送領域和數據領域競爭融合的發展趨勢。

　　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務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業務、端到端的組網能力，提供了更加適合于IP業務特性的“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，可以實現傳輸級別的業務保護和恢復。

　　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，保證網絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監控能力；網管系統可以控制連接信道的建立和設置，實現了業務QoS的區分和保證，靈活提供SLA（Service-LevelAgreement服務等級協議）等優點。

　　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務隔離功能，最大限度地管理和利用光纖資源，保證了業務安全性；在結合GMPLS后，可實現資源的自動配置及網狀網的生存性。

　　6、標準化：統一的機構領導制定標準，便于不同廠商設備的互聯互通。

　　四、PTN的主要關鍵技術

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

　　2．多業務統一承載

　　TDMtoPWE3：支持透傳模式和凈荷提取模式。在透傳模式下，不感知TDM業務結構，將TDM業務視作速率恒定的比特流，以字節為單位進行TDM業務的透傳；對于凈荷提取模式感知TDM業務的幀結構/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絡時延，需要結合網絡環境和業務要求綜合考慮。

　　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；實現分層的網絡故障自動檢測，保護倒換，性能監控，故障定位，信號的完整性等功能；業務的端到端管理，和級聯監控支持連續和按需的OAM。

　　4．智能感知業務

　　業務感知有助于根據不同的業務優先級采用合適的調度方式。

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

　　5．端到端QoS設計

　　網絡入口：在用戶側通過H-QOS提供精細的差異化服務質量，識別用戶業務，進行接入控制；在網絡側將業務的優先級映射到隧道的優先級；轉發節點：根據隧道優先級進行調度，采用PQ、PQ+WFQ等方式進行；網絡出口：彈出隧道層標簽，還原業務自身攜帶的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

　?。?）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，測試內容包括全業務支持、管理維護、時鐘、壓力測試、設備與網絡安全等，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，由工業和信息化部電信傳輸研究所主持對PTN技術與產品的摸底測試，包括全業務支持，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，為現網測試。又可分為兩個階段，第一階段是驗證各種分組城域網技術在單廠家組網方式下的可行性和差異性，重點驗證現網復雜環境下，網絡承載實際基站業務和全業務的能力，以及網絡的運營和管理維護能力，并為下一步網絡演進和部署提供組網思路和方案，為今后中國移動城域傳送網的建設提供依據;第二階段主要驗證多廠家互聯互通以及多技術混合組網的可行性。

　　第三輪：2009年5～6月，各廠家PTN互聯互通測試。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。

　?。?）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，進行現網試點。

　?。?）中國聯通測試情況

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

　　中國聯通測試包括功能與性能測試、互通與業務場景測試等兩大部分。其中，前者包括業務承載，業務性能，標簽處理能力，網絡保護，QoS功能，OAM功能，設備能力，分組時鐘功能，網管，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數據設備互通組網測試，PTN與WCDMA網絡互通組網測試方案，PTN綜合業務承載測試方案共5個部分。

　?。?）烽火通信PTN系列產品參測情況

　　烽火通信CiTRANS全系列PTN產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，并在各測試中表現優異，獲得各運營商廣泛認可。

　　2、PTN國內現網應用情況

　?。?）中國移動

　　大型本地或城域承載網典型組網如圖1所示：3G基站業務通過FE光/電口接入PTN接入環，通常PTN接入環以GE速率組網。在有條件的網絡中，GE接入環通常以雙節點與匯聚環跨接，匯聚環以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，實現基站到RNC的回傳承載。

　　圖1大型本地或城域承載網組網示意圖

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

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

　?。?）中國電信和中國聯通

　　中國電信、中國聯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和專線業務等。

　　圖2所示為PTN設備用于中國電信或中國聯通同時承載基站回傳和固定接入業務時的組網示意圖，由圖可見，PTN設備可同時接入基站E1電路，基站FE電路，AG業務，OLT語音業務，網吧基礎數據業務和客戶專線業務等，可以很好地滿足中國電信、中國聯通現網和后續網絡發展的需要。

　　圖2基站回傳、固定接入并重的全業務承載網示意圖

　　3、PTN應用中的熱點問題

　?。?）時間同步

　　PTN網絡中，目前均采用IEEE1588v2實現時間同步。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是網絡中間節點時鐘設備，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，可以實現逐級的時間傳遞;TC是網絡中間節點時鐘設備，可分為E2ETC（EndtoEndTC）和P2PTC（PeertoPeerTC）兩種。

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

　?。?）L3VPN（VirtualPrivateNetwork，虛擬專用網）

　　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（區域池），它是從eNB到EPC的動態接口，主要用于提高網絡冗余性以及實現負載均衡，目的是實現靈活的業務調度和保護;X2是相鄰eNB間的分布式接口，它承載信令和少量切換數據，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，業界傾向于要求核心層PTN設備支持L3VPN以解決LTE無線業務的回傳。

　?。?）網絡保護

　　PTN網絡支持的保護方式具體如下：

　　●PTN網絡內的保護方式

　　PTN網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網絡內的環網保護包括Wrapping和Steering兩種保護機制，目前基本采用Wrapping保護機制。

　　●分組傳送網與其他網絡的雙歸保護

　　PTN網絡內保護和接入鏈路保護相配合，實現在接入鏈路或PTN接入節點失效情況下的端到端業務保護。

　　圖3所示為節點A到RNC之間的業務用雙歸保護方式實現業務的保護。業務主用路徑為節點A-B-C-D-RNC，備用路徑為節點A-G-F-E-RNC。

　　圖3雙歸保護

　　故障情況下（見圖4），當PTN網絡部分主用路徑發生故障，且節點D和RNC之間也發生故障時，業務的路徑變為節點A-G-F-E-RNC。

　　圖4故障情況

　　4、PTN技術蓬勃發展的現狀

　　PTN技術的發展歷程是T-MPLS到MPLS-TP的歷程。早在2005年，國際電信聯盟電信標準部門（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，基于傳送網的網絡架構對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議族，增加了傳統傳送網風格的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成立聯合工作組（JWT）來共同討論T-MPLS和MPLS標準的融合問題。聯合工作組（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經過一系列的會議討論，決定ITU-T與IETF合作開發相關標準，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、網絡管理和控制平面協議等，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），并在轉發機制，OAM，生存性，網管和控制平面等5部分繼續發展完善中，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技術發展歷程