城域網(wǎng)環(huán)境下如何進(jìn)行OTN和PTN聯(lián)合組網(wǎng)
訊石光通訊網(wǎng)
2011/2/23 6:56:23
城域網(wǎng)是一個(gè)開放和高度競爭的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,受大量用戶和各種應(yīng)用驅(qū)動(dòng),城域網(wǎng)內(nèi)部呈現(xiàn)業(yè)務(wù)類型多樣化,業(yè)務(wù)流向流量的不確定性。本文首先分析全業(yè)務(wù)競爭環(huán)境下城域網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn),然后介紹傳送網(wǎng)技術(shù)OTN和PTN的最新進(jìn)展,最后討論OTN和PTN聯(lián)合組網(wǎng)方案。
關(guān)鍵詞:5105020 綜述網(wǎng)絡(luò)分層光傳送網(wǎng)(OTN)分組傳送網(wǎng)(PTN)
1. 前言
為適應(yīng)業(yè)務(wù)IP化和網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢,分組傳送網(wǎng)(PTN)技術(shù)已作為城域傳送網(wǎng)的主要發(fā)展方向。PTN技術(shù)具有豐富的OAM機(jī)制,完善多樣的保護(hù)恢復(fù)能力,可有效滿足基站、大客戶等各類業(yè)務(wù)接入需求。而光傳送網(wǎng)(OTN)技術(shù)為客戶信號(hào)提供在波長/子波長上進(jìn)行傳送、復(fù)用、交換、監(jiān)控和保護(hù)恢復(fù)的技術(shù)。在提供豐富帶寬的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)匯聚和交叉能力、組網(wǎng)保護(hù)和OAM管理能力,可以為大量GE、2.5Gbit/s、10Gbit/s甚至40Gbit/s等大顆粒業(yè)務(wù)提供傳輸通道。
結(jié)合PTN和OTN技術(shù)優(yōu)勢,OTN和PTN聯(lián)合組網(wǎng)模式憑借其IP業(yè)務(wù)接入、匯聚及靈活調(diào)度能力,將有利于推動(dòng)城域傳輸網(wǎng)向著統(tǒng)一的、融合的扁平化網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),推進(jìn)傳送網(wǎng)向更加“睿智”的方向發(fā)展。
2. 城域網(wǎng)現(xiàn)狀挑戰(zhàn)
城域網(wǎng)環(huán)境下的業(yè)務(wù)IP化和大顆?;厔荩紫葘?dǎo)致帶寬需求增大,城域網(wǎng)將由主要承載現(xiàn)有E1/STM-1 TDM業(yè)務(wù)逐漸轉(zhuǎn)向承載FE/GE IP業(yè)務(wù),單站點(diǎn)帶寬由2M/155M向著100M/1000M發(fā)展。對于3G無線基站數(shù)量,由于商業(yè)區(qū)域?qū)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求不同,會(huì)產(chǎn)生3G基站密集覆蓋問題,3G基站數(shù)量約為2G基站的2倍。城域網(wǎng)技術(shù)需要由現(xiàn)有“以TDM電路交換為內(nèi)核”向“以IP分組交換為內(nèi)核”演進(jìn)。
在業(yè)務(wù)種類上,3G和全業(yè)務(wù)導(dǎo)致城域網(wǎng)不僅承載2G/3G語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),還需承載集團(tuán)客戶和家庭業(yè)務(wù)。隨著三網(wǎng)融合的進(jìn)展,電信運(yùn)營商和有線電視運(yùn)營商業(yè)務(wù)互相滲透,通過全業(yè)務(wù)綁定及價(jià)格策略互相爭奪客戶,電信運(yùn)營商通過超寬帶城域網(wǎng)來提供IPTV業(yè)務(wù)。相對于帶寬突發(fā)性強(qiáng),對時(shí)延、抖動(dòng)和丟包不敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),IPTV業(yè)務(wù)呈現(xiàn)下行流量大,對時(shí)延、抖動(dòng)和丟包、保護(hù)等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高。因此城域網(wǎng)需要擴(kuò)大規(guī)模并考慮多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載,對于基站、集團(tuán)客戶、家庭寬帶和IPTV等業(yè)務(wù),需要合理選擇組網(wǎng)技術(shù),增強(qiáng)對于大規(guī)模數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的控制和管理。
同時(shí),由于TD-SCDMA系統(tǒng),以及TD-LTE對于精確時(shí)鐘和時(shí)間同步的需求,城域網(wǎng)需要提供更高精度的同步信號(hào)傳送能力,應(yīng)考慮端到端支持1588v2組網(wǎng)架構(gòu)。
3. 傳送網(wǎng)技術(shù)的新進(jìn)展
PTN技術(shù)在傳送網(wǎng)IP化發(fā)展中解決了帶寬高效利用、QoS、高網(wǎng)絡(luò)安全性、高精度時(shí)鐘傳送等需求,已經(jīng)在現(xiàn)網(wǎng)中正式部署,在承載基站回傳業(yè)務(wù)和集團(tuán)大客戶業(yè)務(wù)的功能、性能方面,得到了很好的實(shí)際驗(yàn)證。
在PTN技術(shù)的下一步發(fā)展中,首先考慮OAM的演進(jìn),國際標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)討論兩種OAM解決方案:G-Ach+Y.1731和BFD擴(kuò)展系列??紤]到G-Ach+Y.1731標(biāo)準(zhǔn)已較完善,產(chǎn)品成熟度高,現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)難度小,采用此方案作為PTN設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)方案,若將來有BFD擴(kuò)展系列的OAM需求,也可考慮引入。
其次是對LTE業(yè)務(wù)承載的支持,LTE業(yè)務(wù)的S1 Flex和X2接口存在橫向轉(zhuǎn)發(fā)需求,LTE站點(diǎn)的帶寬需求至少在200M以上。LTE回傳網(wǎng)解決方案需要綜合考慮技術(shù)成熟度、升級(jí)難度、建設(shè)成本和維護(hù)成本等因素,各種方案還需進(jìn)一步驗(yàn)證和完善,目前的方案主要包括:
接入、匯聚、核心PTN設(shè)備維持L2靜態(tài)隧道,核心PTN設(shè)備通過CE路由器實(shí)現(xiàn)L3路由轉(zhuǎn)發(fā)。該種方案產(chǎn)品成熟度高,L3支持好,但是在核心層存在兩種形態(tài)的設(shè)備,成本較高,需跨專業(yè)維護(hù)。
端到端PTN組網(wǎng),接入、匯聚PTN設(shè)備采用L2靜態(tài)隧道,核心PTN設(shè)備升級(jí)支持L3 VPN。在核心層只有PTN設(shè)備,成本低,便于統(tǒng)一運(yùn)維。目前PTN支持L3的標(biāo)準(zhǔn)有待于完善,產(chǎn)品成熟度待驗(yàn)證。
接入、匯聚、核心采用大容量傳輸設(shè)備(OTN/WDM)設(shè)備實(shí)現(xiàn)透傳,核心傳輸設(shè)備通過CE路由器實(shí)現(xiàn)L3路由轉(zhuǎn)發(fā),該方案優(yōu)勢在于產(chǎn)品成熟度高,但是也存在核心層兩類設(shè)備需跨專業(yè)維護(hù)的情況。
端到端采用動(dòng)態(tài)IP技術(shù)組網(wǎng),接入設(shè)備采用交換機(jī),匯聚、核心設(shè)備采用路由器,這種方案中L3支持好,但是網(wǎng)管、OAM、時(shí)間同步性能有待進(jìn)一步提高。
OTN技術(shù)則在2009年開始完成向“面向全業(yè)務(wù)承載”的轉(zhuǎn)變,加強(qiáng)了對以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載,OTN技術(shù)逐步完善對ODU0、ODU3e2、ODUflex、高階/低階光通道數(shù)據(jù)單元(HO/LO ODU)、通用映射規(guī)程(GMP)等技術(shù)方案的標(biāo)準(zhǔn)化,使OTN 滿足了多業(yè)務(wù)承載的需求。ODUflex支持分組和CBR業(yè)務(wù)承載,可提供靈活可變的速率適配機(jī)制,使得OTN 能夠更高效的承載包括IP 在內(nèi)的全業(yè)務(wù),最大限度提高線路帶寬利用率,對ETH、FC、CPRI、GPON 等多業(yè)務(wù)接口具有更好的適配能力。同時(shí),OTN也在研究具備分組調(diào)度能力,采用分組調(diào)度+OCH光交叉兩級(jí)調(diào)度方式,或者是分組調(diào)度+ODUk電交叉+OCH光交叉的三級(jí)調(diào)度方式,以更好支持海量分組交換業(yè)務(wù)。
在城域網(wǎng)OTN組網(wǎng)應(yīng)用中,直接或間接面向來自基站、集團(tuán)客戶、家庭寬帶和IPTV業(yè)務(wù)的需求。在核心或匯聚層面引入OTN組網(wǎng),首先可以解決光纖緊張問題,避免某些跳段光纖瓶頸而導(dǎo)致業(yè)務(wù)難以開通;其次跨地區(qū)的業(yè)務(wù)快速而可靠開通,無需考慮大量長距離熔纖、跳光纜、測距等工作;在端口適配方面,OTN可把GE匯聚為10GE接口,有效解決部分BRAS/SR出GE端口,而CR出10GE端口的匹配問題;此外通過OTN的物理層保護(hù),可解決扁平化過程可能遇到業(yè)務(wù)安全問題。
OTN設(shè)備提供頻率和時(shí)間同步,參與時(shí)間同步的傳遞,可減少建設(shè)專用時(shí)間傳送網(wǎng)絡(luò)的投資,減少BITS和時(shí)間源設(shè)備的數(shù)量,減少光纖資源消耗。目前OTN設(shè)備正在逐步實(shí)現(xiàn)同步以太功能完成全網(wǎng)頻率同步,并在此基礎(chǔ)上,通過OTN帶內(nèi)開銷或者帶外光監(jiān)控信道(OSC)傳遞時(shí)間同步,從而實(shí)現(xiàn)OTN和PTN組網(wǎng)環(huán)境下端到端的頻率同步和時(shí)間同步。
5. PTN和OTN聯(lián)合組網(wǎng)的考慮
位于城域核心層面的OTN作為透明的傳送平臺(tái),為匯聚層及接入層的PTN提供傳送通道,兩者之間是服務(wù)層和客戶層的關(guān)系,相互獨(dú)立。因此在業(yè)務(wù)層面,OTN和PTN是客戶側(cè)信號(hào)對接,為提高OTN線路側(cè)的帶寬利用率,OTN可以將PTN業(yè)務(wù)進(jìn)行初步匯聚。根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,OTN對于PTN業(yè)務(wù)的匯聚存在不同的方式。
在業(yè)務(wù)量大,覆蓋范圍大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,城域網(wǎng)采用在匯聚層部署OTN網(wǎng)絡(luò),這樣就存在一個(gè)接入/匯聚層的PTN網(wǎng)絡(luò)和匯聚層OTN混合組網(wǎng)的場景。當(dāng)3G基站歸屬多個(gè)RNC節(jié)點(diǎn),在匯聚機(jī)房設(shè)置兩套PTN匯聚設(shè)備,3G基站組成若干個(gè)GE PTN接入環(huán),通過OTN匯聚環(huán)雙掛接匯聚機(jī)房PTN設(shè)備,業(yè)務(wù)需在匯聚機(jī)房PTN設(shè)備做好分局向整合,匯聚成若干條GE/10GE鏈路通過核心層OTN連接業(yè)務(wù)平臺(tái)側(cè)PTN設(shè)備,形成基站接入、業(yè)務(wù)平臺(tái)兩層PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
對于3G基站歸屬同一個(gè)RNC節(jié)點(diǎn),3G基站組成若干個(gè)GE PTN接入環(huán),雙接匯聚節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備,匯聚節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備匯聚若干條GE鏈路,通過OTN匯聚環(huán)、骨干環(huán)雙掛接業(yè)務(wù)平臺(tái)側(cè)PTN設(shè)備,多個(gè)PTN接入環(huán)通過匯聚節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備匯聚若干個(gè)GE鏈路,可節(jié)約OTN匯聚環(huán)的波道資源。
6. 總結(jié)
OTN和PTN作為新興的技術(shù),在光傳送網(wǎng)演進(jìn)領(lǐng)域發(fā)揮中流砥柱的作用。PTN和OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式需要進(jìn)一步驗(yàn)證,包括例如設(shè)備互通性問題,時(shí)間同步互通問題,保護(hù)互通問題,端到端網(wǎng)管實(shí)現(xiàn)問題。OTN和PTN混合組網(wǎng)沒有長時(shí)間大規(guī)模組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn),在實(shí)際組網(wǎng)中兩者互相影響、相輔相成,需要在規(guī)劃建設(shè)時(shí)進(jìn)行周密考慮,積累經(jīng)驗(yàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和發(fā)展,OTN、PTN技術(shù)的應(yīng)用會(huì)迎來更加廣闊的發(fā)展空間。(李允博)