面向全业务的城域传输网组网技术选择与演进.doc

1、面向全业务的城域传输网组网技术选择与演进摘要：从全业务运营网络 IP 化入手，阐述现有城域传输网组网技术的不足；按核心层、汇聚层、接入层三个层面介绍当前热门的OTN、PTN、EPON/GPON 技术特点及其相应的网络应用定位；提出使用新技术进行城域传输承载网 IP 化演进的总体策略与原则，详细论述各层面 IP化演进的组网规划设计与步骤。 关键词：全业务运营，城域传输网，OTN，PTN，EPON/GPON 中图分类号：TN915.11 文献标识码：A 文章编号： 引言 目前，城域传输网主要使用城域 DWDM 和 SDH/MSTP 技术进行组网，实现对 TDM 和以太网业务的承载。随着 3G、IP

2、TV 等新型电信业务的快速发展以及“三网融合”战略目标的提出，运营商的网络建设逐步向 IP 化、融合化方向发展，打造全业务运营承载网络成为当前城域传输网的主流建网思路。 和传统的语音业务不同，IP 化的业务突发性强，通常呈现出带宽突发性高、峰均值比高等特点。基于电路交换的 SDH/MSTP 传送网以刚性管道为特点，不能很好的满足 IP 化业务的承载需要；DWDM 作为点到点扩展容量和距离的工具，组网及业务的保护功能较弱，无法满足大颗粒宽带业务高效、可靠、灵活、动态的传送需要。采用新技术构建 IP 化城域传输网势在必行。 组网技术 城域传输网按纵向可划分为核心层、汇聚层、接入层三个平面，按照各层

3、的不同功能与特点，宜采用不同的技术进行组建。 核心层 核心层主要是为各业务汇聚层节点提供高速的承载和传输通道1，实现区域互连，宜采用大颗粒调度的 OTN 光传送网。OTN 结合了 WDM 的多波长传送、大颗粒调度以及 SDH 对业务的灵活调度和丰富开销的优点，可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，从而形成一个以大颗粒业务传送为特征的大容量传送网络2。历经十余年的演进，OTN 已具备灵活的多业务承载能力。OTN 采用类似 SDH 的复用体系架构，涵盖了网络架构、接口、结构、速率、开销、映射、复用、保护、同步和管理等内容。采用灵活的传送容器 ODUflex 概念，提供灵活可变的速率适应机制

4、，使得 OTN 能够高效地承载包括 IP 在内的全业务，并最大限度提高线路带宽利用率；OTN 交叉在支持一个或者多个级别 ODUk（k=1，2，3）交叉的基础上，增加了 ODU0 适配 GE 业务和 ODU2e 适配 10GE 业务，极大地增加了 OTN 网络对 IP 网络适配的灵活性3。 汇聚层 汇聚层主要完成本地业务的区域汇接，进行业务汇聚、管理与分发处理，随着语音 IP 化、大客户组网以太网化，宜采用基于分组内核交换统计复用的 PTN 技术进行汇聚层网络建设。分组传送网 PTN 是新一代基于分组的、面向连接的多业务统一传送技术，不仅能较好地承载电信级以太网业务，而且兼顾了传统的 TDM

5、和 ATM 业务。PTN 通过标签交换机制实现面向连接的快速转发；通过 PWE3 技术实现各类非分组业务的端到端仿真；通过 DiffServ 模型实现端到端的 QoS 控制；通过 CIR 和 PIR 机制实现统计复用；通过同步以太网、IEEE 1588v2 和 ToP 等技术提供精确的频率和时间同步；提供设备保护、线性复用段保护、MPLS Tunnel APS、LAG 和 FRR 等丰富的保护方式和类似 SDH 的电信级的 OAM 能力4。多种技术的融合为 PTN 高效、高质地承载全业务奠定了良好的基础。 接入层 接入层主要利用各种接入技术和线路资源实现对用户的覆盖。在通信网络逐步进入全光网时

6、代，接入层宜使用 EPON/GPON 技术进行部署。EPON/GPON 利用独特的 PON（无源光网络）拓扑结构实现点对多点的以太网光接入。EPON 在单芯光纤上采用波分复用技术，上下行数据流分别在不同的频段传输；下行数据流采用广播方式，上行采用统计时分多址复用方式，以突发的以太网包方式发送数据流，可提供上下行对称的1.25Gbit/s 线路传输速率。 网络演进 城域传输网络全 IP 化演进宜采用全局规划、逐步引进的策略，遵循先核心层再汇聚层、接入层按先局部再全网的原则，允许一定时期内以双平面形式存在，逐步替换已最终实现全网 IP 化。 核心层演进 核心层提供本地网城域出口连接和各区域业务互联

7、，对业务安全性和可靠性要求较高，宜采用网状网结构进行组网。随着 ASON 技术的日趋成熟，可逐步加载于 OTN，成为 OTN 的控制平面，实现光层和电层相结合的智能调度5，提供多种保护恢复方式和优先级抢占功能，极大地提升骨干传送网的可靠性。 核心层 OTN 组网主要考虑骨干节点的选取和 OTN 设备交叉容量的选择。1.骨干节点选取可综合考虑本地行政区域划分情况和业务网络的实际部署情况。各区/县按实际情况设立一个骨干节点作为调度枢纽，节点优先选取长途节点、数据城域网出口路由器节点、软交换核心控制节点。2. 作为调度枢纽的 OTN 交叉设备，必须具备超大容量的电交叉矩阵，否则将限制其在城域核心层中

8、的实际应用。OTN 设备交叉容量主要依据骨干节点连接方向数量和业务需求预测进行计算。按核心节点 8 个方向，每方向接入 40 个通道 10G 业务进行交叉调度，则容量要求最低为8*40*10G=3.2T。 业务提供方面，OTN 支持透明传送所有客户信号，设备提供GE/10GE、2.5G/l0G/40GPOS 等 IP 网接口，可直接进行大颗粒宽带业务的传送6，可直接承载城域汇聚路由器与城域核心路由器之间、软交换承载层汇聚交换机与骨干路由器之间的业务互联。 汇聚层演进 汇聚层 PTN 网络组建应以 10GE 速率的环形或网状网结构为主，向上与核心骨干层沟通，向下汇聚区域内的接入点，主要负责城域区

9、域内业务的汇聚和疏导，提供本地业务调度能力和多业务汇聚分发能力7。 汇聚层 PTN 网络演进应该作为城域传输网网络结构调整的机会。近年来由于上层业务网络结构的 IP 化演进，使传输网网络汇聚点与业务汇聚节点存在着差异，造成网络结构不合理，业务分布不均匀的情况。所以，新建网络应该全局规划，调整骨干层、汇聚层和接入层的配置和分布，各区/县按实际情况可设立两个汇聚节点进行负载均衡，节点优先选取业务量集中的数据城域网汇聚节点、TG 所在节点、MGW 所在节点、参考传统 MLS 汇接局节点。汇聚层 PTN 组网宜以 4 个节点为主，尽量将汇聚节点分布在两个核心节点双侧，使业务通过汇聚层就近接入核心节点，

10、在减轻核心层传输压力的同时增强网络的安全性。 汇聚层 PTN 引入初期，可采用兼容 SDH/MSTP 的采用通用交叉矩阵和双栈结构的 PTN 设备与现有 SDH/MSTP 网络进行混合组网，在日常网络运营中，逐步将接入环上的 TDM 业务转移到新的分组网络上，随着 TDM和分组业务量比例的不同，逐步进行汇聚点 MSTP 设备的替换和升级。 接入层演进 接入层 EPON/GPON 采用点对多点的星型拓扑结构，提供中小企业、楼宇基站、住宅用户融合接入。依据覆盖范围用户数的多寡，每个 PON口下可分别采用 1:4、1:16、1:32、1:64 的分光器。 接入层 EPON/GPON 遵循先覆盖新建楼

11、宇再改造老楼宇、广覆盖和薄覆盖相结合、先局部后全网的演进原则，网络规划与部署主要考虑以下几个方面：1.OLT 的位置部署和容量选择。随着 FTTx 的高分光比、长距离技术日趋成熟，OLT 的网络位置将越来越高，OLT 宜集中部署于汇聚节点，通过 OLT 的广覆盖大规模减少接入节点，进而降低机房投资和运维成本；大容量 OLT 的理想容量为 1-2 万用户，宜选用交叉容量200Gbps、4 个以上 GE/10GE 网络侧接口、50 个以上 EPON/GPON 口的 OLT设备。2.ONU 部署和应用场景。ONU 部署需综合考虑相关楼宇的实际情况和用户的实际需求，对具备铜缆资源的老楼用户可采用 FT

12、TB DSL 的接入方式减少改造成本；对新建小区用户可考虑 FTTB LAN 及 FTTH 的接入方式；对政企客户宜采用光纤到企业，一种设备接入多种业务的 FTTO 方式；村通工程宜使用光纤到行政村，覆盖 1 个或多个行政村用户的 FTTC 接入方式。3.网络数据规划，包括 VLAN 与 IP 资源规划。业务 VLAN 应统筹安排，做好 FTTC/FTTH/FTTB 全网统一规划；IP 地址方面，应尽可能使用私网地址以提高设备安全性，同时可减少对公网地址的占用。4.组网安全与可靠性。重点关注物理组网安全、配线光缆/重要接入点光缆成环、重要分光器上行成环、OLT 双上行、OLT 下行多种 PON

13、 保护方式选择。 结束语 在全业务网络大融合的当前，采用 OTN、PTN、EPON/GPON 等新技术构建城域传输网，可有效促进城域传输网各个层面向 IP 化演进。同时可借此良机，重整复杂的城域传输网网络结构，构建层次更加清晰的具备全业务接入能力、易运营、高效率的多业务承载网络平台，有效支持全业务运营的开展。 参考文献 1 王健全，杨万春，张杰，顾畹仪，沈文粹城域 MSTP 技术M北京：机械工业出版社，2005 2 汤瑞，王郁，张海懿基于 OTN 的 ASON 规划方法研究J电信网技术，2008（11）：13-16 3 李晗全业务开启 OTN 新时代N人民邮电报，2009-12-23 4 吴晓峰PTN 组网与部署J电信技术，2009（06）：27-29 5 杜鹃，张鑫林，张翔宇基于 OTN 的 ASON 技术发展J邮电设计技术2008（10）：52-53 6 陈文雄OTN 技术在城域光网络中的应用分析J邮电技术设计2008（12）：14-18 7 周玲移动城域传输网 IP 演进策略研究与规划D北京：北京邮电大学，2008