4G時(shí)代的PTN發(fā)展與應用

　　引言：我們正加快進(jìn)入4G時(shí)代，移動(dòng)數據流量的爆炸式增長(cháng)給網(wǎng)絡(luò )承載帶來(lái)了巨大的挑戰，PTN以其對IP化業(yè)務(wù)承載的優(yōu)勢成為運營(yíng)商LTE承載的首選方式。怎樣看待未來(lái)PTN技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展趨勢？如何更好開(kāi)展PTN網(wǎng)絡(luò )建設部署？行業(yè)的三方專(zhuān)家分別從各自角度分享見(jiàn)解，共議“4G時(shí)代的PTN發(fā)展與應用”。

　　參與者：

　　高軍詩(shī) 中國移動(dòng)通信集團設計院有線(xiàn)所副所長(cháng)

　　續合元 工信部電信研究院通信標準所總工程師

　　李 勤 中興通訊承載網(wǎng)技術(shù)方案總監

　　PTN成為T(mén)D-LTE承載網(wǎng)唯一路線(xiàn)

　　中國PTN市場(chǎng)發(fā)展現狀如何？面臨哪些機遇和挑戰？

　　高軍詩(shī)：中國移動(dòng)是國內PTN技術(shù)應用和發(fā)展的最大推動(dòng)者，2008年，中國移動(dòng)在幾種分組化傳輸技術(shù)方案中明確選擇了PTN作為今后分組承載網(wǎng)的唯一路線(xiàn)，并于第二年啟動(dòng)了首次PTN集采。截至2011年7月，中國移動(dòng)通過(guò)三期PTN集采實(shí)現了PTN網(wǎng)絡(luò )的全國覆蓋，累計采購PTN設備幾十萬(wàn)端。目前正進(jìn)行第四期集采，包括新建省際干線(xiàn)、省內干線(xiàn)、城域網(wǎng)及現網(wǎng)擴容。中國移動(dòng)基于PTN的承載網(wǎng)在GSM、TD-SCDMA以及上海、南京、杭州、廈門(mén)、廣州、深圳等6城市的TD-LTE規模試驗網(wǎng)絡(luò )上成功應用。

　　目前國內三大運營(yíng)商中只有中國移動(dòng)堅定的選擇了PTN作為IP化業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的承載技術(shù)，中國聯(lián)通和電信都選擇了“IP RAN”，中國移動(dòng)在TD-LTE上的成功大規模應用將對未來(lái)PTN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到更大推動(dòng)作用；另外，OTN下沉也將侵占PTN的部分市場(chǎng)空間；除此之外，我國電信設備制造商在核心芯片、操作系統等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)最重要的技術(shù)上還需打破國外巨頭在高端產(chǎn)品方面的壟斷地位。

　　續合元：自2008年至今，中國的PTN市場(chǎng)經(jīng)歷了新興試用（2008-2009）、規模部署（2010-2011）、競爭融合發(fā)展（2012至今）三個(gè)階段，截止到2012年底，中國運營(yíng)商（以中國移動(dòng)應用為主）的PTN現網(wǎng)設備已達到40多萬(wàn)端的規模，主要是滿(mǎn)足2G/3G移動(dòng)回傳和集團客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。2011年~2012年，在全球范圍內興起的LTE試商用建設，給PTN帶來(lái)了巨大的機遇和挑戰，以PTN和路由器為代表的傳輸和數據產(chǎn)業(yè)在LTE移動(dòng)回傳乃至綜合業(yè)務(wù)承載市場(chǎng)展開(kāi)了激烈競爭，促使著(zhù)相互取長(cháng)補短、融合發(fā)展，本著(zhù)為運營(yíng)商提供更切合大規模網(wǎng)絡(luò )部署和運維管理的分組化電信級承載網(wǎng)絡(luò )的目的，目前都趨向于采用L2VPN+L3VPN的主流技術(shù)解決方案，主要差異是L3VPN的部署范圍和靜態(tài)、動(dòng)態(tài)之分，L3VPN是由PTN核心設備實(shí)現，還是由新一代面向移動(dòng)回傳的路由器來(lái)提供。受近期TD-LTE擴大試商用網(wǎng)和集團客戶(hù)業(yè)務(wù)的驅動(dòng)，近期啟動(dòng)的中國移動(dòng)PTN四期集采還將采購20多萬(wàn)端設備來(lái)滿(mǎn)足應用需求。

　　對于LTE網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，PTN承載方式具有哪些優(yōu)勢？有哪些關(guān)鍵技術(shù)？

　　TD-LTE對承載網(wǎng)的需求有以下特點(diǎn)：

　　接入帶寬：LTE基站的接入帶寬最高可達320Mb/s或更高，分組承載網(wǎng)需具有大容量；

　　網(wǎng)絡(luò )規模：LTE實(shí)現深度覆蓋，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數將是現有基站數量的2-3倍；

　　S1和X2：S1為eNB與SGW/MME之間的接口，X2為eNB基站之間的連接；

　　S1 Flex：網(wǎng)絡(luò )需要支持eNB歸屬于不同的SGW/MME；

　　網(wǎng)絡(luò )可靠性：盡管承載IP化，同樣要求網(wǎng)絡(luò )高可靠性，故障保護倒換時(shí)間小于50ms；

　　網(wǎng)絡(luò )QoS：要求端到端時(shí)延小于20ms，比2G、3G需求更嚴格；

　　時(shí)鐘同步： LTE部分業(yè)務(wù)需要時(shí)間同步。

　　LTE基站回傳承載相比3G業(yè)務(wù)的承載，最大的變化在于下面兩點(diǎn)：1.帶寬大；2.靈活調度能力:S1接口需要靈活的調度能力，可以靈活的歸屬到多個(gè)MME/sGW，在基站之間有X2接口的承載需求。

　　PTN具備基于分組的交換核心、GE/10GE的線(xiàn)路接口、端到端的業(yè)務(wù)管理、端到端的OAM運維、靈活的QoS控制，易部署的1588V2時(shí)間同步等技術(shù)可有效滿(mǎn)足LTE網(wǎng)絡(luò )承載的需求。在城域網(wǎng)核心層引入具有L3功能PTN設備，采用全網(wǎng)核心層L3+匯聚接入L2架構可滿(mǎn)足LTE靈活業(yè)務(wù)調度的需求。

　　續合元：相對于3G來(lái)說(shuō)，LTE移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的新特點(diǎn)主要是網(wǎng)絡(luò )扁平化（無(wú)RNC和電路域，RAN由EPC+E-NodeB構成）、橫向業(yè)務(wù)連接（S1-flex和X2）、更多業(yè)務(wù)分類(lèi)和優(yōu)先級等。PTN承載LTE的技術(shù)方案是PTN+L3技術(shù)方案，即在城域匯聚接入層采用與2G/3G承載相同的PTN L2VPN（基于PW的VPWS或VPLS）方案，在核心層采用PTN增強靜態(tài)L3 MPLS VPN的技術(shù)方案，所有S1/S1-flex以及跨L2VPN的X2連接均由核心層L3PTN設備實(shí)現轉發(fā)。與PTN+CE、核心匯聚路由器動(dòng)態(tài)L3VPN+PTN或接入路由器的靜態(tài)L2VPN方案相比，PTN+L3方案在OAM方案一致性、大規模組網(wǎng)、端到端運維方面具有明顯的優(yōu)勢：

　　1) PTN+L3方案在L2 VPN和L3 VPN內均支持基于G.8113.1的全面的MPLS-TP OAM故障管理和性能管理功能，該OAM機制經(jīng)過(guò)了多廠(chǎng)家的全面互通測試驗證，比現有MPLS OAM、PW VCCV具有更強的故障定位和性能監測功能，并且在成熟度、可靠性和產(chǎn)業(yè)化方面明顯優(yōu)于基于BFD、Ping擴展的G.8113.2方案，因此更方便網(wǎng)絡(luò )運維人員熟悉和掌握，實(shí)現便捷的故障定位和性能監測。

　　2) PTN+L3方案將L3VPN部署和運維集中在城域核心層，與在核心匯聚層幾百個(gè)節點(diǎn)間全面部署動(dòng)態(tài)路由的IP/MPLS L3VPN方案相比，把L2/L3橋接配置管理、VPN路由管理限制在運營(yíng)商具有較強運維實(shí)力的十幾個(gè)核心機房，有利于運營(yíng)商建設部門(mén)更快的實(shí)現大規模網(wǎng)絡(luò )部署，網(wǎng)絡(luò )運維部門(mén)能更好的適應分組化帶來(lái)的挑戰，更快的開(kāi)通LTE基站業(yè)務(wù)。

　　3) PTN+L3網(wǎng)管具有統一網(wǎng)管的運維優(yōu)勢，PTN網(wǎng)管已開(kāi)發(fā)支持了對L2VPN和L3VPN組合業(yè)務(wù)的端到端配置管理、L3VPN靜態(tài)路由集中規劃配置、L3VPN網(wǎng)絡(luò )保護配置和查詢(xún)（網(wǎng)絡(luò )內的LSP 1:1保護+L3 VPN FRR，以及與S-GW/MME互通的VRRP或IP FRR等）等功能，并還在不斷增強網(wǎng)管功能的易用性和開(kāi)發(fā)提高運維效能的管理工具，為L(cháng)TE大規模部署做好充分的準備。

　　PTN的技術(shù)成熟度和產(chǎn)業(yè)成熟度情況如何？在哪些方面還有待加強？

　　高詩(shī)軍：在中國移動(dòng)的引領(lǐng)下，PTN技術(shù)和標準發(fā)展迅速，已經(jīng)在LTE時(shí)代成為世界主流運營(yíng)商的主要承載技術(shù)之一。

　　從標準方面，國內CCSA制定了完善的PTN行業(yè)標準。國際方面，2012年底迪拜召開(kāi)的四年一屆的世界電信標準大會(huì )(WTSA-12)上，中國移動(dòng)主導并擔任編輯(Editor)的分組傳送網(wǎng)(PacketTransportNetwork，PTN)標準G.8113.1正式獲得通過(guò)。G.8113.1標準的通過(guò)標志著(zhù)PTN由事實(shí)的工業(yè)標準正式成為國際標準，這是光通信領(lǐng)域歷史上第一次由中國主導的技術(shù)成為國際標準。

　　在產(chǎn)品應用方面。除中國移動(dòng)采用PTN規模建網(wǎng)，用于承載3G、大客戶(hù)業(yè)務(wù)，并開(kāi)始承載LTE業(yè)務(wù)，海外眾多知名運營(yíng)商也采用PTN規劃、建設無(wú)線(xiàn)回傳網(wǎng)絡(luò )，如意大利電信、新加坡電信、韓國SKT、日本軟銀等多家運營(yíng)商均部署了PTN商用或實(shí)驗網(wǎng)絡(luò )。PTN對于無(wú)線(xiàn)回傳、大客戶(hù)等高價(jià)值業(yè)務(wù)的承載優(yōu)勢，得到了運營(yíng)商的廣泛認可。

　　經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，PTN已經(jīng)形成了一條從運營(yíng)商到設備商、芯片商的全方位產(chǎn)業(yè)鏈，而且這條產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷進(jìn)行完善。主要通信設備廠(chǎng)商的長(cháng)期持續投入，與中國移動(dòng)等國內外運營(yíng)商共同努力推動(dòng)了整個(gè)PTN產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟。

　　PTN技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)在以下方面還需要提升和加強:

　　進(jìn)一步完善PTN技術(shù)國內和國際標準，提高與其他技術(shù)的兼容性，產(chǎn)業(yè)鏈上下努力加強技術(shù)推廣。目前PTN技術(shù)的標準已較為成熟，但目前尚有部分保護相關(guān)的技術(shù)規范標準未通過(guò)國際標準，應積極推動(dòng)這些標準的制定和采用。同時(shí)，應加強不同標準組織的協(xié)調，推動(dòng)各種標準組織對MPLS-TP技術(shù)的認可和采納；產(chǎn)業(yè)鏈上下應加強技術(shù)的推廣，使更多的運營(yíng)商采用PTN技術(shù)。

　　優(yōu)化突出PTN的技術(shù)特點(diǎn)。PTN技術(shù)由以太網(wǎng)技術(shù)引進(jìn)SDH的管理技術(shù)而來(lái)，易維護性是其重要特點(diǎn)之一，這方面的工作，包括網(wǎng)管視圖化管理，電路配置模板、維護巡檢工具、智能計算模塊等等將是一個(gè)一直持續的命題。PTN技術(shù)在容量提升和電路管理靈活性提高的同時(shí)，應注意簡(jiǎn)化不必要功能，控制設備的尺寸、功耗等增加，避免傳統數通技術(shù)的缺點(diǎn)。

　　續合元：經(jīng)過(guò)了5~6年發(fā)展，PTN在技術(shù)成熟度和產(chǎn)業(yè)成熟度上均實(shí)現了質(zhì)的飛躍，已達到了在國內部署40多萬(wàn)端，國外部署接近20萬(wàn)端的產(chǎn)業(yè)規模，并且獲得了中國移動(dòng)、沃達豐、日本NTT和KDDI、意大利電信、德國DT、韓國SKT、新加坡電信等知名運營(yíng)商客戶(hù)的認可，今后還將隨著(zhù)3G和LTE發(fā)展繼續大規模部署。

　　經(jīng)過(guò)2011~2012年的PTN+L3承載TD-LTE試驗網(wǎng)的應用，PTN主要有四個(gè)方面的發(fā)展重點(diǎn)：

　　1) 一是繼續提升PTN設備容量，目前主流廠(chǎng)商PTN核心設備的接口容量1.28Tb/s，最高接口速率為40GE或100GE，需提升到2.56Tb/s乃至更高，實(shí)現干線(xiàn)和城域核心層100GE、城域匯聚層40GE和接入層10GE+GE的組網(wǎng)模式；

　　2) 二是PTN與OTN實(shí)現有效的融合集成，解決OTN+PTN聯(lián)合組網(wǎng)時(shí)的互聯(lián)互通、OAM聯(lián)動(dòng)和保護協(xié)調、統一運維管理、減少機房占地和功耗等一系列問(wèn)題；

　　3) 三是PTN網(wǎng)管進(jìn)一步增強對L3VPN的便捷運維管理能力，例如簡(jiǎn)化用戶(hù)的業(yè)務(wù)和OAM配置，針對各類(lèi)業(yè)務(wù)實(shí)現更全面的流量監測、資源管理和QoS應用策略部署，更好的適應LTE規模部署和集團客戶(hù)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求；

　　4) 四是開(kāi)發(fā)低成本、小型化PTN設備，探索更靈活、可靠和適用的組網(wǎng)管理模式，適應不斷發(fā)展的集團客戶(hù)業(yè)務(wù)接入需求。

　　推進(jìn)PTN規模部署提高性?xún)r(jià)比

　　LTE網(wǎng)絡(luò )規模將持續擴大。未來(lái)在進(jìn)行PTN設備選擇和網(wǎng)絡(luò )建設方面，可采取哪些有效思路？

　　高詩(shī)軍：與2G和3G網(wǎng)絡(luò )相比， LTE（以下簡(jiǎn)稱(chēng)LTE）系統容量更大、峰值速率更高、靈活連接要求高。在基于PTN的LTE承載網(wǎng)建設過(guò)程中，應注意以下方面：

　　應以終為始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )規劃。力求準確預測網(wǎng)絡(luò )終期規模，保證城域傳送網(wǎng)核心層設備容量測算的正確性，保證壽命周期內網(wǎng)絡(luò )架構的穩定性。同時(shí)，核心層設備應具有40G/100G兼容性，以保證隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )規模和容量的擴大，設備可以向40G和100G技術(shù)平滑升級。

　　在一定網(wǎng)絡(luò )區域內支持靜態(tài)L3功能，實(shí)現業(yè)務(wù)靈活歸屬。TD-LTE承載，需要滿(mǎn)足橫向的X2業(yè)務(wù)、靈活歸屬的S1-Flex業(yè)務(wù)。由于整個(gè)承載網(wǎng)絡(luò )規模巨大，L3功能需要盡量控制在一定小的網(wǎng)絡(luò )區域，以保證此無(wú)線(xiàn)回傳網(wǎng)絡(luò )的可管理性。

　　保證多點(diǎn)失效有效保護，提升網(wǎng)絡(luò )整體可靠性。LTE核心網(wǎng)設備集中設置，傳送網(wǎng)核心層設備承載大量基站，網(wǎng)絡(luò )安全性變得十分重要。PTN網(wǎng)絡(luò )應支持線(xiàn)性保護、環(huán)網(wǎng)保護、L3層面的保護以及跨廠(chǎng)家L3保護的互通性等，保證端到端鏈路的安全性，有效解決多點(diǎn)失效難題。

　　PTN運維系統應不斷優(yōu)化，完善告警管理、業(yè)務(wù)發(fā)放、性能監控、流量監控等能力，并通過(guò)可視化和精細化來(lái)降低維護難度，提升運維效率，利用流量監控數據適時(shí)調整帶寬配置。

　　續合元：干線(xiàn)和城域核心、城區匯聚層選擇和建設大容量和高速率PTN核心設備，進(jìn)一步研究和優(yōu)化PTN+OTN的組網(wǎng)模式，推動(dòng)融合型POTN設備發(fā)展。城域部分匯聚層和接入層選擇10GE和GE的PTN設備，支持多種配置的E1/STM-1、GE/FE板卡，靈活適應2G/3G/LTE基站以及其他業(yè)務(wù)的綜合接入需求；集團客戶(hù)業(yè)務(wù)接入可選擇低成本小型化PTN設備來(lái)滿(mǎn)足需求。

　　集客業(yè)務(wù)這幾年來(lái)在迅猛增長(cháng)，給省干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)較大的挑戰，LTE時(shí)代省干網(wǎng)絡(luò )引入PTN有哪些好處？

　　李勤：2012年初，中興配合運營(yíng)商做過(guò)很多的討論，最終共同認為PTN省干有很多的好處，我們把主要優(yōu)點(diǎn)總結成三個(gè)字:多、快、省。

　　什么叫“多”呢？就是它適應的業(yè)務(wù)種類(lèi)更多了，以前傳統的省干是用SDH的省干，它比較適合傳輸TDM的業(yè)務(wù)，分組業(yè)務(wù)有些力不從心，現在建立PTN省干，既能承載TDM的集客業(yè)務(wù)，還能承載ATM和LTE的業(yè)務(wù)，包括其他各種類(lèi)型的業(yè)務(wù)。

　　提到“快”，現在城域網(wǎng)主要是PTN網(wǎng)絡(luò )，干線(xiàn)是SDH的網(wǎng)絡(luò )，這樣導致如果有一個(gè)跨地市的業(yè)務(wù)，實(shí)際上要經(jīng)過(guò)PTN網(wǎng)絡(luò )和SDH網(wǎng)絡(luò )，需要多個(gè)網(wǎng)管配置，這將導致業(yè)務(wù)調度比較慢；有時(shí)候一個(gè)集客業(yè)務(wù)的傳輸資源是存在的，但是開(kāi)通這條業(yè)務(wù)可能需要幾天甚至更長(cháng)的時(shí)間；同時(shí)為了應對目前激烈的市場(chǎng)競爭，實(shí)現端到端的業(yè)務(wù)調度就會(huì )占據先機，所以當城域網(wǎng)有了PTN網(wǎng)絡(luò )之后，在干線(xiàn)再建設一個(gè)PTN網(wǎng)絡(luò )，就能實(shí)現快速的端到端資源調度。

　　從“省”來(lái)說(shuō)，我們比較過(guò)PTN的省干和SDH的省干的建網(wǎng)成本，發(fā)現PTN省干的成本要低于SDH的成本。

　　所以多、快、省導致了我們現在運營(yíng)商最終決策還是要建設PTN的省干。

　　從設備廠(chǎng)商角度來(lái)說(shuō)，未來(lái)PTN技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)是哪些方面？相關(guān)產(chǎn)品方案具備什么特色？

　　李勤： PTN未來(lái)有兩個(gè)重點(diǎn)，第一個(gè)是融合，第二個(gè)就是高性?xún)r(jià)比。

　　現在業(yè)界都在談融合，例如電信設備正在向ICT融合演進(jìn)，而具體到電信的承載網(wǎng)設備，我們也要融合，包括融合PTN和OTN、PON等等，而且目前有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)實(shí)現融合，例如我們PTN接入設備可能會(huì )采用有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)統一的平臺，這是中興一直在研究的一個(gè)方向。

　　第二做到高性?xún)r(jià)比，實(shí)際上還需要多方面的努力，也是實(shí)現流量經(jīng)營(yíng)必須做的事情，采用商用芯片，價(jià)格肯定受制于人，實(shí)現高性?xún)r(jià)比就需要采用自研芯片，以中興現在自研的交換芯片SF600為例，目前單塊交換板已達到一個(gè)T級別的交換容量，幾個(gè)交換板組合之后，可以達到幾個(gè)T的交換容量。我們會(huì )堅定的朝著(zhù)高性?xún)r(jià)比，自研芯片方向去發(fā)展，這也應該是產(chǎn)業(yè)界共同的目標，我們現在已經(jīng)實(shí)現了一部分工作，未來(lái)還將繼續去提升。

　　中興在寬帶化、扁平化、智能化、優(yōu)質(zhì)化方面有很多積累，已經(jīng)向國際標準組織提案100余篇。例如2012年在IEEE802.3全會(huì )上中興聯(lián)合其它合作伙伴推進(jìn)了40GE ER4標準，加速40GE PTN產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在2009年日內瓦ITU-T標準會(huì )議中，中國移動(dòng)與中興聯(lián)合提出的PTN時(shí)間同步方面的提案在業(yè)內引起強烈反響。

　　談到產(chǎn)品，中興從2004年起，就開(kāi)始PTN的技術(shù)調研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等一系列工作，2006年開(kāi)始推出產(chǎn)品，目前已經(jīng)發(fā)布了從干線(xiàn)、城域核心到接入層覆蓋所有場(chǎng)景的共11款PTN產(chǎn)品，旗艦設備6500是針對中國移動(dòng)的干線(xiàn)需求及LTE網(wǎng)絡(luò )需求量身訂作的產(chǎn)品，是業(yè)內首款300mm深的T級別以上超大容量的PTN產(chǎn)品，采用了自研芯片，也融合了其它類(lèi)型設備的功能。

　　中興通訊有能力也有信心為中國移動(dòng)的LTE網(wǎng)絡(luò )作出更大的貢獻。

　　來(lái)源：中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)