PTN网络规划与建设浅析
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摘 要 本文结合移动网基站回传需求、ptn技术的特点，分析总结PTN网络建设需注意的问题以及规划思路。
关键词 PTN QOS 3G 建设 规划
中图分类号：TN915.02 文献标识码：A
目前3G、LTE业务的快速增长带动了运营商基站承载和传送网络，向基于以太网业务为主导的IP化传送方式发展，业务的IP化和传送的分组化已成为未来网络演进的主线。PTN（分组传送网）作为即支持运营级以太网业务，又兼容传统TDM业务，具备QOS能力的新一代传送技术，已经成为运营商替代SDH和MSTP技术的考虑重点。本文将结合移动网组网需求、PTN技术的特点分析总结PTN网络建设的规划思路。
1 PTN网络规划需考虑的三个问题
（1）如何实现网络的平滑演进；
（2）如何保护现有网络投资；
（3）如何保证传统TDM业务的需求。
以上三个问题涉及PTN网络的演进路线，网络定位和业务定位问题，三个方面相辅相成，对于网络建设成本充足，线路资源丰富，可以考虑将PTN独立组网，这样可以减少建设周期，降低组网难度，反之可以和原有SDH设备混合组网，逐步替换，平滑演进，这样可以有效保护投资，但组网难度大，受设备限制因素多。
2 PTN网络结构和节点设置
PTN网络继续沿用核心层、汇聚层、接入层的三层结构，支持良好的网络扩展能力、便于实现大规模组网。
（1）核心层应由具有大容量的业务调度能力及较高安全可靠性的节点组成，可采用环形或双星型结构。对于较大规模的网络，建议采用双星型结构，通过Dwdm提供的10GE通道与汇聚层设备对接，较小规模的网络宜采用10GE/GE环，环节点数不宜过多。
（2）汇聚层负责一定区域业务的汇聚和疏导。主要采用环形结构，每个汇聚环尽量经过两个核心节点，确保网络可靠性。
（3）接入层负责基站，专线客户等的接入，尽量采用环形，建设初期就应进行相应规划，环节点数量原则上不应超过10个，开采用单节点上联或双节点上联。
3 PTN的设备和接口配置
主要根据设备节点属性：核心层、汇聚层或接入层考虑设备的交叉板处理能力和接口板数量、速率，应考虑合理的中短期预留；对于核心和汇聚节点要考虑保护关系和硬件冗余，根据传输距离合理选择接口类型。根据流量规划（2G、3G、LTE）等类型核算环网带宽，估算设备的交换容量和环网数量。
4 PTN网络规划原则
根据PTN相应的技术特点及网络需求，在进行网络规划和设计时，可参照以下建网原则：（1）网络规划适度考虑未来三年左右的业务发展需求。（2）PTN的引入和演进要确保网络建设的合理性、经济性，应采用以新建为主，其他方式补充。（3）发达地区（数据业务需求旺盛）和不发达地区应采用不同的建网策略。
5 PTN网络的数据流量规划
（1）PTN网络面对的业务模型及其带宽需求规划如下：2G：4-20Mbit/s；3G:20-100Mbit/s；专线用户（党政军金融企业）：2-100 Mbit/s。
（2）PTN网络容量分析：接入层一般为GE，核心汇聚层为10GE。定义每条业务和承载管道的CIR/PIR;考虑封装效率和OAM管理开销，物理管道（线路速率）承载能力一般按照70%计算；业务管道的CIR为固定承载带宽。
（3）PTN网络容量的分层规划：包括接入环容量分析和核心/汇聚环容量分析，在计算环容量时要考虑环保护占用的冗余带宽资源。
6 PTN的QOS规划思路
在PTN中考虑QOS要针对整个网络来进行，实现端到端的QOS 。端到端的QOS机制是在网络中根据业务流预先分配合理带宽，在网络的转发节点上根据隧道的优先级进行调度处理。主要包括流量分类、流量监控、流量整形、拥塞控制、队列调度等。PTN基于EXP、VLAN的PRI字段的优先级，分为CS7、CS6、EF、AF4、AF3、AF2、AF1、BE等八种优先级的业务。对不同业务可按端口，VLANID或者MAC地址来划分，每类业务可分别设置QOS，出口可实现严格优先级加权公平队列等队列调度。
7 PTN网络的可靠性设计
对于电信级的网络，可靠性是至关重要的，主要包括接口级、板卡级、设备级、网络级等各个层面的冗余保护机制。
（1）线性保护倒换（G.8131定义的路径保护）：主要有无协议的1+1方式和基于协议的1:1/1：N方式，可以对端到端路径或者端到端路径上的每个区段（节点或链路）进行保护，其中1+1和1；1为独享保护，1：N为共享保护；1+1保护时工作路径和保护路径都承载业务并采用双发选收的模式，1:1方式在网络正常情况下仅工作链路承载业务，备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务），在网络故障情况下，通过协议切换到备用路径承载业务（也可以抢占其他较低优先级的业务）。
（2）环网保护倒换（G.8132定义的路径保护）:在网络正常情况下，端到端路径经过的各个区段的备用路径空闲，在某个区段故障时，有两种实现方式，一种是环回方式，故障区段的相邻节点通过协议切换到该区段的备用路径，另一种方式是转向方式，源宿节点通过协议切换到备用路径。环网保护在资源利用率方面比线性保护更有优势，另外还可考虑与其他方式结合，如链路聚合组（LAG），DNI，以及基于GMPLS控制平面功能实现的网络重路由恢复技术，故应优先考虑环保护方式。
（3）PTN的可靠性设计具体建议总结如下：①网络侧：LSP1:1/1+1保护；环网保护；保护；②接入链路：GE链路：LACP保护/LAG保护；STM-N链路：1+1；E1端口：TPS N:1，IMA保护；③设备级保护：电源板1+1保护，主控板1+1保护。
8 PTN网络的时钟/时间同步规划
PTN的同步方案主要有两种：（1）采用同步以太作为时钟频率同步：源站点通过以太物理层的Bit流携带从BITS或其他源获得的高精度时钟信息，接收节点可以从以太物理层中同时恢复数据和时钟信息；（2）采用IEEE1588 V2作为时间同步：支持高精度时钟协议,实现时钟同步，所有网元要支持1588V2协议。
PTN时钟/时间的同步规划设计原则如下：①基本参照SDH/MSTP设备；②时钟/时间源采用主备方式。通过带外接口将时钟源注入网络；③合理规划时钟同步网络，避免时钟互锁，成环；④线路时钟跟踪应遵循最短路径要求；⑤对于时钟长链给予时钟补偿；⑥在穿通15个节点时，承载的时间精度累计偏差不超过900ms；⑦CES业务时钟同步方案，优选重定时方式，次选自适应方式。
9 PTN网络的网管系统及DCN规划
PTN网管主要分为网元层、网元管理层和网络管理层，网关设置和SDH/MSTP类似，可与其共网管，也可分设备，分区域设置管理，由于PTN采用图形化网管，可以沿用原SDH设备维护人员。
上述经验和总结只有一个目的：把PTN网络建成是一个安全健壮的，可信任、可控制和管理的有qos保证的网络。