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摘 要： 浅述PTN技术的原理、体系构成、关键技术，对PTN技术运用到城域网建设当中进行策略探析。
关键词： PTN技术；城域网建设
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0120062-01
下一代网络是基于分组，能够提供的是电信级服务，且可以使用更多宽带，更加能确保服务质量的网络传输技术。PTN技术保持有传统的网络技术优点，且增加了分组业务选择，能够灵活的控制下一代传送网技术，是基于分组网络而存在，广泛运用与当前的组网方案当中。PTN技术的运用，不仅有助于解决当前业务量大的需求和传送网络资源紧张的矛盾，也为3G业务提供良好支撑，并为未来的LTE业务做好铺垫。
1 PTN技术的原理和体系构成
PTN技术是IP/MPLS、传送网、以太网三种技术结合的产物。当前面向连接的PTN技术体系主要是MPLS技术体系与以太网技术体系。
1.1 MPLS技术体系
在MPLS技术基础上，结合传送网的特性而发展的分组传送技术，即为MPLS技术体系。这是标准化的路由和交换技术平台，能够支持各类高层协议和业务。MPLS一般利用标记进行数据的转发，当分组进入到网络，将为其分配长度固定的短标记，且将标记和分组分装，整个过程当中交换节点根据标记转发。MPLS具备多协议的特性，对上兼容IPv6、IPv4等多种主流的网络层协议，对下支持FR、ATM、PPP等链路层的多种协议，使得多种网络互通互联成为可能。标签传播技术、路由选择协议、标签路由等部分组成了MPLS技术，MPLS交换采取的工作方式是面向连接，信息传送需要经过建立连接、数据传输、拆除连接这三个阶段。MPLS的代表技术为T-MPLS与MPLS-TP。在MPLS技术基础上进行的简化与修改，并和传送平面相关联的是T-MPLS技术；采用ASON体系结构，分组传送网仍是传送、管理、控制这三个独立的平面所组成的是MPLS-TP技术。
1.2 以太网技术体系
局域网当中运用的以太网是共享媒体，网桥是实现网络互联和数据转发的主要技术。通过运行STP而建立起的的无环路最小生成树能连通所有的网桥，网桥通过MAC地址学习的过程建立起到各节点的目的地址转发表，沿着生成树将数据帧传送到目的地址节点，获取插入电缆便可使用的能力。数据依据用户目的MAC地址转发，所有的设备通过LAN相互连通，构成单一的广播域。其一，在用户MAC帧基础上封装运营商的MAC帧头，从而增加骨干网源地址与目的地址，解决可扩展性问题的，是为PBB技术。因这项技术在数据转发的行为上仍旧为无连接模式，IEEE在这一基础上提出运营商骨干桥接技术（PBT），以提升QoS服务性能。PBT技术增强了部分电信级的OAM，提供类似于SDH的OAM机制，并具有可靠性与管理能力良好的电信级网络专用以太网链路，使无连接以太网变成面向连接的网络，为以太网实现端到端的业务提供管理功能。
2 PTN关键的技术
2.1 层次化OAM和端到端QoS
其一，传统上SDH网络具有端到端的OAM能力与出色的网络保护能力，在增加网络的可维护性与可靠性的同时，能够降低网络运维OPEX成本。分组传送网络也应继承类似于SDH的OAM与网络保护能力。例如，PTN技术当中的OAM通过硬件进行OAM报文发送与协议状态机处理，是仿照SDH实现。由此，OAM机制能够保证每隔3.3ms对每一个待检测业务流插入并发送一个OAM协议报文，确保在10ms内完成故障检测，保证50ms业务保护倒换的时间。PTN在实现OAM上，不因OAM业务流数量增加导致性能降低。其二，IETF对QoS的定义是，传输数据之时网络需要满足的一系列的服务要求，如延迟、带宽、丢包率的改进，不同组网指定的网络流量等等，且确保为每一种流量所提供的优先权不阻碍其他流量。T-MPLS技术当中端到端QoS管理控制策略是基于流，ATM技术中这一部分则基于信元。流可分为Tunnel（隧道）、物理端口、VLAN（虚拟局域网）、PW等信息。
2.2 分组交差技术和同步技术
其一，PTN技术把业务流分割为若干个"信息量子"，信息量子在特有的交换结构之下，能够从一个源实体交换到另一个或多个目的实体。PTN技术的IP-MPLS、ATM、Ethernet、TDM业务在最内层通道完成，外层通道提供伪线与隧道类传送管道。同时，业务处理和业务交换互相分离，和技术相关的业务处理功能放置于不同线卡上，和技术无关的业务，其交换功能置于通用交换板。因而，运营商能够通过更换不同的线卡实现对于业务容量灵活的配置，达到满足多种不同业务需求这一目的。其二，同步技术包含频率同歩与时间同步这两个概念。频率同步指的是信号频率或者相位上所保持的某种严格而特定的关系，特点是有效瞬间的对应通过同一个平均速率完成。这一特定关系使通信网络当中的所有设备能够按照相同速率运行；时间同步有授时与守时这两个主要功能，授时俗称对表，通过不定期对表动作将本地时刻和标准时刻相位同步；守时即为频率同歩，保证对表间隙过程本地时刻和标准时刻的偏差。
2.3 电路仿真的技术
分组网电路的仿真，是在包交换网络之上承载传统TDM数据技术。在PWE3的框架协议下，采取电路仿真方式，分组网电路仿真技术在包交换网络之上为SDH和PDH数据流提供了端到端的传输。PW机制通过PTN将仿真业务关键的要素从一个PE运载至另一个或者多个其它PE上。通过PTN网络上一个隧道对TDM、ATM、等多种业务进行仿真，PTN能够传输多种业务数据净荷。
3 PTN技术运用到城域网建设的策略
3.1 城域网是建设
依据相关意见，城域网建设应当发挥后发的优势，积极地推进全业务的城域传送网IP化。在大力推进分组化的城域传送网建设过程中，新建的城域传送网应当采用PTN和IPRAN设备。城域传送网的核心层主要采取PTN或者PTN+OTN组网，汇聚层则主要采用PTN。PTN设备和现网SDH/MSTP的设备应当进行独立组网。大规模的城域传送网内的大颗粒业务需求的量比较大，核心节点的数量多，可以考虑进行分层组网；规模小的城域传送
网因业务量较小，核心节点的数量也较少，在建设初期可考虑将核心层和汇聚层进行合并组网；市到县的汇聚环可以依据业务的需求适时的建设OTN网络，进行城域传送网的建设和优化。
3.2 传输系统的建设
可重点开展展OTN、PTO的网络建设，其核心层采取PTN或者PTN+OTN组网；汇聚层则采取PTN，在网络规模比较大的地区，可将OTN按需部署到汇聚层。OTN的定位是大颗粒业务的调度与承载平台，其近期主要于核心的汇聚层引入，核心层是为环网或者网状网的结构组网，环网结构是汇聚层的主要。依据核心局所部署，同时结合业务发展之需求量，进行核心层的OTN系统建设，以形成PTN+OTN的联合组网模式。大力的推进PTN建设，快速地完善PTN的网络覆盖。PTN主要承载3G和集团客户业务，组网结构则主要参考的是现网SDH网络，以环网为主接入汇聚层，核心层采取环网或者网状网结构。汇聚层的SDH系统可依据实际需要而优化调整，承载的业务可以逐渐由基站业务为主过渡到集团专线业务为主。当PTN汇聚层的带宽容量达到60%，可考虑新增加汇聚PTN环。
4 结语
当前所采用的PTN技术组网能够很好的完成目前以至于未来10年的网络通信需求，是当前各大通信商的首选方案。究其原因，是因PTN有着设备成本较低且具备大规模线网部署条件；PTN基于传输网架构而发展，和MSTP网络良好的衔接性使得原本的运维人员能够较快掌握该技术；和现网中MSTP设备的互通性良好，在PTN与现网的MSTP设备有良好的互通性，在网络管理、组网拓扑等方面和MSTP一脉相承等优点。在未来城域网建设当中，PTN技术将获得更为广泛的使用，在下一代网络传送技术当中发挥重要作用。
参考文献：
[1]金家德，PTN力助运营商IPRAN建设步伐[J].电信科学，2009.
[2]储轶钢、田杰、黄科，浅谈PTN技術在构建全业务承载的IP城域网中的应用与部署[J].中国新通信，2010.
[3]杨锡，PTN对传输网发展的重要意义[J].电信科学，2011.
关键词： PTN技术；城域网建设
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0120062-01
下一代网络是基于分组，能够提供的是电信级服务，且可以使用更多宽带，更加能确保服务质量的网络传输技术。PTN技术保持有传统的网络技术优点，且增加了分组业务选择，能够灵活的控制下一代传送网技术，是基于分组网络而存在，广泛运用与当前的组网方案当中。PTN技术的运用，不仅有助于解决当前业务量大的需求和传送网络资源紧张的矛盾，也为3G业务提供良好支撑，并为未来的LTE业务做好铺垫。
1 PTN技术的原理和体系构成
PTN技术是IP/MPLS、传送网、以太网三种技术结合的产物。当前面向连接的PTN技术体系主要是MPLS技术体系与以太网技术体系。
1.1 MPLS技术体系
在MPLS技术基础上，结合传送网的特性而发展的分组传送技术，即为MPLS技术体系。这是标准化的路由和交换技术平台，能够支持各类高层协议和业务。MPLS一般利用标记进行数据的转发，当分组进入到网络，将为其分配长度固定的短标记，且将标记和分组分装，整个过程当中交换节点根据标记转发。MPLS具备多协议的特性，对上兼容IPv6、IPv4等多种主流的网络层协议，对下支持FR、ATM、PPP等链路层的多种协议，使得多种网络互通互联成为可能。标签传播技术、路由选择协议、标签路由等部分组成了MPLS技术，MPLS交换采取的工作方式是面向连接，信息传送需要经过建立连接、数据传输、拆除连接这三个阶段。MPLS的代表技术为T-MPLS与MPLS-TP。在MPLS技术基础上进行的简化与修改，并和传送平面相关联的是T-MPLS技术；采用ASON体系结构，分组传送网仍是传送、管理、控制这三个独立的平面所组成的是MPLS-TP技术。
1.2 以太网技术体系
局域网当中运用的以太网是共享媒体，网桥是实现网络互联和数据转发的主要技术。通过运行STP而建立起的的无环路最小生成树能连通所有的网桥，网桥通过MAC地址学习的过程建立起到各节点的目的地址转发表，沿着生成树将数据帧传送到目的地址节点，获取插入电缆便可使用的能力。数据依据用户目的MAC地址转发，所有的设备通过LAN相互连通，构成单一的广播域。其一，在用户MAC帧基础上封装运营商的MAC帧头，从而增加骨干网源地址与目的地址，解决可扩展性问题的，是为PBB技术。因这项技术在数据转发的行为上仍旧为无连接模式，IEEE在这一基础上提出运营商骨干桥接技术（PBT），以提升QoS服务性能。PBT技术增强了部分电信级的OAM，提供类似于SDH的OAM机制，并具有可靠性与管理能力良好的电信级网络专用以太网链路，使无连接以太网变成面向连接的网络，为以太网实现端到端的业务提供管理功能。
2 PTN关键的技术
2.1 层次化OAM和端到端QoS
其一，传统上SDH网络具有端到端的OAM能力与出色的网络保护能力，在增加网络的可维护性与可靠性的同时，能够降低网络运维OPEX成本。分组传送网络也应继承类似于SDH的OAM与网络保护能力。例如，PTN技术当中的OAM通过硬件进行OAM报文发送与协议状态机处理，是仿照SDH实现。由此，OAM机制能够保证每隔3.3ms对每一个待检测业务流插入并发送一个OAM协议报文，确保在10ms内完成故障检测，保证50ms业务保护倒换的时间。PTN在实现OAM上，不因OAM业务流数量增加导致性能降低。其二，IETF对QoS的定义是，传输数据之时网络需要满足的一系列的服务要求，如延迟、带宽、丢包率的改进，不同组网指定的网络流量等等，且确保为每一种流量所提供的优先权不阻碍其他流量。T-MPLS技术当中端到端QoS管理控制策略是基于流，ATM技术中这一部分则基于信元。流可分为Tunnel（隧道）、物理端口、VLAN（虚拟局域网）、PW等信息。
2.2 分组交差技术和同步技术
其一，PTN技术把业务流分割为若干个"信息量子"，信息量子在特有的交换结构之下，能够从一个源实体交换到另一个或多个目的实体。PTN技术的IP-MPLS、ATM、Ethernet、TDM业务在最内层通道完成，外层通道提供伪线与隧道类传送管道。同时，业务处理和业务交换互相分离，和技术相关的业务处理功能放置于不同线卡上，和技术无关的业务，其交换功能置于通用交换板。因而，运营商能够通过更换不同的线卡实现对于业务容量灵活的配置，达到满足多种不同业务需求这一目的。其二，同步技术包含频率同歩与时间同步这两个概念。频率同步指的是信号频率或者相位上所保持的某种严格而特定的关系，特点是有效瞬间的对应通过同一个平均速率完成。这一特定关系使通信网络当中的所有设备能够按照相同速率运行；时间同步有授时与守时这两个主要功能，授时俗称对表，通过不定期对表动作将本地时刻和标准时刻相位同步；守时即为频率同歩，保证对表间隙过程本地时刻和标准时刻的偏差。
2.3 电路仿真的技术
分组网电路的仿真，是在包交换网络之上承载传统TDM数据技术。在PWE3的框架协议下，采取电路仿真方式，分组网电路仿真技术在包交换网络之上为SDH和PDH数据流提供了端到端的传输。PW机制通过PTN将仿真业务关键的要素从一个PE运载至另一个或者多个其它PE上。通过PTN网络上一个隧道对TDM、ATM、等多种业务进行仿真，PTN能够传输多种业务数据净荷。
3 PTN技术运用到城域网建设的策略
3.1 城域网是建设
依据相关意见，城域网建设应当发挥后发的优势，积极地推进全业务的城域传送网IP化。在大力推进分组化的城域传送网建设过程中，新建的城域传送网应当采用PTN和IPRAN设备。城域传送网的核心层主要采取PTN或者PTN+OTN组网，汇聚层则主要采用PTN。PTN设备和现网SDH/MSTP的设备应当进行独立组网。大规模的城域传送网内的大颗粒业务需求的量比较大，核心节点的数量多，可以考虑进行分层组网；规模小的城域传送
网因业务量较小，核心节点的数量也较少，在建设初期可考虑将核心层和汇聚层进行合并组网；市到县的汇聚环可以依据业务的需求适时的建设OTN网络，进行城域传送网的建设和优化。
3.2 传输系统的建设
可重点开展展OTN、PTO的网络建设，其核心层采取PTN或者PTN+OTN组网；汇聚层则采取PTN，在网络规模比较大的地区，可将OTN按需部署到汇聚层。OTN的定位是大颗粒业务的调度与承载平台，其近期主要于核心的汇聚层引入，核心层是为环网或者网状网的结构组网，环网结构是汇聚层的主要。依据核心局所部署，同时结合业务发展之需求量，进行核心层的OTN系统建设，以形成PTN+OTN的联合组网模式。大力的推进PTN建设，快速地完善PTN的网络覆盖。PTN主要承载3G和集团客户业务，组网结构则主要参考的是现网SDH网络，以环网为主接入汇聚层，核心层采取环网或者网状网结构。汇聚层的SDH系统可依据实际需要而优化调整，承载的业务可以逐渐由基站业务为主过渡到集团专线业务为主。当PTN汇聚层的带宽容量达到60%，可考虑新增加汇聚PTN环。
4 结语
当前所采用的PTN技术组网能够很好的完成目前以至于未来10年的网络通信需求，是当前各大通信商的首选方案。究其原因，是因PTN有着设备成本较低且具备大规模线网部署条件；PTN基于传输网架构而发展，和MSTP网络良好的衔接性使得原本的运维人员能够较快掌握该技术；和现网中MSTP设备的互通性良好，在PTN与现网的MSTP设备有良好的互通性，在网络管理、组网拓扑等方面和MSTP一脉相承等优点。在未来城域网建设当中，PTN技术将获得更为广泛的使用，在下一代网络传送技术当中发挥重要作用。
参考文献：
[1]金家德，PTN力助运营商IPRAN建设步伐[J].电信科学，2009.
[2]储轶钢、田杰、黄科，浅谈PTN技術在构建全业务承载的IP城域网中的应用与部署[J].中国新通信，2010.
[3]杨锡，PTN对传输网发展的重要意义[J].电信科学，2011.