PTN在城域傳送網(wǎng)中的引入策略
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PTN技術的運維機制
城域網(wǎng)環(huán)境下存在3G數(shù)據(jù)業(yè)務和大客戶接入業(yè)務。商業(yè)區(qū)域對數(shù)據(jù)業(yè)務需求不同，會產(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。3G建設初期，80%的3G基站可以和2G基站共站點，3G承載網(wǎng)絡兼容2G業(yè)務承載的同時，在維護體制、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)上應該滿足兼容MSTP和PTN兩種設備形態(tài)的機制。因此在引入PTN技術后，運維系統(tǒng)能夠實現(xiàn)復雜、靈活的多業(yè)務形態(tài)的配置和監(jiān)管。
傳統(tǒng)的SDH/MSTP技術，通過處理各種開銷字節(jié)，在其幀結構的固定位置提供J0/J1、B1/B2/B3、C1/C2和TCM等開銷的處理和傳遞，完成日常網(wǎng)絡和業(yè)務的分析、預測、規(guī)劃和配置，并能對網(wǎng)絡及其業(yè)務進行測試和故障管理?；贛PLS-TP的PTN技術利用了MPLS/PW偽線技術進行多業(yè)務傳送，進行PW多業(yè)務傳送、TDM業(yè)務仿真，吸收分組交換對突發(fā)業(yè)務高效的統(tǒng)計復用的優(yōu)點，通過完善的OAM處理機制，不僅可以預防網(wǎng)絡故障的發(fā)生，而且還能實現(xiàn)網(wǎng)絡故障的快速診斷和定位。
PTN設備在網(wǎng)絡層支持3層OAM結構，包括PWOAM、LSPOAM和段層OAM，同時支持業(yè)務OAM和鏈路OAM，各層的OAM操作方式可分為主動（Proactive）——周期性報告鏈路狀態(tài)、性能和差錯，以及按需（On-demand）——按需人工操作報告鏈路狀態(tài)、性能和差錯。通過分層架構，可以實現(xiàn)類似SDH網(wǎng)絡中復用段、再生段和通道段的故障隔離。
PTN的OAM機制主要包括告警檢測機制和性能檢測機制。告警性能檢測包括連續(xù)性檢測和連通性檢測，用于宿端維護端點檢測兩個維護端點間的連續(xù)性丟失（LOC）故障，以及誤合并、誤連等連通性故障告警顯示；告警抑制，用于服務層檢測到故障后，實現(xiàn)對客戶層的告警進行壓制，避免大量冗余告警；遠端故障指示，用于將維護端點檢測到故障這一信息通告給對端維護端點，類似于原有SDH的BDI/RDI告警；環(huán)回檢測，用于驗證維護端點與維護中間點或對端維護端點間的雙向連通性，以檢測節(jié)點間及節(jié)點內部故障，進行故障定位，這項功能類似于原有SDH的環(huán)回功能，在判定故障點方面非常有效，而且可用于業(yè)務開通前的長期性能測試；鎖定指示，用于因管理維護目的而中斷業(yè)務后，將該信息通告宿端維護端點，并上插客戶層，進行告警壓制，避免引起不必要的冗余告警。
性能檢測機制包括支持LSP/PW實時丟包率檢測功能和時延檢測功能，并且保證一定的精度，包括丟包測量，實現(xiàn)近端或遠端丟包測量；雙向時延測量，實現(xiàn)單端或雙端延時及抖動測量。
PTN設備的OAM引擎通過硬件實現(xiàn)，高速可靠，可避免軟件實現(xiàn)過程中因處理OAM數(shù)量增加而導致的性能下降。該設備可實現(xiàn)最快3.3msOAM協(xié)議報文插入，3個協(xié)議報文周期完成故障檢測，10ms內完成連續(xù)性檢測，保證50ms內完成倒換全過程。
PTN技術的保護機制
由于PTN設備承載移動核心業(yè)務——基站業(yè)務，以及大客戶接入業(yè)務，PTN設備及組網(wǎng)的可靠性尤為重要。PTN設備分為設備級保護和網(wǎng)絡級保護，設備級保護包括了主控和通信處理單元、交叉和時鐘處理單元的1+1保護、TPS保護（支路接口保護）、電源的1+1保護以及風扇的保護，能夠提高設備自身的生存性，同時還具有完善的網(wǎng)絡級保護恢復能力。
網(wǎng)絡級保護包括基于MPLS-TP的線性保護（1+1和1∶1保護），以及環(huán)網(wǎng)保護（Wrapping和Steering保護）、以太網(wǎng)LAG保護等等。
基于MPLS隧道的線性1+1和1∶1保護，1+1保護模式下業(yè)務雙發(fā)選收，1∶1保護模式下業(yè)務單發(fā)單收。環(huán)網(wǎng)保護中，Wrapping方式是基于故障相鄰節(jié)點的環(huán)回保護倒換，Steering方式是基于業(yè)務端到端的保護倒換，同時環(huán)網(wǎng)保護應支持單環(huán)保護、環(huán)相交、環(huán)相切保護功能，實現(xiàn)對節(jié)點和鏈路的單點或多點故障的保護。
LAG（LinkAggregationGroup）——鏈路聚合組協(xié)議，是指將—組相同速率的物理以太網(wǎng)接口捆綁在一起作為一個邏輯接口（鏈路聚合組）來增加帶寬，并提供鏈路保護的一種方法。鏈路聚合的優(yōu)勢在于增加鏈路帶寬，提高鏈路可靠性，當一條鏈路失效時，其他鏈路將重新對業(yè)務進行分擔，此外還可實現(xiàn)負載分擔，流量分擔到聚合組的各條鏈路上。具體實現(xiàn)如圖1所示。
以太網(wǎng)LAG保護可以實現(xiàn)端口的負載分擔和非負載分擔。在負載分擔模式下，設置鏈路聚合組后，設備會自動將邏輯端口上的流量負載分擔到組中的多個物理端口上。當其中一個物理端口發(fā)生故障時，故障端口上的流量會自動分擔到其他物理端口上。當故障恢復后，流量會重新分配，保證流量在匯聚的各端口之間的負載分擔。
在非負載分擔模式下，則聚合組只有一條成員鏈路有流量存在，其它鏈路則處于備份狀態(tài)。這實際上提供了一種“熱備份”的機制，因為當聚合中的活動鏈路失效時，系統(tǒng)將從聚合組中處于備份狀態(tài)的鏈路中選出一條作為活動鏈路，以屏蔽鏈路失效。
通過硬件方式實現(xiàn)的OAM引擎，保證了各種保護方式的業(yè)務中斷時間不大于50ms。保護倒換后，高優(yōu)先級業(yè)務（如信令、同步報文、話音等）的網(wǎng)絡質量（誤碼/丟包率、時延、抖動等）均不會降低。
引入PTN技術對于功耗的降低
在全球能源、資源日益短缺，環(huán)境壓力愈來愈大的形勢下，環(huán)境問題已成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的主要因素，綠色通信理念由此而生。中國移動大力倡導、實施節(jié)能減排工作，旨在將整個通信產(chǎn)業(yè)鏈對環(huán)境產(chǎn)生的副作用降低到最小，最大程度地發(fā)揮資源優(yōu)化配置及利用。
通信產(chǎn)品降低能耗的方法主要有以下幾個方面：第一是新技術的應用，改變以往網(wǎng)絡架構，減少基站接入設備的數(shù)量，對減少運營商投資和節(jié)約資源將是一個巨大的推動；第二是改進設備工藝，降低芯片和光電子器件的功耗。
1.網(wǎng)絡結構簡化
PTN設備與SDH和MSTP設備有較多的不同，PTN設備主要是基于分組交換的傳送設備，最大的特點就是帶寬的統(tǒng)計復用能力，不同于MSTP設備的剛性傳送管道，即在相同的交換容量下PTN設備能帶的用戶數(shù)量或用戶帶寬要比MSTP設備多。
PTN技術引入LAG，將多個以太網(wǎng)端口聚合到一起，當作一個端口來處理，一方面可以保證鏈路可靠性，另外一方面可以提供更高的帶寬。以一個線路速率為622Mbit/s的MSTP接入環(huán)為例，接入5個基站節(jié)點，單節(jié)點的接入能力為100Mbit/s，而一個線路速率為GE的PTN接入網(wǎng)，利用統(tǒng)計復用功能，單節(jié)點的接入能力可以達到200Mbit/s。在未來承載IP化3G基站和LTE基站時，基站主要承載數(shù)據(jù)業(yè)務，業(yè)務呈突發(fā)特性，MSTP采用剛性管道傳輸，擴容能力較弱，在有限的匯聚能力下，需要增加板卡和設備的數(shù)量；PTN設備可利用統(tǒng)計復用功能，實現(xiàn)高效率傳送，在小范圍增加板卡數(shù)量、不增加設備數(shù)量的前提下，可以滿足IP化基站的帶寬需求。
2.設備工藝改進
PTN設備硬件設計階段盡可能選用低功耗器件，與以往SDH/MSTP設備設計理念不同，PTN設備盡可能多的采用插板型、可插拔光模塊的結構。PTN設備的主要耗能部件為：核心交叉芯片、MPLS-TP核心處理芯片，占總功耗的70%；其次為電源模塊，其綜合轉換效率為85%左右，實際自身耗能占15%。
PTN設備軟、硬件對能耗的影響及相應控制能耗的措施和方法主要有以下4個。
⑴對不用的光模塊可以關閉激光器，或者拔出光模塊。
⑵FE的物理端口一般都支持軟件下電，可以在不用的情況下使其處于下電狀態(tài)，節(jié)能降耗。
⑶對不用的線路口，在網(wǎng)管上配置“不使能”，降低功耗。
⑷系統(tǒng)內有多個直流風扇，磨損情況下其能耗會加大，風扇老化磨損后及時更換風扇可以降低能耗。
此外，電源模塊盡可能選用轉換效率高的模塊，并使其工作在效率較高區(qū)段。在滿足電路穩(wěn)定性能的前提下降低信號驅動幅度，軟件上對于芯片內無關模塊采取關斷方式降低整盤功耗，去掉所有線性電壓轉換器件。低功耗設備可以被更緊密地集成在小尺寸的機箱內，不僅減少了設備自身重量和電力需求，同時也減少了設備所在房間空調的電力消耗。
引入PTN技術的策略
中國移動城域網(wǎng)中現(xiàn)存大規(guī)模的MSTP設備，現(xiàn)階段網(wǎng)絡的大部分業(yè)務仍然是TDM形式的業(yè)務，少部分是分組業(yè)務。盡管傳統(tǒng)TDM業(yè)務的比例正逐步減少，但其絕對業(yè)務量仍保持繼續(xù)增長的態(tài)勢，并將在一個相當長的時期內仍是重要的收入來源。保證已有TDM業(yè)務的穩(wěn)定傳送是3G及全業(yè)務網(wǎng)絡演進的基礎，從保證業(yè)務的可靠性角度出發(fā)，需要維系現(xiàn)有網(wǎng)絡的穩(wěn)定。
新建分組傳送網(wǎng)絡與老網(wǎng)絡在一段時間內共存，新業(yè)務在新網(wǎng)絡上開展，老業(yè)務逐步遷移到新網(wǎng)絡，兩個網(wǎng)絡間存在一定的業(yè)務交互，交互點位于MSTP接入環(huán)和PTN匯聚環(huán)的相交點上。在接入層為MSTP網(wǎng)絡，匯聚層為PTN網(wǎng)絡的業(yè)務對接應用場合下，接入環(huán)同時承載TDM和EOS兩種業(yè)務，為實現(xiàn)業(yè)務的互通，接入層的MSTP可以先將EOS業(yè)務終結落地，將落地的FE/GE接入PTN網(wǎng)絡，也可以將EOS業(yè)務通過TDM調度，通過SMT-N光口和PTN網(wǎng)絡對接。隨著分組業(yè)務的增長，可以新建一張端到端的分組承載網(wǎng)絡。由于業(yè)務發(fā)展的不均衡，部分業(yè)務量大的區(qū)域，還會出現(xiàn)光傳送網(wǎng)（OTN）技術應用到匯聚層，而PTN僅應用于接入層的場景，以滿足大帶寬傳送。
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