張屹松

【摘要】本文探究了PTN技術在廣電城域傳輸網(wǎng)的運用。首先介紹了PTN技術定義、PTN技術的結構與特點，然后分析了廣電城域傳輸網(wǎng)建設的需求，即業(yè)務擴容需求、滿足廣播電視媒體互聯(lián)互通需求、滿足廣播電視網(wǎng)絡多化發(fā)展需求，最后就PTN技術的應用過程進行了細致描述。得出結論：在PTN技術應用時，應充分考慮現(xiàn)網(wǎng)資源、分析寬帶、接口整體需求、搭建共享保護環(huán)，在此基礎上發(fā)揮PTN技術在廣電城域傳輸網(wǎng)建設中的各項作用，以此來起到優(yōu)化廣電城域傳輸網(wǎng)結構、豐富廣電城域傳輸網(wǎng)功能的效果。本文研究的意義在于梳理以往研究成果并從不同角度提出了PTN技術的應用技巧與方法，為廣電城域傳輸網(wǎng)的持續(xù)、穩(wěn)定運行加了一層保障。

【關鍵詞】PTN技術；廣電城域傳輸網(wǎng)；運用

中圖分類號：TN929 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.22.006

進入信息化時代，各項計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，推動了通信業(yè)務IP化發(fā)展以及移動化、寬帶化、融合化等全業(yè)務運營時代的提前到來，廣電城域網(wǎng)建設必須有更穩(wěn)定、更高效、更便捷的技術來支撐。PTN技術的引入，可為廣電城域傳輸網(wǎng)提供更便捷、靈活的業(yè)務支持，滿足多項業(yè)務同步展開需求，表現(xiàn)出較好的安全、兼容性能，故而有必要考慮廣電城域傳輸網(wǎng)實際所需，進行PTN技術靈活應用。本文首先介紹了PTN技術的釋義與相關內(nèi)容，后分析了PTN技術的結構與特點，其后在明確廣電城域傳輸網(wǎng)建設在各個方面發(fā)展需求的情況下，提出了PTN技術的諸項應用策略，力求發(fā)揮PTN技術的最大功效，穩(wěn)定開展廣電城域傳輸網(wǎng)建設工作。

1. PTN技術概述

PTN，即Packet Transport Network，即分組傳送網(wǎng)，通過相應的光傳送網(wǎng)絡架構、技術來實現(xiàn)以下功能：在底層光傳輸媒質(zhì)、IP業(yè)務間設置一個層面，滿足統(tǒng)計復用傳送、分組業(yè)務流量突發(fā)性要求，圍繞分組業(yè)主提供技術支撐，降低使用成本。同時PTN技術支持基于分組交換服務的雙向點對點信道連接，提升端對端處理能力，保留SDH（同步數(shù)字體系）網(wǎng)絡基本特性，如：強自愈功能、同步定時功能、面向連接服務、端到端資源分配等，承載各類數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，在可靠性、可用性等方面表現(xiàn)較大優(yōu)勢。

2. PTN技術的結構與特點

PTN以分組為基本傳送單位，多用于承載電信級以太網(wǎng)業(yè)務，與ATM（異步傳輸模式）、TDM（時分復用模式）、FC（光纖通道）等業(yè)務兼容。其結構與特點如下。

2.1 結構

結合通信網(wǎng)絡各階段發(fā)展特征，在網(wǎng)絡轉型大環(huán)境下，PTN網(wǎng)絡體系包括以下結構：①分析轉型后的通信網(wǎng)絡體系，自上而下為控制層、業(yè)務層、傳輸層，就傳輸層面加以分析，傳輸層、業(yè)務層間的分離，可單獨實現(xiàn)各層次功能，保證網(wǎng)絡體系高效率運行，避免各層級間的相互影響而干擾數(shù)據(jù)傳播、處理過程；業(yè)務層主要是實現(xiàn)PTN網(wǎng)絡各項核心功能，接收控制層相關指令，做出相關反饋動作；控制層主要是協(xié)助網(wǎng)絡體系管理人員做好相關管理工作，如呈現(xiàn)各階段分組傳送情況、進行數(shù)據(jù)監(jiān)測等[1]。②PTN技術的靈活應用，將網(wǎng)絡劃分為：信道層、通路層、段層、傳輸媒介層，其中信道層提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡服務，通路層負責開辟網(wǎng)絡傳輸隧道，并可將不同客戶服務聚合再進行傳輸，提升數(shù)據(jù)傳輸有效性、經(jīng)濟性；段層功能是保障通路層兩個節(jié)點間信息傳輸?shù)耐暾裕粋鬏斀橘|(zhì)層是網(wǎng)絡連接設備間的中間介質(zhì)，也是信號傳輸?shù)拿襟w。

2.2 特點

PTN技術特點主要集中在：①分組交叉，可更好地支持同步復用相關業(yè)務，并可與以太網(wǎng)相關業(yè)務進行實時交換，可在徹底解決MSTP技術數(shù)據(jù)處理速度慢等相關問題的同時，提升QoS業(yè)務傳輸效能、拓展PTN技術應用范圍。②可擴展性，分層、分域結構提升了PTN網(wǎng)絡體系可擴展性，保證了不同類型業(yè)務信號能盡心分層傳輸、交換，并可基于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)、OTN（光傳送網(wǎng)）、SDH（同步數(shù)字體系）等搭建網(wǎng)絡傳輸平臺，降低成本，具備獨立的應用程序、功能等，滿足各種條件的業(yè)務傳輸需求[2]。③同步性，包括時間同步、頻率同步兩部分內(nèi)容，考慮到PTN技術多用于提供不同分組業(yè)務功能，對同步無過多要求，但PTN是整合多類業(yè)務的統(tǒng)一平臺，為滿足TDM業(yè)務與其他傳輸網(wǎng)絡應用同步需求，則必須考慮到同步問題，引入差分時鐘恢復技術、自適應技術、精確時間協(xié)議等技術來為PTN網(wǎng)絡提供支持。

3. 廣電城域傳輸網(wǎng)建設的需求

3.1 業(yè)務擴容需求

進入新時代，各地光電分公司集團專線業(yè)務持續(xù)發(fā)展、擴容，現(xiàn)有城域傳輸網(wǎng)所承載業(yè)務數(shù)量大幅增加，依靠傳統(tǒng)的MSTP傳輸網(wǎng)雖然可滿足基本需求，但在大顆粒以太網(wǎng)業(yè)務發(fā)展上卻面臨較大壓力，尤其是一些發(fā)達城市，更需在光電覆蓋范圍內(nèi)搭建全新的、功能更加齊全的PTN傳輸網(wǎng)，滿足不同業(yè)務接入需求，提升核心競爭力。

3.2 滿足廣播電視媒體互聯(lián)互通需求

信息化時代，對于不同媒體間的互聯(lián)互通有了更大的需求，但就實際而言，很多區(qū)域在該方面的建設嚴重不足，在數(shù)據(jù)傳輸、共享上處于較為落后的狀態(tài)。而在廣電城域傳輸網(wǎng)建設過程中引入PTN技術，可搭建統(tǒng)一平臺，提供足夠數(shù)量、類型的接口，實現(xiàn)PDH光端機、以太交換機、ATM交換機等在PTN網(wǎng)絡中互聯(lián)互通，對接有線電視網(wǎng)接口，提升數(shù)據(jù)傳輸、共享效率。

3.3 滿足廣播電視網(wǎng)絡多元化發(fā)展需求

進入新時期以后，互動電視用戶數(shù)量呈爆發(fā)式增長，但廣播電視網(wǎng)絡接口數(shù)量有限，難以同時接入海量的互動電視用戶，這為其多元化發(fā)展帶來了一定阻礙。引入PTN技術，在廣電城域傳輸網(wǎng)，布置PTN系統(tǒng)，完善環(huán)網(wǎng)傳輸網(wǎng)，配置隧道跑互動電視業(yè)務、隧道跑互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，提供足夠帶寬，以此來同時滿足互動電視業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務等各個方面的需求，從而在一定程度上拓展廣播電視發(fā)展空間，滿足廣播電視網(wǎng)絡多元化發(fā)展需求。

4. 廣電城域傳輸網(wǎng)建設中PTN技術的運用策略

4.1 做好準備工作

進行廣電城域傳輸網(wǎng)建設，需做好相關準備工作，包括：①充分考慮現(xiàn)網(wǎng)資源：MSTP（Multi-Service Transmission Platform，多業(yè)務傳送平臺）傳輸網(wǎng)建設情況、光纜路由拓撲結構與規(guī)劃等。②分析寬帶、接口整體需求，在進行業(yè)務通道能力規(guī)劃時，要求滿足當前與下一階段帶寬需求，即所設定的接口類型要求滿足不同領域、不同類型客戶需求，并給10G環(huán)容量平滑升級到100G環(huán)容量留出余量。因目前大部分廣電城域網(wǎng)能勉強滿足應用需求，故而在建設PTN核心環(huán)網(wǎng)時初步可接入10G環(huán)容量，后續(xù)具備升級至100G的空間，接入環(huán)支持接入1G/10G，并包括1G、10G、100G業(yè)務接口[4]。③搭建共享保護環(huán)，部分市區(qū)骨干環(huán)光纜路由很多時候會因外部因素影響而出現(xiàn)斷纖現(xiàn)象，可結合其實際情況設計、部署Wrapping共享環(huán)加以保護，確定全環(huán)網(wǎng)保護機制，引入骨干匯聚環(huán)共享保護環(huán)，發(fā)揮更大效用，如下圖1所示。

圖1 骨干匯聚環(huán)共享保護環(huán)示意圖

4.2 確定PTN承載網(wǎng)各環(huán)組成結構

PTN承載網(wǎng)建設時，由核心環(huán)、骨干環(huán)、接入環(huán)構成，以此來形成穩(wěn)定的、層層遞進的、相互連接的環(huán)網(wǎng)結構，滿足不同層級需求，各環(huán)組成結構如下所示：①核心環(huán)建設，確定廣電城域傳輸網(wǎng)基本架構，選擇核心節(jié)點，并在核心機房間建設若干核心環(huán)，在兩個核心節(jié)點間布置3條10G保護鏈路，為核心環(huán)與系列業(yè)務推進提供穩(wěn)定保護，按照規(guī)范設計方法，初期設置為10G組環(huán)，并為升級為100G環(huán)網(wǎng)留出余量；在線路側設計100G/10G接口，提供10G環(huán)至100G環(huán)網(wǎng)的平滑升級能力；為用戶側則提供1G、10G、100G接口，滿足不同應用需求[5]。②骨干環(huán)建設，以各個市區(qū)機房為中心，參考核心環(huán)架構與功能需求組建市區(qū)骨干環(huán)，組環(huán)設置與上述相同；在線路側設計100G/10G接口，為升級提供可能性；為用戶側同樣提供1G、10G、100G接口。③接入環(huán)建設，選擇雙歸屬或者雙路由接入方式，針對四個單點接入模式的機房則選擇雙路由接入模式，在線路側設計10G/1G接口，為升級提供可能性；為用戶側則提供1G→10G接口，滿足不同應用需求。

4.3 平面管理

為保證PTN技術在廣電城域傳輸網(wǎng)中應用過程穩(wěn)定、安全，需加強平面管理工作，主要是：①引入OSPF（分組在一起的路由器的集合）區(qū)域管理方法，區(qū)域內(nèi)的路由器保存該區(qū)域內(nèi)所有鏈路和路由器的詳細信息，可以將OSPF配置成只保存有關其他區(qū)域中路由器和鏈路的摘要信息。進行OSPF1區(qū)域劃分時，將PTN設備納入指定區(qū)域，對接專用DCN網(wǎng)絡；骨干設備劃分為若干骨干環(huán)，將各個骨干環(huán)、下層接入設備納入下一層級指定的OSPF2區(qū)域，下層接入設備按照接入規(guī)模分布到非骨干區(qū)域，專用DCN網(wǎng)絡、主備接入網(wǎng)元連接路由器，在單獨進程OSPF1、OSPF2、OSPF3路由器、OSPF動態(tài)路由協(xié)議，接入網(wǎng)元中OSPF3進程時重新發(fā)布，再將網(wǎng)絡體系中的路由對接OSPF1、OSPF2路由域[6]。②所用網(wǎng)絡管理服務器借助匯聚交換機訪問DCN網(wǎng)絡，其中匯聚交換機用于管理PTN網(wǎng)絡設備；主備網(wǎng)關單元借助帶內(nèi)DCN與其他網(wǎng)元保持通信，其中DCN VLAN可在網(wǎng)絡單元之間的以太網(wǎng)端口上承載網(wǎng)絡管理通信消息；通過PTN設備NNU接口開啟DCN功能，并在發(fā)布OSPF協(xié)議、維護路由進程中，加強DCN網(wǎng)絡保護，確保其實現(xiàn)可持續(xù)運行。

4.4 路由強化設計

要發(fā)揮PTN技術更大效能，要求強化路由設計，關注以下要點：①在OSPF1層布置骨干匯聚設備、核心調(diào)度設備，在OSPF2骨干層布置匯聚層骨干，在非骨干層布置接入層，非骨干域設定為Stub區(qū)域，在ABR（區(qū)域邊界路由器）設置Total Stub（完全末梢網(wǎng)絡）功能，因皆采取了DCN監(jiān)控，故而默認情況下各個接口均布置在0.0.0.0區(qū)域，進行初始化處理，修改相關接口區(qū)域。②匯聚層則是進行OSPF2進程，所有匯聚環(huán)皆需按照其基本需求組建獨立的OSPF2 Area0區(qū)域，與接入環(huán)Area1、Area2等對接，如果單個匯聚環(huán)、下帶接入設備總網(wǎng)元數(shù)＞200個，可劃分OSPF2、OSPF3等多個進程加以管理，避免單個匯聚環(huán)域中容納過多網(wǎng)元，影響網(wǎng)絡進程。

4.5 網(wǎng)絡業(yè)務控制

廣電城域傳輸網(wǎng)運用過程中涉及多方面內(nèi)容，通過PTN技術強化對各項網(wǎng)絡業(yè)務的控制力度，關注以下要點：①業(yè)務開通，在建成PTN網(wǎng)絡后，結合PWE+LSP（邊緣到邊緣的偽線仿真+分層服務提供程序）協(xié)議，進行業(yè)務隔離，結合業(yè)務類型設置PWE、LSP最大帶寬、保證帶寬，凸顯PTN技術服務質(zhì)量保障功能、統(tǒng)計復用功能等，且應結合城域傳輸網(wǎng)基本需求，開通SDN模型，保障網(wǎng)絡可進行持續(xù)性演進[7]。②業(yè)務轉發(fā)，MPLS-TP（面向連接技術）隧道，結合其配置的下一條IP確定出接口，分析ARP（地址解析協(xié)議）信息，確定目的MAC（源mac為當前路由器的接口mac，目的mac為下一條接口的目的mac），規(guī)劃IP、配置業(yè)務封裝等相關數(shù)據(jù)，而業(yè)務端口IP、監(jiān)控端口IP類似，要求各個地址段相互對應，提升管理、維護便利性。③在進行互聯(lián)接口IP地址分配時，滿足以下要求：拓展性要求，引入30位掩碼255.255.255.252，節(jié)約IP地址空間，在每個層次上為地址分配留出余量，在網(wǎng)絡規(guī)模擴大時，可保持地址持續(xù)性；連續(xù)性要求，各組成環(huán)按照“逆時針”布置原則，先匯聚、后接入，從近到遠對所有匯聚節(jié)點分配，并遵循“先環(huán)后鏈”機制。

4.6 網(wǎng)管部署

結合城域傳輸網(wǎng)不同區(qū)域傳輸需求進行靈活的網(wǎng)管部署，包括兩種形式：①帶外方式，匯聚層、核心層之間引入帶外方式，將核心與匯聚節(jié)點上涉及的所有設備配置為網(wǎng)關網(wǎng)元，網(wǎng)元ETH端口對接用戶端DCN網(wǎng)絡接口，納入PTN網(wǎng)管體系統(tǒng)一管理。②帶內(nèi)方式，要求同一個網(wǎng)關單元接入的非網(wǎng)關網(wǎng)元數(shù)量≤128個，同個OSPF域內(nèi)網(wǎng)元數(shù)量≤64個，引入第三方設備進行混合組網(wǎng)時，須保障設備契合DCN報文所應用的VLAN（虛擬局域網(wǎng)）。為提升通信網(wǎng)絡應用穩(wěn)定、可靠性，要求DCN組網(wǎng)設計為環(huán)網(wǎng)，如此可在網(wǎng)元異常、斷纖時保護DCN路由體系。

5. 結束語

文章就PTN技術在廣電城域傳輸網(wǎng)的運用展開了重點論述與分析，提出在明確PTN技術特征與結構的基礎上，結合廣電城域傳輸網(wǎng)建設的需求，制定PTN技術的運用策略，梳理廣電城域傳輸網(wǎng)中PTN承載網(wǎng)各環(huán)組成結構、進行平面管理、路由器強化設計、網(wǎng)絡業(yè)務控制、網(wǎng)管部署，以此來滿足廣電城域傳輸網(wǎng)發(fā)展所需。這對后續(xù)的相關研究可提供一定的參考，但在實踐中，需關注PTN技術的不同發(fā)展特征，并結合廣電城域傳輸網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略對PTN技術引入方法、時機加以調(diào)整，以此來發(fā)揮PTN技術的最大效能。

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