PTN传输网络及5G建设策略探讨

2020-11-29刘仲存

科技传播 2020年15期

刘仲存

在中国移动公司业务以及上网人数不断增长的同时，网络数据流量也呈现出新的增长趋势。为了确保用户在上网人数和数据流量不断增加的情况下获得新的体验，网络运营商必须要认真分析当前传输承载网络技术特点以及主要技术，从而使PTN传输网络满足5G要求。

1 运营商的传输现状及发展历程

1.1 运营商传输现状

全国一级干线、省内二级干线以及一级本地传输网是当前我国移动网络结构的主要层次。在业务承载方面，最常用到的移动网络传输设备有两种，一种是SDH；另一种是密集型光波复用DWDM，后来在信息网络技术不断发展背景下，光传送网OTN以及PTN传输网络孕育而生。受社会环境、信息网络技术以及经济发展水平等因素的影响，网络传输也呈现出不同的功能：2/3G业务主要由SDH和DWDM承载；4G业务由OTN和PTN承载；与此同时，OTN还承载着数据业务。

1.2 移动运营商传输设备的发展背景

中国移动运营商最初是从准同步数字系列PDH开始的，后来随着信息网络技术的不断发展，直接传输业务数量不断减少的同时，新增数字传输也开始要求通过转接到达业务终点。由于PDH系统不能满足传输业务的发展需求，因此逐渐消失在大众眼前[1]。

接着中国移动运营商引入了新的系统——SDH，其主要采用了外时钟等技术。该系统已一经出现，不仅为运营商带来了先进的网络技术和巨大的宽带优势，而且有效提高了网络性能。网络宽带性能提升关系着能否在SDH系统中，借助人工配置电路数据实现网络设备的多级复用。后来，随着比特业务的出现，SDH系统因其灵活性且适配能力差，因此不能满足运营商的发展需要。

后来，网络运营商不仅完善和提高了网络传输承载系统，而且在此基础上提出了PTN网络技术。与PDH和SDH系统相比，PTN传输系统有3个显著的特点，分别为较强的适配能力、能支持三层静态路由、采用层次组网。

1.3 PTN和IPRAN传输网络的技术原理及其优劣势

从数据承载方面来说，传输网络因其具有较强的稳定性和可靠性，因此被广泛运用于业务匹配、QOS网络服务质量以及网络寻址3个方面。4G时代大量的业务都是由分组传送技术来处理的，在处理过程中，通常会用到两种承载方式，分别为PTN网络技术和IPRAN网络技术。简单地说，PTN网络技术就是借助MPLS-TP技术实现业务处理的分组网，在二层业务上具有关键性作用。如果要想实现对三层业务协议的支持，PTN网络技术就必须要不断升级软硬件基础设备。IPRAN路由器却可以承载各种各样的IP业务，同时其还可以通过伪线仿真凡是提供TDM业务。

下面，我们将分别对两种技术原理以及优劣势进行详细的分析：

1.3.1 PTN网络技术原理及其特点

PTN技术也可以被称为MPLS-TP技术，通过使用MPLS-技术不仅有利于解决QOS网络服务质量保障问题，而且能够取得良好的效果。MPLS具有两方面的功能，分别为基于标签的转发功能和基于IP的转发功能。上述技术原理可以用一个简单的算式来进行表达，即：MPLS-TP=MPLS-IP+OAM。在使用该技术过程中，由于采用了层次化结构，因此当网络规模扩大到一定限度的时候，一定会产生大量潜在问题。通常来说，层次化结构具体包括三个方面，分别为管理平面、控制平面和数据转发平面[2]。

1.3.2 IPRAN网络技术原理及其特点

所谓的IPRAN技术就是指采用IPMPLS的分组网，该技术标准是在TETE的基础上提出来的。相比其他网络技术，IPRAN技术之所以具有良好的互通性，是因为其是从路由交换网络技术发展而来的。为了有效解决QOS网络服务质量保障问题，IPRAN在实际组网过程中使用了Diff-Serv技术。由于Diff-Serv技术以相似要求的业务类为单位对QOS网络服务质量进行了保障，因此产生了事半功倍的效果，具体表现在以下3个方面：1）有效减少了对信令的以依赖性；2）降低了软状态定期变化对网络系统资源的浪费；3）在对QOS网络服务质量进行保障过程中不需要做到绝对的端到端的保证。

1.3.3 两种网络技术的优劣分析

1）PTN技术的优劣分析。PIN技术的优势体现在两个方面，一方面具有较强的适配能力；另一方面QOS能力强。PIN技术的劣势体现在以下三个方面：首先，由于MPLS-TP技术本身是一种二层隧道技术，要想支持完整的三层隧道技术，就必须要进行升级；其次，由于MPLS-TP技术结构采用的是多层次的烟囱式，因此在组网过程中不可避免地受到灵活性的制约，不能有效承载业务；最后，MPLS-TP技术需要依靠同一厂家，要想实现网络扁平化发展是非常困难的。

2）IPRAN技术的优劣分析。IPRAN技术优势表现在以下3个方面：首先，能够支持三层路由；其次，具有较强的适配能力；最后，符合网络结构扁平化发展要求。IPRAN技术的劣势体现在3个方面：首先，QOS不如PTN，必须要启用Diff-Serv技术；其次，要想满足网络运营商的要求，就必须提高QOS能力；最后，成本高[3]。

2 5G时代传输网络建设的策略分析

随着5G时代的到来，业务量不断增加的同时，其对网络技术也提出了更为严格的操作标准，进一步推动了PTN网络技术在5G建设领域的运用。在业务数量、类型以及组网结构不断变化的背景下，网络云运营商对传输承载的要求也越来越严格。在采用PTN技术推动5G建设过程中，运营商要从以下两个方面入手：

2.1 优化现有PTN网络结构

根据对当前4G网络结构的调查以及到来的5G网络结构的分析可得出以下结论：空口技术的不断发展，既为IP技术带来了广阔的发展前景，又进一步推动了网络结构的扁平化发展。通过上述对PTA技术和IPRAN技术的分析可知，如果从投资以及网络结构两方面来说，要想优化PTN网络结构就必须要从以下3个方面着手：网络结构向扁平化方向发展；对全网跨平面业务进行全面的梳理；根据业务发展需求有针对地调整网络结构。PTN网络结构优化可以起到以下2个方面的作用：

首先，PTN网络技术的特殊性表现在不论是核心层，还是本地网接入层，其对同一生产厂家都具有较强的依赖性，一旦对PTN网络结构进行优化升级，就能有效解决移动运营商对PTN设备厂家的依赖性。而且，受非开放标准等因素的影响，为满足业务需要，必须要从同一厂家购买上下层设备。一旦传输网络被设备厂家垄断，不仅会增加成本，而且还会影响网络业务的正常运营[4]。其次，有利于减少建维成本。对PTN网络结构进行优化升级，不仅有利于减少网络层次，而且有利于降低投资成本。

2.2 完成技术革新

1）对于其骨干网层以下的设备要停用MPLS功能，反之，对于骨干网层以上的设备则要保留MPLS。

2）要想支持完整的三层隧道技术，就必须要对PTN设备进行升级。设备的升级并不是简单地在功能上开启三层静态路由功能，而是设备的软、硬件都要进行升级，只有这样才能支持OSPE、BGP和RIP协议。

3）要不断完善PTN网络的QOS功能。为了实现网络中端到端的服务质量，就必须要同时实现本地网PTN的QOS质量保障服务。随着第五代移动通信技术的出现，站点也比之前更加得稠密，对于降低网络开销成本具有重要的意义。为了满足多站点需要，移动网络运营商必须要在PTN设备上增加新的功能，从而确保Diff-Serv技术的启用。