PTN技术在广电省干传输网的应用

2023年12月12日发(作者：写夏天的四字词语)

聚焦运营商·NGB综合技术实验室专栏·PTN技术在广电省干传输网的应用马翔 江苏省广电有线信息网络股份有限公司摘要：本文从江苏广电省干传输系统现状、业务需求背景、PTN技术原理、省干解决方案几个方面，探讨了PTN技术在江苏广电省干传输网的应用与实现，提出了适合广电省干传输网的PTN 技术解决方案。关键词：广电 PTN 省干传输网 分组业务1 传输系统现状江苏广电省干线SDH传输系统目前共有三套，分别为省干2500+系统、省干3500系统、省干MSTP系统，均已使用多年，其中省干2500+系统于2002年建成投入使用，省干3500系统于2005年建成投入使用，省干MSTP系统于2009年建成投入使用。省干2500+和3500系统承载了广播电视和数据专线业务，省干MSTP系统承载了数据专线和内网管理等各类业务。三套SDH系统均由省干南环、省干北环和市内环三个环网构成，省干2500+和3500系统环网线路速率为2.5Gbps，MSTP系统环网线路速率为10Gbps。三套省干SDH传输系统拓扑如图1所示。目前，省干2500+系统、省干3500系统和省干MSTP系统的通道使用率已分别达到96.8%、98.2%和61.7%，平均通道使用率为85.6%。随着这两年各类业务爆发式增长，系统面临容量不足问题。据业务的基础业务，自1999年建设江苏省机要局全省机要网项目开始，历经近20年的发展，业务带宽呈现爆发式的增长，从开始的2MGbps专线通道需求到现在以1000MGbps为单位的通道需求。截止2018年上半年，省公司集团专线业务存量总数接近2000条，占整个公司集团数据业务收入的60%以上，涵盖省级政府用户、银行、保险、大型商企，再加上广电系统内部发起的自有客户，目前省公司专线业务总计带宽已超过50GGbps，传输系统承载量即将趋于饱和。另一方面，客户专线带宽需求也呈逐年上升趋势，众多存量客户提出各种线路扩容需求，如某政府客户从原有2M业务经过多次升级扩容，从10M、20M、50M最终专线升级为80M，带宽需求增长40倍。另外，从近两年公司的中标项目来看，客户专网专线也都趋向于大带宽需求，为支撑专网专线业务继续持续发展，全省传输网络亟需升级扩容，2 业务需求背景江苏广电专线业务是公司集团数图1 省干SDH传输系统拓扑图78《有线电视技术》 2018年第11期 总第347期《有线电视技术》 2018年第11期 总第347期聚焦·NGB综合技术实验室专栏·运营商以满足公司集团专线业务增长的需求。随着近几年信息技术的快速发展，云计算、大数据、视频类技术的大量应用，专线业务的应用需求也在发生变化。早些年专线应用主要集中在办公信息化、行业数据、窄带语音等方面，近年来客户对视频监控、视频会议、扁平化数据中心接入、异地灾备中心的应用大幅增长，根据集团专线业务发展的趋势，预计在未来3年至少增加30G的带宽需求。从带宽需求、组网技术要求、市场价格几个方面综合考虑，省公司迫切的需要在省干层次新建一套分组业务传输网络，应用于大客户专项接入和VPN业务、公众客户Internet业务等，实现降低建设成本，提高公司的市场竞争力，实现与电信、移动等其他运营商之间形成统一竞争的目的，这将对省公司专线业务的开展具有战略性的意义。3 PTN技术原理PTN（分组传送网）是一种光传送网络架构和具体技术，它在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，主要针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本，同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等，它适用于FE/GE/10GE以太网接口传输，并且兼容传统的TDM业务。3.1 PTN技术特点（1）PTN技术主要用来承载分组图2 省干PTN网络架构图业务，是针对原来SDH、MSTP对分多情况下，PTN的单位比特成本只有组传输支持能力差的情况提出的，应MSTP的1/3甚至更低。对未来大量的数据业务传输。（5）PTN继承了SDH端到端管（2）PTN技术是基于Ethernet 进理能力，使IP网络首次具备了可管理、行构建，使用MPLS-TP协议实现面向易维护的属性。连接可靠的电路管理。（3）PTN技术支持FE、STM-N、4 省干解决方案GE、10GE、FC等数据类型。（4）PTN技术继承了传统传输网4.1 网络架构方案络的各种保护思想，通过控制平面支为满足省公司集团客户专线业务持网络的恢复机制。的发展，将省干PTN网络下挂在省干波分网络下，利用省干波分系统传输3.2 PTN技术优势资源作为PTN光纤资源。省干PTN网（1）PTN具备分类、带宽管理、络架构如图2所示。优先级调度和拥塞控制等QoS能力，在省中心核心节点机房放置1台能够保证峰值流量大且突发性强的宽核心设备和2台接入设备作为省中心带数据业务传输。扩展，分别用于南京市区业务汇聚和（2）PTN具有可靠的、面向连大客户机房对接，省中心核心节点与接的电信级承载能力，提供端到端的地市汇聚节点以及省中心扩展节点之OAM和网络保护能力。间以10GE光口互联，组成保护环网。（3）PTN能够满足较强的网络扩提供丰富的接口，实现各级速率专线展性。用户的承载要求，同时保证将来业务（4）PTN降低单位比特的造价，发展后，整个系统能够平滑扩容升级对应MSTP的单位带宽成本更低,很为100G环网。79聚焦·NGB综合技术实验室专栏·运营商系统组网中核心节点的线路侧端网络使用OSPF协议发布和维护路由，口6个环上的业务分担到12个线路板并实现DCN网络的保护。卡上，网络更加安全，避免单业务板卡损坏对业务造成影响。4.3 IP地址使用方案12个地市汇聚设备选用设备的线（1）IP地址规划是指LOOPBACK路侧端口分担至2个线路板卡上，主地址的规划，全网以LOOPBACK1要是为了提供网络的安全性，避免单（公网）进行管理，同业务环回共用业务板卡损坏对业务造成影响。LOOPBACK地址。此LOOPBACK必须PTN网络建成后，根据PWE+LSP全局唯一，不能重复。进行业务隔离，根据业务类型可以设（2）在IP Backhaul网络中不能置LSP和PWE的保证带宽和最大带有两个三层端口采用相同的IP地址。宽，充分利用PTN网络的统计复用能（3）需要使用30位的掩码力和QoS保证能力。255.255.255.252，节约IP地址空间，4.2 管理平面方案同时地址分配到每一层次上都要留有余量，在网络规模扩展时能保证地址（1）将全网干线PTN设备划入叠合所需的连续性。Ospf 1的区域，将省中心站点作为主（4）业务端口IP与监控端口IP接入网元，连接到专用DCN网络。（2）考虑未来汇聚设备按汇聚环类似，建议各地址段一一对应，只是区分，每个汇聚环及其下挂的接入设第一位为10，便于维护管理。备均划入单独的Ospf 2区域中，未来4.4 业务模型方案接入设备可根据接入规模划分非骨干大客户专线业务客户可按照高价区域。值客户和普通客户划分。（3）主备接入网元与专用DCN4.4.1 高价值客户网络对接路由器采用Ospf动态路由协（1）高价值客户（主要指政府、议，使用单独的进程Ospf 3，在接入银行、证券等）建设有内网和外网，网元上将Ospf 1或者Ospf 2的路由在物理隔离，业务类型丰富，私密性高，Ospf 3进程中重新分发，同时将网管对价格相对不敏感。服务器的路由引入Ospf 1 和Ospf 2路（2）内部数据互联对运营商网络由域中。的安全性和可靠性有非常高的要求。（4）网管服务器通过汇聚交换机（3）接口IP化，GE及GE以上接入专用DCN网络，用于管理集客专带宽需求逐步增多。网PTN中的全部网元。（4）要求运营商提供“一站种类（5）主备接入网元到其他非式服务”，提供综合的解决方案，构接入网元之间采用带内DCN进行通建合作关系。信，在网元之间的以太网端口上使用（5）存在业务快速提供、对网络DCN+VLAN承载网管通信报文，DCN

高效管理的需求，要求对网络的运行VLAN建议使用设备默认VLAN。同情况进行监控。时在设备的NNI接口使用DCN功能，4.4.2 普通客户UNI接口禁止DCN功能。设备DCN（1）普通客户主要为业务类型比80《有线电视技术》 2018年第11期 总第347期较单一的大型集团，如中小企业、宾馆、写字楼等，主要需求为客户VPN业务和互联网接入业务。（2）私密性通常交由应用层去保障，对承载网私密性的要求相对较低。（3）关注运营商网络的高可用性、快速的故障响应和排除，对价格相对敏感。现阶段不论高价值客户和普通客户，其业务类型主要以点到点业务为主，在PTN承载网络上，主要以配置EPL/EVPL业务为主。大客户专线业务流向图示意如图3所示。4.5 保护规划方案4.5.1 路径保护路径保护包括1+1和1:1LSP两种方式，类似SDH的通道保护方式。在1+1保护结构中，保护连接是每条工作连接专用的，工作连接与保护连接在保护域的源端进行桥接。业务在工作和保护连接上同时发向保护域的宿端，在宿端基于某种预先确定的准则如缺陷指示来选择接收来自工作或保护连接上的业务。为了避免单点失效，工作连接和保护连接应该走分离的路由。在1:1保护结构中，保护连接是每条工作连接专用的，被保护的工作业务由工作或保护连接进行传送。工作和保护连接的选择方法由某种机制决定。为了避免单点失效，工作连接和保护连接应该走分离路由。1:1路径保护的倒换类型是双向倒换，即受影响的和未受影响的连接方向均倒换至保护路径。双向倒换需要自动保护倒换协议用于协调连接的两端。4.5.2 环网保护针对多处断纤保护需求，通过部署Wrapping共享环进行保护，形成《有线电视技术》 2018年第11期 总第347期聚焦·NGB综合技术实验室专栏·运营商全环网的保护方案。当网络上节点检测到网络失效，故障侧相邻节点通过APS协议向相邻节点发出倒换请求，类似SDH的复用段保护倒换。能够满足需要得到保证的高优先级业务的需求。（4）网络侧部署Tunnel/PW带宽，便于业务路径规划，实现平衡带宽保证与统计复用。（5）通过对流量的监控，以性能、入要求和48路FE/GE(电)以太网业务的接入要求。（4）所有以太网业务单板端口集成度不低于8端口配置。4.6 QoS规划方案5 结束语分组传送网作为电信级业务承载告警方式给出拥塞预警，提醒客户提网络，其承载与传送目标是为电信级前扩容或调整业务路径。业务提供高质量、安全、可靠的承载与传送，原则上应为其承载所有业务4.7 单板配置方案提供高质量保证，因此分组传送网应4.7.1 线路单板配置以适当轻载为主，保证业务无损传送。省中心核心站点配置12块根据业务种类对网络QoS的特定需求，10Gbit/s线路板，分别对应12个方向，以及网络利用率、网络建设和业务发其余12个地市各配置2块10Gbit/s线展周期上的差异以及网络故障等特殊路板用于省干组网，省中心扩1和省情况下高等级业务的保障等，需要适中心扩2两个站点各配置2块10Gbit/s线路板，用于扩展组网。当启用一些QoS机制。4.7.2 业务单板配置要求（1）专线入口配置CAR做限速，（1）12个地市同时满足12路保证只允许通过所购带宽的流量。FE和12路GE(电)接口业务接入要求。（2）为不同类型的业务规划不同（2）12个地市同时满足12路优先级，保证高优先级业务将被优先GE(光)以太网业务的接入要求。调度。（3）省中心扩1和省中心扩2同（3）网络的物理带宽规划，至少时满足48路GE(光)以太网业务的接图3 大客户专线业务流向图目前，广电有线网络整个行业面临的是立体竞争，前有直播卫星、地面数字广播的同业竞争，后有运营商IPTV、手机电视的外部冲击，中间还有各种流媒体视频网站的强势介入。广电有线网络要在激烈的竞争中取胜，必然要用更低的价格给客户提供更多的功能和业务，以及提供更完善的用户服务，提高市场竞争能力，实现向综合业务提供商转型。对江苏广电而言，目前的重点是尽快建成一张完整的PTN承载网络，为今后发展大客户业务提供承载通道。本次省干PTN项目采用业界主流厂家先进的设备，实现一张结构合理、可运营、可管理、可平滑升级、适合多业务承载的网络，在系统功能及性能、业务支撑能力、网络结构、管理维护等方面满足未来业务运营和发展的需要。总结如上，希望能够带给同行一些参考和帮助。参考文献[1]龚倩等.PTN规划建设与运维实战[M].北京：人民邮电出版社，2010.[2]王晓义，李大为.PTN网络建设及其应用[M].北京：人民邮电出版社，2010.[3]韦乐平，李英灏.SDH及其新应用——电信新技术实用丛书[M].北京：人民邮电出版社，2001.[4]朱世华．现代数字交换与通信网[M].西安：西安交通大学出版社，2009.[5]龚小勇.网络安全运行与维护—网络传输系统安全管理与维护(第2册)[M].北京：高等教育出版社，81