PTN技術在廣電省干傳輸網(wǎng)的應用

2023年12月12日發(fā)(作者：寫夏天的四字詞語)

聚焦運營商·NGB綜合技術實驗室專欄·PTN技術在廣電省干傳輸網(wǎng)的應用馬翔 江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡股份有限公司摘要：本文從江蘇廣電省干傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀、業(yè)務需求背景、PTN技術原理、省干解決方案幾個方面，探討了PTN技術在江蘇廣電省干傳輸網(wǎng)的應用與實現(xiàn)，提出了適合廣電省干傳輸網(wǎng)的PTN 技術解決方案。關鍵詞：廣電 PTN 省干傳輸網(wǎng) 分組業(yè)務1 傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀江蘇廣電省干線SDH傳輸系統(tǒng)目前共有三套，分別為省干2500+系統(tǒng)、省干3500系統(tǒng)、省干MSTP系統(tǒng)，均已使用多年，其中省干2500+系統(tǒng)于2002年建成投入使用，省干3500系統(tǒng)于2005年建成投入使用，省干MSTP系統(tǒng)于2009年建成投入使用。省干2500+和3500系統(tǒng)承載了廣播電視和數(shù)據(jù)專線業(yè)務，省干MSTP系統(tǒng)承載了數(shù)據(jù)專線和內(nèi)網(wǎng)管理等各類業(yè)務。三套SDH系統(tǒng)均由省干南環(huán)、省干北環(huán)和市內(nèi)環(huán)三個環(huán)網(wǎng)構成，省干2500+和3500系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)線路速率為2.5Gbps，MSTP系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)線路速率為10Gbps。三套省干SDH傳輸系統(tǒng)拓撲如圖1所示。目前，省干2500+系統(tǒng)、省干3500系統(tǒng)和省干MSTP系統(tǒng)的通道使用率已分別達到96.8%、98.2%和61.7%，平均通道使用率為85.6%。隨著這兩年各類業(yè)務爆發(fā)式增長，系統(tǒng)面臨容量不足問題。據(jù)業(yè)務的基礎業(yè)務，自1999年建設江蘇省機要局全省機要網(wǎng)項目開始，歷經(jīng)近20年的發(fā)展，業(yè)務帶寬呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，從開始的2MGbps專線通道需求到現(xiàn)在以1000MGbps為單位的通道需求。截止2018年上半年，省公司集團專線業(yè)務存量總數(shù)接近2000條，占整個公司集團數(shù)據(jù)業(yè)務收入的60%以上，涵蓋省級政府用戶、銀行、保險、大型商企，再加上廣電系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)起的自有客戶，目前省公司專線業(yè)務總計帶寬已超過50GGbps，傳輸系統(tǒng)承載量即將趨于飽和。另一方面，客戶專線帶寬需求也呈逐年上升趨勢，眾多存量客戶提出各種線路擴容需求，如某政府客戶從原有2M業(yè)務經(jīng)過多次升級擴容，從10M、20M、50M最終專線升級為80M，帶寬需求增長40倍。另外，從近兩年公司的中標項目來看，客戶專網(wǎng)專線也都趨向于大帶寬需求，為支撐專網(wǎng)專線業(yè)務繼續(xù)持續(xù)發(fā)展，全省傳輸網(wǎng)絡亟需升級擴容，2 業(yè)務需求背景江蘇廣電專線業(yè)務是公司集團數(shù)圖1 省干SDH傳輸系統(tǒng)拓撲圖78《有線電視技術》 2018年第11期 總第347期《有線電視技術》 2018年第11期 總第347期聚焦·NGB綜合技術實驗室專欄·運營商以滿足公司集團專線業(yè)務增長的需求。隨著近幾年信息技術的快速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、視頻類技術的大量應用，專線業(yè)務的應用需求也在發(fā)生變化。早些年專線應用主要集中在辦公信息化、行業(yè)數(shù)據(jù)、窄帶語音等方面，近年來客戶對視頻監(jiān)控、視頻會議、扁平化數(shù)據(jù)中心接入、異地災備中心的應用大幅增長，根據(jù)集團專線業(yè)務發(fā)展的趨勢，預計在未來3年至少增加30G的帶寬需求。從帶寬需求、組網(wǎng)技術要求、市場價格幾個方面綜合考慮，省公司迫切的需要在省干層次新建一套分組業(yè)務傳輸網(wǎng)絡，應用于大客戶專項接入和VPN業(yè)務、公眾客戶Internet業(yè)務等，實現(xiàn)降低建設成本，提高公司的市場競爭力，實現(xiàn)與電信、移動等其他運營商之間形成統(tǒng)一競爭的目的，這將對省公司專線業(yè)務的開展具有戰(zhàn)略性的意義。3 PTN技術原理PTN（分組傳送網(wǎng)）是一種光傳送網(wǎng)絡架構和具體技術，它在IP業(yè)務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，主要針對分組業(yè)務流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復用傳送的要求而設計，以分組業(yè)務為核心并支持多業(yè)務提供，具有更低的總體使用成本，同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展、較高的安全性等，它適用于FE/GE/10GE以太網(wǎng)接口傳輸，并且兼容傳統(tǒng)的TDM業(yè)務。3.1 PTN技術特點（1）PTN技術主要用來承載分組圖2 省干PTN網(wǎng)絡架構圖業(yè)務，是針對原來SDH、MSTP對分多情況下，PTN的單位比特成本只有組傳輸支持能力差的情況提出的，應MSTP的1/3甚至更低。對未來大量的數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸。（5）PTN繼承了SDH端到端管（2）PTN技術是基于Ethernet 進理能力，使IP網(wǎng)絡首次具備了可管理、行構建，使用MPLS-TP協(xié)議實現(xiàn)面向易維護的屬性。連接可靠的電路管理。（3）PTN技術支持FE、STM-N、4 省干解決方案GE、10GE、FC等數(shù)據(jù)類型。（4）PTN技術繼承了傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)4.1 網(wǎng)絡架構方案絡的各種保護思想，通過控制平面支為滿足省公司集團客戶專線業(yè)務持網(wǎng)絡的恢復機制。的發(fā)展，將省干PTN網(wǎng)絡下掛在省干波分網(wǎng)絡下，利用省干波分系統(tǒng)傳輸3.2 PTN技術優(yōu)勢資源作為PTN光纖資源。省干PTN網(wǎng)（1）PTN具備分類、帶寬管理、絡架構如圖2所示。優(yōu)先級調度和擁塞控制等QoS能力，在省中心核心節(jié)點機房放置1臺能夠保證峰值流量大且突發(fā)性強的寬核心設備和2臺接入設備作為省中心帶數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸。擴展，分別用于南京市區(qū)業(yè)務匯聚和（2）PTN具有可靠的、面向連大客戶機房對接，省中心核心節(jié)點與接的電信級承載能力，提供端到端的地市匯聚節(jié)點以及省中心擴展節(jié)點之OAM和網(wǎng)絡保護能力。間以10GE光口互聯(lián)，組成保護環(huán)網(wǎng)。（3）PTN能夠滿足較強的網(wǎng)絡擴提供豐富的接口，實現(xiàn)各級速率專線展性。用戶的承載要求，同時保證將來業(yè)務（4）PTN降低單位比特的造價，發(fā)展后，整個系統(tǒng)能夠平滑擴容升級對應MSTP的單位帶寬成本更低,很為100G環(huán)網(wǎng)。79聚焦·NGB綜合技術實驗室專欄·運營商系統(tǒng)組網(wǎng)中核心節(jié)點的線路側端網(wǎng)絡使用OSPF協(xié)議發(fā)布和維護路由，口6個環(huán)上的業(yè)務分擔到12個線路板并實現(xiàn)DCN網(wǎng)絡的保護。卡上，網(wǎng)絡更加安全，避免單業(yè)務板卡損壞對業(yè)務造成影響。4.3 IP地址使用方案12個地市匯聚設備選用設備的線（1）IP地址規(guī)劃是指LOOPBACK路側端口分擔至2個線路板卡上，主地址的規(guī)劃，全網(wǎng)以LOOPBACK1要是為了提供網(wǎng)絡的安全性，避免單（公網(wǎng)）進行管理，同業(yè)務環(huán)回共用業(yè)務板卡損壞對業(yè)務造成影響。LOOPBACK地址。此LOOPBACK必須PTN網(wǎng)絡建成后，根據(jù)PWE+LSP全局唯一，不能重復。進行業(yè)務隔離，根據(jù)業(yè)務類型可以設（2）在IP Backhaul網(wǎng)絡中不能置LSP和PWE的保證帶寬和最大帶有兩個三層端口采用相同的IP地址。寬，充分利用PTN網(wǎng)絡的統(tǒng)計復用能（3）需要使用30位的掩碼力和QoS保證能力。255.255.255.252，節(jié)約IP地址空間，4.2 管理平面方案同時地址分配到每一層次上都要留有余量，在網(wǎng)絡規(guī)模擴展時能保證地址（1）將全網(wǎng)干線PTN設備劃入疊合所需的連續(xù)性。Ospf 1的區(qū)域，將省中心站點作為主（4）業(yè)務端口IP與監(jiān)控端口IP接入網(wǎng)元，連接到專用DCN網(wǎng)絡。（2）考慮未來匯聚設備按匯聚環(huán)類似，建議各地址段一一對應，只是區(qū)分，每個匯聚環(huán)及其下掛的接入設第一位為10，便于維護管理。備均劃入單獨的Ospf 2區(qū)域中，未來4.4 業(yè)務模型方案接入設備可根據(jù)接入規(guī)模劃分非骨干大客戶專線業(yè)務客戶可按照高價區(qū)域。值客戶和普通客戶劃分。（3）主備接入網(wǎng)元與專用DCN4.4.1 高價值客戶網(wǎng)絡對接路由器采用Ospf動態(tài)路由協(xié)（1）高價值客戶（主要指政府、議，使用單獨的進程Ospf 3，在接入銀行、證券等）建設有內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，網(wǎng)元上將Ospf 1或者Ospf 2的路由在物理隔離，業(yè)務類型豐富，私密性高，Ospf 3進程中重新分發(fā)，同時將網(wǎng)管對價格相對不敏感。服務器的路由引入Ospf 1 和Ospf 2路（2）內(nèi)部數(shù)據(jù)互聯(lián)對運營商網(wǎng)絡由域中。的安全性和可靠性有非常高的要求。（4）網(wǎng)管服務器通過匯聚交換機（3）接口IP化，GE及GE以上接入專用DCN網(wǎng)絡，用于管理集客專帶寬需求逐步增多。網(wǎng)PTN中的全部網(wǎng)元。（4）要求運營商提供“一站種類（5）主備接入網(wǎng)元到其他非式服務”，提供綜合的解決方案，構接入網(wǎng)元之間采用帶內(nèi)DCN進行通建合作關系。信，在網(wǎng)元之間的以太網(wǎng)端口上使用（5）存在業(yè)務快速提供、對網(wǎng)絡DCN+VLAN承載網(wǎng)管通信報文，DCN

高效管理的需求，要求對網(wǎng)絡的運行VLAN建議使用設備默認VLAN。同情況進行監(jiān)控。時在設備的NNI接口使用DCN功能，4.4.2 普通客戶UNI接口禁止DCN功能。設備DCN（1）普通客戶主要為業(yè)務類型比80《有線電視技術》 2018年第11期 總第347期較單一的大型集團，如中小企業(yè)、賓館、寫字樓等，主要需求為客戶VPN業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務。（2）私密性通常交由應用層去保障，對承載網(wǎng)私密性的要求相對較低。（3）關注運營商網(wǎng)絡的高可用性、快速的故障響應和排除，對價格相對敏感。現(xiàn)階段不論高價值客戶和普通客戶，其業(yè)務類型主要以點到點業(yè)務為主，在PTN承載網(wǎng)絡上，主要以配置EPL/EVPL業(yè)務為主。大客戶專線業(yè)務流向圖示意如圖3所示。4.5 保護規(guī)劃方案4.5.1 路徑保護路徑保護包括1+1和1:1LSP兩種方式，類似SDH的通道保護方式。在1+1保護結構中，保護連接是每條工作連接專用的，工作連接與保護連接在保護域的源端進行橋接。業(yè)務在工作和保護連接上同時發(fā)向保護域的宿端，在宿端基于某種預先確定的準則如缺陷指示來選擇接收來自工作或保護連接上的業(yè)務。為了避免單點失效，工作連接和保護連接應該走分離的路由。在1:1保護結構中，保護連接是每條工作連接專用的，被保護的工作業(yè)務由工作或保護連接進行傳送。工作和保護連接的選擇方法由某種機制決定。為了避免單點失效，工作連接和保護連接應該走分離路由。1:1路徑保護的倒換類型是雙向倒換，即受影響的和未受影響的連接方向均倒換至保護路徑。雙向倒換需要自動保護倒換協(xié)議用于協(xié)調連接的兩端。4.5.2 環(huán)網(wǎng)保護針對多處斷纖保護需求，通過部署Wrapping共享環(huán)進行保護，形成《有線電視技術》 2018年第11期 總第347期聚焦·NGB綜合技術實驗室專欄·運營商全環(huán)網(wǎng)的保護方案。當網(wǎng)絡上節(jié)點檢測到網(wǎng)絡失效，故障側相鄰節(jié)點通過APS協(xié)議向相鄰節(jié)點發(fā)出倒換請求，類似SDH的復用段保護倒換。能夠滿足需要得到保證的高優(yōu)先級業(yè)務的需求。（4）網(wǎng)絡側部署Tunnel/PW帶寬，便于業(yè)務路徑規(guī)劃，實現(xiàn)平衡帶寬保證與統(tǒng)計復用。（5）通過對流量的監(jiān)控，以性能、入要求和48路FE/GE(電)以太網(wǎng)業(yè)務的接入要求。（4）所有以太網(wǎng)業(yè)務單板端口集成度不低于8端口配置。4.6 QoS規(guī)劃方案5 結束語分組傳送網(wǎng)作為電信級業(yè)務承載告警方式給出擁塞預警，提醒客戶提網(wǎng)絡，其承載與傳送目標是為電信級前擴容或調整業(yè)務路徑。業(yè)務提供高質量、安全、可靠的承載與傳送，原則上應為其承載所有業(yè)務4.7 單板配置方案提供高質量保證，因此分組傳送網(wǎng)應4.7.1 線路單板配置以適當輕載為主，保證業(yè)務無損傳送。省中心核心站點配置12塊根據(jù)業(yè)務種類對網(wǎng)絡QoS的特定需求，10Gbit/s線路板，分別對應12個方向，以及網(wǎng)絡利用率、網(wǎng)絡建設和業(yè)務發(fā)其余12個地市各配置2塊10Gbit/s線展周期上的差異以及網(wǎng)絡故障等特殊路板用于省干組網(wǎng)，省中心擴1和省情況下高等級業(yè)務的保障等，需要適中心擴2兩個站點各配置2塊10Gbit/s線路板，用于擴展組網(wǎng)。當啟用一些QoS機制。4.7.2 業(yè)務單板配置要求（1）專線入口配置CAR做限速，（1）12個地市同時滿足12路保證只允許通過所購帶寬的流量。FE和12路GE(電)接口業(yè)務接入要求。（2）為不同類型的業(yè)務規(guī)劃不同（2）12個地市同時滿足12路優(yōu)先級，保證高優(yōu)先級業(yè)務將被優(yōu)先GE(光)以太網(wǎng)業(yè)務的接入要求。調度。（3）省中心擴1和省中心擴2同（3）網(wǎng)絡的物理帶寬規(guī)劃，至少時滿足48路GE(光)以太網(wǎng)業(yè)務的接圖3 大客戶專線業(yè)務流向圖目前，廣電有線網(wǎng)絡整個行業(yè)面臨的是立體競爭，前有直播衛(wèi)星、地面數(shù)字廣播的同業(yè)競爭，后有運營商IPTV、手機電視的外部沖擊，中間還有各種流媒體視頻網(wǎng)站的強勢介入。廣電有線網(wǎng)絡要在激烈的競爭中取勝，必然要用更低的價格給客戶提供更多的功能和業(yè)務，以及提供更完善的用戶服務，提高市場競爭能力，實現(xiàn)向綜合業(yè)務提供商轉型。對江蘇廣電而言，目前的重點是盡快建成一張完整的PTN承載網(wǎng)絡，為今后發(fā)展大客戶業(yè)務提供承載通道。本次省干PTN項目采用業(yè)界主流廠家先進的設備，實現(xiàn)一張結構合理、可運營、可管理、可平滑升級、適合多業(yè)務承載的網(wǎng)絡，在系統(tǒng)功能及性能、業(yè)務支撐能力、網(wǎng)絡結構、管理維護等方面滿足未來業(yè)務運營和發(fā)展的需要。總結如上，希望能夠帶給同行一些參考和幫助。參考文獻[1]龔倩等.PTN規(guī)劃建設與運維實戰(zhàn)[M].北京：人民郵電出版社，2010.[2]王曉義，李大為.PTN網(wǎng)絡建設及其應用[M].北京：人民郵電出版社，2010.[3]韋樂平，李英灝.SDH及其新應用——電信新技術實用叢書[M].北京：人民郵電出版社，2001.[4]朱世華．現(xiàn)代數(shù)字交換與通信網(wǎng)[M].西安：西安交通大學出版社，2009.[5]龔小勇.網(wǎng)絡安全運行與維護—網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)安全管理與維護(第2冊)[M].北京：高等教育出版社，81