PTN 与 IP RAN

PTN与 IP RAN 技术方案对比分析

一、三大运营商承载网部署策略技术选择
当前移动互联网、三网融合、云计算、物联网等新业务、新技术的蓬勃发展，既为中国 电信带来了新的发展机遇，同时也使中国电信面临着宽带、移动市场的激烈竞争和 EVA 持续提升的要求。同比 PTN 技术方案与 IP RAN 方案， PTN 在标准化和商用程度方面略有优势。同时，为了更好的满足业务路由灵活调整需要， 业界主流 PTN 设备均已可以很好的支持 L3 相关功能，并可实现网络的平滑升级和有效扩展， 但两者都已经具备成熟的规模商用组网能力和完善的网络解决方案。三大运营商由于基础网络的巨大差异， 在当前承载网方面仍有区别： 中国移动从单一承载网络向多业务承载发展， 小带宽高质量业务向大带宽差异化业务发展； 中国电信原有丰富的差异化网络资源， 需要充分考虑利用已有的投资、经验，融合高效低成本成为关键； 而合并后的中国联通介于两者之间。 因此，三大运营商对面向未来的分组承载网技术选择也不尽相同。中国移动在三大运营商中移动用户数量最多、 3G 部署规模最大，因此无线回传网分组化的压力最大。中国移动是 PTN 技术的主要倡导和推动者，也是 PTN 网络部署的先行者，目前在现网部署超过 30 万端，有效地证明了 PTN 技术的成熟性。同时，为应对 LTE 承载的需求，要求网络核心层设备具备三层功能。中国电信具有国内规模最大的数据网络， 网络资源丰富， 固网业务比例高。 经过大量测试后，决定以 IP RAN 为基础、利旧原有的城域骨干网，建设综合接入网，用于接入或承载自营业务。中国联通面临 3G 扩容的巨大压力，在技术选型上显得更为务实，其搁置了 PTN 和 IP RAN 的选型争议，仅以功能和性能而不是设备形态来选择设备。中国联通经过多轮实验室 及现网应用测试后决定采用“ L3+L2 ”模式，在原有城域网基础之上新建一张端到端的分组业务承载网。在分组网的核心层采用 IP RAN ，接入层设备对 IP RAN 、PTN 不做限制，但所有设备均需支持 IP\MPLS 协议。
二、PTN、IP RAN 技术方案介绍：
目前，分组传送技术的实现主要有两种途径，一是 PTN，一是 IP RAN 。PTN 技术采用MPLS-TP 协议，提供二层以太网业务、 TDM 业务等，并可通过升级方式支持三层协议，实 现三层相关功能；路由器则直接承载各类 IP 业务，并通过伪线仿真方式提供 TDM 业务。
1、PTN 方案：
PTN 最初采用二层面向连接技术进行设计和开发，不仅集成了二层设备的统计复用、 组播等功能，同时还提供基于 LSP 实现端到端的电信级以太网业务保护、带宽规划等功能，从而在高等级的业务传送、网络故障定位等方面， 较传统的二层数据网优势明显， 后期，随着业务需求的进一步明确和细化， PTN 也开始逐步开发并完善三层相关功能，当前业界各主流 PTN 供货厂家已可以通过 PTN 升级的方式来提供完善的 L3 处理功能。
2、IP RAN 方案：
目前中国电信认可的 IP RAN 方案为核心 SR+汇聚、 接入层增强型路由器 （IP RAN ）方 案，其中 IP RAN 设备主要定位于 IP 城域网，位于城域网的接入、汇聚层。向上与 SR（业务路由器）相连，向下接入客户设备、基站设备。IP RAN 方案的主要优势在于三层功能的完备和成熟， 包括支持全面的 IPV4（IPV6）三 层转发及路由功能（静态、动态，动态又包括域内路由协议 RIP/OSPF/ISIS ，域间路由协议BGP）；支持 MPLS 三层功能、三层 MPLS VPN 功能和三层组播功能。并在网管、 OAM 、 同步和保护等方面融合了传统传输技术的一些元素，做了相应的改进。
三、PTN 与 IP RAN 方案技术比较：
PTN 方案与路由器方案的根本区别在于对网络承载和传输的理解有所不同， PTN 侧重 二层业务， 整个网络构成若干庞大的综合的二层数据传输通道， 这个通道对于用户来讲是透明的， 升级后支持完整的三层功能， 技术方案重在网络的安全可靠性、 可管可控性以及更好的面向未来 LTE 承载等方方面； 而 IP RAN 则主要侧重于三层路由功能， 整个网络是一个由路由器和交换机构成的基于 IP 报文的三层转发体系，对于用户来讲，路由器具有很好的开放性，业务调度也非常灵活，但是在安全性和管控性方面则显得有些不足。
下表就两者在功能方面的区别进行了详细的列举和分析：
根据上表内容，我们得到以下的信息：
1、接口方面： PTN 与路由器设备在接口的支持上都非常丰富， 包括以太网、 POS、ATM 和 SDH，两者并无本质上的区别。
2、三层功能：为了满足 L3 VPN 的需求， PTN 核心设备已可以通过升级支持完善的三 层功能，包括 IP 报文处理、 IP 寻址、路由协议等，从而有效增强了网络的业务调度和处理能力，配合下层 L2 封闭传送通道，可以很好的对 L3 业务进行承载。 IP RAN 支持所有三层功能，网络从上至下均支持 IP 报文内部的处理，这是 IP RAN 的处理优势。但相比于 PTN而言，其处理机制显得更加复杂。 目前电信本地网承载的所有业务均只需基于二层转发即可满足需求，未来 LTE 发展也只是网络带宽和架构的变革， 基站多归属也仅通过核心层 L3 VPN功能即可满足，因此三层功能到边缘网络的需求其实不是必须的。
3、QoS 功能： PTN 具有 MPLS 同级的层次化精细化的 QoS 调制，在此方面，两者并 无本质上的区别。
4、OAM 机制： PTN 可支持与 SDH 同级别的层次化 OAM 机制，包括网络层、业务层 和接入链路层的 OAM ，精细的控制网络的监控和检测，实现快速的故障判断和恢复，增强网络的可预知性和可控性。 IP RAN 实现 OAM 主要有两种方式，一种是沿用普通路由器的三层协议实现 OAM 效果，即通过软件实现，但这种方式的处理机制复杂得多，实现网络端到端的 OAM 控制也很困难； 另一种是效仿 PTN，基于标签转发机制， 二层发送 OAM 报文。
5、网络保护机制： PTN 支持与 SDH 类似的保护机制，包括 PW 层、 LSP 层、段层、 物理层、SNC 等多重保护，而 IP RAN 重点依靠 STP、FRR、VRRP 等基于三层动态协议的保护技术。尤其当网络拓扑较为复杂时， IP RAN 的保护倒换收敛时间很难控制在 100ms 以内，除此之外，在恢复式业务模式下，业务的恢复时间也很难达到电信级要求。
6、网管操作：经过近两年的大力研发，目前 PTN 和 IP RAN 设备均能提供强大的图形 化网管操作维护界面，两者并无本质的区别。
7、网络部署： PTN 全面继承了 SDH 强大的组网能力，网络部署简单：规划建设简便、 业务组织由网管一键完成、运维简单。但由于 IP RAN 采用了基于 IP 的控制平面技术，因此在规划建设方面需要综合考虑业务 端口互联 设备 Loopback IP 等，规划复杂； L3 业务由协议动态分配， 后期网络调整简单； 但三层技术对运维人员的技能、 习惯的转变等将对
运维带来不小的冲击。
四、PTN 与 IP RAN 成本分析
目前，从整个业界对于 PTN/IP RAN/MSTP 的估价水平来看， IP RAN 价格最高， 而 PTN 的价格最低。这是因为 IP RAN 支持三层功能较全面，处理机制复杂，芯片成本相对较高，尤其当涉及到TDM 业务接入的时候， IP RAN 设备的成本劣势更加明显。而 MSTP 虽然是二层处理， 但 MSTP 是SDH 刚性颗粒交换内核， 因此由于以太网板卡的 GFP 封装和带宽利用率低等问题， 导致以太网板卡成本亦偏高。 只有 PTN 是以包交换为内核，提供弹性管道，芯片处理简单，带宽利用率很高，因此总体成本最为低廉。但是，相信经过一段时间的集采和规模部署后， IP RAN 的价格最终逐步下降，两者之间的价格差距也会越来越小。
五、小结
对于 PTN 而言，在没有加载 ASON 控制平面的情况下， 隧道选路等都由网管自动完成，因此可以认为控制平面由网管替代实现。 两者均能满足 LTE 演进以及综合业务承载的需求，不存在优劣之分，并无本质的区别。