摘要：通过对城域传输网络技术的分析对比，提出不同业务网络场景下城域传输网络的演进策略。

　　关键字：业务网、IP化、OTN、PTN、城域传输网、演进

　　概述 城域传输网，就是在城域范围内，为各类业务网络或用户提供传输电路，多数以光纤为传输媒质的通信网络，一般指本地传输网覆盖城市及其郊区的部分。其服务对象包括：各类业务网络(传统的TDM业务、ATM业务、IP业务)和大客户用户。传输网和业务网独立组网，无线/数据/交换设备和传输设备分离，是业务网的承载网。 几种城域传输技术比较 目前最广泛采用城域传输技术是SDH/MSTP、DWDM和光纤直连。新的热点城域传输技术包括OTN、PTN等。 基于SDH的多业务传送平台(SDH/MSTP) MSTP技术在传统的SDH传输平台上集成2层以太网、ATM等处理能力，既可提供TDM、ATM、IP业务的接入和传输，还能实现这3种业务的交叉和交换。它支持细颗粒的带宽分配，采用SDH保护倒换性能，以太网保护机制、MPLS保护机制，实现50ms以内的快速自愈恢复。

　　MSTP技术在城域网的应用见图2-1。它可以应用于城域传输网的核心层、汇聚层、接入层各个层面，业务网承载在MSTP传输网上，可达到电信级别的要求。它是运营商既需要传输TDM业务，又需要处理数据业务的折中选择。

　　但是，由于MSTP仍以处理TDM为基础，当它在处理大量或纯粹的IP业务时，存在着不能动态、公平分配带宽等缺陷。

　　图2-1 DWDM DWDM技术是在一根光纤中同时复用传送多个波长的技术，最初应用于长途干线，后由于城域骨干光纤资源紧张，逐渐应用于城域网，如图2-2所示。

　　DWDM技术的特点包括：传输距离长、容量巨大、透明传送数据格式(包括SDH接口、ATM接口、以太网接口或POS接口)、便于扩容(通过增加波长数扩容网络容量)等。

　　图2-2

　　现网采用的DWDM系统主要是线性系统，系统的对接也大都采用客户接口，缺乏有效的网络维护管理手段，总体网络的保护能力及调度能力较差。随着OTN标准的完善，设备的成熟，DWDM将向OTN网络过渡。 光纤直连 光纤直连即以太网OVER光纤，是指交换机、路由器直接通过光纤相连，是目前中小城市宽带数据网较多采用的一种承载方式。

　　光纤直连的优点是易于使用、成本低、灵活性扩展性好，对运营商而言可以简化网络的运行和管理。其缺点也明显，即无法实现电信级的网络管理、QoS机制不完善、缺乏保护恢复机制、光纤资源占用严重。 OTN OTN(光传送网，OpticalTransportNetwork)，是G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代光传送体系。它是以波分复用技术为基础，在光层上实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控并且保证服务质量和生存性要求，在光层组织网络的骨干传输网。

　　OTN定义的功能包括光层技术、电层技术、接入业务的映射、保护恢复机制及性能监视功能。

　　——光层技术：将光层划分为Och(光信道层)、OMS(光复用段层)、OTS(光传输段层)，引入光层开销(OOS)、光监控信道(OSC)等，实现光信号传输、光信道建立、动态分配与维护，光网络的配置、计费、故障、性能和安全管理。

　　——电层技术：统一了电层的帧格式，将各种业务信号统一封装成OTUK帧，利用开销实现强大的网络维护管理(OAM)。同时减少网络层次，降低运营成本。

　　——接入业务映射：目前定义了2.5G(OTU1)、10G(OTU2)、40G(OTU3)三种速率接口。未来将会定义FE\GE速率接口(OTU0)。SDH\SONET、以太网、ATM、IP、MPLS、GFP业务可以透明传输。尤其是10G透传，改变了基于SDH的DWDM只能传输10G POS接口的局限。

　　——保护恢复机制：采用环网或格状网组网，包括路径保护和子网连接保护，在光层实现恢复保护机制。

　　——性能监视：在光层采用ITU-T G.805建议的内在监视方式、非介入性监视、介入性监视和子层监视四种连接监视技术，连接监控不仅在整个网络连接上实现，也可以在某个连接段实现。同时能支持跨不同运营商网络的通道监视。

　　OTN既借鉴吸收了SDH的分层结构、在线监控、保护和管理功能。又解决了传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题，是综合SDH优点和DWDM的带宽可扩展性，集传送和交换能力于一体的传输网，代表了下一代传输网的发展方向。 PTN 分组传送网(PTN)就是用分组的工作机制，承载以分组为主业务的传输网络。PTN的主流技术包括T-MPLS和PBB-TE(即PBT)。在标准方面，目前T-MPLS走在前列,PBT标准化工作开展较晚。国内设备厂商如华为、中兴、烽火等既支持T-MPLS，也支持PBT，国外设备阿尔卡特朗讯支持T-MPLS，北电支持PBT。

　　T-MPLS

　　T-MPLS是一种基于MPLS、面向连接的分组传送技术，是在MPLS技术上结合传输网特性发展而来。T-MPLS去除MPLS的无连接特性，取消了MPLS中与L3和IP路由相关的功能特性，增加了类SDH 的OAM、QoS和保护倒换机制，引入控制平面使控制平面和传输平面独立，保证了网络的可扩展性和灵活性。它实现上要比MPLS更简单，更低成本，更易于运行和管理，同时可以支持电信级业务。

　　PBT

　　PBT是PBB-TE(PBB-话务工程技术)的简称,即802.1Qay标准，是在以太网技术体系上结合传输网特性发展而来。它保留了MAC-in-MAC的帧格式，去除以太网的无连接特性(MAC地址学习、生成树和泛洪)，同时通过建立面向连接的隧道进行数据转发，并增加快速保护倒换、 OAM、QoS、流量工程等电信级传送网络功能，从而实现以太网端到端的业务提供和管理，是电信级的以太网。

　　总的说来PBT和T-MPLS都能满足运营商面向连接的、可控、可管理的以太网传送要求，它的优点包括：

　　——多业务承载：TDM\ATM\IP。

　　——严格的QOS，管道化的带宽管理：对TDM\ATM和高等级数据业务它能满足低时延、低抖动和带宽保证;对普通数据业务可满足流分类、动态带宽管理、优先级调度和拥塞控制。

　　——电信级的OAM。

　　——网络扩展性强。

　　——网络可管理。

　　PTN技术是IP/MPLS、以太网和SDH三种技术相结合的产物，这种基于分组的传输模式是解决IP业务承载的传输网络的发展方向。 几种城域传输技术比较 SDH/MSTP、DWDM、光纤直连、OTN和PTN。这几种技术各有特点(表2-1)，适合不同的网络应用环境。

　　SDH\MSTP承载方式对数据业务的处理能力较弱，动态管理带宽能力差，不适用于数据业务占主要业务量的应用场合。

　　光纤直连承载方式只能用于宽带数据网络，而且无法充分利用光纤的带宽资源，缺点明显，优势在于建网成本低，其使用范围有限。

　　OTN传输容量大，业务颗粒目前在2.5G以上，今后会在1G以上，光层的管理和保护能力强，易于管理和扩展。适用于骨干核心层或大容量汇聚层的承载。

　　PTN承载方式对数据业务处理能力强，动态带宽管理能力强，管道化设计使其具有严格的QOS，同时拥有电信级的OAM，适用于处理小颗粒、业务环境复杂的网络。

　　表2-1 城域传输技术比较表 项目 SDH\MSTP DWDM 光纤直连 OTN PTN 传输容量 较高 最高 低 最高 一般 多业务承载 较强 一般 低 强 强 业务颗粒 小 大 由设备决定 大(2.5G以上) 小 带宽使用效率 一般 低 低 低 高 保护恢复 TDM：强

　　IP：一般 强 弱 强 强 QOS保障 TDM：强

　　IP：一般 弱 弱 强 强 可管理性 强 一般 弱 强 强 标准化程度 高 一般 一般 较高 一般 建网成本 低 一般 低 高 高 不同场景PTN及OTN的应用策略 本地网业务网的主要类型包括：移动网、PSTN电话交换网、宽带数据网。互联网和宽带业务的迅猛发展，使网络中的业务流量从以TDM为主转变为以分组数据业务为主，IP成为将来的主流业务。

　　城域传输网做为业务的承载网，其发展应紧密跟随业务网，把握业务发展趋势，依据不同的应用场景采用合适的技术，适度超前建设。

　　(一)移动网

　　1. 移动网现状及发展趋势

　　移动网包括无线接入网和核心网，无线接入网包括基站(BTS/Node B)和基站/网络控制器(BSC/BTS)。核心网主要有电路交换(CS)域与分组交换(PS)域。

　　目前移动城域传输网采用分层结构，通常接入层采用SDH/MSTP 622M组环网，汇聚层采用SDH/MSTP 2.5G组环网或SDH/MSTP+DWDM混合组网，核心层采用SDH/MSTP+DWDM 10G/40G组网。无线接入网主要承载在SDH/MSTP传输网接入层上，基站(BTS/Node B)和基站/网络控制器(BSC/RNC)之间是TDM接口。核心网的ATM\TDM接口也承载在SDH/MSTP传输网汇聚层和核心层上，核心网的IP接口承载在由用户接入路由器(CE)和地市路由器(AR)组成的IP承载网上，由于光纤资源紧张且业务颗粒较大，本地网中IP承载网通过DWDM系统传送业务。

　　移动网络将向IP化大步迈进，已经在核心网络的分组领域完成IP化，电路域的IP化也正逐步推进，同时随着3G以及无线宽带业务的发展，无线接入网的IP化也即将实施，基站和控制器之间将采用FE接口。核心网目前CS域大量采用TDM/ATM接口，部分采用IP接口，BSC/RNC与MGW之间采用TDM/ATM接口，随着IP化，MGW之间以及和MSS之间也采用IP接口。电路和分组域接口都将向IP化发展。

　　这样处于承载层的城域传输网也要从单一的TDM的业务到TDM/ATM/IP的业务并存，最终以IP业务为主，兼顾TDM/ATM业务。

　　2. 移动网的城域传输网演进策略

　　接入层由于业务颗粒小、业务环境复杂，可以采用PTN组网，构建多业务传输平台，使IP业务拥有电信级的OAM和端到端的QOS。但是由于PTN立足于IP应用，在TDM电路业务占主导的网络中不应采用PTN承载。鉴于目前移动网的TDM业务应用仍占主流，且目前PTN只能透明传输E1业务，无法透传STM-N的SDH信号，建议城域传输网的接入层采用SDH/MSTP网络和PTN网络各自独立组网，明确业务定位，互为补充，伴随业务网络的发展，PTN传输网络逐渐取代SDH/MSTP传输网络。

　　汇聚层疏通中等颗粒的业务，采用PTN+OTN混合组网(前提是OTN定义了GE接口)。初期可以采用PTN和SDH/MSTP并存独立组网，随着业务发展，在业务量密集节点建设OTN网络，用OTN补充PTN网络容量不足的缺点。

　　核心层需要调度的业务颗粒更大，接口更开放更透明，组网能力更强。建议采用OTN组网，充分利用其高带宽(支持2.5G以上颗粒)、开放的接口(支持多种客户信号封装和透明传输)，强大的组网能力，在光层良好的监控、保护恢复、管理功能，初期采用IP OVER SDH/MSTP OVER OTN，依据业务需求分步建设OTN城域传输核心层，OTN核心层可以服务于SDH/MSTP，也可以服务于GE\10GE以上的IP承载网。解决SDH/MSTP核心层带宽及光纤资源不足的问题，同时IP业务可以承载在OTN上，以实现IP业务的保护及恢复，提升数据业务的OAM和QoS。最终过渡到IP OVER OTN，使所有业务都承载在OTN上。

　　(二) PSTN电话交换网

　　本地PSTN电话交换网主要由汇接局、关口局、端局组成，接口采用TDM/ATM接口，业务承载在传统传输网上。

　　传统传输网采用分层结构，通常接入层采用SDH/MSTP 622M组环网，汇聚层采用SDH/MSTP组网或SDH/MSTP+DWDM混合组网，核心层采用SDH/MSTP+DWDM组网。

　　PSTN网络已进入饱和期，用户数增长趋缓，甚至负增长。网络全面步入转型期，目前窄带业务多采用PON模式接入宽带数据网，传统的PSTN网络不在做大的扩容，保持其目前的承载方式是符合经济效益的选择。

　　(三)宽带数据网

　　1. 目前宽带数据网承载方式

　　宽带数据网(IP城域网)主要为用户提供宽带业务。网络构架为接入层、业务接入控制(BRAS/SR)层、控制汇聚层和核心层，采用以太网技术，接入层采用二/三层交换机，汇聚及核心层采用路由器。

　　宽带数据网(IP城域网)的承载方式目前有三种：

　　1. 直接承载在光纤上。这种方式成本低、便于管理，但是缺乏传输网络提供的有效保护和恢复。同时光缆消耗大，利用率低。

　　2. 承载在SDH/MSTP传输网上。这种方式虽然可以提供管理和保护恢复，但是传输IP业务时，带宽占用大，传输效率低。

　　3. 承载在DWDM传输网上。虽然带宽容量较大，但是由于早期的DWDM系统缺乏光层的保护管理机制，对IP业务的OAM和QOS都难以达到电信级的保障。

　　这三种承载方式在宽带数据网的各个层面组合应用。有的是全网承载在光纤上;有的是部分节点承载在光纤上，部分节点承载在SDH/MSTP传输网;有的是部分节点承载在光纤上，部分节点承载在SDH/MSTP传输网，部分节点承载在DWDM传输网上。

　　2. 城域传输网的演进策略

　　随着数据、语音、视频以及增值业务的发展，业务类型更多样化、更具突发性，也要求宽带网络更加灵活、更能提供差异化服务，同时具有更高的可靠性，业务颗粒逐渐增大，向GE、2.5G、10GE发展，网络向大容量发展。

　　在核心层宽带数据网的承载要求是高带宽、电信级的OAM、良好的保护恢复能力。OTN组网技术能满足宽带数据网对核心承载层的要求，建议和移动网一样采用OTN组网，直接采用IP OVER OTN方式。

　　宽带数据网的业务呈汇聚型，在汇聚层不需要路由功能，但要求能够对接入的宽带业务进行统计复用和流量控制，以减轻核心层容量压力。PTN技术适用于以IP业务为主的网络，同时有带宽管理功能，但是PTN适用业务颗粒小(GE以下)的网络。因此，在宽带数据网汇聚层分两种情况考虑：

　　——业务颗粒较大(GE以上)，业务发展成熟，趋势向好的。汇聚层考虑采用IP OVER OTN组网，充分发挥OTN对宽带数据承载的高带宽，电信级的OAM和光层保护恢复的优势。

　　——业务颗粒较小(GE以下)，宽带业务发展刚起步的。建议采用IP OVER PTN组网，发挥PTN多业务传输能力的优势，未来随着业务和技术发展，PTN的大颗粒业务处理能力会提高，采用IP OVER PTN、IP OVER PTN OVER OTN、IP OVER OTN都是有可能的演进路线。

　　在接入层，宽带数据网接入层的业务颗粒小，业务种类多，业务情景复杂。对这种多业务网络处理能力较强的是MSTP技术和PTN技术，MSTP技术侧重处理以TDM为主的业务，PTN技术处理以IP化分组业务为主。对宽带数据网的接入层来说采用光纤直接承载优点是成本低，但是QOS难以保障，在综合考虑成本和效益因素下，可以考虑采用PTN技术承载，既能解决多业务承载和QOS问题，也能缓解光纤资源紧张。 结语 目前城域传输技术竞争激烈，在城域传输网的核心层OTN是众望所归，汇聚层建议根据业务网的处理颗粒大小采用OTN或PTN或二者混合组网技术，而接入层则综合考虑成本和业务保障能力而选择光纤直连或PTN承载。但是最终的技术选择是由运营商的发展策略和设备厂家的推动以及技术本身的标准化进程三股力量决定的。

　　参考文献： OTN及PTN技术应用.北京阿法迪信息技术研究中心.2010 张继军 杨壮. 新一代城域光传送技术. 北京邮电大学出版社. 2005