POTN解决多业务融合承载的应用研究

POTN解决多业务融合承载的应用研究
唐海;乐志星
【摘要】In the metropolitan networks, the development style of PTN and OTN networks can not meet the requirment of large connections, generated by the traffic flows of LTE, 2/3G,home broadband and other services. POTN, combined with PTN and OTN is proposed and deployed with the development of multi-service, and can solve the problems of bearer network.The technical scheme on the evolution and construction of large optical metropolitan networks is discussed, and the performance and benefit brought by the technical scheme analyzed. Experiment indicates that the construction of PTON could remarkably reduce CAPX and OPEX, simplify the network architecture, and make an in-advance deployment of 5G transmission bearer network.%PTN与OTN网络在城域内单独发展的模式,已无法满足LTE、2/3G业务、家集客等各类业务接入产生的"大连接"需求.融合PTN和OTN的POTN部署顺应了多业务发展的趋势,能够解决现有承载网络面临的问题.分别研究技术方案对网络现状的演进和构建大城域光网络带来的性能、效益分析,认为POTN的搭建可显著降低CAPEX和OPEX,简化网络架构,提前布局
5G时代的传输承载网.
【期刊名称】《通信技术》
【年(卷),期】2017(050)006
【总页数】5页(P1220-1224)
【关键词】POTN;多业务承载;网络演进;承载网
【作者】唐海;乐志星
【作者单位】江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京 210006;江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京 210006
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
当前，PTN和OTN网络已大规模部署。

PTN主要负责分组业务的接入、汇聚和交换，擅长数据业务的精细处理；而OTN可提供海量带宽和大颗粒业务交叉，适合大带宽业务交叉和远距离传输。

随着应用的深入，它们各自在城域内单独发展的模式已无法满足各类业务接入产生的“大连接”需求，给传送网带来了前所未有的巨大挑战。

（1）带宽需求大，质量要求高
对于不同业务的峰值带宽调度，现有PTN采取的是基站和OLT上行业务“无差别共同竞争”带宽分配方式，即PTN根据竞争结果分配峰值带宽。

这种分配方式带来的一大问题，即普通集客、家客等OLT上行业务的峰值流量会冲击核心业务——基站带宽。

PTN应能有效解决突发流量对基站业务的冲击问题，确保基站的核心竞争力。

（2）成本压力大
业务收支不平衡、成本压力大等问题突出，无法再延续以往多种业务建设多张网的模式。

当下，“PTN叠加OTN”的建网模式，除了设备采购成本之外，还需要对机房装机空间、电源、空调、光纤光缆等配套基础资源进行整体升级改造，从而造成网络总成本的大幅上升。

（3）机房配套资源消耗快
原汇聚机房标准机位资源紧张，扩容及新建设备困难。

管道、机房等传输基础资源单位造价增长较快，20 W/管程公里，200～300 W/汇聚机房，且建设周期长。

（4）维护难度大
SDH/PTN/OTN三个平面控制各自独立，管理面需要不同的逻辑实体或者物理实体，业务面需跨域，且业务开通流程繁琐、复杂、周期长。

不同平面配备各自的维护人员和工具，故障定位困难。

因此，迫切需要一种能实现多业务安全隔离的超大带宽、低成本、易扩展、易维护、面向未来的承载大带宽解决方案。

此时，POTN将设备形态进行融合，使得以上
问题迎刃而解，并具备网络平滑升级优势，逐渐成为主流方向[1]。

图1为现有承载网络的分层结构。

可见，现网中无线业务和重要集客业务通过PTN网络传输，家庭宽带业务上联OLT后通过SW收敛传输，BRAS建设在地市核心汇聚点或通过裸纤和乡镇OTN传输完成建设。

由于技术路线的不同方向，承载网络在汇聚层面演进割裂为两张网，大大浪费了投资、机房空间和电源资源，不利于未来更加多样化、高要求的业务发展。

为此，提出采用POTN融合网络统一
承载方案，以解决PTN容量小、传输距离短和OLT上联带宽大、需求端口多的现实难题[2]。

通过POTN技术和设备的引进，传输网络被简化为接入层、汇聚层、核心层三级[3]。

接入层架构维持不变，通过裸纤或县乡波分满足OLT上联的接入需求，通过10GE PTN设备环状组网接入无线和重要集客业务。

汇聚层使用POTN设备搭建
一套全业务接入汇聚平台，对PTN和OLT业务进行统一承载和汇聚。

在核心层，根据业务类型，PTN业务对接一对L2/L3 PTN上联到核心环上一对L3 PTN设备，而OLT业务上联至BNG设备。

图2为搭建PO汇聚环综合承载网结构[4]。

通过POTN设备丰富的用户侧接口及信道化隔离特征，适合多业务融合承载及SDH业
务承载，从而实现多业务融合承载。

POTN技术可以支持纯PTN设备或纯OTN设备联合组网，并支持PTN和OTN
层相应OAM、保护以及层间协同。

这一特点使得POTN设备组成POTN汇聚环、核心环，可以直接对接已有的PTN接入环或OTN骨干环或省干环。

省干和国干
可以选择PTN组环或POTN组环。

组环技术同城域核心环，将其叠加到OTN省
干和国干，以完成业务承载。

融合PTN+OTN的POTN方案部署适应了多业务的发展趋势，解决了现有承载网络面临的问题，将原来各种不同打包的业务颗粒通过统一信元交叉，满足了不同场景的需求。

OTN基础上增加MPLS-TP功能，实现了二层汇聚，主要应用于汇聚层。

采用POTN设备构建一套大城域光网，如图3所示，实现小型化本地网业务汇聚和疏导，形成综合接入点，构建稳定的城域光网络，实现多种业务的统一承载：在综合接入点以上，OTN传输网络全面覆盖，在综合接入点建设POTN设备，实现多业务的统一上联；综合接入点以下，实现有线、无线、专线全业务接入；汇聚环以上，通过L2/L3功能，PTN设备上联至PTN核心环，通过跳纤连接BNG服务器。

使用POTN设备搭建一套综合汇聚环，可替代原网络架构中多套PTN汇聚环和一套BNG配套波分汇聚环及大量OLT上联裸纤，显著降低了CAPEX和OPEX，简化了网络架构，提升了网络性能，提前布局了5G时代的传输网，如图4所示。

融合PTN和OTN的优势实现业务融合承载、统一运维，大大降低了网络TCO总成本。

设备硬件投资节省60%。

以城域网部署100G为例，按集采的价格计算，传统“PTN+OTN（100G）新建方式”是POTN的1.5倍以上，“PTN+OTN
（10×10G）（扩容方式）”是POTN的1.3倍以上。

机房配套电源端子占用大幅降低，每端设备至少节省4个63 A电源端子，典型大
城市汇聚层可节省2 000～3 000个电源端子；功耗下降50%～60%，在设备满
配置下，100G POTN的典型功耗在4 000～4 200 W，而100GE PTN+100G OTN典型功耗则是9 000～9 500 W；单个机房一年可减少用电量35 100 kW·h，典型大城市一年可节省超千万电费。

机房空间占用至少缩减50%。

一套POTN设备可替代多套PTN+一套OTN设备，汇聚机房均造价3×104元/m2，折算到有效占用面积均造价达5×104元/m2，
而单机房单套POTN可在空间上减少2×104投资，典型大城市则可节省数百万。

考虑到机房资源属于战略资源，其节省价值更是不可估量。

运维“零学习”“零增加”。

POTN的光层不需维护，维护技能和原有PTN一致。

POTN创新方案优化了网络层次，大幅提高了效率和性能，提升了用户感知，且
节能减排、绿色运营。

（1）转发时延大幅缩小40%～50%：相对于PTN+OTN架构典型的150 μs的
设备转发时延，POTN大幅将转发时延缩小至60～80 μs。

（2）多层保护优化：跨层的告警繁殖，应用OTN丰富的告警性能检测，提升了
保护性能。

（3）光层优化业务开通时间缩短70%：通过PTN和OTN的有机融合，实现了
波分的集成化，避免了传统波分的规划和运维的复杂，如波长规划、光功率预算等。

综上所述，通过方案研究得出了POTN在网络中部署的可行性及部署后将获取的
经济性。

此方案侧重于“O+P”实现POTN，现主流厂家有两个流派，到底
“P+O”还是“O+P”模式适应网络发展，值得进一步探讨。

另外，光模块封装
格式、QoS和OAM等实际应用的问题目前缺少统一标准，应用场景尚需指导意见。

因此，如何解决协同及应用的价值尚需验证，产业链的成熟度也会很大程度影响POTN的推广。

此外，POTN结合SDN化的PTN即SPTN是当下应对“大连
接”和5G时代的新技术，场景运用值得研究。

【相关文献】
[1] 倪玮,刘锐,陈君.统一承载平台的POTN组网方案研究[J].邮电设计技术,2015(03):31-34. NI Wei,LIU Rui,CHEN Jun.Study on POTN Network Scheme for Unified Bearer Platform[J].Post and Telecommunications Design & Technology,2015(03):31-34.
[2] 李可,吴翠先,安娟娟.POTN技术与IP协同组网研究[J].数字技术与应用,2013(09):50-51. LI Ke,WU Cui-xian,AN Juan-juan.Study on POTN Technology and IP Networking[J].Digital Technology and Application,2013(09):50-51.
[3] 程伟强,王敏学,张晴.城域POTN应用、设备和组网需求及分析[J].邮电设计技术,2015(03):6-10. CHENG Wei-qiang,WANG Min-xue,ZHANG Qing. Metro POTN Application,Device and Networking Requirement and Analysis[J].Designing Techniques of Posts and Telecommunications,2015(03):6-10.
[4] 李家智,吕建新.POTN与现有光传输设备对接的探讨[J].电子测试,2014(01):148-149. LI Jia-zhi,LV Jian-xin.Discussion about the Connection between POTN and the Existing Optical Transmission Equipment[J].Electronic Test,2014(01):148-149.。