PTN与IPRAN承载LTE的比较分析

fengran

一、PTN、IP RAN技术方案介绍：

   目前，分组传送技术的实现LTE的承载主要有两种途径，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；IP RAN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。

二、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。

下表就两者在功能方面的区别进行了详细的列举和分析：

功能		PTN方案	IP RAN方案
接口 功能	ETH	支持	支持
	POS	支持	支持
	ATM	支持	支持
	TDM	支持	支持
三层转发及路由功能	转发机制	核心汇聚节点通过升级可支持完整的L3功能	支持L3全部功能
	协议	核心汇聚节点通过升级可支持全部三层协议	支持全部三层协议
	路由	核心汇聚节点全面支持	支持
	IPV6	核心汇聚节点全面支持	支持
QoS		支持	支持
OAM		采用层次化的MPLS-TP OAM，实现类似于SDH的OAM管理功能	采用IP/MPLS OAM，主要通过BFD技术作为故障检测和保护倒换的触发机制
保护 恢复	保护恢复方式	支持环网保护、链路保护、线性保护、链路聚合等类SDH的各种保护方式	支持FRR保护、VRRP、链路聚合
	倒换时间	50ms电信级保护	电信集团要求在300ms以内
同步	频率 同步	支持	支持
	时间同步	支持，且经过现网规模验证	支持，有待现网规模验证
网络 部署	规划 建设	支持规模组网，规划简单	支持规模组网，规划略复杂
	业务 组织	端到端L2业务，子网部署，在核心层启用三层功能	接入层采用MPLS_TP伪线承载，核心\汇聚层采用MPLS L3VPN承载
	运行 维护	类SDH运维体验，跨度小，维护较简单	海量接入层可实现类SDH运维，逐步向路由器运维过渡，减轻运维人员技术转型压力

根据上表内容，我们得到以下的信息：

1、接口方面：PTN与IPRAN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。

3、QoS功能：IPRAN和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：IPRAN和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。

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。

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IP\端口互联IP\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。

三、小结

综合来说，利用IPRAN承载LTE具备一定的优势, 主要原因如下：

1、 端到端的IP化。端到端的IP化使得网络复杂度降低，简化了网络配置，能极大缩短基站开通、割接和调整的工作量。另外，端到端IP减少了网络中协议转换的次数，简化了封装解封装的过程，使得链路更加透明可控，实现了网元到网元的对等协作、全程全网的OAM管理以及层次化的端到端QoS。

2、IPRAN更高效的网络资源利用率。面向连接的SDH或MSTP提供的是刚性管道，容易导致网络利用率低下。而基于IP/MPLS的IPRAN不再面向连接，而是采取动态寻址方式，实现承载网络内自动的路由优化，简化了后期网络维护和网络优化的工作量。同时与刚性管道相比，分组交换和统计复用能提高网络利用率。

3、多业务融合承载。IPRAN采用动态三层组网方式，可以更充分满足综合业务的承载需求，实现多业务承载时的资源统一协调和控制层面统一管理，提升运营商的综合运营能力。

4、成熟的标准和良好的互通性。IPRAN技术标准主要基于Internet工程任务组(IETF)的MPLS工作组发布的RFC文档，已经形成成熟的标准文档百余篇。IPRAN设备形态基于成熟的路由交换网络技术，大多是在传统路由器或交换机基础上改进而成，因此有着良好的互通性。