PTN与IPRAN承载LTE的比较

shangxiao31

PTN与IPRAN承载LTE的比较
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。
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、PTN与IP RAN成本分析
        目前，从整个业界对于PTN和IP RAN的估价水平来看，IP RAN价格较高，而PTN的价格较低。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，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。
四、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。
PTN，是中国近几年来在光通信中的一大成就，有中兴、华为、思科、中国移动等公司共同牵头，主要为了解决MSTP/MSTP+不能满足目前光传输承载数据业务而开发的，主要技术流派有思科主导的PBT流派，和由华为、中兴、中国移动等公司主导的MPLS-TP流派；我们国内“规定”用MPLS-TP流派的东西。
概括地说：PTN=MPLS+OAM+保护-IP路由
增强了开销（吸取了SDH的优势）、对业务的保护（吸取了SDH的优势），去掉了与IP路由相关的内容；
PTN严格的说应该属于数据设备，但由于光通信一直都是传输专业在维护，所以现在PTN也是由传输专业管理，但如果要对PTN有全面的了解，需要你对数据专业的一些东西很熟悉才行。
你也可以把PTN看成是SDH+数据设备的一个集合体，不过它更偏向数据。

PTN：Packet Transport Network,分组传送网
OTN：Optical Transport Network,光传送网

网络设计目标的差别：
PTN正如名字所述是分组传送网，主要用来承载分组的传送，是针对原来SDH,MSTP对分组传输支持能力差的情况来提出的，应对今后越来越多的数据业务传输。
OTN光传送网络主要是用来承载大颗粒业务的传输，随着通信业务的不断发展，大颗粒业务飞速增加，GE,10GE的业务在传输网上比比皆是，如果还是依靠传统SDH网络的话，SDH网络的VC-4的高阶交叉颗粒显然并不能实现对大颗粒业务的高效交换，所以更大颗粒的信号，更大颗粒信号的交叉能力的需求十分紧迫。所以便祭出OTN来解决这个问题，OTN网络中信号颗粒更大，可以实现基于ODU的电交叉和基于波长的光交叉，能够从不同的层面上实现对大颗粒业务的灵活调度。特别是光交叉的引入，使业务颗粒大小已经不是影响交换的关键因素，基于波长的交换，可以透明的交叉波长上所承载的各种信号。

底层技术的差别：
PTN：主要是基于Ethernet 进行构建，使用MPLS-TP协议实现面向连接可靠的电路管理。
OTN：分为光层和电层，光层基于WDM技术实现光纤利用的最大化，电层通过异步信号传输机制克服了SDH需要全网同步的缺点。

网络实现：
PTN：由于是基于Ethernet 的，所以本质上还是一个分组网，当然高效承载分组业务。
OTN：本质上还是一个TDM网络，但是通过针对GE，10GE信号设计相对应的信号类型，实现对分组网络的高效承载。

支持的数据颗粒：
PTN：支持FE,GE,10GE,FC,STM-X等等数据类型，多为中小颗粒业务
OTN：支持ODU0,1,2,3,4目前最低支持1GE，最高支持100G，信号颗粒较大

应用场景：
PTN：多用于接入和汇聚层网络
OTN：多用于汇聚和核心层网络

保护方式：
PTN：支持传统传输网络的各种保护，通过控制平面支持网络的恢复机制
OTN：支持传统传输网络的各种保护，通过控制平面支持网络的恢复机制

sdh与ptn区别在于：
1、从传输单元上看，PTN传送的最小单元是IP报文，而SDH传输的是时隙，最小单元是E1即2M电路。PTN的报文大小有弹性，而SDH的电路带宽是固定的。这就是PTN与SDH承载性能的最本质区别。
2、从协议上看，PTN遵循的叫做TMPLS，即经过改进的MPLS（多协议标签交换），即TMPLS=MPLS-IP+OAM。
3、从业务管理能力看，PTN通过硬件收发管理报文来实现对信道的监控和管理，而SDH通过开销字节实现系统的OAM。
4、PTN与SDH基于不同的协议，所以两个体系不能混合组网，即网络之间不能实现对方的监控、管理及保护倒换，但标准接口的业务可以互通。比如PTN可以模拟2M等各种电路，一般提供E1电口，STM-1光口等接口；PTN也可传输MSTP承载的FE、GE业务，反之亦然。

总之，PTN提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道，适合于IP业务；SDH，更适合于电路租用业务。现网中，中兴最低端的也是6100，基本可以全面取代SDH平面。
PTN与SDH的区别。

PTN（分组传送网，Packet Transport Network）是指这样一种光传送网络架构和具体技术：在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本（TCO），同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系），根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。其采用的是时分复用技术