SPN网络与PTN网络融合思路探讨

SPN网络与PTN网络融合思路探讨

刘佳裔

中国移动通信集团辽宁有限公司  辽宁省沈阳市110179

摘要：在新的互联网发展时期，5G移动网络的覆盖将逐渐快速部署。根据一段时间5G网络的建设实施情况，有效的验证了SPN技术的有效性、先进性，而PTN网络在此之前承载了3G、4G网络，考虑网络的演进过程以及PTN网络、SPN网络的网络特性，如何很好的整合PTN和SPN网络资源，合理的搭建PTN、SPN融合架构，是未来传送网发展必须要探讨的问题之一。

关键词：5G网络;PTN网络;SPN网络;融合；演进

引言

SPN采用以太网络为核心，可以对传输通道带宽进行有效的补足。通过各种技术的高效整合，可以保证软硬件管线的高效分割，实现L0到L3的多层次服务。通过 SDN的集中化管理，可以建立一个高效、开放、敏捷的网络化运行系统。

一、SPN面向5G的解决方案概述

SPN体系结构采用L0到L3多层次体系，集成器件采用了光电集成技术，以 SDN为基础，可保证不同地区的多功能协同工作。L2、L3包保证了高效的网络连通性，为MPLS-TP的高效运行提供支持。L1传输层能够有效地发展光纤界面的 Ethernet传输优势，采用PAM4的灰光纤模块及以太网彩光 DWDM组网技术。在承载战略层次，SR-TE技术可以对 PathSegment进行有效的补充，并将终端保护和双向通道应用的标准化，使得SR-TE能够与MPLS-TP OAM协议相兼容，促进网络总体运维效率全面提升，确保 SR得到有效改善，转化为电信传输的源路由技术。在具体控制层次上，在规划的设计思想时，应突出管控一体、集中为主、分布为辅的思想，并将 SDN的成功导入。从目前 SPN的发展状况来看，它可以充分利用电信级保护和 PTN运营的优点，同时可以实现以 SDN为基础的集权管理，增强各种业务的动态发展。

二、PTN升级演进能力分析

PTN网络的主要特点包括：内核以IP分组为内核,主要承载运营级以太网业务,通过电路仿真机制支持TDM、ATM 等传统业务。目前，访问装置主要是以中央控制面板来完成。在SPN网络建设之前，对PTN设备进行分析，可以要更新到SPN系统，部分厂家必须更换主要控制面板。因为主机的主要结构是固定的，所以接入层的器件仍然有后端的容量限制，也需要通过更换业务板卡方式处理。所以，即便是在更换了主控制面板之后，PTN设备拥有了SPN设备的容量，也很难适应以后5G的发展需要，并且在性价比方面没有任何的优越性。集中式/核心装置的体系结构是通过线板来实现的，如果要将PTN设备更新成为SPN设备则必须更换或者增加新的背板。相对来说，集中/核心网的运行周期较少，具有较好的路由和转发能力，并且具有框架结构，具有足够的槽容量。有些PTN机型增加一张线插槽，就可以提供全部的SPN硬件性能，有些机型可以用软件更新来实现SPN的一些功能。不能进行更新的PTN设备，未来考虑可以作为2G、4G、政务、企业等集团客户专线的接入设备，提高现有资产的再利用，以减少整体的更新费用。PTN的聚合/核心装置可以在厂家的试验性实验室和试验网中进行测试，具有广泛的应用前景。在对华为、烽火、中兴等各家公司PTN进行了调查之后，不难发现现网大多数集成型的PTN设备都由于早期设备配置的限制，很难升级为SPN设备。而大、中型汇聚/核心PTN设备容量大，且具有充足的闲置空间和带宽，超过70%已达到了可升级的基本要求，可升级至满足5G网络需求的SPN系统。综上可以看出，衡量一个城市PTN网络是否进行SPN升级改造，主要取决于现有的PTN设备业务接入情况、升级难度及投资对比情况而定，需根据各地网络实际情况而定后续的发展方向。

三、5G网络下PTN与SPN融合思路分析

（一）现网PTN设备的演进能力分析

根据近年来 PTN汇聚层的优化和改造情况，目前已知的主流设备包括：烽火690，华为7900，中兴6500等，均可高效地支撑100 GE网络。通过各种不同的软体和硬件的更新，可以保证IPv6, FlexE, SR等的高效载体。在一些地区， PTN系统汇聚层仍存在大量的老设备，使得其实际承载能力受到限制。在这些方面，接口和槽的使用量都很大，但在以后的扩展过程中很困难，无法实现IPv6, FlexE, SR等承载。

而目前的PTN网络接入层建设，以GE环网络为主，而在部分节点附近还有10 GE环网络，这样的带宽无法满足5G的发展需要，也不具有提升的性能。在这些设备当中，接入层的老式器件占据了很大的比重，可以很好地支持 GE，但是不能支持 FlexE的特性，使得L3和IPv6的性能不能得到充分的利用。为了满足5G的传输需求，PTN的接入技术必须从根本上进行创新和优化，同时这套系统由于承载业务的原因也会长期存在，PTN与SPN的融合是我们眼下必须要要考虑的问题。

目前4G网络服务大都采用L2PW+L3VPN模式，5G网络更侧重于选择分层 VPN到边缘部署。在私有网络中，IPv6是最重要的选择，4G的 PTN服务在具体的部署中采用了静止的配置模式，而5 G网络的 SPN则采用了动态协议， SR隧道，控制器等。4 G与5 G在服务的内涵上存在很大差别，对基础运行模式的需求也很高。在现有网络中，应重视对 IP地址的标准化分配，并对 IGP进行适当的分配。在现有网络中，应重视 SCN信道的灵活配置，并构建一个完全的互连信道。在核心汇流方面，要选择更加具有发展潜力的处理器，以高效地替换显卡的 FlexE。由于该系统能够对IPv6和 SR等进行高效的软件更新，对目前的网络4 G服务产生了很大的冲击。在5 G承载网中，各有关技术单位应重视 IGP/SR的合理输入，使企业的实际部署模式由静态+动态高效过渡到完全动态化，这对现有网的发展具有很大挑战。

（二）PTN网络与SPN网络融合趋势

我国通信网络经历过多次技术变革，推动移动网络带宽不断提高、应用拓展广泛、客户增量巨大。随着网络技术不断发展，也面临着传输设备更新迭代和其组网模式整合的挑战。又因传输设备是传送网的基础要素，直接地影响各类机房、各层光缆、通信管道的布局模式和业务需求。如果每次传输设备迭代都需要进行网络重建，将需要巨额的新增网络建设投资和老旧设备退网投资。因此，在传送网每一轮技术更新迭代过程中，一般采用新建系统与现有系统融合的组网模式，这是兼顾传输网络安全和稳定性及投资成本的选择。

在SPN设备占传输设备总体比例逐步提升的情况下，综合考虑未来网络发展方向，对早期的PTN 网络进行一段时间内的持续维护、现网挪用是正确的判断。由于实际业务开展需求，现有的PTN 网络不可避免地地存在支链结构。 5G 业务不断攀升，4G业务比例开始逐步下降，未来，各类网络业务对安全性、稳定性有更高要求，逐步涉及PTN至SPN的业务迁移。

（三）PTN网络与SPN网络融合建议

传输设备是传送网系统的重要组成部分，根据传送网的定位可知传输系统的技术特性、 设备能力等要素直接影响传送网的组网方式和网络能力。 PTN传输设备做为传统的传输系统，只能满足 5G 初期的各类业务的速率方面要求，难以满足 5G 网络垂直行业应用等的其他类型需求。而SPN 传输设备作为 PTN 设备的升级版本，通过引入切片、硬通道等技术，使SPN设备具备更好的传输性能，。目前PTN 设备网络架构已区域稳定， 而SPN 设备的建设需新增大量投资，同时面临和PTN系统关于业务分担的分工调整。 PTN系统和 SPN 系统间的融合发展将成为中国移动传送网发展的必然过程。 目前中国移动在全国范围内已建成规模庞大的 SPN网络， 作为 5G业务 及后续垂直行业应用接入的重要传输底座。 通过分析 PTN设备 和SPN 设备的差异、PTN系统和SPN系统的技术特性，有助于科学地实施网络结构调整，搭建一套传输能力优秀、结构稳定、业务承载清晰、经济合理的融合传输承载网，兼顾投资与收益，兼容新老业务需求，更好地服务客户、满意客户、提高整体网络效力。

参考文献

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