摘要：构建面向多业务承载的城域承载传送网是当前国内外各运营商网络发展和演进的一个热门话题，如何在解决当前移动回传业务的基础上构建面向未来LTE及多业务承载传送的目标网络架构是其中的关键所在。本文在介绍统一传送网络（UTN）的网络架构和技术实现的基础上，提出了满足多业务承载的技术实现方案，并对具体的网络建设和实施提出了相关的建议。
关键词：城域，承载传送网，统一传送网（UTN），分组传送网（PTN），多协议标记交换（MPLS）
前言
构建面向多业务承载的城域承载传送网是当前国内外各运营商网络发展和演进中需要面临和解决的问题之一，如何在解决当前2G和3G移动回传业务的基础上构建面向未来LTE及多业务承载传送的目标网络架构是其中的关键所在。此前业内一直存在着分组传送网（PTN）和基于IP/MPLS技术的无线接入网（IP RAN）两种技术之争，并且均存在一定的应用案例。本文在充分分析当前和未来业务需求的基础上，提出了面向技术融合的统一传送网络(UTN)的设备概念模型以及多业务承载的技术实现，并提出了UTN的发展和演进的设想。
一、综合承载传送的功能要求
目前城域中主要包括移动回传（2G移动回传、3G移动回传）、家庭客户接入（固定宽带及语音等）以及集团客户（TDM专线、ATM专线、以太网专线，及L3VPN业务）等业务，未来还将包括LTE移动回传、IPTV等业务，这些业务将有可能由城域承载传送网进行综合承载。这些业务的性能和功能要求决定了城域承载传送网的功能和性能，具体体现在以下两个方面：
1）确保移动回传、客户专线及固定语音等电信级业务安全可靠地传送是现有传输网的基本特点业务，也是下一代城域承载传送网的基本属性。只是业务的全IP化要求整个电信网络从接口到内核的IP化，承载传送网络也不例外，传送通道从传统的SDH VC、OTN ODUk等刚性管道转换为以MPLS（-TP） LSP为主的分组管道，使得传送效率更高。
2）随着移动基站数量的不断增加和网络规模的不断扩大，基站归属RNC/BSC的调整量不断增加；与此同时，随着LTE技术的引入，eNODE B之间的X2接口需求逐步显现。这些因素决定了传统的静态配置方式已经不能适应业务的动态变化，要求城域承载传送网具有更高的灵活性，网络需要三层路由功能。
总之，根据业务IP化的需求，城域承载传送网在传统的传送功能基础上增加IP/MPLS的路由功能，使得在保持传送网可靠、安全、灵活的基础上，通过传输与数据技术的融合，更加适应全IP环境下对承载传送网络的各种需求，并且传承了传送网管系统的优点，增加了网络的可维护性。
二、现有城域承载传送与组网方式
根据技术发展趋势，城域承载传送网中的主要应用技术将会从PTN、IP/MPLS、P-OTN等以分组为内核的技术进行选择上，目前广泛应用的MSTP技术由于自身TDM的内核，在全IP化宽带化的应用环境下将会逐步失去竞争力，但其在传送TDM业务上的性能优势是上述其他各种技术均无法比拟的，在未来向全IP过渡的应用中，MSTP凭借自身传送TDM的优势也应具有一定的生命力和应用场景。
PTN采用基于IP/MPLS扩展的适用于二层处理的MPLS-TP协议，通过PWE3仿真技术实现对以太网和TDM业务的传送；与PTN技术传送业务的方式相同，IP/MPLS采用 PWE3仿真技术实现对以太网和TDM等各种业务的传送，但IP/MPLS自身却通过其独有的路由和控制平面技术，实现各种网络层功能；P-OTN则是通过采用融合的分组技术－分组化OTN技术实现包括以太网和TDM在内的各种业务接入和传送，P-OTN也应属于二层技术的网络应用。当前，由于相关的国际和国内标准正在制定之中，特别是目前的业务带宽尚未达到OTN技术的基础应用，因此， PTN和IP/MPLS是目前综合承载传送技术选择的主要技术，但从长远来说，随着业务带宽和OTN技术的不断发展，P-OTN将会逐步与PTN技术融合成为应用的主流。
目前业内比较典型的PTN和IP/MPLS组网的应用案例均采用在2G和3G业务移动回传网络中，整体网络结构沿用传统的核心、汇聚和接入三层网络结构，典型结构如图1所示。不同的应用技术在基本组网方式上大体相同，核心汇聚层采用网状网或环形结构，接入层采用环形或链形结构，只是技术实现差异较大。传统的PTN采用二层技术组织单段或多段的LSP或PW，并实施分段或端到端的保护，提高网络的可靠性。而传统的IP/MPLS设备用于城域承载网中时，可通过两种组网方式实现承载传送功能，方式一：核心、汇聚、接入三层均配置为三层动态网络，采用L3VPN进行组网；方式二：核心汇聚层配置为动态三层网络，接入层为二层或静态三层网络的方式，二层网络采用专用的保护协议。中国电信的IP RAN网络方案中，无论是“接入层MCE+核心汇聚层 L3 VPN”方案，“PW + L3 VPN”，即“汇聚接入层L2+核心层L3方案“，均采用L2+L3的架构；在中国联通分组新技术试验网中，大部分IP RAN厂商提供也是““PW + L3 VPN”的L2+L3的架构。
图1 PTN与MPLS/IP典型组网的网络结构图
从现有成熟设备的形态上看，PTN应属于典型的二层网络设备，而应用在承载网中的IP/MPLS设备一般是路由器设备。随着基站归属调整以及在LTE移动网络中的应用研究，多数厂商已经开始了在现有PTN设备增加三层功能的研究，并可提供相关的产品，只是在技术实现上和传统的路由器设备具有较大的不同。目前相关的三层功能需求已经写入国内CCSA的行业标准中。这就使得PTN和IP/MPLS在组网的功能上逐步趋同，即城域承载传送网需要三层功能，只是目前各运营商在三层功能应用的网络层次上存在差异，另外两类设备OAM目前采用不同的方案。
三、UTN的技术实现与主要功能
UTN依然采用传统的核心、汇聚和接入三层网络架构，采用面向技术融合的设备制式进行组网，整个网络在核心和/或汇聚层采用三层功能、接入层采用二层功能。UTN自身并不是新的技术或全新的设备形态，它根据不同层次的网络应用现有的各种技术，并不是各种技术的简单组合，而需要各种技术完善的互联互通以及协同工作。各种技术的应用主要体现在以下几个方面：
1）由于IP/MPLS在三层路由功能和动态业务开通和调整的技术优势，在核心和或汇聚层主要采用IP/MPLS技术完成整个城域承载传送网络的路由和灵活连接功能，整个承载网络三层功能的实现主要依靠IP/M[PLS技术来完成。
2）尽管ITU-T和IETF就MPLS-TP OAM格式和功能存在较大争论，但MPLS-TP利用其隧道技术，确保了承载传送网络的“可管、可控、可规划”。MPLS-TP的OAM功能远比传统MPLS丰富得多，提供完善的电信级50 ms保护功能，MPLS-TP网络保护、运维方式等更类似于MSTP，对现有运维体制和方式改变少。MPLS-TP是传统MPLS在二层功能的扩展，完善了MPLS在二层应用的标准化，将会逐步取代传统以太网并逐步应用于网络接入层中，思科等设备厂商在刚结束的CEWC（电信级以太网世界峰会）上声明“MPLS-TP在城域网汇聚接入使用是最合适的技术，其主要优势在于接入上千节点的规模组网能力、低成本、类SDH运维等”，说明无论是传统传输厂家还是传统数据厂家均积极向MPLS-TP全面演进，MPLS-TP在传统MPLS上所做的大幅优化和提升，具有显著的保护和运维优势。
MPLS-TP作为二层技术在接入层中应用时，采用类传输的维护方式配置带宽，提高了网络的利用率，在核心层中IP/MPLS与MPLS-TP共同使用，可形成端到端的MPLS-TP通道，提高网络的可靠性。
3）MPLS-TP与MPLS在核心汇聚层共同应用，提高端到端的网络保护能力，但不能提高MPLS的承载效率。目前提高传统IP/MPLS承载效率的最好办法是IP与光/OTN的协同，通过光层的网络保护和恢复功能，支持IP/MPLS网络重载，使城域承载传送网络的效率达到80%（含网络保护容量）左右。目前相关的接口规范和标准各相关标准组织正在研究之中。
随着接入业务带宽的不断增加，如业务带宽增加到GE、10GE，可采用MPLS-TP的方式进行业务传送，也可采用OTN的封装格式，并通过P-OTN设备将业务传送到汇聚层进行汇聚和收敛后，直接与IP/MPLS设备进行连接。
4）传统IP/MPLS与MPLS-TP之间的互通依然是城域承载传送网应用的一个关键问题，目前IETF正在就MPLS、MPLS-TP、GMPLS等制定统一的MPLS标准（Unified MPLS），解决MPLS家族内各种协议的互通和协同工作问题，目前国内CCSA也准备制定相关的互通标准。
UTN采用清晰的“L2+L3分组组网”方式将逐步实现PTN和IP RAN的融合演进，实现从网络功能向网络实现的融合演进，满足运营商综合承载和LTE等新业务引入的需求。UTN主要完成以下功能：
1、完善强大的类MSTP的网络传送功能，提高电信级的网络保护功能；
2、具有以分组化的内核处理功能，满足业务IP化的需求；
3、灵活的三层路由功能，实现多种业务综合承载传送的功能需求；
4、具有高的网络利用率，减少网络建设成本；
5、网络应具有完善的类传送网络管理系统，增加了网络的可运维性。
这里需要说明的是，关于网络三层功能的实现，并不是网络中的所有网元均需具有三层功能。以L3 VPN大客户业务和LTE X2业务为例， L3 VPN在全网部署时，业内采用层次化L3 VPN来解决N平方问题，即在接入层采用点到点汇聚型配置，接入节点之间流量通过汇聚节点转发（参见图2）。在流量转发模型上和“L2+L3”完全一样。而在实际网络部署中，无论是L3 VPN大客户业务还是未来的LTE X2业务，都是无法通过接入节点直接转发流量，无论接入层网络是否引入L3，流量都需要经过汇聚以上节点转发，其流量模型的本质也是“L2+L3”。 另外，上千个接入节点部署L3 VPN，增加了承载传送网络与业务网络的耦合度，大幅增加网络支持业务的复杂度, 会涉及到基站IP地址的频繁更新规划和配置，影响面大，风险高。
图2 “L3 VPN到边缘”与“L2+L3”组网方案比较
四、结束语
目前，根据多业务承载传送和移动宽带业务的迅猛发展，对城域承载传送网的设备提出了非常迫切的需求，国际、国内上尚无可完全依据的成熟技术标准，而各厂商的设备也正在根据运营商的需求在不断完善之中。在此背景下，本文从技术融合和网络融合的角度提出了的UTN的概念，UTN的概念已经在我国某主要运营商以移动回传为主的城域承载传送网的建设中刚开始应用，其技术规范、功能需求等将会随着在实际网络中的应用进一步完善，并为相应国际和国内标准的制定提供切实可行和实际的应用数据，完善相关标准，反过来促进网络和技术融合，为下一步网络的宽带化和IP化服务。 
