4G時代中國移動PTN本地傳輸網(wǎng)優(yōu)化思路探析

廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司 趙建樹

4G時代中國移動PTN本地傳輸網(wǎng)優(yōu)化思路探析

廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司 趙建樹

中國移動4G建設(shè)正如火如荼的開展，由于4G業(yè)務(wù)自身的特點(diǎn)，其傳送承載網(wǎng)絡(luò)——PTN傳輸網(wǎng)也需要進(jìn)行大規(guī)模的優(yōu)化。本文對TD-LTE業(yè)務(wù)對傳輸?shù)男枨筮M(jìn)行了分析，并進(jìn)而提出PTN傳輸網(wǎng)持續(xù)優(yōu)化的策略及思路。

4G；PTN；本地傳輸網(wǎng)；優(yōu)化

1.引言

在3G時代，中國移動選擇了PTN技術(shù)作為傳送承載平臺，建設(shè)了適合3G業(yè)務(wù)的PTN網(wǎng)絡(luò)，同時PTN由于其高帶寬、高安全性的特點(diǎn)，與IPRAN一起成為適用于4G的兩大主流傳送技術(shù)之一。為充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源，中國移動繼續(xù)采用PTN技術(shù)承載4G業(yè)務(wù)也是必由之路。但是4G對傳輸網(wǎng)提出了更高的要求，現(xiàn)有的PTN傳輸網(wǎng)需要進(jìn)一步優(yōu)化才能滿足的4G的需求。而且作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的PTN傳輸網(wǎng)，需要具有適度的前瞻性，需對網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的路線超前三至五年進(jìn)行規(guī)劃，否則建設(shè)思路如果有不科學(xué)的地方會對寶貴的資金、時間及配套資源造成極大的浪費(fèi)。同時，傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化又是一個牽一發(fā)而動全身的過程，在工程建設(shè)中經(jīng)常會遇到一些在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時無法考慮的細(xì)節(jié)，因此有必要對傳輸網(wǎng)的優(yōu)化思路進(jìn)行充分的探討，確保PTN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向正確，技術(shù)合理。

2.4G對傳輸帶寬的需求

4G業(yè)務(wù)對于傳輸提出了全新的需求：

(1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加扁平化。

(2)全I(xiàn)P化：需要傳輸提供有連接的、低時延的、高QoS的IP承載。

(3)大帶寬：4G業(yè)務(wù)對傳輸帶寬的需求比3G增加至少4~6倍，單個基站帶寬需求已達(dá)百兆量級。

3.PTN本地傳輸網(wǎng)優(yōu)化思路

PTN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，主要從調(diào)架構(gòu)和擴(kuò)容量兩大角度出發(fā)，綜合考慮骨干層、匯聚層、接入層不同層次的特點(diǎn)與需求。

3.1 骨干層

(1)骨干層的L2轉(zhuǎn)L3設(shè)備是整個網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，既向上與EPC中心對接，同時還要向下匯接整個本地傳送網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)，因此要充分考慮設(shè)備的交叉容量、端口配置、布局規(guī)劃等。為減輕L2轉(zhuǎn)L3核心設(shè)備的負(fù)責(zé)，可獨(dú)立出一個層級，作為骨干層向下匯接的專用設(shè)備，分?jǐn)侺2轉(zhuǎn)L3核心設(shè)備的負(fù)荷。

(2)中國移動2013年剛開始建設(shè)4G時，骨干層各網(wǎng)元之間的鏈路基本是以10GE為主。隨著建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大以及40GE PTN造價的迅速降低，可以全面升級為40GE鏈路。

(3)將來隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的再進(jìn)一步擴(kuò)大，需要對骨干層進(jìn)行多平面擴(kuò)容建設(shè)?，F(xiàn)在主流廠家的高端PTN設(shè)備作為L2轉(zhuǎn)L3核心設(shè)備時，基本上一對設(shè)備可以負(fù)責(zé)1000～2000個基站，如果基站總數(shù)超過1000個，骨干層就需要考慮建設(shè)第二平面。

3.2 匯聚層

現(xiàn)有匯聚層組網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本以匯聚節(jié)點(diǎn)至骨干節(jié)點(diǎn)的端到端的PTN為主，即匯聚層的PTN環(huán)直接覆蓋核心機(jī)樓和各縣區(qū)的重要匯聚節(jié)點(diǎn)；部分比較前瞻的地區(qū)可能已經(jīng)初步形成了“OTN+PTN”的架構(gòu)，即把匯聚層PTN下沉，而把跨縣區(qū)的調(diào)度傳送交由OTN波分網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

(1)端到端模式的特點(diǎn)：

①對于骨干機(jī)樓的空間需求較高。因?yàn)槊坑幸粋€端到端的匯聚環(huán)，都必然要在核心機(jī)樓有一端設(shè)備，這樣核心機(jī)樓的空間會迅速消耗，而且配套電源也需要進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)容。

②端到端的模式對主干光纜的纖芯需求都較高。因?yàn)槊總€端到端的匯聚環(huán)都需要占用一對主干纖芯，當(dāng)然部分路由通過波分設(shè)備減少纖芯的消耗。

(2)“OTN+PTN”模式的特點(diǎn)：

①對核心機(jī)樓空間要求??；

②對主干光纜的需求較低，建設(shè)結(jié)構(gòu)完整覆蓋全面的一套OTN系統(tǒng)即可，纖芯消耗少；

(3)現(xiàn)在依然是端到端的PTN的地區(qū)，有兩種演進(jìn)策略：一是保持端到端的結(jié)構(gòu)升級為40GE，二是改造為“OTN+PTN”架構(gòu)。

①方案1：保持端到端的結(jié)構(gòu)升級為40GE

升級40GE方案最重要的是需要考慮本地網(wǎng)現(xiàn)有的匯聚設(shè)備能否平滑升級40GE，如果能夠平滑升級且設(shè)備也有足夠的槽位，投資和割接升級難度都還是比較低的，可以作為一個優(yōu)選方案。而如果現(xiàn)有的匯聚設(shè)備不能平滑升級40GE的話，則需要更換全部的匯聚層設(shè)備，這是一筆在現(xiàn)有情況下幾乎難以承受的海量投資，因此需要謹(jǐn)慎開展。在實(shí)際上，中國移動的匯聚層設(shè)備基本都是在2010年、2011年大規(guī)模建設(shè)的，這些設(shè)備基本都沒辦法平滑升級40GE，比如中興的ZXCTN6300、ZXCTN9008，華為的PTN3900等。

②方案2：改造為”O(jiān)TN+PTN”模式

OTN系統(tǒng)的建設(shè)需要一筆較大的資金投入，投資比平滑升級40GE高，但比將原有10GE匯聚層設(shè)備全部直接替換為40GE高；本方案最大的難點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)割接，大量的帶業(yè)務(wù)割接需要制定周密的割接計劃，實(shí)施周期較長，難度較高。

(4)已初步形成“OTN+PTN” 架構(gòu)的地區(qū)，需要進(jìn)一步考慮PTN匯聚環(huán)的升級優(yōu)化、OTN 波道鏈路的擴(kuò)容等問題。 “OTN+PTN”架構(gòu)下PTN匯聚環(huán)也要逐步升級為40GE。隨著PTN升級40GE的逐步開展，OTN的波道部署要逐步從GE為主轉(zhuǎn)為10GE為主。

(5)幾種方案各有利弊，可根據(jù)本地網(wǎng)的特點(diǎn)選擇不同的演進(jìn)策略，但是”O(jiān)TN+PTN”更適合網(wǎng)絡(luò)的長期發(fā)展需要。

3.3 接入層

(1)接入環(huán)帶寬需求分析

接入層主要是需要細(xì)致的核算每一個接入環(huán)的帶寬，以滿足4G基站對傳送巨大的帶寬需求。因?yàn)镚E速率的PTN環(huán)對于之前的2G/3G業(yè)務(wù)來說，帶寬是非常充裕的，因此現(xiàn)有的PTN接入環(huán)一般站點(diǎn)數(shù)比較多，一般為8~12個，甚至單環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)多至20個的也有。因此，一旦這些站點(diǎn)全部或者大部分升級為4G站點(diǎn)，一個GE環(huán)的帶寬就遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需求。

4G宏站按照典型的S111模型考慮帶寬需求為80M，室分站按S11模型考慮帶寬需求為60M，另外考慮2G/3G/集團(tuán)客戶專線、PTN開銷和網(wǎng)管等流量，并且為高峰時段流量的突發(fā)式增長預(yù)留240M，一個GE接入環(huán)大概可以接入的4G站點(diǎn)不超過6個。而如果在雙頻混合組網(wǎng)的情況下，單個GE接入環(huán)的4G站點(diǎn)不能超過3個。中國移動現(xiàn)在大規(guī)模采用D頻/F頻雙頻組網(wǎng)，因此，現(xiàn)有的GE接入環(huán)必須進(jìn)行大規(guī)模的優(yōu)化調(diào)整，才能滿足需求。

(2)接入層優(yōu)化策略

●對現(xiàn)有的GE接入環(huán)進(jìn)行拆環(huán)。把1個GE環(huán)拆為多個GE速率的接入環(huán)；優(yōu)勢是投資低，不用大量新增設(shè)備，缺點(diǎn)是割接難度大，對光纜資源需求高，尤其是接入層光纜的芯數(shù)一般都不大，經(jīng)常出現(xiàn)拆環(huán)無芯可用的情況。

●對現(xiàn)有GE環(huán)進(jìn)行2*GE擴(kuò)展。即在同一套設(shè)備新增GE光路重組一邊環(huán)路，這個方案可以節(jié)約設(shè)備的數(shù)量，但是因?yàn)榫€路光口多占用了GE端口，可用于業(yè)務(wù)接入的GE端口就減少了，而之前的接入層設(shè)備接入能力一般不會太強(qiáng)，并且這種模式照樣要占用多一對纖芯。

●部分廠家提供了單纖雙向模塊，可以把使用1對纖芯的1個GE環(huán)提升至2個GE。本方案可以在不增加端口和纖芯消耗的基礎(chǔ)上簡單通過更換光模塊的形式就把GE環(huán)容量提升一倍，但是并不是所有廠家都支持該模式。

●接入層升級10GE。10GE接入環(huán)在速率上完全不存在瓶頸，但是出于網(wǎng)絡(luò)安全性考慮，一般單環(huán)上節(jié)點(diǎn)數(shù)控制在8~12個為宜。優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)難度低周期短，缺點(diǎn)是投資大，需要大量新增設(shè)備，現(xiàn)有設(shè)備利用率不高，而且對匯聚層的10GE端口具有大量的需求，現(xiàn)有的匯聚層設(shè)備很可能無法滿足全面升級10GE的需求。

4.結(jié)束語

傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是一項(xiàng)長期的過程，傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化也不能奢望一蹴而就，需要針對業(yè)務(wù)發(fā)展的新形式并結(jié)合可投入的資金情況按照規(guī)劃方向不斷的對傳輸網(wǎng)進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化。

[1]張曉玉.移動4G時代背景下PTN承載全業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)及模型構(gòu)建分析[J].科技前沿,2012-8.

[2]白鷺.PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2012-2-3.

趙建樹（1982—），男，山東人，北京郵電大學(xué)電子與通信技術(shù)專業(yè)工程碩士，工程師，主要從事電信工程規(guī)劃、咨詢與設(shè)計工作，研究方向：傳輸專業(yè)通 信工程規(guī)劃咨詢設(shè)計。