3G、4G同發(fā)展：某多山區(qū)運(yùn)營商分組網(wǎng)架構(gòu)的優(yōu)化

邱耀斌 趙亮

【摘要】 近年來，技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的繁榮推動移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展。隨著智能終端的快速發(fā)展，移動上網(wǎng)正大踏步邁入大眾普及階段。隨之而來的，是移動數(shù)據(jù)用戶的爆發(fā)式增長，以及移動數(shù)據(jù)寬帶化需求對電信企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、競爭等多方面產(chǎn)生的巨大壓力。受3G速率和承載能力限制，全球先進(jìn)運(yùn)營商都積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)向4G演進(jìn)。傳送網(wǎng)是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基石，傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、匯聚區(qū)區(qū)域、節(jié)點(diǎn)的合理性決定了其網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和柔韌性。分組網(wǎng)架構(gòu)的建設(shè)需確保網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵字】 分組網(wǎng) 匯聚區(qū) 架構(gòu) 一二級匯聚

一、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

某地市轄一區(qū)一市七縣，面積17298平方千米，人口263萬，地廣人稀，其中山地面積占88.42%，山路崎嶇，交通不便，整個地市國道僅360.1公里，省道僅938.3公里；年底無線用戶30.18萬戶，無線2G、3G基站1406個（其中3G站點(diǎn)983個，2G站點(diǎn)423個）。該地市目前尚有部分區(qū)域未完成3G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，對該地市業(yè)務(wù)的發(fā)展和用戶的體驗(yàn)帶來較大的考驗(yàn)。見下表1。

運(yùn)營商目前主要依靠MSTP、OTN和分組網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的回傳。MSTP網(wǎng)絡(luò)主要承載移動網(wǎng)基站業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)以及大客戶業(yè)務(wù)等其他零星業(yè)務(wù)；OTN網(wǎng)絡(luò)主要承載數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)以及未來分組網(wǎng)絡(luò)的回傳；分組網(wǎng)絡(luò)主要承載移動網(wǎng)基站業(yè)務(wù)的回傳，核心層架構(gòu)采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，匯聚層都采用一級匯聚構(gòu)建，采用與原MSTP網(wǎng)絡(luò)基本一致的架構(gòu)搭建目標(biāo)網(wǎng)。如圖1所示。

二、業(yè)務(wù)需求

第一年度新增3G站點(diǎn)544個，其中2G升級191個；LTE站點(diǎn)267個。3年共計(jì)建設(shè)3G站點(diǎn)2685個（見表2）和LTE站點(diǎn)837個（見表3）。新建站帶動了大量的帶寬需求（預(yù)計(jì)15.88個10GE，見表3），帶寬的成倍化增加（原帶寬為1.5個10GE）導(dǎo)致原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)無法適應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化勢在必行。

三、基礎(chǔ)架構(gòu)

該地區(qū)設(shè)定為11個匯聚區(qū)（匯聚區(qū)是指依據(jù)地理狀況、行政區(qū)劃、業(yè)務(wù)分布等，從網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的合理性和管理維護(hù)的方便性出發(fā)，將本地網(wǎng)劃分為多個區(qū)域，區(qū)內(nèi)保持一定的網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性）。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模爆炸式的增長，需要在原來的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整，以便能夠更好地保持網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。

分組網(wǎng)建設(shè)分為核心、匯聚（一級/二級）和接入的分層結(jié)構(gòu)；匯聚設(shè)備主要用于末端接入設(shè)備業(yè)務(wù)收斂，按照網(wǎng)絡(luò)層級可分為一級匯聚和二級匯聚設(shè)備，一級匯聚設(shè)備主要用于其下掛的二級匯聚設(shè)備和周邊末端接入設(shè)備的業(yè)務(wù)收斂，設(shè)置在匯聚機(jī)房或兼做匯聚的核心機(jī)房；二級匯聚設(shè)備主要用于末端接入設(shè)備的業(yè)務(wù)收斂。

四、架構(gòu)優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)狀、業(yè)務(wù)需求以及分組網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的約定，優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下3個方面：

1.匯聚區(qū)邊界的劃分：為保證接入層都收斂在同一個匯聚區(qū)內(nèi)，避免跨匯聚區(qū)，劃分依據(jù)行政區(qū)劃調(diào)整為主干光纜路由。2.匯聚機(jī)房調(diào)整：為更好地保證接入層收斂同路由，山區(qū)路由單一，調(diào)整匯聚機(jī)房為兩個匯聚區(qū)的交叉點(diǎn)。3.節(jié)點(diǎn)增加：在原有架構(gòu)下，基站數(shù)增加約2倍。經(jīng)過分析，在節(jié)點(diǎn)設(shè)備不增加的情況下，無法滿足業(yè)務(wù)需求。

4.1案例一

YHX和JNX兩個縣3G站點(diǎn)和LTE站點(diǎn)業(yè)務(wù)相對于其他縣分較少，共計(jì)站點(diǎn)473個（其中YHX188個，JNX285個。YHX、JNX面積為985、1367平方公里，有2條路由可以互通，其他互通區(qū)域都為高山。原分組規(guī)劃一級匯聚環(huán)路，會導(dǎo)致各匯聚區(qū)業(yè)務(wù)無法收斂在同一個匯聚區(qū)內(nèi)。如圖3所示。

圖3中上半部分粗線條區(qū)域?yàn)閅HX匯聚區(qū)，下半部分粗線條區(qū)域?yàn)镴NX匯聚區(qū)；黃色細(xì)線條為YHX和JNX縣的2條道路以及光纜路由；黃色填充區(qū)域約267平方公里原歸屬于JNX匯聚區(qū)，其中有一條主干光纜路由經(jīng)過黃色填充區(qū)域與QTX匯聚區(qū)交叉；淡紫色填充區(qū)域約71平方公里原歸屬于JNX匯聚區(qū)，該區(qū)域的右邊即為JNSW節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)優(yōu)化后升級為JNX匯聚區(qū)的匯聚機(jī)房，調(diào)整原有JNZC匯聚機(jī)房為綜合接入節(jié)點(diǎn)機(jī)房。橘色填充區(qū)域約273平方公里原歸屬于JNX匯聚區(qū)，后期需優(yōu)化調(diào)整為QYX匯聚區(qū)。

調(diào)整過程：YHX匯聚區(qū)僅有一個匯聚機(jī)房（YHTXXC），JNX匯聚區(qū)有兩個匯聚機(jī)房（JNLBH和JNZC），為了保證業(yè)務(wù)在匯聚區(qū)內(nèi)收斂、主干光纜路由的一致性，調(diào)整原有JNZC匯聚機(jī)房（圖（6）中紅色菱形節(jié)點(diǎn)）為綜合接入節(jié)點(diǎn)機(jī)房，調(diào)整匯聚區(qū)的交叉機(jī)房JNSW為匯聚機(jī)房；調(diào)整原JNX匯聚區(qū)約71平方公里（淡紫色區(qū)域）為YHX匯聚區(qū)，并利用一級匯聚機(jī)房JNSW構(gòu)建匯聚區(qū)的一、二級匯聚環(huán)路，充分地保證后期3G和4G站點(diǎn)業(yè)務(wù)的收斂。如圖4所示：

圖4中綠色細(xì)線條構(gòu)建的為YHX匯聚區(qū)的二級匯聚環(huán)路物理拓?fù)洌硗庖粋€紫色細(xì)線條構(gòu)建的為JNX匯聚的二級匯聚環(huán)路物理拓?fù)洹?/p>

匯聚區(qū)架構(gòu)優(yōu)化后，JNX匯聚區(qū)匯聚設(shè)備數(shù)量從2個增加到5個，綜合接入節(jié)點(diǎn)數(shù)從3個增加到13個。YHX匯聚區(qū)匯聚設(shè)備數(shù)量從2個增加到5個，綜合接入節(jié)點(diǎn)數(shù)從3個增加到7個。根據(jù)分組網(wǎng)的帶寬共享策略和3G、4G占用帶寬，兩個匯聚區(qū)各建設(shè)1個二級匯聚環(huán)可滿足規(guī)劃期內(nèi)帶寬需求（YHX約0.88個10GE，JNX約1.2個10GE）。

4.2案例二

LQS和QYX縣共計(jì)站點(diǎn)862個（其中LQS467個，QYX395個）。YHX、JNX面積為3059、1898平方公里，有1條光纜路由可以互通，其他互通區(qū)域都為高山。原分組規(guī)劃2個縣為一級匯聚環(huán)路，會導(dǎo)致各市縣業(yè)務(wù)無法收斂在同一個匯聚區(qū)內(nèi)。如圖5所示：

圖5中上半部分粗線條區(qū)域?yàn)長QS匯聚區(qū)，下半部分粗線條區(qū)域?yàn)镼YX匯聚區(qū)；黃色細(xì)線條為LQS和QYX兩個縣的1條道路以及光纜路由；橘色填充區(qū)域約273平方公里原歸屬于JNX匯聚區(qū)，區(qū)域有兩條主干光纜與QYX匯聚區(qū)相交集。

調(diào)整過程：LQS和QYX匯聚區(qū)各有2個匯聚機(jī)房，為保證QYX匯聚區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)都收斂在匯聚區(qū)內(nèi)，調(diào)整QYBX匯聚機(jī)房為綜合接入節(jié)點(diǎn)機(jī)房，升級QYHT為新的匯聚機(jī)房。原JNX匯聚區(qū)約273平方公里（圖11橘色填充區(qū)域）有兩條主干光纜與QYX匯聚區(qū)相交集，為保證業(yè)務(wù)的一致性，把該區(qū)域調(diào)整為QYX匯聚區(qū)。最終2個匯聚區(qū)都各構(gòu)建1個一級匯聚環(huán)，2個二級匯聚環(huán)。如圖6所示：

圖6中LXS構(gòu)建了2個二級匯聚環(huán)（淡藍(lán)色和棕色環(huán)路）如圖上半部分；QYX構(gòu)建了2個二級匯聚環(huán)（紅色和黃色環(huán)路）如圖下半部分；

五、結(jié)束語

根據(jù)山區(qū)光纜路由單一的特點(diǎn)，優(yōu)化匯聚區(qū)區(qū)域范圍、構(gòu)建合理的匯聚區(qū)和一、二級匯聚環(huán)路，使業(yè)務(wù)收斂在同一個匯聚區(qū)內(nèi)；調(diào)整匯聚機(jī)房和綜合接入節(jié)點(diǎn)機(jī)房的位置與數(shù)量，有效地收斂基站業(yè)務(wù)、節(jié)約接入設(shè)備數(shù)量、縮短基站的接入距離。該地市優(yōu)化后構(gòu)建8個一級匯聚環(huán)，18個二級匯聚環(huán)，共計(jì)20個一級匯聚設(shè)備，80個二級匯聚設(shè)備。根據(jù)之前規(guī)劃3年新增總帶寬約15.88個10GE。如后期有大量業(yè)務(wù)增加，只需擴(kuò)容相應(yīng)環(huán)路容量即可滿足。分組網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化后一二級匯聚結(jié)構(gòu)，如圖7所示：

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳運(yùn)清.電信級IPRAN實(shí)現(xiàn)-面向LTE規(guī)模運(yùn)營的移動基站回傳綜合承載指引.北京： 電子工業(yè)出版社， 2 013