接入层PTN网络优化方案研究

接入层ＰＴＮ网络优化方案研究　王东’，韩健’，闰勇　，吴志超　（１中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南，２５０１　０１；２山东鲁浦信息技术有　限公司，济南，２５０１　０１）　摘　要针对接入层ＰＴＮ网络优化的问题，本文提出了一种简单有效的接入层ＰＴＮ优化方案。所提方案基于ＰＴＮ接入　环中选点升级的思想，相比传统优化方式缩短了建设路径和周期，且能有效利用现有传输资源，大幅提高接　入网络的带宽和安全性。　关键词接人层ＰＴＮ优化；带宽；选点升级；安全性　中图分类号ＴＮ９１３．７　文献标识码Ａ　文章编号１００８—５５９９（２０１４）０５－００１６－０４　１　引言　目前，ＰＴＮ已被广泛应用在现网中承载基站接入、　２接入层ＰＴＮ网络现状分析　２．１接入层ＰＴＮ网络问题分析　集团客户和ＷＬＡＮ接入等业务。现有工程中对于新增　３Ｇ基站、４Ｇ基站和集团客户等，往往采用就近接人原　则加入到现有的ＰＴＮ接入环中。随着新增基站的不断建　设，现有ＰＴＮ接入环上的节点数目越来越多，其带宽容　如图ｌ（ａ）和（ｂ）中所示，Ａ和Ｂ为１０　ＧＥ　ＰＴＮ的　汇聚点，Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ为ＧＥ　ＰＴＮ接入节点。　２．２接入层ＰＴＮ网络带宽需求分析　量已不能满足基站接人的带宽需求“叫　。接入层ＰＴＮ网　络的优化工作变得迫在眉睫。　对于ＰＴＮ接入环的优化，首先应确定一个ＰＴＮ接　现有的接入层ＰＴＮ网络优化方式主要有：　跳点组环、裂环建设和升级１０　ＧＥ环３种。以上　３种方案存在安全性低、建设成本高、建设周期　长等问题。针对以上问题，本文提出了一种基于　选点升级的接入层ＰＴＮ网络优化方案。所提方　案相比传统优化方式缩短了建设路径和周期，且　能有效利用现有传输资源，大幅提高接入网络的　带宽和安全性。　收稿Ｂ期：２０１　４－０；３—１　７　图１　ＰＴＮ接入环　ｌ６　・２０１４年第５期・　电信工程技术与标准化　入环中最多能接入几个基站节点。表ｌ所示为无线基站、　ＷＬＡＮ和集团客户接入时的带宽需求及其承载方式。　由表ｌ中可看出，当一个基站的ＰＴＮ承载了２Ｇ、３Ｇ、　均带宽的基础上，仍能够保证一个４Ｇ基站达到峰值带　宽。另外，ＰＴＮ系统带宽利用率超过７０％，考虑进行网　络扩容或调整。综合以上情况可以得出，每个ＧＥ　ＰＴＮ　接入环接人基站数应为６个以下。　４Ｇ以及ＷＬＡＮ和集团客户专线时，其承载业务的极限　带宽需求为３００　Ｍｂｉｔ／ｓ左右。在实际工程中，考虑到　业务的并发比，这种极限情况一般不会出现。表２所示　为典型基站类型及其带宽需求表。　表１　基站　ＷＬＡＮ￣ｆｌ集团客户接入带宽需求表　类型　２Ｇ基站一宏站　３接入层ＰＴＮ网络优化方案探讨　３．１传统接入层ＰＴＮ优化方案探讨　对于现有的ＰＴＮ接人环，其优化方案主要有：跳　点组环、裂环建设和升级１０　ＧＥ环３种。下面将详细分　析对比这３种优化方案的优缺点。　３．１．１跳点组环优化方案　带宽　在汇聚层各种网络承载占比（％）　（Ｍｂｉｔ／ｓ）　ＰＴＮ　ＳＤＨ　ＧＰＯＮ　８　１５％　８５％　２Ｇ基站一室分　３Ｇ基站一宏站　２　２５　２０％　１００％　８Ｏ％　３Ｇ基站一拉远　３Ｇ基站一室分　２５　１５　ｌｏ０％　１０Ｏ％　跳点组环：保持原有结构不变，通过多用一对纤芯，　跳点组环，其原理如图２所示。　如图２所示，Ａ和Ｂ为ｌＯ　ＧＥ汇聚ＰＴＮ节点，Ｃ、　Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、１分别为基站ＧＥ　ＰＴＮ接入节点。　４Ｇ基站一宏站（Ｆ或Ｄ　频段）　４Ｇ基站（Ｆ＋Ｄ频段）　４Ｇ基站一室分　４Ｇ基站一拉远　ＷＬＡＮ接入（单ＡＰ）　２—４Ｍｂｉｔ／ｓ集团客户　专线　８０　ｌ６０　６０　８０　２０　４　ｌＯ　１００　ｌｏ０％　１ｏ０％　１００％　１ＯＯ％　５％　３Ｏ％　２Ｏ％　５％　９５％　７０％　８Ｏ％　９５％　如图２中所示，原有的ＰＴＮ接入环为：Ａ－Ｃ－Ｄ—Ｅ—　Ｆ—Ｇ—Ｈ—Ｉ—Ｂ。由于环中承载了７个基站接入点，造成　接入环带宽容量已不能满足用户需求。根据跳点组环的　优化原则，拆环后的ＰＴＮ接入环为：接人环１：Ａ—Ｃ—　ｌＯＭｂｉｔ／ｓ集团客户专线　１００　Ｍｂｉｔ／ｓ集团客户专线　Ｅ—Ｇ—Ｉ～Ｂ和接入环２：Ａ－Ｄ—Ｆ－Ｈ－Ｂ。接入环１成环　时需在接人环２的节点Ｄ、Ｆ、Ｈ处跳接。相应的接人　环２成环也需在接入环１的节点Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｉ处跳接。　此方法占用光纤资源严重，且存在较大的安全隐患，如　果某段光缆中断，则会同时使两个接人环发生倒换，维　护工作量较大，且占用汇聚设备端口较多。　ｊ．１．２裂环建设优化方案　表２典型基站类型及其带宽需求　站名　基站１　基站２　基站３　基站４　２Ｇ　２Ｇ＋３Ｇ　３Ｇ＋４Ｇ　２Ｇ＋３Ｇ＋４Ｇ　类型　带宽（Ｍｂｉｔ／ｓ）　８　３３　１０５　ｌ１３　基站５　基站６　基站７　３Ｇ　４Ｇ　３Ｇ＋４Ｇ　２５　８０或１６０　ｌ０５　裂环：通过新建设光缆对原有ＧＥ接人环进行裂环，　将原有一个ＧＥ接入环拆分为两个ＧＥ接入环，其原理　如图３所示。　依据４Ｇ传输承载网建设指导意见，对于有４Ｇ基　站的ＰＴＮ接入环，在表中带宽需求的基础上，每个　如图３所示，原有ＰＴＮ接入环拆环后为接入环ｌ：　Ａ—Ｃ—Ｄ—Ｅ—Ｆ—Ｂ和接入环２：Ａ－Ｇ－Ｈ－Ｉ－Ｂ。此方法　接入环可根据业务预测额外预留２４０　Ｍｂｉｔ／ｓ带宽；对　需在Ａ—Ｆ和Ｂ—Ｆ节点之间建设两条长距离光缆，光缆　于只有室分站的接入环，可以根据业务预测额外预留　建设距离较长，使得汇聚节点至个别接人节点之间距离　９０　Ｍｂｉｔ／ｓ带宽，以确保每个接人环的４Ｇ基站达到平　・过长，形成超远接入环，影响业务的开通和工程周期，　ｌ７　２０１４年第５期・　接入环２：Ｆ—Ｇ－Ｈ—Ｉ－Ｂ。表３所示为４种优化　方案的建设周期、安全性和投资情况对比。　综合对比以上方案，所提选点升级方案相对　方案１增加了系统的安全性（假设Ａ—Ｃ节点间　光缆中断，新优化方式只断接入环ｌ，而方案ｌ　的两个接人环都会中断），建设路径缩短５０％；相　对于方案２，新方案不会形成超远接入环，节省　了汇聚设备的端口和管道资源，保证业务的顺利　开通；相对于方案３，新方案大大缩短建设周期，　图２跳点组环优化方案原理图　且受现有管道资源限制，存在与原有光缆同路由问题，　存在较大的安全隐患。　５．１．５升级１　０ＧＥ环优化方案　升级替换为ｌ０　ＧＥ环：利用原有光缆，将原　ＧＥ接人环设备替换为１０　ＧＥ设备，原接入环结　构不变，其原理如图４所示。　如图４中所示，将原有接入环中的所有节点　都升级为１０　ＧＥ设备，以此来满足接入带宽的　需求。优化后的接人环结构为：Ａ－Ｃ－Ｄ－Ｅ－Ｆ—　Ｇ－Ｈ－Ｉ－Ｂ。此方法可以有效利用现有的光缆资源，　但是建设工程量较大，投资较高，且受客观因素　限制，可能会形成部分接人点暂时无法安装设备　局面，影响工程周期。　３．２新型接入层ＰＴＮ优化方案探讨　图３裂环建设优化方案原理图　核　心　层　由上文可知，安全性低、建设成本高和建　设周期长是以上３种方案不可避免存在的问题。　为了解决以上问题，本文提出一种选点升级的　ＰＴＮ接入优化方案。新方案在现有ＰＴＮ接入环　中利用现有光缆，选取接入环中关键节点升级为　图饲：　圄ｌＯＧＥｉ￣　●开级ｌｏＧＥ接入节点　ｏ　ＧＥ接人节点　核心层　聚层Ａ　Ｃ　１０　ＧＥ设备，通过现有光缆纤芯接人到原汇聚环　中，建设方式如图５所示。　如图５中所示，在ＰＴＮ接入环中选取关键　节点Ｆ，升级为１０　ＧＥ的ＰＴＮ设备，并相应的　将原接入环裂变为：接入环１：Ａ—Ｃ—Ｄ—Ｅ—Ｆ和　ｌ８　・接入层　Ｄ　Ｅ　（ａ）ＰＴＮ接人环优化萌　（ｂ）升级为１０ＧＥ环优化后　图４升级１　０　ＧＥ环优化方案原理图　一２０１４年第５期・　电信工程技术与标准化　案由于其自身特点，适用于管道、光缆资源匮乏　的边缘区域，能够提高偏远基站的接入能力。　４结束语　针对目前接人层ＰＴＮ网络优化的问题，本　文提出了一种简单有效的接入层ＰＴＮ优化方案。　所提方案基于选点升级的思想，相对传统的优化　方案可缩短建设周期，避免过多的跳接，减少管　道资源浪费和长距离光缆建设，降低投资，安全　图５新型接入层ＰＴＮ优化方案原理图　表３接入层ＰＴＮ网络优化方案对比　性高，便于维护。在实际施工过程中要因地制宜，　根据本地网的情况，综合考虑改机房的供电，光　优化方案　跳点组环　建设周期　短　安全性　低　投资　低　缆资源等客观因素，选择合适的优化方案。随着城域网　传输设备组网技术的不断提高和接入层网络优化的实施　完善，传输网络将更安全更可靠。　裂环建设　升级替换１０ＧＥ环　选点升级　长　长　短　低　高　高　由　高　由　中的节点升级为汇聚节点（该节点须满足机房空间、电　参考文献　【１】雷晓东．ＰＴＮ技术在全球运营网中的典型应用案例分析［Ｊ】．电　信科学，２Ｏ１２，２８（ｒ）：１　０１—１　０９．　【２】边春雨，谢金龙．城域传输网中ＰＴＮ组网模式和引入策略【Ｊ］．　电信科学，２Ｏ１　０，２６（７）：１　２８－１　３；５．　［５】龚宇洁．移动本地传输网络优化思路探讨［Ｊ】．信息通信，２０１　５　（１）：２２０－２２１．　池等汇聚设备基本要求），升级后形成的汇聚环节点数　目会相应增多，但是该汇聚环所接入的基站数量不变，　因此不会影响到上层网络的安全性和带宽。如表３中所　示，传统的接入层ＰＴＮ网络优化方案和本文所提方案　各有其优缺点，在实际施工过程中要因地制宜，根据本　地网的情况选择合适的优化方案。本文所提新型优化方　［４】谢桂月，陈雄，曾颖．有线传输通信工程设计［Ｍ】．北京：人　民邮电出版社，２Ｏ１　０．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｃｅｓｓ　ｐａｃｋｅｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ＷＡＮＧ　Ｄｏｎｇ　，ＨＡＮ　Ｊｉａｎ　，ＹＡＮ　Ｙｏｎｇ　，ＷＵ　Ｚｈｉ－ｃｈａｏ　（１　Ｃｈｉｎａ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｂｒａｎｃｈ，Ｊｉｎａｎ　２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；２　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｌｕｐｕ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ　２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ａｃｃｅｓｓ　ＰＴＮ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｎｏｄｅ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｖｅｒｉｉｆｅｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｏｎｅ　ｗｈｉｃｈ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｔｌｙ　ｍａｋｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｈｉｇｈｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄｓ　ａｎｄ　ｐａｔｈ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ａｎｄ　ｓａｆｅｔｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｐａｃｋｅｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｂａｎｄｗｉｄｔｈ；ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｎｏｄｅ；ｓａｆｅｔｙ　－２０１４年第５期・　——ｌ９