全业务运营移动运营商传送网架构演进趋势

郭栋 李伟强

【摘要】全业务运营的驱动下，移动运营商的各层网络都面临着巨大的变革。作为传输网下游的无线接入和上游的核心网都在逐步实现融合，配合这一发展方向，传送网也需要梳理现在多系统叠加的混乱，朝向统一网络架构，依區域细分，汇聚层下沉的趋势演进。

【关键词】全业务运营传送网演进區域中心

1移动运营商传送网发展介绍

1.1早期面向语音业务的SDH网络(1994～2008)

光传送网刚出现时，主要面对的仍是固话和移动电话回传的需求，这些语音业务需要的是一种可靠的专有传输通道，而SDH技术迎合了这一需求。

(1)SDH／MSTP多业务承载平台

SDH全称为同步数字传输体制，是一种基于TDM帧结构的同步传输技术。它具有国际统一的数字传输标准STM-N，采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，拥有丰富的开销比特用于网络的操作管理和维护，具有统一的标准光接口和各速率系统间完美的技术兼容性，因此被运营商广泛采用。从2002年开始，面对初步升温的IP业务需求，SDH网络开始进行MSTP设备改造，通过映射方式实现分组化业务在SDH网络上的承载。

(2)WDM对于长途传送的补充

一干、二干的长距离传输对SDH系统一直是难题，20世纪末引入的WDM技术解决了这类长距离、大容量业务的传输难题，而WDM只能完成点对点静态通道传输，缺少数据交换和调度能力的缺点由承载于其上的STM信号弥补，最终形成目前庞大、成熟的SDH+WDM网络架构。

1.2传送网向IP化转变(2008～2012)

3G普及使IP业务终于成为传送网不可忽视的重要需求，以时分同步技术为基础的MSTP网络用于传输IP业务效率低的先天缺点再也无法掩盖，因此，SDH+WDM的传送网架构让位于能够良好兼容TDM和分组业务的PTN+OTN传送网架构。

(1)使用PTN承载3G回传业务

PTN技术基于分组的架构，继承了MSTP的理念，融合了Ethernet和MPLS的优点，是下一代分组承载的技术。3G／LTE业务的带宽需求主要来源于移动数据业务，数据业务具有流量不确定和突发等特性，因此需要传输网具备业务的收敛汇聚能力，有效利用网络带宽资源，节省网络建设投资。

(2)WDM向OTN升级

OTN技术由WDM技术演进而来，初期在WDM设备上增加了OTN接口和ROADM(光交叉)，实现了波长级别调度，起到光配线架作用；在初期OTN基础上，后期又增加了电交叉模块，引入了波长／子波长交叉连接功能。为各类速率客户信号提供复用、调度功能。

1.3ASON和向全光网演进(2012～)

ASON全称为自动交换光网络，是一种控制平面技术。通过统一的接口、路由、信令协议实现光网络业务通路的快速自动建立、维护、拆除、保护／恢复，以及业务的SLA及全网的流量工程(TE)。电层的ASON技术已经在SDH、PTN网络中实现，未来只要解决OXC的技术困难，结合ROADM的应用，就能够实现光层的自动波长路由分配，将一直延续至今的静态路由环形网络架构最终进化成动态分配路由的网状网架构，实现全光的IP传送网。

2现有传送网分析

2.1SDH／MSTP

经过十余年建设，国内三大运营商都拥有大规模成熟的SDH／MSTP网络，广泛应用于一干、二干和城域网，承载着固话、移动网络、宽带接入、专线、数据调度等业务。

SDH／MSTP定位于承载GSM回传业务，同时承载少量集团专线业务。在启动PTN网络建设后，中国移动已明确提出采用分组化传送设备取代SDH／MSTP设备。现有SDH网络基本停止新建SDH网络。只通过少量新建站点和扩容板卡方式满足GSM承载需求。但由于现有2G业务规模庞大，SDH网络仍将存在很长时间。

2.2PTN

中国移动拥有目前世界唯一的大规模商用PTN网络，以其作为面向3G乃至未来LTE大带宽IP化回传需求的承载平台。

PTN网络现阶段主要定位于承载3G移动回传业务，既保证高质量的电信级传送(电信级的保护倒换和带宽保证)，又能对分组业务提供统计复用，提高带宽利用率和转发效率。

为區别传统SDH网络，PTN网络采用独立组网原则，在现有SDH传统三层结构上叠加PTN网络，骨干层采用10GE系统，用于机楼间电路调度。汇聚层采用10GE系统，接八层引入GE PTN设备，现阶段主要满足TD基站的承载需求。

2.3OTN

OTN网络被广泛部署在一干、二干中用于各类业务的调度。在城域网中，OTN通过OTN接口实现多种客户信号的封装和透明传送，如以太网、白定义速率数据流等，因此城域波分系统是一个大颗粒业务的统一传送平台，主要用于核心层骨干机楼间大颗粒IP业务的调度；同时在部分一、二类地市建设有波分汇聚环用于骨干节点至骨干节点间的业务传送，满足大颗粒IP电路汇聚、接入以及长距离传输需求。近期，OTN网络定位于宽带接入等大颗粒(GE以上)业务的传送，后期将逐步考虑分组传送设备PTN至骨干节点的透明传送等需求。

新建城域OTN主要采用40*10G系统，部分业务量大的地市采用80*10G系统，同时在核心机楼间少量部署40*40GE系统用于骨干层业务调度。

3面向全业务的传送网架构演进

3.1全业务场景下传送环境的改变

(1)接入侧的四网融合

在全业务背景下，业务网络空前复杂，WLAN、2G、3G乃至LTE四种无线网络将在密集市區同时存在；而且集团客户专线和分散的家庭客户业务的目标客户群也覆盖着同一片區域。如此高密度的网络叠加，意味着二十平米的接入机房须同时容纳BTS、NodeB、ONU、SDH、PTN四套设备，机房空间和电源供应十分紧张；而且叠加的网络都有各自独立的纤芯需求，这将榨干市區有限的管线资源。

为了应对，中国移动一方面推进BBU和RRU分离技术及部署C-RAN，简化无线网络。降低无线设备对机房资源的需求；另一方面，推动2G、TD、LTE、WLAN四网在接入侧实现融合，通过统一的接入释放现有接入网SDH、PTN、PON三网相互叠加下占用的机房与纤芯。

(2)核心网的演进

核心网演进朝接口IP化、接入端POOL化和架构扁平化方向发展，引入CM-IMS网络与现有IMS融合，将现有固网SS、移动SS、移动TDM交换，PSTN统一至CS域和PS域，实现ABits和lu-CS接口IP化，部署MSC POOL，PS域演进至SAE架构，部署SGSN POOL，HLR和HSS逐步融合，实现统一的用户数据管理和语音、数据接口。

3.2區域中心建设必要性

(1)应对基础资源的压力，提高网络效率

现网采用SDH、PTN汇聚环相互独立，叠加建设，各自上联至核心机楼的建设方式。这种建设方式造成的

结果是现在核心机楼普遍下联数十个汇聚环，各汇聚环路由长，覆盖范围大，在密集市區相互交叉重合，接入混乱。全业务运营下，网络流量将十倍于现有业务，如果继续维持现有建设方式，通过拆环加点方式不断扩容，机房、电源、管线等基础资源势必无法负荷。

为梳理混乱的汇聚环网，释放基础资源，在现有汇聚层上添加一层大容量调度网络十分必要。将城市分割为相互独立的业务區，通过區域中心汇聚區域内各种传输业务，将现有路由长，覆盖范围大的SDH／PTN汇聚环从核心机楼剥离，退化为以區域中心为上联目标的小汇聚环。區域范围内汇聚环通过合理规划，各自覆盖相应范围，避免重合，基础资源从而得到解放。

(2)统一的核心网接口的需求

CM－IMS下的核心网融合大大简化了网络边缘接口，WLAN、GSM、TD、LTE、集团客户专线、家庭客户等业务将从现在多样分散的接口统一汇聚至POOL化的MSC和S-GW内。统一接口要求对应传送网链接的稳定，不断拆环加点的现有网络显然无法满足要求，而區域中心结点通过OTN上联核心机楼，因为區域划分的固定和OTN巨大的传输容量，新增城域调度环可以维持相对的稳定。

3.3网络架构的选择

(1)OTN下沉面临的问题

面对迅速增长的业务流量，OTN下沉至汇聚层是一劳永逸的方案，即使采用高密度集成的mini OTN系统，也能够提供120G以上的数据带宽，能满足相当长时间内的业务增长需求。但OTN用于汇聚环也存在问题：

◆高成本。相对于PTN设备价格，40*10G OTN价格仍较贵，若规模部署OTN汇聚环，投资规模将十分庞大。

◆调度和维护。OTN系统不具备PTN灵活的通道创建、管理能力。在四网共存下，仍将长期存在大量小颗粒业务和低速率通道，OTN数量有限的子通道难以应对这类需求。

◆缺乏收敛能力。OTN系统依靠透传模式承载接入，采用全OTN架构的汇聚环无法收敛带宽，会造成巨大带宽浪费。

◆时间同步。OTN目前仍无法做到1588V2信号的透传，这意味着區域内的时间同步无法通过汇聚层解决。

(2)PTN+OTN架构的部署优势

PTN最大的不足是容量有限，在现有大面积覆盖的情况下，PTN汇聚环10GE的带宽会迅速被宽带接入榨干；但采用按區域分割的小汇聚环建设模式，单汇聚环覆盖面积大大减小，同时OLT不需再依靠PTN回传而直接接入OTN城域调度环，汇聚环单环承载压力将大大减轻。

解决容量问题后，PTN+OTN的模式可表现出双系统互补的显著优势：

◆PTN汇聚环低成本高密度建设与OTN大容量的互补：PTN汇聚设备成本低，功耗低，汇聚环可以深度下沉，提高接入环的承载效率。而OTN的大容量又保证了下沉后大量PTN环的承载。

◆PTN汇聚环完成區域业务收敛功能：对于潮汐效应明显的移动业务，汇聚环的业务收敛是有效提高网络利用率的手段。四网融合带来统一的PTN接入，而PTN汇聚环可以对接入层带宽进行收敛，提高系统传输效率。

4传送网节点部署建议

在具体实施PTN+OTN區域分割的传输网部署时，应当考虑以下几点：

(1)區域中心机房和核心机楼的定位关系，汇聚层PTN不必都与核心节点组环。

(2)在业务密集區域适当考虑组建10GE接入环。

(3)OTN覆盖节点和没有OTN覆盖节点的对接。

5结束语

和以往相比，全业务背景下的传送网络需要承载多种业务，包括基站、集团专线、家庭客户、WLAN等，部分业务的带宽需求也随着客户需求和业务的多样性而呈爆发式增长，因此在这个背景下的传送网规划显得更为重要。选择合适的承载方式、引入策略以及如何考虑和现在网络的过渡衔接，成为网络规划建设者要重点考虑的问题。网络建设者应根据客户业务需求，结合自身网络资源现状，在保护已有投资和前提下综合各种因素，以便灵活选择合适的组网方案，建设满足全业务需求安全可靠的传送网络。