4G时代PTN流量控制与规划

冯桂书

（中国移动通信集团江苏有限公司盐城分公司，江苏 盐城224005）

3G技术的不同标准制式成型于20世纪90年代，远未预计到当今移动互联网的迅猛发展。4G－LTE则直接瞄准用户对高速分组数据业务的日益增长的需求，使无线接入技术朝着“高速率、低时延”的方向演进。尽管不同的3G技术标准演进到4G－LTE的方式各异，但对于LTE承载的需求却是完全一致的。

在4G无线接入网演进最终成熟之前，2G、3G等各类技术将与LTE长期共存，大部分基站会共址建设，LTE承载网需要具备同时提供多业务的接入能力。各种新业务和新应用将会不断出现，要求分组传输网络能够提供更加灵活的扩展能力、更加包容的接入能力以及更加高效的带宽利用。4G时代在成就移动互联网高速发展的同时也对网络带宽提出巨大的需求，优质、稳定的传输网络和带宽保证是使得移动互联网能够真正进入4G时代的重要保障。

TDD－LTE采用正交频分复用和多进多出等先进的物理层技术为核心，进一步优化并增强了3G空中接口技术，在20 MHz频谱带宽下可提供下行100 Mbit／s和上行50 Mbit／s的理论峰值速率，为高速率的分组业务提供了更简单的网络架构和更大的灵活性。TDD－LTE以达到传统固网宽带业务带宽能力为设计目标，以提升运营商网络运营ARPU为宗旨，以期满足用户对移动数据业务日益增长的需求。PTN技术作为分组化的包传送设备，在满足分组传输的同时，较好地考虑了对传统业务的继承，成为无线分组承载技术的重要选择。

虽然PTN能承载各种新旧业务、易于扩展、可靠性高，且符合低OPEX和低CAPEX需求的城域承载网技术，能够满足LTE承载的各种需求，但PTN替换SDH并没有让环网的带宽有提升，汇聚层的带宽还是10GE，大部分接入层带宽还是GE级别并没有显著提升。在OTN没有进一步下层，POTN没有现网大规模应用之前，通过网络规划、业务模型和流量控制等措施，对现有网络更加合理有效地利用，在现有PTN网络基础上，实现对网络带宽的极限利用，提升4G网络带宽利用效率。

1 网络规划合理分担流量

1．1 环网基站主备用通道分开上行

PTN环网主要采用双上行接入，因此基站有两个方向上行至汇聚层。如果基站全部从一边上行，则上行容量很快被消耗殆尽，可以通过从中间分开，两边上行。左边的基站主用通道从左边上行；备用通道从右边上行；右边的基站主用通道从右边上行，备用通道从左边上行。

1．2 大颗粒业务环网容量升级

如果某环网上有大颗粒业务，譬如某数据设备（OLT）上行并且流量较大，或者该环网有某热点基站，其数据业务明显很大，并且超过了500 M，设备通道无论如何规划都不能解决问题，则建议通过环网容量的方法解决。

1．3 环网总体数目控制

环网数量总体不能太多，GE接入层环网数量控制在6～8个，10GE接入层环网控制在8～10个，汇聚层环网控制在4～6个，这样可以有效避免网元太多而引发的隐患（一旦发生中断将影响很多基站，同时环网站点流量无法保证）。

2 业务分时控制合理避开流量峰值

2．1 业务模型建立

在对网络规划中，提出通过对站点两边分开上行的方法避开流量高峰，但是没有考虑到两边站点具体承载的业务类型。如果右边某两个站点承载了OLT业务，而左边站点却只承载了2G的基站业务，那么两边分开上行就不合理了。因此，通过对环网PTN设备承载业务流量进行统计分析，从而使得环网两个方向流量合理化。

采用24小时业务流量模型，以每15分钟为1个时间段，建立函数f（H）统计该时间段的收发流量均值，收发流量峰值等信息。

2．2 通道承载业务流量模型汇总计算

由于PTN设备均为双方向上行，可以对某PTN环网新增业务建立4个统计函数∑（f（H）收）左、∑（f（H）收）右、∑（f（H）发）左、∑（f（H）发）右；

2．3 合理避开流量峰值

通过该环网现有的流量模型工具，对新增的业务流量函数进行统计，可以得到该业务的主要流量方向。同时可以利用该模型对该环网上所有业务流量函数的统计，对该环网通道进行流向重新规划，保证充分利用现有带宽资源。

3 设备流量分级控制

3．1 什么是 QoS（Quality of Service）

QoS是指通信网络中对业务可预期的带宽、延迟、延迟抖动和丢包率等方面的服务水平，使得用户的应用或请求能够达到满足预知的服务级别。传统的分组网络中，所有报文均采用先到先得并尽力传送的方式进行处理，这就导致后期重要业务得不到保障，如语音业务的接通却因为网络下载而无法保证。为解决类似的问题，从而出现了QoS技术。QoS可以针对各种业务（如语音、视频以及数据等）的不同需求，提供有差异化的服务，可以为特定用户或特定业务提供专用带宽，避免并管理网络拥塞，降低报文丢失率，调控网络流量，提高带宽利用率。

3．2 CIR配置

当用户到服务提供商处开通服务时，该用户可以与服务提供商协商某些服务参数，其中一个参数就是承诺信息速率（CIR）。CIR是服务提供商保证为用户提供数据的平均带宽速率。服务提供商按照一段时间内数据传输的平均量计算CIR，用来计算的时间间隔是承诺时间（Tc）。在Tc内承诺的位数是承诺突发量（Bc）。服务的成本取决于链路速度和CIR（CIR定义了提供的接入平均速率），如果链路没有拥塞，服务提供商会将带宽增加或突发至第二协议带宽。通常服务供应商提供给网络用户的CIR会协同CBS、PBS等参数共同生效。

在PTN承载4G业务时，由于2G、3G、4G以及OLT等业务均承载在PTN网络，如何保证4G业务的稳定就显得尤为重要。在接入站点给每个4G业务保证80 M 以上带宽，依据接入、汇聚、核心以4：3：2的比例收敛，在核心层需要保证每个4G宏站业务40 M的保证带宽。由于业务配置从接入至核心只能配置一个CIR，因此可以在业务配置为40 M，而在网络规划建设时，确保每个宏站至少有80 M带宽。

3．3 PIR配置

PIR（Peak Information Rate，峰值信息速率）：即允许传输或转发报文的最大速率，也就是服务提供商能够提供的最大允许峰值速率，即使链路没有拥塞，服务提供商也只允许用户传输PIR允许范围内的速率数据。

由于2G、3G、4G以及OLT等业务均承载在PTN网络，如何保证4G业务的稳定同时，确保2G、3G以及其他数据业务的稳定运行也很重要，即不能让4G网络无任何限制的传输。由于考虑数据的突发性，在接入站点给每个4G业务配置允许突发带宽为320 M。

4 总 结

在网络发展对带宽需求越来愈高的时代，提升网络的整体带宽虽然是首要解决方案，但是带宽提升并不能带来同样的价值，因此如何高效合理的利用现有网络的带宽能力，最大限度地提升网络的承载能力，不失为一种不错的手段。本文从网络规划、业务分时模型、设备流量控制手段等方面探讨了4G时代的PTN流量控制和规划，希望能够更好地支持网络的发展，提升用户的满意度。

［1］ 张成梅，董 勇，洪 峰．浅谈PTN网络流量规划和流量控制［J］．移动通信，2013，（03）：153－157．

［2］ 白 鹭，揭 摄．PTN网络结构优化方法探讨［J］．电信工程技术与标准化，2012，（5）：9－12．