4G时代中国移动PTN本地传输网优化思路探析

广东南方电信规划咨询设计院有限公司 赵建树

4G时代中国移动PTN本地传输网优化思路探析

广东南方电信规划咨询设计院有限公司 赵建树

中国移动4G建设正如火如荼的开展，由于4G业务自身的特点，其传送承载网络——PTN传输网也需要进行大规模的优化。本文对TD-LTE业务对传输的需求进行了分析，并进而提出PTN传输网持续优化的策略及思路。

4G；PTN；本地传输网；优化

1.引言

在3G时代，中国移动选择了PTN技术作为传送承载平台，建设了适合3G业务的PTN网络，同时PTN由于其高带宽、高安全性的特点，与IPRAN一起成为适用于4G的两大主流传送技术之一。为充分利用现网资源，中国移动继续采用PTN技术承载4G业务也是必由之路。但是4G对传输网提出了更高的要求，现有的PTN传输网需要进一步优化才能满足的4G的需求。而且作为基础网络的PTN传输网，需要具有适度的前瞻性，需对网络演进的路线超前三至五年进行规划，否则建设思路如果有不科学的地方会对宝贵的资金、时间及配套资源造成极大的浪费。同时，传输网络优化又是一个牵一发而动全身的过程，在工程建设中经常会遇到一些在网络规划时无法考虑的细节，因此有必要对传输网的优化思路进行充分的探讨，确保PTN网络演进的方向正确，技术合理。

2.4G对传输带宽的需求

4G业务对于传输提出了全新的需求：

(1)网络结构更加扁平化。

(2)全IP化：需要传输提供有连接的、低时延的、高QoS的IP承载。

(3)大带宽：4G业务对传输带宽的需求比3G增加至少4~6倍，单个基站带宽需求已达百兆量级。

3.PTN本地传输网优化思路

PTN网络的优化，主要从调架构和扩容量两大角度出发，综合考虑骨干层、汇聚层、接入层不同层次的特点与需求。

3.1 骨干层

(1)骨干层的L2转L3设备是整个网络的核心设备，既向上与EPC中心对接，同时还要向下汇接整个本地传送网的所有节点，因此要充分考虑设备的交叉容量、端口配置、布局规划等。为减轻L2转L3核心设备的负责，可独立出一个层级，作为骨干层向下汇接的专用设备，分摊L2转L3核心设备的负荷。

(2)中国移动2013年刚开始建设4G时，骨干层各网元之间的链路基本是以10GE为主。随着建设规模的扩大以及40GE PTN造价的迅速降低，可以全面升级为40GE链路。

(3)将来随着网络规模的再进一步扩大，需要对骨干层进行多平面扩容建设。现在主流厂家的高端PTN设备作为L2转L3核心设备时，基本上一对设备可以负责1000～2000个基站，如果基站总数超过1000个，骨干层就需要考虑建设第二平面。

3.2 汇聚层

现有汇聚层组网结构基本以汇聚节点至骨干节点的端到端的PTN为主，即汇聚层的PTN环直接覆盖核心机楼和各县区的重要汇聚节点；部分比较前瞻的地区可能已经初步形成了“OTN+PTN”的架构，即把汇聚层PTN下沉，而把跨县区的调度传送交由OTN波分网络实现。

(1)端到端模式的特点：

①对于骨干机楼的空间需求较高。因为每有一个端到端的汇聚环，都必然要在核心机楼有一端设备，这样核心机楼的空间会迅速消耗，而且配套电源也需要进行相应的扩容。

②端到端的模式对主干光缆的纤芯需求都较高。因为每个端到端的汇聚环都需要占用一对主干纤芯，当然部分路由通过波分设备减少纤芯的消耗。

(2)“OTN+PTN”模式的特点：

①对核心机楼空间要求小；

②对主干光缆的需求较低，建设结构完整覆盖全面的一套OTN系统即可，纤芯消耗少；

(3)现在依然是端到端的PTN的地区，有两种演进策略：一是保持端到端的结构升级为40GE，二是改造为“OTN+PTN”架构。

①方案1：保持端到端的结构升级为40GE

升级40GE方案最重要的是需要考虑本地网现有的汇聚设备能否平滑升级40GE，如果能够平滑升级且设备也有足够的槽位，投资和割接升级难度都还是比较低的，可以作为一个优选方案。而如果现有的汇聚设备不能平滑升级40GE的话，则需要更换全部的汇聚层设备，这是一笔在现有情况下几乎难以承受的海量投资，因此需要谨慎开展。在实际上，中国移动的汇聚层设备基本都是在2010年、2011年大规模建设的，这些设备基本都没办法平滑升级40GE，比如中兴的ZXCTN6300、ZXCTN9008，华为的PTN3900等。

②方案2：改造为”OTN+PTN”模式

OTN系统的建设需要一笔较大的资金投入，投资比平滑升级40GE高，但比将原有10GE汇聚层设备全部直接替换为40GE高；本方案最大的难点是网络割接，大量的带业务割接需要制定周密的割接计划，实施周期较长，难度较高。

(4)已初步形成“OTN+PTN” 架构的地区，需要进一步考虑PTN汇聚环的升级优化、OTN 波道链路的扩容等问题。 “OTN+PTN”架构下PTN汇聚环也要逐步升级为40GE。随着PTN升级40GE的逐步开展，OTN的波道部署要逐步从GE为主转为10GE为主。

(5)几种方案各有利弊，可根据本地网的特点选择不同的演进策略，但是”OTN+PTN”更适合网络的长期发展需要。

3.3 接入层

(1)接入环带宽需求分析

接入层主要是需要细致的核算每一个接入环的带宽，以满足4G基站对传送巨大的带宽需求。因为GE速率的PTN环对于之前的2G/3G业务来说，带宽是非常充裕的，因此现有的PTN接入环一般站点数比较多，一般为8~12个，甚至单环节点数多至20个的也有。因此，一旦这些站点全部或者大部分升级为4G站点，一个GE环的带宽就远远无法满足需求。

4G宏站按照典型的S111模型考虑带宽需求为80M，室分站按S11模型考虑带宽需求为60M，另外考虑2G/3G/集团客户专线、PTN开销和网管等流量，并且为高峰时段流量的突发式增长预留240M，一个GE接入环大概可以接入的4G站点不超过6个。而如果在双频混合组网的情况下，单个GE接入环的4G站点不能超过3个。中国移动现在大规模采用D频/F频双频组网，因此，现有的GE接入环必须进行大规模的优化调整，才能满足需求。

(2)接入层优化策略

●对现有的GE接入环进行拆环。把1个GE环拆为多个GE速率的接入环；优势是投资低，不用大量新增设备，缺点是割接难度大，对光缆资源需求高，尤其是接入层光缆的芯数一般都不大，经常出现拆环无芯可用的情况。

●对现有GE环进行2*GE扩展。即在同一套设备新增GE光路重组一边环路，这个方案可以节约设备的数量，但是因为线路光口多占用了GE端口，可用于业务接入的GE端口就减少了，而之前的接入层设备接入能力一般不会太强，并且这种模式照样要占用多一对纤芯。

●部分厂家提供了单纤双向模块，可以把使用1对纤芯的1个GE环提升至2个GE。本方案可以在不增加端口和纤芯消耗的基础上简单通过更换光模块的形式就把GE环容量提升一倍，但是并不是所有厂家都支持该模式。

●接入层升级10GE。10GE接入环在速率上完全不存在瓶颈，但是出于网络安全性考虑，一般单环上节点数控制在8~12个为宜。优点是建设难度低周期短，缺点是投资大，需要大量新增设备，现有设备利用率不高，而且对汇聚层的10GE端口具有大量的需求，现有的汇聚层设备很可能无法满足全面升级10GE的需求。

4.结束语

传输网络的建设是一项长期的过程，传输网络的优化也不能奢望一蹴而就，需要针对业务发展的新形式并结合可投入的资金情况按照规划方向不断的对传输网进行持续的优化。

[1]张晓玉.移动4G时代背景下PTN承载全业务的优点及模型构建分析[J].科技前沿,2012-8.

[2]白鹭.PTN网络结构优化方法探讨[J].电信工程技术与标准化,2012-2-3.

赵建树（1982—），男，山东人，北京邮电大学电子与通信技术专业工程硕士，工程师，主要从事电信工程规划、咨询与设计工作，研究方向：传输专业通 信工程规划咨询设计。