某市运营商基站接入网络成环优化方案探讨

谢广荣+相森+李建

【摘 要】首先对某市运营商光缆网络结构及基站接入现状进行详细分析；然后结合实际情况，提出了基站接入网络成环优化思路以及建设方案；最后对成环优化需要考虑的因素进行总结并提出了建议。

【关键词】基站接入 成环优化 光缆网

中图分类号：TN915.01 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2014）-20-

Discussion on Loop Optimization Scheme of Base Station Access Network for an Operator

XIE Guang-rong1， XIANG Sen2， LI Jian1

（1. GCI Science & Technology Co.， Ltd.， Planning and Design Institute， Guangzhou 510310， China；

2. Jiangsu Posts & Telecommunications Planning and Designing Institute Co.， Ltd.， Nanjing 210019， China）

[Abstract] Firstly， the network structure and base station access situation of optical cable network of an operator are analyzed in detail. In addition， the loop optimization ideas and construction methods of base station access network are proposed combined with the actual situation. Finally， the factors to be considered in loop optimization are concluded and some recommendations are presented.

[Key words]base station access loop optimization optical cable network

1 引言

某市运营商随着3G牌照的发放，移动网络建设力度的加大，移动网基站的建设已颇具规模，截止2012年底共建有1 584个物理站址，其中纯2G基站218个，纯3G基站229个，2G/3G共站址1 137个，约90.36%的基站业务通过MSTP设备传输，约2.32%的基站业务通过IP RAN设备传输，约7.32%的基站业务通过微波接入（市区有32跳微波）。由于受固网建设思维的影响，未将基站当成重要接入节点来看待，仅作为1个客户接入节点，且受建设资金的限制及每期工程站点开通进度考核影响，一直以来并未重视基站接入成环建设，导致成环率远低于全国平均水平。据运维部门提供的资料，截止2012年底，基站成环率为27.1%，低于全国平均水平（48.4%）21.3%。而与基站接入密切相关的接入主干光缆网，更是延续了铜缆网的建设思路，采用树形递减的配线方式，在接入层形成了大量的树形、星形光缆网络。

根据运维部门统计，2012年全市单次中断10个以上基站的大面积断站故障共计82次，其中由于传输原因导致的大面积断站43次（占52.44%），中断基站数903个（占总逻辑站数56.30%）。由此可见，在全市进行基站接入成环优化可以大大减少因传输导致的断站次数，降低运维成本，提高资源使用效率及网络安全性，提升基站稳定运行水平，从而改善移动客户感知。

2 光缆网及基站接入现状

2.1 光缆网现状

该市运营商参照集团的目标光缆网架构，遵循“垂直分层、水平分区”的建设原则，经过近2年的光缆建设，光纤物理网颇具规模，从上至下形成了核心层、汇聚层、接入层的3层网络结构。

在分区方面，依据地理位置、经济发展、行政区划、道路等结合运维区域划分情况，总共划分了11个汇聚区；划分的汇聚区内，在市场网格、宽带网络能力的基础上，根据宽带业务接入分布以及行政区域等条件进一步划分，形成若干个综合业务接入区。

在节点分布及光缆网结构方面，核心机房有4个（如意、46局、36局、69局），目前核心节点间的光缆形成了网状网结构；汇聚节点有8个（39局、45局、49局、59局、65局、43局、63局、战备路），汇聚点之间按照地理位置分布形成了环状结构；接入层及主干层光缆以树状为主（综合业务接入节点至汇聚点为树形，综合业务节点至主干光交以树形结构为主）；接入配线层，基站引入大多就近从光交引接，极少数形成环状结构。

2.2 基站接入现状

目前承载移动业务的传输网络共有5张。其中，华为A网主要承载固网业务，现有7条基站业务为原联通租用电路；华为B网为原联通网络，目前承载226个原联通2G基站业务；华为W网为2009年新建3G传输网，主要承载市区762个2G基站、1 009个3G基站业务；中兴城域网作为综合业务承载网，主要承载旗县370个2G基站、341个3G基站；华为分组网网络从2012年开始建设，目前正在陆续开通22个3G基站业务。

（1）汇聚节点及下挂基站统计

根据网管信息统计，华为W网、中兴城域网和华为分组网网络共有75端汇聚设备，而75端汇聚设备中有10端设备所带基站节点大于50个，按照集团定义这些节点属于超大节点，超大节点占汇聚节点数的比例为13.3%，且基站均为单汇聚节点上联，若汇聚设备出现故障，则影响汇聚设备所带环路上的所有节点，存在很大的安全隐患。

（2）接入层网络结构endprint

通过对华为W网、中兴城域网和华为分组网网络分别从承载的接入环数、接入节点数>10的接入环数、接入链数、接入节点数>3的接入链数等指标进行统计分析：接入环数有72个，接入节点数>10的接入环数有18个，占比25%；接入链数有577条，接入节点数>3的接入链数有39条，占比约7%。

由以上的统计分析可以看出，3张承载大部分基站业务的传输网接入层大多以链形为主、环形为辅，大量的星形结构不仅浪费汇聚设备端口资源，而且还会因光缆中断、承载设备断电或单端设备故障造成链上其余节点业务中断，影响网络安全。

3 成环优化思路及建设方案

3.1 改造思路及原则

传输网络的安全性涉及到传输设备、网络结构、光缆线路3个因素。在这3个因素中，光缆线路（物理拓扑）的安全是整个网络安全的根基，没有光缆线路的安全，传输网络的安全就无从谈起，但是也应意识到，传输网络的投资是有限的，如何在有限的资源下最大限度地提高网络的安全性，这是个永恒的话题。

网络优化的目的是提升资源的利用率、增强安全稳定性以及提高维护效率。因此，网络优化应遵循以下原则：

◆保证原有网络的投资；

◆掌握并分析现有网络的情况和业务发展趋势；

◆采用可量化的优化方案；

◆采用多种措施保障网络优化工程的实施。

下面将从长链与短链的成环这2个方面讨论改造的思路。

（1）长链成环优化

按照集团公司定义，3个及以上节点（含基站节点及固网节点）级联接入定义为长链路，没有级联的不作为长链，但应尽量避免在同一个链路节点下挂多个支链。

在只考虑网络安全性的前提下，理想的光缆成环优化方案是相邻区域的长链之间的末端节点建设不同路由的光缆，或者长链末端节点建设不同路由的光缆至其他汇聚点、接入点。但是受多种因素（如地理、管道资源、市政建设限制、投资等）制约，新建光缆存在各种困难，应综合考虑多种解决方案，如：采用SDH微波、分组微波进行无线的成环保护；采用同缆分纤的方式组成逻辑环路，防止单节点失效导致级联站点断开；采用同其他运营商合作共建或租用、置换纤芯等方式，实现光缆多路由的保护。

（2）短链成环优化

短链主要集中在市区、城区，且数量众多，现网基站接入光缆的建设大部分是从光交引接，并通过光交跳纤上联至汇聚局，这是造成众多单链、星形结构的根本原因。单从网络保护的角度来看，站与站之间根据设备组网方案布放直通光缆，满足进、出站光缆多路由的光缆成环方案为最佳方案。但是该方案的实施存在诸多限制因素（如管道资源、小区物业纠纷、市政建设限制、投资等），实施起来困难重重。由于前期已建设基站至光交节点的光缆，如何充分利用并保护已有投资也是在设计优化方案时需要重点考虑的内容。

3.2 解决方案

（1）主干光缆具备成环条件

该市运营商本地网光缆分层分区建设，综合业务区内的光缆围绕综合业务接入节点进行建设，不足之处在于主干光缆网并未成环。因此，针对目前主干光缆网的树形结构，在管道资源具备的情况下布放各个光交之间的公共光缆，形成光缆环路。具体如图1所示。

公共纤芯作为基站和有双路由需求的重要大客户使用，原有树形主干光缆作为一般客户接入、宽带接入使用，通过规范光缆的使用，使光缆的纤芯使用界面清晰，便于维护和管理。

综合业务区内主干光缆网改造完成后，对于基站至光交接入距离较短或对无双路由的基站进行成环建设，可以通过光交内跳接不同方向的纤芯来实现；对于具备第二路由接入条件且施工成本不高的基站，应敷设基站第二路由光缆最终实现图2的接入光缆网状结构。

图2 具备第二路由的基站接入网光缆成环方案图

接入主干光缆经过改造后形成环路，只限于至综合接入机房的光缆环路。而综合接入机房至汇聚点的光缆是单路由，从传输组网的安全性上来看，综合接入机房至汇聚点为双路由光缆可大大提高网络的安全性，因此需要建设综合接入机房至汇聚机房的不同路由光缆。

根据该市运营商基站接入现网汇聚节点及下挂基站统计，目前的汇聚节点所带基站数量超50个的有10个，而分组网的汇聚节点与SDH环路的汇聚节点重合率为90%。随着基站业务陆续割接至分组承载网，分组承载网同样面临汇聚节点所带基站过多的问题以及存在单节点失效的网络安全隐患，因此边缘接入层与汇聚层双节点互联是解决超大汇聚节点单节点失效隐患的最佳选择。根据集团下发的分组网边缘接入层组网原则“边缘接入层在与汇聚层双节点互联组网时，应尽量选择同一汇聚环上的两个相邻汇聚节点，不宜在一个汇聚环内跨汇聚节点双节点互联或跨汇聚环双节点互联”，在组网时应选择同一汇聚环上的相邻2个节点，由此带来了另外一个问题，相邻汇聚节点的光缆网从层次上属于汇聚层光缆，而边缘接入层因组网需要占用了汇聚层的光缆，将会导致光缆的使用层次不清，不便于管理。为了解决这个问题，在投资允许的情况下，建议另外布放1条相邻汇聚节点的光缆作为接入层组网使用；而在投资有限的情况下，按照一定规则规范汇聚光缆中作为接入层组网使用的纤芯起止序号。最终的解决方案如图3所示。

综上所述，主干光缆具备成环条件的解决思路是：结合树形的主干光缆网的网络结构以及已经划分了综合业务区的现状，先将综合业务区内的主干光缆网成环，然后建设综合业务接入点至汇聚点的不同路由的光缆，最终根据组网需要及限制（同一汇聚环内相邻汇聚点），布放汇聚点间的光缆，实现基站接入双汇聚点的成环，提高网络的安全性。

（2）主干光缆不具备成环条件

有的综合业务区内主干光缆并不具备成环条件，可以采取如图4所示的解决方式。

由图4可以看出，相同汇聚区内相邻的综合业务区之间或同一综合业务区内的基站通过布放基站之间的光缆实现成环，如图4中基站A与基站B的成环、基站C与基站D的成环。相邻综合业务区但是分属不同汇聚区内的基站，通过基站与基站之间建设光缆或基站与光交之间布放光缆实现成环，如图4中基站G的成环、基站E与基站F的成环。endprint

需要注意的是，在接入主干光缆成环中，不提倡不同汇聚区内的相邻的光交布放联络光缆成环或不同综合业务区内的主干光缆布放联络光缆成环的方式，如图5所示。因为此种方式将导致原有接入层主干光缆跨区域使用，造成接入主干光缆使用混乱，不便于管理，无法实现网格化管理。

4 总结及建议

4.1 环路节点数的选择

基站的IP化、宽带化导致MSTP网络被分组传送网替代已是不争的事实，依据集团对分组传送网的定位，目前分组传送网主要以基站回传业务为主，集团建议：“以太网链路的可用带宽宜按照链路速率的80%取定（即GE链路可用带宽800M、10GE链路可用带宽8 000M），考虑到冗余带宽配置需求，因此建议对于GE环路，环路上的节点数（不含汇聚点）不超过6个；接入环路上的节点数超过6个时，应选用可以扩容升级到10GE的设备或直接建设10G环”。因此，从基站承载网的分组化趋势考虑，成环优化的节点数不宜超过6个。

4.2 纳入环路节点的选择

现网站点中有部分站点长期停电、电力不稳定或存在物业纠纷，影响日常维护。在进行成环改造中，应积极同运维部门进行沟通，确定哪些站点存在上述安全隐患，对电力无法保证或存在物业纠纷的站点，不应纳入环网中。已在环路上的站点，应将站点改为支链，在ODF跳通环路，保证环路的安全，同时将该站点所下带业务调整至环上可靠的站点，避免因该站点的原因而引起较多业务的中断。

5 结束语

基站接入网络的安全性事关用户对运营商品牌的认知度，是运营商的关注重点之一。通过基站接入网络的成环改造，能够有效提升基站成环率，从而减少移动基站的断站率，提升运维效率，降低运维成本，有效提升用户的通信体验。但是也应注意到，过度地强调成环保护而不考虑现网实际将带来巨大的投资压力，必须在安全性与投资之间找好平衡点。

参考文献：

[1] 龚倩. 光网络的组网与优化设计[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2002.

[2] 逯淑丽，汪朝辉，张彬彬. 浅谈分组技术及在未来网络的应用[J]. 创新科技， 2013（10）： 84-85.

[3] 赵凯. IPRAN在本地网中的应用探讨[J]. 通信世界， 2013（13）： 13-15.

[4] 谢桂月，谢沛荣. 通信线路工程设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.

[5] 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， 2010.

作者简介

谢广荣：传输助理工程师，学士毕业于南京邮电学院通信工程系，现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事传输网络的规划和设计工作。

相森：传输工程师，学士毕业于南京邮电学院通信工程系，现任职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要从事传输网络的规划和设计工作。

李建：传输助理工程师，学士毕业于西安电子科技大学物理系，现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事传输网络的规划和设计工作。endprint

需要注意的是，在接入主干光缆成环中，不提倡不同汇聚区内的相邻的光交布放联络光缆成环或不同综合业务区内的主干光缆布放联络光缆成环的方式，如图5所示。因为此种方式将导致原有接入层主干光缆跨区域使用，造成接入主干光缆使用混乱，不便于管理，无法实现网格化管理。

4 总结及建议

4.1 环路节点数的选择

基站的IP化、宽带化导致MSTP网络被分组传送网替代已是不争的事实，依据集团对分组传送网的定位，目前分组传送网主要以基站回传业务为主，集团建议：“以太网链路的可用带宽宜按照链路速率的80%取定（即GE链路可用带宽800M、10GE链路可用带宽8 000M），考虑到冗余带宽配置需求，因此建议对于GE环路，环路上的节点数（不含汇聚点）不超过6个；接入环路上的节点数超过6个时，应选用可以扩容升级到10GE的设备或直接建设10G环”。因此，从基站承载网的分组化趋势考虑，成环优化的节点数不宜超过6个。

4.2 纳入环路节点的选择

现网站点中有部分站点长期停电、电力不稳定或存在物业纠纷，影响日常维护。在进行成环改造中，应积极同运维部门进行沟通，确定哪些站点存在上述安全隐患，对电力无法保证或存在物业纠纷的站点，不应纳入环网中。已在环路上的站点，应将站点改为支链，在ODF跳通环路，保证环路的安全，同时将该站点所下带业务调整至环上可靠的站点，避免因该站点的原因而引起较多业务的中断。

5 结束语

基站接入网络的安全性事关用户对运营商品牌的认知度，是运营商的关注重点之一。通过基站接入网络的成环改造，能够有效提升基站成环率，从而减少移动基站的断站率，提升运维效率，降低运维成本，有效提升用户的通信体验。但是也应注意到，过度地强调成环保护而不考虑现网实际将带来巨大的投资压力，必须在安全性与投资之间找好平衡点。

参考文献：

[1] 龚倩. 光网络的组网与优化设计[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2002.

[2] 逯淑丽，汪朝辉，张彬彬. 浅谈分组技术及在未来网络的应用[J]. 创新科技， 2013（10）： 84-85.

[3] 赵凯. IPRAN在本地网中的应用探讨[J]. 通信世界， 2013（13）： 13-15.

[4] 谢桂月，谢沛荣. 通信线路工程设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.

[5] 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， 2010.

作者简介

谢广荣：传输助理工程师，学士毕业于南京邮电学院通信工程系，现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事传输网络的规划和设计工作。

相森：传输工程师，学士毕业于南京邮电学院通信工程系，现任职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要从事传输网络的规划和设计工作。

李建：传输助理工程师，学士毕业于西安电子科技大学物理系，现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事传输网络的规划和设计工作。endprint

需要注意的是，在接入主干光缆成环中，不提倡不同汇聚区内的相邻的光交布放联络光缆成环或不同综合业务区内的主干光缆布放联络光缆成环的方式，如图5所示。因为此种方式将导致原有接入层主干光缆跨区域使用，造成接入主干光缆使用混乱，不便于管理，无法实现网格化管理。

4 总结及建议

4.1 环路节点数的选择

基站的IP化、宽带化导致MSTP网络被分组传送网替代已是不争的事实，依据集团对分组传送网的定位，目前分组传送网主要以基站回传业务为主，集团建议：“以太网链路的可用带宽宜按照链路速率的80%取定（即GE链路可用带宽800M、10GE链路可用带宽8 000M），考虑到冗余带宽配置需求，因此建议对于GE环路，环路上的节点数（不含汇聚点）不超过6个；接入环路上的节点数超过6个时，应选用可以扩容升级到10GE的设备或直接建设10G环”。因此，从基站承载网的分组化趋势考虑，成环优化的节点数不宜超过6个。

4.2 纳入环路节点的选择

现网站点中有部分站点长期停电、电力不稳定或存在物业纠纷，影响日常维护。在进行成环改造中，应积极同运维部门进行沟通，确定哪些站点存在上述安全隐患，对电力无法保证或存在物业纠纷的站点，不应纳入环网中。已在环路上的站点，应将站点改为支链，在ODF跳通环路，保证环路的安全，同时将该站点所下带业务调整至环上可靠的站点，避免因该站点的原因而引起较多业务的中断。

5 结束语

基站接入网络的安全性事关用户对运营商品牌的认知度，是运营商的关注重点之一。通过基站接入网络的成环改造，能够有效提升基站成环率，从而减少移动基站的断站率，提升运维效率，降低运维成本，有效提升用户的通信体验。但是也应注意到，过度地强调成环保护而不考虑现网实际将带来巨大的投资压力，必须在安全性与投资之间找好平衡点。

参考文献：

[1] 龚倩. 光网络的组网与优化设计[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2002.

[2] 逯淑丽，汪朝辉，张彬彬. 浅谈分组技术及在未来网络的应用[J]. 创新科技， 2013（10）： 84-85.

[3] 赵凯. IPRAN在本地网中的应用探讨[J]. 通信世界， 2013（13）： 13-15.

[4] 谢桂月，谢沛荣. 通信线路工程设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.

[5] 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， 2010.

作者简介

谢广荣：传输助理工程师，学士毕业于南京邮电学院通信工程系，现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事传输网络的规划和设计工作。

相森：传输工程师，学士毕业于南京邮电学院通信工程系，现任职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司，主要从事传输网络的规划和设计工作。

李建：传输助理工程师，学士毕业于西安电子科技大学物理系，现任职于广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院，主要从事传输网络的规划和设计工作。endprint