接入层PTN网络优化方案研究

王东，韩健，闫勇，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，250101;2 山东鲁浦信息技术有限公司，济南，250101）

1 引言

目前，PTN已被广泛应用在现网中承载基站接入、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，往往采用就近接入原则加入到现有的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，其带宽容量已不能满足基站接入的带宽需求[1～4]。接入层PTN网络的优化工作变得迫在眉睫。

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。

2 接入层PTN网络现状分析

2.1 接入层PTN网络问题分析

如图1 (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。

图1 PTN接入环

2.2 接入层PTN网络带宽需求分析

对于PTN接入环的优化，首先应确定一个PTN接入环中最多能接入几个基站节点。表1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1中可看出，当一个基站的PTN承载了2G、3G、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和集团客户接入带宽需求表

表2 典型基站类型及其带宽需求

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，每个接入环可根据业务预测额外预留240 Mbit/s带宽；对于只有室分站的接入环，可以根据业务预测额外预留90 Mbit/s带宽，以确保每个接入环的4G基站达到平均带宽的基础上，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接入环接入基站数应为6个以下。

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接入环，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

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10 GE汇聚PTN节点，C、D、E、F、G、H、I分别为基站GE PTN接入节点。如图2中所示，原有的PTN接入环为：A-C-D-EF-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：接入环1：A-CE-G-I-B和接入环2：A-D-F-H-B。接入环1成环时需在接入环2的节点D、F、H处跳接。相应的接入环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，则会同时使两个接入环发生倒换，维护工作量较大，且占用汇聚设备端口较多。

3.1.2 裂环建设优化方案

裂环：通过新建设光缆对原有GE接入环进行裂环，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。

如图3所示，原有PTN接入环拆环后为接入环1：A-C-D-E-F-B和接入环2：A-G-H-I-B。此方法需在A-F和B-F节点之间建设两条长距离光缆，光缆建设距离较长，使得汇聚节点至个别接入节点之间距离过长，形成超远接入环，影响业务的开通和工程周期，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。

图2 跳点组环优化方案原理图

图3 裂环建设优化方案原理图

3.1.3 升级10GE环优化方案

升级替换为10 GE环：利用原有光缆，将原GE接入环设备替换为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。优化后的接入环结构为：A-C-D-E-FG-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，可能会形成部分接入点暂时无法安装设备局面，影响工程周期。

图4 升级10 GE环优化方案原理图

3.2 新型接入层PTN优化方案探讨

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10 GE设备，通过现有光缆纤芯接入到原汇聚环中，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1，而方案1的两个接入环都会中断），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，减少了工程投资，且能更有效地利用现有传输资源。随着城市规模的扩大，新选基站距离汇聚节点越来越远，选点升级方案也为后期组建新接入环或新汇聚环奠定了前期基础。由于所提方案是将原有接入环中?的节点升级为汇聚节点（该节点须满足机房空间、电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。

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

结束语

针对目前接入层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。

[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，2012,28(7):101-109.

[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，2010,26(7):128-133.

[3]龚宇洁.移动本地传输网络优化思路探讨[J].信息通信，2013(1):220-221.

[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，2010.