降低CDMA网基站传输原因断站率的研究

2013-02-28杨顺祥谢永任

电信科学 2013年2期

杨顺祥，谢永任

（中国电信股份有限公司东莞分公司东莞523077）

1 引言

传输网络作为基础承载网络，为各种业务网络提供所需的传输通道，对网络运行质量起着关键作用，随着中国电信CDMA网络规模和用户量的不断增长，用户对网络质量的要求会越来越高，如何提高传输网络的生存性和抗风险能力，降低传输原因造成的CDMA网基站断站率，成为研究热点。本文从传输原因造成断站的几个因素出发，利用灵活的传输保护机制，阐述在CDMA网优化工作中常用的几种保护模式，以求针对CDMA网的电路传输特性，总结出一套清晰的优化思路、建议，提高传输优化效率。

2 基站断站的传输原因

传输原因断站率是指传输原因导致的基站退出服务次数与在网基站总数的占比，一般以月为单位，通过在运维障单系统上统计2010年11月至2011年3月CDMA网传输原因造成的断站，具体数据见表1。

由表1可见，这5个月的平均断站数为45次，平均断站率为0.087%，最高月断站率为0.16%，断站次数为82次，最低仅为0.03%，断站次数15次，波动明显。同时，有的故障清单一次性只报1个基站断站，有的报高达几十个基站断站，说明单次传输故障造成的断站次数不均等，差异性很大存在集中性断站的现象。

为此，对集中性断站数量进行了区间划分：断站20个以上、断站10～20个、断站2～9个、断站1个，并对历史数据进行区间断站数量统计，见表2。

通过分析集中性断站现象，结合传输网络纵向的分层结构分析，发现单个故障造成超过10个以上断站的，故障点都发生在汇聚层以上的骨干网上，如光缆或者尾纤中断故障、光线路板故障、与BSC对接传输业务板故障、大面积断站严重影响客户正常通信。

在排除上述故障导致断站异常因素外，总结出汇聚层以上骨干网络存在如下隐患：

表1 2010年11月至2011年3月CDMA网传输原因造成的断站

表2 集中性断站

·网络结构不合理，存在汇聚层2.5 Gbit/s无保护链，跨环间互联155 Mbit/s/2.5 Gbit/s无保护链，已经成环的传输系统光路路由同沟甚至同缆。

·业务配置不均衡，承载业务的设备单一，基站数量过于集中在同一个网元上，设备负荷过重，业务分布不均衡。

·单板冗余备份不足，与BSC对接的传输业务板无配置冗余备份通道，保护不足。

3 传输优化方案

3.1 传输成环优化保护

基于SDH自愈环灵活的保护机制，可以很好地解决传输网络中各层次、不同容量、不同结构的组网需求，由于保护倒换技术成熟，目前在各种场景的传输网络部署中得到广泛应用和验证，是目前主流的保护应用策略。

目前分公司所有基站BTS都分别归属两个中心局不同基站控制器BSC，这种双核心节点的网络适宜部署4点MSP环结构，汇聚层适宜部署MSP环或者PP环，基站接入的传输环由于业务量不大，则适合部署PP环。对于环间互通业务的保护，根据业务量大小和资源情况，同一厂商可以部署1+1或者1∶N的MSP保护方式，对于环间不同厂商传输设备业务互通，建议部署SNCP方式，可以解决不同厂商间的对接协议处理问题。

对于汇聚层以上传输系统，务必进行成环保护，基站接入的传输系统如果是3个基站以上的长链型，也要求成环保护，避免长链第一个节点故障导致一串基站中断；星型结构的基站传输接入可以根据光缆资源的分布情况考虑成环。

在成环的传输系统中，由于光缆网络部署不同步，导致部分环系统光路同沟或同缆的现象，在当今市政工程施工频繁、偷盗形势严峻等情况下，严重危害传输网络安全，所以在传输成环网络优化过程中，要充分考虑光路双路由这个因素，消除环系统同沟或同缆的现象。

3.2 业务配置均衡优化

随着CDMA网络覆盖密度的增大，基站分布越来越密集，电路开放越来越集中在原有的主干路由，导致单一传输网元承载的基站数量随之增加，业务过于集中，存在单点失效的断站风险，需要将单个网元和业务单板承载过重的业务割接到较轻的网元上，使基站分布更趋合理和均衡，主要优化思路如下3点。

·单个网元承载超过100个基站的，主要分布于与BSC对接的传输网元、汇聚层以上的中继传输网元上，目的是使单个网元承载基站数量在100个以下。

·单块业务单板所承载的基站数量超过50个，主要分布于对接网元和汇聚网元的业务单板上，单个网元的业务单板亦要考虑平均分摊。

·单个155 Mbit/s光口承载超过10个基站的，需要将业务割接分流，每块单板亦要预留1～2个端口作为应急备份使用。

根据上述优化思路，制定相应优化措施，根据现网资源充足与否和业务路径分布，主要采取方法有：cdma2000 1x与Ev-Do双路由传输优化、区域基站传输接入路由离散化优化。

（1）cdma2000 1x与Ev-Do双路由传输优化

在BSC层面实施SCTP互保护，实现cdma2000 1x和Ev-Do（或cdma2000 1x）的链路互保护功能，即利用每一条cdma2000 1x或者Ev-Do（或cdma2000 1x）电路的信令传输特性，将其开放在不同的传送平面进行传输，同时承载业务，保护示意如图1所示，当传输B平面设备出现故障时，A、B平面的Ev-Do（或cdma2000 1x）电路中断，而承载于传输A平面的深灰色区域cdma2000 1x电路可以正常运行，基站通信得以保持，消除因传输设备故障而造成的断站风险。

图1 cdma2000 1x与Ev-Do双路由传输保护

（2）区域基站传输接入路由离散化优化

为了避免一个区域的成片基站全阻，造成通信“孤岛”，要从更高的接入层面考虑优化。接入层面分两个方面，一方面是基站接入传输的基站离散化，另一方面是基站接入归属BSC离散化，这种基站接入摒弃了区域基站的全部就近接入方式；而采用“插花式”的分布接入，需要具备跨区域的传输和光缆资源条件，支持跨区域光缆调度和安全性，分布拓扑如图2所示。在某一区域，当虚线路由全阻时，实线路由可以承担同区域话音和数据业务分流，避免某一区域突遇盲区，可以大大提高CDMA网网络的生存性和抗风险能力。

图2 基站传输“插花式”分布拓扑

3.3 与BSC对接业务冗余优化

与BSC对接的传输设备具有较强的业务收敛能力，要求对接设备具备一定的保护配置功能和网络交叉容量，所以设备配置不能太低端，要求具备支路板的保护功能，支持2 Mbit/s TPS保护，155 Mbit/s的1:N线性复用段保护，FE单板BPS或者PPS保护。

随着数据流量的爆炸性增长、大带宽业务的应用，尤其是以太网GE的部署越来越多，对此类业务保护的可靠性要求也就越高，基于IEEE 802.3ad标准的LACP（link aggregation control protocol），利用跨板链路聚合组（distributed link aggregation group，DLAG）实现以太网链路的动态汇聚和解汇聚，即将分布在两块相同单板上的两个对应端口聚合成一个保护组，实现板间端口的1+1保护。如图3所示，正常工作情况下，实线箭头为主用链路，虚线箭头为备用链路。

在两块以太网单板配置了DLAG后，当主用单板检测到任一端口链路故障（link down）、单板离线、单板硬件故障时，设备的交叉单板会将主用单板上发生故障的业务切换到备用单板，实现业务保护。如图3实线所示，1＃链路Port1端口上的业务被切换到备用单板的1＃链路port1端口以及对应的备用通信设备。

图3 DLAG链路保护实现原理

4 优化实施案例与优化效果

4.1 传输优化实施案例

对现网薄弱环节进行分析，尽量通过资源调整挖掘现网能力，实现资源利用最大化，根据优化方案制定传输优化的项目。

·《与BSC对接传输设备支路板保护项目》：实施155 Mbit/s光口1:N线性复用段保护以及以太网单板DLAG保护，同时对负载过重的网元、单板和端口实施割接到负载较轻的网元上。

·《CDMA网传输汇聚层成环保护优化项目》：通过对汇聚和环间互通链路144个系统进行成环保护优化，实施线路的自愈保护，使承载CDMA网基站业务的汇聚层传输系统100%成环。

·《A类基站光缆物理双路由优化项目》：对基站接入传输设备实施成环保护，尤其是A类站，经优化，A类基站光缆双物理路由成环率达81%。

·《成环传输系统光路同沟同缆整改项目》：针对核心中继层119个传输环系统，结合现网光缆资源分布，进行全面隐患排查，完全消除同缆情况，少量同沟段落的长度也大大缩短。

·《CDMA网cdma2000 1x电路第二路由优化割接项目》：通过cdma2000 1x或者Ev-Do电路路由分析，规划第二平面的传输路由，最终实施1 543条电路优化，双路由基站占全网基站总数85%以上。

4.2 CDMA网传输优化效果

实施CDMA网传输的一系列优化举措，大大提高了传输网络生存性，抗风险能力进一步加强，从表3数据统计分析，从优化前平均月断站率0.087%下降到优化后的0.024%，断站率大幅下降，经检验，优化效果显著，CDMA网运行质量稳步提升。

表3 2011年7月至2012年1月CDMA网传输原因断站率

5 传输优化注意事项

随着网络规模的变化，传输网络优化是一个持续过程，优化措施便于后续维护工作的开展，优化工作要全面考虑现网与未来建设相结合，重点放在业务未来可扩展性和网络的可持续发展；优化方案充分考虑网络运营安全，避免割接频繁而影响客户感知，达到优化效果与业务规模效益并重。所以在日常传输网络优化工作中务求实效，需要重点关注。

·从纵向的传输网络结构方面来讲，自上往下逐步开展，先优化核心层，包括与BSC对接的传输设备，再次是汇聚层，最后才是接入基站的传输设备。

·设备优化保护顺序：先线路板保护，后支路板的保护。

·从业务承载集中度考虑，先从承载业务较为集中的主干入手，后末梢接入。