面向LTE深度覆盖的PTN接入层带宽提升方案

冯伟，林德风，李铁峰

(1 中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司，深圳 518048；2 福建省邮电规划设计院有限公司，福建 350001）

面向LTE深度覆盖的PTN接入层带宽提升方案

冯伟1，林德风2，李铁峰1

(1 中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司，深圳 518048；2 福建省邮电规划设计院有限公司，福建 350001）

随着LTE网络覆盖逐步深入，PTN接入层网络的承载压力越来越大，通过分析不同场景的业务带宽需求，结合网络实际，提出PTN接入层带宽提升网络演进模型，并对各模型建设难度和造价进行了对比分析，为PTN接入层规划和建设提供了重要的借鉴和参考。

TD-LTE；PTN；接入层带宽提升

随着“宽带中国”战略的实施，“宽带中国”已正式上升为“国家战略”，势必会给作为基础网络的移动承载网注入强劲动力。另外一方面，4G牌照发放，LTE发展驶入快车道。中国移动TD-LTE网络在2014年掀起建设高潮，部署超过50万个基站，这将是全球最大的LTE网络。

PTN网络以承载基站回传业务为主，最大的带宽压力表现在LTE业务的承载，进一步提升PTN网络带宽已经成为不可回避的问题。通过对未来LTE业务带宽需求的定量分析，逐层剖开，探讨PTN接入层可行的带宽提升方案[1]。

1 PTN接入层现状及带宽需求

1.1 LTE及其他业务对PTN接入层的带宽需求分析

无线技术从2G向3G、4G发展，承载网络带宽面临严峻的挑战，每基站带宽从几兆发展到几百兆。

对于PTN传输网络的各个层面，需综合考虑业务的统计分布特性、业务质量保证和投资效益等因素。同时考虑到PTN作为综合承载平台，还需要满足2G、TD-SCDMA和集团专线等业务的承载需要。

由于LTE采用高频建网，要达到与2G/3G相同覆盖效果，需要部署更多的基站，LTE深度覆盖，主要采用3种应对方案：

（1） 增加宏站资源方案；

（2） 基于宏站的小基站延伸建设方案；

（3） BBU集中RRU拉远方案。

其中宏站资源难获取、成本高，而后两种方案特别是小站建设方案，因不受任何环境、位置、空间等限制，可快速、以较低成本实现LTE业务覆盖，已在全球主流运营商（西欧VDF，北美AT&T、Verizon，日本KDDI等）应用，目前小站建设量据Informatics行业分析公司预测，到2015年底，全球建设量会达到6000万套，是LTE宏站数量的10倍[2]。

趋势1：小站建设和BBU集中的业务承载模式均需要基于当前宏站节点进行容量扩展，按每小站或BBU集中需要100 Mbit/s带宽计算，共计300 Mbit/s的带宽需求。

趋势2：大客户IP化进程，需要PTN在接入层储备更多带宽。

大客户专线的IP化在全球是总体趋势，在国外，Telefonica、DT、BT、新电IP专线业务成为主要增长点；在国内经济发达的长三角、珠三角区域分组化的大客户需求旺盛。根据全球运营商经验，在每宏站节点100～200 Mbit/s带宽为宜，可根据实际情况进行调整预留资源。

1.2 PTN接入层现状及带宽需求

PTN接入层网络从2009年开始建设，初期主要承载2G和TD-SCDMA业务，网络主要为GE环系统，由于2G和TD-SCDMA业务带宽需求相对较小，每站点带宽在40 Mbit/s左右，GE环可以容纳的站点最多可以达到20个左右，因此，初期GE环上的节点数量均较多，一般在8～12个，多的可以达到16个。

根据业务分析，以图1拓扑为例，PTN GE环中有8个宏站和4个室分站，全环站点的带宽需求如表1所示。

图1 PTN GE接入环结构现状图

表1 典型系统带宽需求汇总表（Mbit/s）

2 PTN接入层带宽提升方案

由1.2节可知，在密集业务区， 8个宏站和4个室分站的近期带宽为2 520 Mbit/s，远期需求为5 000 Mbit/s；一般业务区，近期带宽需求为1 200 Mbit/s，远期需求为2 360 Mbit/s。

就现阶段PTN的技术条件和设备成熟度而言，PTN接入层的带宽提升方案大致有两种选择，一是依然采用PTN GE环方式，通过环叠加、环分裂等方式来提高网络容量；二是引入PTN 10 GE设备，建设PTN 10 GE系统来满足业务需求[3]。

在实际组网中，PTN接入层大致可分为3类组网模型(如图2所示)：PTN GE组网模型、PTN 10 GE组网模型和混合组网模型。针对3类模型，其提升方案分别如下。

PTN GE组网模型的优化扩容方案分为环叠加和环分裂两大类：

环叠加：采用叠加方式新建了2个PTN GE环；

图2 PTN接入层带宽提升方案模型

环分裂：采用环分裂方式将原有的1个12点的PTN GE环分拆为3个4点PTN新建GE环。

(1) PTN 10 GE环组网模型：原有PTN GE环保持不变，新建了1个PTN 10 Gbit/s系统，后续再逐步将GE环割接到10 Gbit/s环中，GE环腾出的可用于其他方面。

(2) 混合组网模型：在1、4、7、10共4个站点各新增1端PTN 10 GE设备，新建1个4点的PTN 10 Gbit/s环，其他站点PTN GE设备利旧，扩容GE光口，就近到PTN 10 GE设备上；若不具备扩容条件，则需考虑新增PTN GE设备。

对以上组网模型承载能力分析汇总如表2所示。

由表2可知，PTN GE组网模型可以较好地的满足一般业务区的业务需求，对于密集业务区的近期需求也基本可以满足，远期需求不满足，还需要进一步扩容和优化。

PTN 10 GE组网模型和混合组网模型对所有业务都能很好的满足。

表2 PTN接入组网模型汇总表

3 PTN接入层带宽提升方案建设条件分析

PTN接入层的建设除了要满足业务的需要，同时还需要考虑管道、光缆等基础资源条件，及工程实施难度和工程总体造价等方面。

3.1 光纤资源

在PTN接入层建设中，设备点间光路连接一般经过若干跳纤点，参照图1网络结构，结合现网现状，几种模型对光纤资源的占用汇总如表3所示。

受限于系统容量，PTN GE需要多个系统才能满足业务需求，相应的也需要占用更多的光纤资源。

在现网中，越是业务密集的区域，接入网光纤资源往往是最紧张的，光纤冗余量是最小的，而且受限于基础管道资源，光缆的建设也是非常困难的，严重影响和制约PTN系统的建设。因此，对于业务密集区域，怎样充分有效地利用光纤资源，是PTN接入层系统建设时必须考虑的问题。

3.2 实施难度

PTN接入层网络建设涉及站点空间、电源条件，光缆线路资源以及现网承载业务情况，不同的组网模型在实际建设方面的难度也不尽相同。

3．2．1 PTN GE环叠加

PTN GE环叠加方式，对现有系统没有影响，但在同一站点需要叠加多套PTN接入设备，对站点空间和电源有一定要求；且需占用的接入网光纤资源多，在光纤紧张的区域，很有可能还需要重新敷设光缆才能满足组网要求；该模型实施难度高，建设时间长。

3．2．2 PTN GE环分裂

PTN GE环分裂方式需对系统中已承载的业务进行全面的调整，影响面大，实施过程较为复杂，需要维护部门对系统数据进行全面修改，网管配置工作量大；同时还需要维护和工程两条线要紧密配置，确保网络割接不影响业务的开通。

PTN GE环分裂方式不需要新增接入设备，但需要占用的接入光纤资源也比较多，对光纤资源冗余要求高；该模型实施难度较高，建设时间较长。

3．2．3 PTN 10GE环

PTN 10 GE环模型中，先新建1个PTN 10 GE系统，而后再逐点将原GE环的业务割接到10 GE环，影响面小，实施相对容易；待GE环业务割接完毕后，可以将原PTN GE设备用于其他站点，原GE环占用的光纤也可以释放出来；该模型实施难度低，建设时间短。

3．2．4 混合组网模型

混合组网模型中，也需要新建1个PTN 10 GE系统，而后利用现有PTN GE设备扩容GE光口，连接至新建的PTN 10 GE设备上；待系统建成后，再逐点进行业务割接，释放原有PTN GE系统设备、端口和光纤资源；该模型实施难度较低，建设时间较短。

表3 不同PTN组网模型光纤需求汇总表

表4 不同PTN接入组网模型造价对比表

3.3 工程造价

当前，PTN GE和PTN 10 GE设备均已非常成熟，典型配置GE设备费约为2.2万元/端、10 GE设备费约为4.2万元/端。综合考虑升级10 GE后原有设备的回收及PTN接入层系统建设过程中光纤资源的占用费用，4种模型造价具体如表4所示。

从表4可知，以上4类组网模型中，PTN GE环叠加方式综合造价是最高，其次是PTN 10 GE组网，然后是PTN GE环分裂模型，综合造价最低的是混合组网模型。

4 结论

随着3G/LTE网络的深度覆盖及多业务发展战略的推进，无线宽带化趋势越来越明显，非常有必要逐步引入PTN 10GE进行2G/3G/LTE、WLAN、大客户等业务的综合承载，推进PTN 10G在接入层的应用，充分发挥PTN广覆盖、低成本的优势。考虑到当前PTN 10GE接入设备费用还相对较高，可以以PTN 10GE接入设备为主干，下带PTN GE设备的混合组网方式，以最小的投入满足最广泛的业务需求。

目前，业内在用的10GE接入设备具备槽位资源丰富、整机GE/FE端口多、设备小型化、安装场景广泛等特点，能够很好满足未来LTE网络深度覆盖的需求，为LTE的平滑演进提供了有力保障。

[1] 邓春胜，陈曦． PTN承载LTE解决方案与规划建议[J]． 电信网技术，2013(6)：5-11．

[2] 马宁． 不同部署场景下小基站回传技术选择[J]． 电信技术，2013(6)：83-84．

[3] 王东，韩健等． 接入层PTN网络优化方案研究[J]． 电信工程技术与标准化，2014(5)：16-19．

PTN bandwidth in the access layer of LTE in depth coverage for lifting scheme

FENG Wei1, LIN De-feng2, LI Tie-feng1
(1 China Mobile Group Guangdong Co., Ltd. Shenzhen Branch, Shenzhen 518048, China; 2 Fujian Post and Telecom Planning and Desighing Institue Co., Ltd., Fujian 350001, China)

With the advance of LTE coverage, the PTN access layer network has been got more and more pressure. In this article, by analyzing the broadband of different scenarios, and combing the reality of the network, we put forward the evolution model of PTN access layer network, which provide great reference for the planning and construction of PTN access layer network.

TD-LTE; PTN; access layer bandwidth enhancement

TN929.5

A

1008-5599（2014）11-0006-05

2014-10-17