面向TD-LTE的PTN接入网优化方案探讨

（中国移动通信集团设计院有限公司陕西分公司，西安 710000）

面向TD-LTE的PTN接入网优化方案探讨

谷杨，亢慧亮，邹鑫

（中国移动通信集团设计院有限公司陕西分公司，西安 710000）

简要地介绍了某地市移动公司接入网的现状，分析了接入层不同的网络场景，针对TD-LTE对传输网的需求，提出了可行的PTN接入网的优化方案。

TD-LTE；PTN；接入网；传输带宽；10GE

1 引言

在移动业务IP化趋势下，城域传送网将由现有TDM业务(E1/STM-1)逐渐转向承载FE/GE的IP业务[1]。近年来，随着中国移动接入层PTN大规模建设及SDH网络逐步减少建设规模，因地理位置及投资等方面限制，导致网络拓扑结构不合理，安全性较低[2]，不足以支撑未来TD-LTE业务发展的需求。本文针对TD-LTE业务对接入网的要求，结合现有PTN接入网的不足之处，讨论了不同网络场景下PTN接入网的优化方案，为TD-LTE网络的建设及优化提供了参考。

2 接入网现状

2.1 概况

表1为某市城区接入层PTN的概况。

从表1数据可以看出，该市的PTN接入网存在以下主要问题：

表1 接入层PTN概况

第一，成环率偏低，60%以上的PTN设备没有设置双路由保护。这会带来网络安全性不高、维护成本增加等问题。

第二，部分接入环网元数量较多。综合考虑TDLTE带宽需求，城区（县城）环带链上基站接入节点数建议控制在6～8个[3]，该市城区平均一个接入环的网元数量为12.6个，已超出合理的数量。

2.2 带宽估算

随着移动数据业务的快速发展，传输带宽带来的压力愈发明显，带宽容量成为了未来TD-LTE业务发展的瓶颈。因此，为了更合理的规划未来的网络，必须对未来TD-LTE的带宽需求进行估算。

PTN接入网作为基站和集团客户业务的统一承载平台，在估算带宽时需要综合考虑GSM、TD-SCDMA、TD-LTE及集客业务的带宽需求。TD-LTE基站带宽需求达到了均值80 Mbit/s，相比于GSM与TD-SCDMA基站的带宽需求有着数量级的增长。表2列出不同业务的传输带宽需求，一个包含GSM、TD-SCDMA、TDLTE的基站所需带宽均值为8+15+80=103 Mbit/s/站。按每个接入环8个网元，其中6个网元承载基站业务、2个网元承载集客业务（集客业务带宽取100 Mbit/s）计算，一个接入环所需带宽为103×6+100×2=818 Mbit/s。

表2 不同业务的传输带宽需求

现有的PTN接入环理论带宽为GE，为满足后期业务要求环网需预留30%带宽，一般情况下环网可以有效利用的带宽为70%。因此， 1 个接入环的有效带宽为GE×（1-30%）×70%=490 Mbit/s。上述数据表明，现有的GE接入环已明显无法满足未来实际业务需求。

2.3 设备类型

某市移动公司接入层主要使用PTN1900和PTN950两种设备，标准配置下PTN1900和PTN950的常用端口情况见表3。

相比PTN950，PTN1900有以下优点：第一，有更为充裕的GE端口用于PTN的组网和TD-LTE基站侧的连接；第二，有速率更高的10 GE端口，可以提供更为充裕的接入层带宽。若采用GE速率以上的组网模式，PTN950无法满足要求。

表3 PTN1900和PTN950端口情况

综上所述，现有PTN接入网已无法满足未来TDLTE业务对网络安全性和带宽的要求，PTN接入网的优化已成为了不可回避的问题。

3 优化方案

如前文所述，传统的GE速率PTN接入网已经无法满足TD-LTE的需求。目前业界存在两种接入环优化思路：一种是对现有接入环进行拆环处理，通过减少接入环节点数量来满足带宽需求，这种方法可以有效减少单个接入环的网元数量，并能有效提高成环率，但是存在耗费光纤资源、工期较长等问题；另一种思路是提升接入环速率，采用10 GE设备组网，这种方法避免了接入层频繁拆环对现网业务的冲击，便于管理，但是需要大量PTN1900替换现网PTN950。

3.1 方案1环网升级

对于网元总数和链上网元数量较少的接入环，保持现网GE速率理论上可以满足TD-LTE对传输带宽的要求。事实上，接入网时刻处于动态变化中，网元数量随时有可能增加。为了使现有接入环可以应对未来网元数量增加所带来的带宽压力，并考虑网络未来的发展，应当将现网原GE接入环升级为10 GE的接入环。如图1为PTN接入环的升级示意图，具体的升级方案如下。

(1)将环上的PTN950拆除，替换为PTN1900设备，拆除后的PTN950设备可用于未来临时基站的建设。对于同站址的PTN1900和PTN950，如图1的462基站，应分别核查该基站的PTN1900和PTN950端口使用情况。如果PTN1900的空闲端口大于PTN950正在使用的使用端口，将PTN950设备拆除，并将PTN950的业务全部割接至PTN1900，否则不拆除PTN950。

(2)核查环上的PTN1900以及汇聚节点PTN3900的配置情况，增加需要的板卡和光模块，以满足环网升级10GE的需要。

(3)环上的链路由GE升级为10GE，链上的原有GE链路保持不变。

3.2 方案2环网升级

在前期的PTN网络建设中，存在着使用同站址的两套PTN设备组建的“双平面”接入环。所谓的接入环的“双平面”，是指同站址内的PTN1900和PTN950两套PTN设备不在同一个接入环的现象。图2(a)为“双平面”接入环的网络拓扑。如图2所示，704、AO423、M250和M747四个基站的PTN1900和PTN950分属于两个接入环。在优化“双平面”接入环时，应综合考虑2个接入环的结构，统一进行优化升级。图2(a)中“双平面”接入环的优化方案如下。

(1)核查4个共站址的PTN端口使用情况，拆除不需要的PTN950设备，不拆除的PTN950连接至同基站的PTN1900下。

(2)考虑到接入环1的网元数量较多，应将 4个共站址的PTN1900设备接入到环2上，4个基站在环1可作为跳纤点。

图1 场景1升级方案

(3)按照场景1的原则分别将接入环1、接入环2升级为10GE接入环。

图2(b)通过上述优化方案，接入环1的网元数量由12个减少到7个，在没有浪费空闲纤芯的情况下，有效地优化了接入环1 。

图2 “双平面”接入环拓扑及优化后拓扑

图3 网元较多的接入环拓扑及优化后拓扑

3.3 方案3环网升级

如图3(a)所示，现网中存在部分结构不合理的接入环，过多的网元和单链严重影响TD-LTE全业务的顺利开展。当接入环的结构较为“臃肿”时，应当采用先“拆环”后“升级”的方法。具体方案如下：

(1)该接入环共有14个网元，根据接入环网元数量6～8个为最佳的原则，应先将原接入环拆分为2个环。

(2)拆环应遵循新建光缆少、跳纤次数少、现网结构改变少的原则。根据该接入环的结构，可将K375和H530设备之间的链路断开拆分成2个环，其中左半边的接入环结构保持不变，右半边H530设备通过K375、K124基站跳纤连接至汇聚节点B，FO965设备通过新建光缆与汇聚节点C连接。

(3)原环拆分后，按场景1的方法将拆分后的两个接入环升级为10 GE接入环。

优化后的拓扑见图3(b)。经过优化，原接入网的带宽得到了增加，网元数量有所减少，成环率得到了提高。

表4比较了接入环优化前后的各项数据指标。经过上述方案的优化，环网速率由GE统一上升到10 GE，为即将到来的TD-LTE业务提供了足够的带宽；接入环的平均网元数量减少到了合理的数量；成环率几乎提高了一倍，增加了网络的安全性。

表4 优化前后接入网的数据对比

4 结束语

从传统的SDH网络转变为以PTN为主导的网络，是中国移动在传输技术上取得的突破式进步。但在PTN网络的实际建设过程中，出现了接入网网元数量过多、成环率不足和网络带宽不足的问题，影响了未来TDLTE业务的发展。

[1] 蔡明珠，陈逸舟，田建勤． 基于PTN全业务建设与接入模式探讨[J]． 广东通信技术，2009，12．

[2] 史洪强． 接入层PTN及SDH成环率优化投资效益分析[C]． 中国移动通信集团设计院有限公司第十八届新技术论坛，2012．

[3] 中国移动城域传送网建设指导意见(2012版)[Z]．

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2014年10月13日，中国移动沙跃家副总裁在GSMA举办的Mobile 360 Series-中东大会期间宣布中国移动携手荷兰皇家电信（KPN）完成了VoLTE高清音视频国际漫游测试。本次测试成功实现了三个首次，一是首次亚欧运营商间VoLTE漫游，二是全球首次基于IMS LBO架构下HR方案的VoLTE漫游，三是全球首次使用IPX商用转接网开展VoLTE漫游测试。这是继中韩两国2013年TD-LTE与LTE FDD商用网高清音视频互通、2014年6月基于4G数据漫游架构下VoLTE漫游测试之后，中国移动携手国际运营商在TD-LTE及VoLTE领域的又一重要进展。

本次测试成功实现了漫入、漫出场景下VoLTE用户之间的高清音视频通话，并向用户提供了更高质量、更稳定的VoLTE音视频服务。与此同时，本次基于IMS架构的VoLTE国际漫游用户接通等待时延约2s，较现有语音漫游用户的接通等待时延短4～8 s，大大缩短了国际漫游用户的接通等待时间。本次测试的成功为确定VoLTE国际漫游标准架构提供了有利支撑，也为VoLTE国际漫游的商用验证奠定了坚实基础。

ConvergeIT引领智慧城市的低碳之道

近日，全球著名的综合布线领导厂商——美国西蒙公司在北京隆重召开了ConvergeIT智能建筑结构化布线解决方案推广会。在西蒙的战略规划中，智能建筑是与数据中心同样重要的业务发展方向，公司针对智能建筑领域开发的ConvergeIT结构化布线解决方案自推出以来，在全球已积累了很多成功案例，获得众多用户的一致好评。这一次，美国西蒙公司全球首席技术官和运营副总裁John Siemon先生来到中国，和西蒙全球销售高级副总裁冯雨舟先生、西蒙大中国区技术经理陈宇通先生一起，与业内记者共同探讨了ConvergeIT是如何引领智慧城市实现低碳环保的，并从技术的角度深入分析了西蒙先进的Z-MAX 6A和TERA 7A类屏蔽系统是如何支持ConvergeIT 智能建筑结构化布线解决方案的。

John Siemon先生针对智能建筑的关键技术——远端供电，谈到了西蒙的Z-MAX和TERA系统拥有的独特触点技术，使插座在受电状态下循环操作和插拔时能保持触体的完整性，从而保证了系统的安全性和可靠性。之后，冯雨舟先生介绍了西蒙中国近年来的发展，以及西蒙全球的战略规划，并分享了西蒙中国在数据中心和智能建筑领域的一些最新成功案例。冯雨舟先生对西蒙中国未来的发展充满了信心，他相信通过业界领先的ConvergeIT结构化布线解决方案，西蒙公司能在中国乃至全球的智能建筑市场取得更加辉煌的成绩。

Discussion of optimization schemes of PTN access network basing on TD-LTE

GU Yang，KANG Hui-liang，ZOU Xin
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shanxi Branch, Xi'an 710077, China)

The current situation of a access network of China Mobile is brief y introduced, and several circumstances of network is analyzed. Finally, the feasible optimization schemes are given based on TD-LTE’s demands for transmission network.

LTE; PTN; access network; transmission bandwidth; 10GE

TN929.5

A

1008-5599（2014）11-0018-05

2014-11-01