3G、4G同发展：某多山区运营商分组网架构的优化

邱耀斌 赵亮

【摘要】 近年来，技术的进步和应用的繁荣推动移动互联网迅猛发展。随着智能终端的快速发展，移动上网正大踏步迈入大众普及阶段。随之而来的，是移动数据用户的爆发式增长，以及移动数据宽带化需求对电信企业在网络、业务、竞争等多方面产生的巨大压力。受3G速率和承载能力限制，全球先进运营商都积极推进网络向4G演进。传送网是运营商网络发展的基石，传送网网络架构、汇聚区区域、节点的合理性决定了其网络的扩展性和柔韧性。分组网架构的建设需确保网络的可持续发展。

【关键字】 分组网 汇聚区 架构 一二级汇聚

一、网络现状

某地市辖一区一市七县，面积17298平方千米，人口263万，地广人稀，其中山地面积占88.42%，山路崎岖，交通不便，整个地市国道仅360.1公里，省道仅938.3公里；年底无线用户30.18万户，无线2G、3G基站1406个（其中3G站点983个，2G站点423个）。该地市目前尚有部分区域未完成3G网络的覆盖，对该地市业务的发展和用户的体验带来较大的考验。见下表1。

运营商目前主要依靠MSTP、OTN和分组网完成数据的回传。MSTP网络主要承载移动网基站业务、数据网业务以及大客户业务等其他零星业务；OTN网络主要承载数据网业务以及未来分组网络的回传；分组网络主要承载移动网基站业务的回传，核心层架构采用环形结构，汇聚层都采用一级汇聚构建，采用与原MSTP网络基本一致的架构搭建目标网。如图1所示。

二、业务需求

第一年度新增3G站点544个，其中2G升级191个；LTE站点267个。3年共计建设3G站点2685个（见表2）和LTE站点837个（见表3）。新建站带动了大量的带宽需求（预计15.88个10GE，见表3），带宽的成倍化增加（原带宽为1.5个10GE）导致原有网络架构无法适应，网络架构的优化势在必行。

三、基础架构

该地区设定为11个汇聚区（汇聚区是指依据地理状况、行政区划、业务分布等，从网络组网的合理性和管理维护的方便性出发，将本地网划分为多个区域，区内保持一定的网络独立性）。网络规模爆炸式的增长，需要在原来的网络架构上进行调整，以便能够更好地保持网络的独立性。

分组网建设分为核心、汇聚（一级/二级）和接入的分层结构；汇聚设备主要用于末端接入设备业务收敛，按照网络层级可分为一级汇聚和二级汇聚设备，一级汇聚设备主要用于其下挂的二级汇聚设备和周边末端接入设备的业务收敛，设置在汇聚机房或兼做汇聚的核心机房；二级汇聚设备主要用于末端接入设备的业务收敛。

四、架构优化

根据现状、业务需求以及分组网络架构的约定，优化主要体现在以下3个方面：

1.汇聚区边界的划分：为保证接入层都收敛在同一个汇聚区内，避免跨汇聚区，划分依据行政区划调整为主干光缆路由。2.汇聚机房调整：为更好地保证接入层收敛同路由，山区路由单一，调整汇聚机房为两个汇聚区的交叉点。3.节点增加：在原有架构下，基站数增加约2倍。经过分析，在节点设备不增加的情况下，无法满足业务需求。

4.1案例一

YHX和JNX两个县3G站点和LTE站点业务相对于其他县分较少，共计站点473个（其中YHX188个，JNX285个。YHX、JNX面积为985、1367平方公里，有2条路由可以互通，其他互通区域都为高山。原分组规划一级汇聚环路，会导致各汇聚区业务无法收敛在同一个汇聚区内。如图3所示。

图3中上半部分粗线条区域为YHX汇聚区，下半部分粗线条区域为JNX汇聚区；黄色细线条为YHX和JNX县的2条道路以及光缆路由；黄色填充区域约267平方公里原归属于JNX汇聚区，其中有一条主干光缆路由经过黄色填充区域与QTX汇聚区交叉；淡紫色填充区域约71平方公里原归属于JNX汇聚区，该区域的右边即为JNSW节点，该节点优化后升级为JNX汇聚区的汇聚机房，调整原有JNZC汇聚机房为综合接入节点机房。橘色填充区域约273平方公里原归属于JNX汇聚区，后期需优化调整为QYX汇聚区。

调整过程：YHX汇聚区仅有一个汇聚机房（YHTXXC），JNX汇聚区有两个汇聚机房（JNLBH和JNZC），为了保证业务在汇聚区内收敛、主干光缆路由的一致性，调整原有JNZC汇聚机房（图（6）中红色菱形节点）为综合接入节点机房，调整汇聚区的交叉机房JNSW为汇聚机房；调整原JNX汇聚区约71平方公里（淡紫色区域）为YHX汇聚区，并利用一级汇聚机房JNSW构建汇聚区的一、二级汇聚环路，充分地保证后期3G和4G站点业务的收敛。如图4所示：

图4中绿色细线条构建的为YHX汇聚区的二级汇聚环路物理拓扑，另外一个紫色细线条构建的为JNX汇聚的二级汇聚环路物理拓扑。

汇聚区架构优化后，JNX汇聚区汇聚设备数量从2个增加到5个，综合接入节点数从3个增加到13个。YHX汇聚区汇聚设备数量从2个增加到5个，综合接入节点数从3个增加到7个。根据分组网的带宽共享策略和3G、4G占用带宽，两个汇聚区各建设1个二级汇聚环可满足规划期内带宽需求（YHX约0.88个10GE，JNX约1.2个10GE）。

4.2案例二

LQS和QYX县共计站点862个（其中LQS467个，QYX395个）。YHX、JNX面积为3059、1898平方公里，有1条光缆路由可以互通，其他互通区域都为高山。原分组规划2个县为一级汇聚环路，会导致各市县业务无法收敛在同一个汇聚区内。如图5所示：

图5中上半部分粗线条区域为LQS汇聚区，下半部分粗线条区域为QYX汇聚区；黄色细线条为LQS和QYX两个县的1条道路以及光缆路由；橘色填充区域约273平方公里原归属于JNX汇聚区，区域有两条主干光缆与QYX汇聚区相交集。

调整过程：LQS和QYX汇聚区各有2个汇聚机房，为保证QYX汇聚区内的业务都收敛在汇聚区内，调整QYBX汇聚机房为综合接入节点机房，升级QYHT为新的汇聚机房。原JNX汇聚区约273平方公里（图11橘色填充区域）有两条主干光缆与QYX汇聚区相交集，为保证业务的一致性，把该区域调整为QYX汇聚区。最终2个汇聚区都各构建1个一级汇聚环，2个二级汇聚环。如图6所示：

图6中LXS构建了2个二级汇聚环（淡蓝色和棕色环路）如图上半部分；QYX构建了2个二级汇聚环（红色和黄色环路）如图下半部分；

五、结束语

根据山区光缆路由单一的特点，优化汇聚区区域范围、构建合理的汇聚区和一、二级汇聚环路，使业务收敛在同一个汇聚区内；调整汇聚机房和综合接入节点机房的位置与数量，有效地收敛基站业务、节约接入设备数量、缩短基站的接入距离。该地市优化后构建8个一级汇聚环，18个二级汇聚环，共计20个一级汇聚设备，80个二级汇聚设备。根据之前规划3年新增总带宽约15.88个10GE。如后期有大量业务增加，只需扩容相应环路容量即可满足。分组网架构优化后一二级汇聚结构，如图7所示：

参 考 文 献

[1]陈运清.电信级IPRAN实现-面向LTE规模运营的移动基站回传综合承载指引.北京： 电子工业出版社， 2 013