IP RAN与光缆网协同组网方案探讨

【摘 要】针对LTE对其承载网的性能和组网需求远超3G的需求，以及IP RAN在组网方面的特性，介绍了IP RAN与光缆网协同组网的概念，并通过对IP RAN和光缆网组网特点进行研究，分析两者组网结构上的匹配性，提出了IP RAN与光缆网进行协同组网的原则，以便运营商能够最大程度地节省网络建设投资、提升网络投资效益。

【关键词】IP RAN 光缆网 协同组网 公共纤 独占纤

1 引言

2013年是LTE发展的关键年，中国电信已经选择具备全业务综合承载能力的IP RAN作为LTE基站的承载网。由于目前IP RAN尚处于试商用阶段，还未进行大规模的商用组网，因此研究IP RAN与光缆网如何进行协同组网，对实现组网效率最高、总体建设成本最低目标具有重要的意义。本文将分析IP RAN与光缆网协同组网应把握的关键问题，并给出了协同组网的基本原则。

2 IP RAN与光缆网协同组网概念

IP RAN是承载于光缆网上进行组网的，两者属于提出需求和满足需求的关系。但从目前的规划和建设流程来看，IP RAN和光缆网分属不同专业分管，且光缆网需满足包括公众客户和政企客户在内的所有业务的综合接入，两者在实际建设中相互协同配合程度并不高。因此，可能会出现过多占用光缆资源、IP RAN逻辑环网但物理结构单路由等问题，不但提高了建设成本，LTE基站接入的安全性也可能受影响。

基于此，提出了IP RAN与光缆网协同组网的概念，其核心思想包括：

（1）IP RAN设备节点位置选择应尽量适合光缆网节点分布；

（2）IP RAN组网的逻辑结构应尽量与光缆网的物理结构相匹配；

（3）光缆网的规划要综合考虑IP RAN组网需求，并针对IP RAN适当优化。

3 IP RAN与光缆网协同组网

原则分析

3.1 光缆网组网特点

中国电信已经形成了比较稳定的光缆网结构。城域内的光缆网分为中继光缆和接入光缆两大层。中继光缆位于机楼（包括核心机楼和一般机楼）间，一般采用网状网或环网方式；接入光缆一般再细分成两层或三层结构，其中主干光缆以环形结构为主，配线、引入光缆以星形和树形结构为主。光缆网网络结构及对应的物理节点如图1所示。

3.2 IP RAN组网特点

IP RAN分为接入层与汇聚层。接入层由连接基站和政企客户的A类路由器（也叫IP RAN接入路由器）组成，A类路由器与基站一一对应，即一台A类路由器接入一个宏基站的所有业务，包括基站1X、DO、动环监控及其他LTE业务；汇聚层由B类路由器（也叫IP RAN汇聚路由器）组成，主要是对A类路由器进行汇聚并上联IP城域骨干网。

IP RAN的A设备主要采用环形或接入一对B设备，对光缆资源缺乏且LTE基站属于非主要基站的，A设备可采用单链接入B设备，B设备采用口字形成对接入ER并上联到CN2。IP RAN组网拓扑如图2所示。

根据LTE基站业务流量、A和B设备带宽能力，平衡IP RAN网络安全性、设备和光纤利用效率等关键因素，中国电信IP RAN的A设备将主要采用环网方式，每对B设备一般覆盖3～10个接入环，接入环上基站数量一般不超过6～8个，即每对B设备平均接入20～60台A设备。

3.3 IP RAN逻辑环与光缆物理结构的匹配分析

光缆网经过长期的发展，其物理结构已经固定，但和IP RAN的逻辑环网要求并不完全匹配，如图3所示：

图3 A设备逻辑环与光缆物理结构不能完全匹配

具体问题包括如下：

（1）接入光缆一般分三层，且最后汇聚到一个中继节点（机楼），而IP RAN是一对B设备同时下带多个环；

（2）接入光缆网末梢（即接A设备处）绝大部分都是链型，因此A设备难以完全实现严格意义上的物理双路由组环；

（3）IP RAN环一般4～6个节点，而承载3G基站的MSTP环一般10个左右节点，IP RAN难以完全借用MSTP光纤路由。

3.4 IP RAN设备设置节点选择

A设备一般在LTE基站的位置就近设置，对应接入光缆的配线和引入层；B设备的位置选择直接影响IP RAN对光缆的占用，必须非常慎重。表1列明了各类型本地网基站、IP RAN设备和机楼的典型数量：

表1 各类型本地网基站、IP RAN设备和机楼的典型数量

本地网

类型 LTE

基站 室外

基站 A设备 B设备 机楼

超大 6 000 4 000 4 500 240

（120对） 100

大 4 500 2 500 3 000 180

（90对） 80

中 1 500 1 000 1 000 60

（30对） 40

小 750 500 500 30

（15对） 20

从表1可以看出，B设备对数基本上与机楼数量相当，并且B设备与机楼分别在IP RAN和光缆网中的功能类似，即成对B设备负责汇聚一片A设备的接入、机楼负责汇聚一片接入光缆网。因此，B设备节点设置应该与机楼进行对应，即一对B设备最好同节点设置，并且首选设置于机楼，对应中继光缆或接入主干光缆层，次选接入光缆多方向汇聚的接入点。

3.5 协同组网原则

从上述分析可以看出，由于IP RAN环网和光缆网物理结构有一定的差异，两者之间进行相互协同，可最大程度实现两个网络间的匹配，达到总体建设成本最低。

（1）IP RAN 设备的组网逻辑规划要尽量与光缆网的物理结构匹配

1）成对B设备应该同节点设置，并尽量设置在光纤资源丰富、路由方向多的机楼或光缆汇聚点；

2）组环的A设备应尽量不跨接入主干光缆环，并使用环上的公共纤，避免使用独占纤；

3）对于不具备光缆组环的非重要基站，A设备可以采用链型单归，就近接入另一台A设备。

（2）光缆网规划要考虑IP RAN组网需求，并针对IP RAN适当优化

1）接入光缆主干层和配线层在组环时，要充分考虑LTE基站的物理位置分布，光缆环尽量和IP RAN环位置一致，避免IP RAN组环要跨光缆物理环；

2）接入光缆主干环和配线环应预留足够的公共纤芯，保障IP RAN组环时相邻A设备间的互连；

3）相邻基站间、相邻分纤箱间具备直通光缆条件的可以新建光缆，方便A设备组环；

4）如某区域的光缆以接入LTE基站业务为主，可适当考虑减少接入光缆的层次结构。

IP RAN与光缆网协同组网示意图如图4所示。

3.6 光缆环纤芯占用原则说明

组环的A设备应尽量使用环上的公共纤，避免使用独占纤。图5所示为一个120芯5节点的光缆环，其中1-24芯为公共纤，25-120芯为4个光交箱分别到机楼的独占纤，每个光交箱顺向和逆向各24芯（蓝色线表示公共纤）。

现有4台A设备和2台B设备依托该光缆环组网，A设备分别连接到GJ01～GJ04，2台B设备都连接到机楼光交接箱。IP RAN最佳组网方案是各段均使用1-24芯公共纤中的2芯组成环网，则该IP RAN环不但占用纤芯资源最少，而且不存在光缆单点故障的问题。图5中B1～A1、A1～A2、A3～A4、A4～B2等4段连接均采用了公共纤连接（红色线表示占用纤芯）。

如果IP RAN环使用各光交箱到机楼的独占纤组环，在机楼光交箱处进行跳接，则不但会占用较多的纤芯资源，还存在光缆单点故障的问题。图5中A2与A3间采用独占纤连接，若光缆X点中断，则A2设备至A1和A3的光缆路由均同时中断，该点A2设备通信中断。

4 协同组网的困难

和解决方法

由以上分析可以看出，要实现IP RAN与光缆网协同组网，最关键的是要两专业间的无缝配合，这也是在实际工作中最困难的地方。IP RAN与光缆网专业首先在网络规划阶段要协同规划，将所有A节点位置在地图上进行标注；然后配合光缆网物理路由进行A节点组网规划，实现IP RAN组网结构的最优化，并以满足IP RAN组网需求为目标，进行光缆纤芯使用规划和个别光缆段资源建设规划，实现光缆资源建设和资源占用最优。此外，在具体网络建设中，如出现因电源、机房空间等基础设施或其他原因导致网络建设方案要调整时，也需要两个专业协同研究最优的改进方案。

5 结束语

IP RAN即将进入大规模建设期，预计IP RAN的总体建设投资将超过100亿元，其中约有一半投资集中在光缆网。在此大背景下，通过协调IP RAN和光缆网的合理组网，充分发挥协同组网效率，将对最大程度节省网络建设投资、提升网络投资效益具有重要的意义。

参考文献：

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[2] 中国电信集团公司. 中国电信综合业务接入网（IP RAN）业务承载与维护指引[Z]. 2013.

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