接入层PTN网络结构优化探讨

【摘要】结合4G工程实践经验和案例，从网络结构方面，对环容量满、提高网络安全性两种类型的优化方法进行了分析和探讨，对网络面临的各类新老优化问题提出了新的解决思路。

【关键词】PTN;接入层;网络优化;安全性

1.前言

中国移动的4G建设开展以来，可谓规模巨大，并且随着集团客户业务的迅猛发展，带来一波前所未有的接入高潮。传送网作为通信网络的基础，承受着大规模接入建设的考验，在提供快速接入同时，也带来了种种网络隐患。

由于追求快速、高效的接入率，传输网络的整体结构不可避免受到了挑战，尤其在大中城市中，业务密集，接入困难，导致了传输网的建设是难上加难。为了提升整个通信网络的稳定性、降低风险，以及更好地配合全网业务增长需求，传输网络优化工作需要加一步加强。

本文通过对接入层传输网络的问题进行分析与讨论，提出了新的优化方法，有效解决了现阶段大规模接入建设对现有传输网络的冲击，为大中城市接入层传输网络优化提供了参考。

2.传输网络优化概述

2.1 传输网络现状和存在的问题

在目前的大中城市运营商网络建设中，以中国移动为例，接入层现状和存在的主要问题为：

传输网络是以PTN为主，SDH，PON为辅的混合光纤传输网，再加上少量的微波，经过多年的建设，网络已形成较大规模。

PTN承载业务较多，并且PTN网络需要完成不同片区到不同RNC机房 Iu-b业务、WLAN AP-AC业务、跨片区大客户专线等业务转接调度，PTN网络面临较大压力。

接入层又分成接入主干层、配线层及引入层，接入主干层节点主要由光交间、室外光交箱和下沉OLT机房组成，是用户业务接入的汇集层，采用光纤环形拓扑结构。配线层节点主要由基站、大客户、营业厅等组成，以环形结构为主，链形结构为辅。引入层为二次分纤点到客户引入点的结构，以星形，链形结构为主。

由于管道、杆路等基础资源的建设难度较大，接入层光缆网结构不完善，接入层设备组网存在较多节点站、长链、断环隐患;接入层微波、租用电路等接入方式占比较高。

现有接入层光缆网络结构和容量均不能满足大量高密度新增用户接入，部分光缆接入层由于存在较多掏接情况，纤芯容量紧张。接入配线层光缆建设相对滞后，对业务的预覆盖相对较弱。

汇聚点建设在各个地区虽然已具备一定规模，但由于4G建设的冲击，新建大量接入环路，对汇聚点的密度要求较高，仍需要继续提高汇聚点覆盖率。

2.2 一般性建设原则

在工程建设中，为了网络结构的合理和后期维护运营的可靠性，需要一般性的建设指导原则。

（1）基站类接入业务采取GE环，对于带宽需求大的接入环，采取双GE环的方式建设，特殊高流量热点采用10GE环方式建设。

（2）接入环内节点数限制：建网初期GE接入主环内网元数不超过3个。后期可开环加点，原则上GE接入主环内网元数不超过4个。

（3）双归原则：因PTN设备升级会断业务，要求GE接入环尽可能双汇聚节点上连，并且上连的两个汇聚点应位于同一汇聚环。

（4）物理双路由原则：目标是PTN接入主环实现光缆双路由，对于暂无法满足物理双路由的情况，定义安全级别，并在资源录入时做好相关路由情况的记录，以便后期具备物理双路由条件时完成优化，但应尽可能避免接入主环上含多个不满足双路由的站点。

（5）汇聚缆占用原则：为了网络的整体结构清晰，接入环组网时不能占用上连的汇聚环所占用的汇聚缆。

（6）单一类型组网原则：PTN接入层组网时，微站与宏站分开组网，基站类与大客户分开组网，以提升网络的整体可靠性。

（7）下挂节点原则：建网初期GE接入环不允许下挂二级子环/子链。后期对于不满足双路由的站点或安全性不高的站点，可考虑下挂接入，接入主环内每个网元至多可下挂1条链，下挂链上的网元数原则上应控制在1个，但微站的网元不允许下挂链。

（8）跳接点数限制：目标是接入层跳接点不超过3个，以减少光跳故障点。对于暂无法满足的情况，在资源录入时做好相关记录，以便后期优化。

2.3 主要优化思路

由于接入层网络在新建接入点时主要考虑满足新增业务的需要，并且组网的方案总具有时效性和局限性，即组网方案总是在一定时期、受一定客观限制的情况下是合理的。因此，随着时间的推移、网络的发展、需求及客观条件的变化，网络不合理的的地方会不断显露出来。例如原来容量足够的环路，会逐渐发展成环容量量满，原来建设成的物理环路，会由于拆站等原因发展成单链。因此，接入层传输网络优化是一项极其重要而且长期不间断的工作，需要我们重视，才能保证传输网络的安全性，健壮性和可靠性。

接入层网络优化的主要工作是两个方面：

（1）环容量优化;

（2）安全性优化。

如果GE接入环路容量饱和，无法进行新业务的开展或者影响原有业务，就要进行环容量优化;如果接入层网络结构存在问题，影响了网络整体的安全性，就要考虑进行安全性优化。总之通过对传输网络的不断调整，使之始终处于健状、可靠的运行状态中，已保证业务的正常运营和持续接入，是优化的最终目标。

3.环容量满优化方法

PTN接入层环容量满的原因，多种多样，简单归纳有以下几类。一类是单个节点所带业务过多，导致环容量不足，建议采用节点站业务优化的方法;一类是接入环所带节点过多，导致环容量满，建议采用接入环（裂环）优化的方法;还有一类是特殊原因导致环容量需求较大，推荐采用容量升级优化方法。除了以上方法，为了防止环容量满，需要提高光缆纤芯的冗余度。总之，需要根据不同的原因，选用合理的优化思路，以下根据这四类情况分析优化方法。

3.1 节点站业务优化

此类一般是传输节点接入业务较多，例如除了接入多个基站，还有WLAN，集客类业务，导致单台PTN设备群路侧容量超过300M，使GE接入环容量不足，影响新业务开展。

对于这种情况，首先考虑接入点的业务回传是否合理的问题，在目前的技术条件下，WLAN业务采用GPON方式完全可以代替PTN回传方式，而且在价格及Qos上更具优势，因此，优化方法为将WLAN业务采用GPON回传，从而将其所需的带宽从PTN接入环上剥离出来。

同理，集客类业务也要根据其业务需求，做出相应的考虑，以释放PTN接入环的带宽。

采用节点站业务优化方法，除了解决PTN环容量满的问题，还可以优化整体网络结构，提高网络安全性，提升用户的Qos感知度，是在环容量满的情况下首先要考虑的方法。

3.2 接入环优化

如果环容量满是由于GE接入环上的节点过多（超过4个），影响业务开展，就要考虑裂环的方法实现容量释放。主要思路为将一对纤芯上的一条GE环，通过增加一对纤芯的方式，变为两对纤芯上的两条GE环。

此方法非常广泛用于优化建设中，可以快速、一步到位的解决环路容量满的问题，但是需要冗余光缆纤芯的支持，并且尽量做到异路由，以使网络的安全性得到保障。

3.3 容量升级优化

如果在特殊高流量站点，无法用前两种方法进行优化，则可以考虑采用升级10GE接入环方式。

目前设备产商已经有支持10GE组网的成熟设备，可以将GE平滑升级为10GE容量，在不少大中城市已经开始采用，所以在接入层面进行容量升级优化是可行的。

但是目前的建设状态下，仍然不建议大量采用此种方式。一方面是从全网考虑，接入层采用10GE容量，将给汇聚层以上传输网络带来极大压力和调整。无论是采用波分汇聚至骨干，还是PTN汇聚环直接升级为更高容量，都将给全网带来复杂的影响，必须多方面考虑。另一方面是通过对经济的分析，广泛采用10GE接入方式是不经济，在目前建设状态下不必要的。

因此，容量升级优化只适用于个别特殊场景，例如高流量无冗余纤芯资源的重要环路。

3.4 提高纤芯冗余度优化

在目前大中城市的PTN网络建设中，多层面复杂的业务需求，对接入层纤芯的占用是非常高的，平均达到了50%左右。在不少地区由于纤芯不足，导致环容量满而无法优化，严重影响新业务的开展，因此，为了提高业务的接入率，及时率，需要对光缆纤芯设定利用率临界标准进行扩容。这一优化标准随地区的差异，光缆芯数的建设差异而不同，一般来讲，在特大城市，接入层网络建设48芯光缆的原则下，纤芯利用率临界值设到60%基本满足要求。同时，光缆扩容时尽量选择和原路由不同的建设方案，使网络安全性也得到提高。

4.提高安全性优化方法

由于运营商的网络建设有早有晚，例如2G传输网络建设时间较早，4G传输网络近期才开始建设，加上不断的新建扩容，使得传输网络规模越来越大，新老网络融合越来越复杂，维护难度也越来越高，逐渐暴露出各种各样的问题，尤其安全性问题使传输网络优化已经成为在4G时代支撑网络结构、安全性及稳定性的必要保障。安全性优化主要为光缆的建设能力所制约，以下分四个方面简要论述网络安全性优化的方法。

4.1 双归优化

在早期的工程建设中，由于汇聚点布局、光缆长度、地理条件的影响，有许多接入环采用的单归方式。或者由于汇聚点拆迁等原因，不得已改为了单归方式。但接入环单归方式对网络安全性影响是不利的，因此在有条件的情况下，一定要将单归改为双归方式。这一优化方法主要瓶颈在于光缆的建设，能否使接入点在两个汇聚点之间形成物理回路。

4.2 同缆优化

这一类别实际上为减少假环的优化方式。在早期建设中，接入环光纤同缆均是由于光缆资源不丰富或者布放路由受限形成，不得已形成假环影响网络安全性。

如图1所示，左图接入点1至4为同缆假环，严重影响网络安全性，经过优化后，右图将接入点4和汇聚点2的光缆敷设成功，则整个假环变成了一条标准的物理双路由GE接入环，安全性大大提高。

图1 同缆优化方法

4.3 长链优化

长链与超长链一直是影响网络安全性的重要原因，所以进行长链改造优化也一直是传输建设的重点，在PTN时代，这一点更需要重视。虽然在大中城市的PTN传输网络中，长链与超长链并不多见，但是在一些山区、资源受限等特殊地方仍然存在。对此类问题进行优化，是保障网络安全性的前提。

4.4 微改光优化

微波是光纤接入方式的补充，主要用于光缆无法到达的接入点。但微波传输先天具有传输容量相对较小;传输质量较不稳定;保密性较差;操作不当会产生有害辐射等缺点。所以在光缆可实施条件具备的情况下，进行微改光建设是必要的网络优化手段。

5.总结

随着4G建设的飞速发展，传输网络承担着越来越重的压力，对传输网进一步进行优化调整是非常必要的。

本文通过探讨各种场景的优化思路，使现有网络潜力得到充分发挥，使传输网络结构清晰化，有利于提高网络利用率，发挥设备的功用，提高网络安全性，同时，也有利于网络的扩容、升级以及便于各种新业务接入，使传输网络顺利迎接4G时代的到来。

参考文献

[1]《中国移动2014年传输网可研》