通信傳輸網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)和建設(shè)方案研究

張壹

【摘要】? ? 傳輸網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)營商通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，是業(yè)務(wù)長久可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)應(yīng)按照面向未來、統(tǒng)籌需求、整體規(guī)劃、分步實施的原則，堅持網(wǎng)格化、IP化、差異化的規(guī)劃思路，彌補(bǔ)基礎(chǔ)資源短板、優(yōu)化系統(tǒng)部署、著力提升網(wǎng)絡(luò)承載能力，推動傳輸網(wǎng)向大容量，低時延的未來目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)，建立具有發(fā)展性、延展性、適應(yīng)性的傳輸網(wǎng)絡(luò)?；诖?， 文章從業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)方案等方面分析，指導(dǎo)建立具有發(fā)展性、延展性、適應(yīng)性的傳輸網(wǎng)絡(luò)，更好地促進(jìn)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】? ? 通信傳輸網(wǎng)絡(luò)? ? 業(yè)務(wù)需求? ? 發(fā)展規(guī)劃? ? 傳輸技術(shù)

一、傳輸網(wǎng)絡(luò)的介紹

傳輸網(wǎng)是通信網(wǎng)絡(luò)中用以傳送業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，一般架構(gòu)在交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和核心網(wǎng)之下，用來提供信號傳送和轉(zhuǎn)換，屬于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳輸網(wǎng)系統(tǒng)一般包括微波系統(tǒng)、PDH、SDH、WDM/OTN、PTN/SPN、ASON等多種網(wǎng)絡(luò)形式。

對于運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)，常用的傳輸網(wǎng)絡(luò)主要有SDH、PTN/SPN、OTN等網(wǎng)絡(luò)模型。隨著業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展，SDH網(wǎng)絡(luò)基本不再發(fā)展，PTN/SPN和OTN網(wǎng)絡(luò)則由于其獨(dú)特的大帶寬、低時延等特性以及完善的兼容、保護(hù)機(jī)制，能更好的滿足無線、專線等業(yè)務(wù)需求，將持續(xù)得到發(fā)展。

二、業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求

2.1無線業(yè)務(wù)

無線業(yè)務(wù)主要從無線技術(shù)演進(jìn)和基站規(guī)模規(guī)劃著手，逐步向4.5G、5G業(yè)務(wù)演進(jìn)，與無線規(guī)劃規(guī)模結(jié)合，進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測，測算無線接入基站對傳輸網(wǎng)接入層，匯聚層需求容量。

業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢傳輸預(yù)測：

2020年-2024年：接入環(huán)接入點(diǎn)數(shù)量保持為8，匯聚環(huán)帶接入環(huán)數(shù)量保持20;接入環(huán)承載2G站點(diǎn)數(shù)量保持為8;接入環(huán)承載4G/5G宏站數(shù)量起始為8，每年保持增量為2;接入環(huán)承載4G/5G室分/微站數(shù)量起始為4，每年保持增量為2;全網(wǎng)匯聚環(huán)數(shù)量起始為50，每年增量為2。

無線業(yè)務(wù)帶寬預(yù)測：

2020-2024年：4/5G宏站峰值從440M達(dá)到2G以上，均值從80M達(dá)到600M左右;4/5G基站室分及微站均值從40M到300M左右。

傳輸網(wǎng)各層次的帶寬可按照如下公式計算（以2020年為例計算）：

2.2集客業(yè)務(wù)

集客業(yè)務(wù)是通信公司在信息化時代可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，提升集客業(yè)務(wù)覆蓋率和客戶體驗是捆綁集客業(yè)務(wù)的重要手段。集客業(yè)務(wù)顆粒從2M到GE，業(yè)務(wù)需求由單一用戶需求到多元化用戶需求最終朝著定制化用戶需求發(fā)展。集客業(yè)務(wù)的接入具有靈活多變性，需要根據(jù)客戶的需要進(jìn)行組網(wǎng)，承載業(yè)務(wù)應(yīng)用朝著多元化發(fā)展。目前集客業(yè)務(wù)主要以2M、10M、20M、50M為主，后期業(yè)務(wù)發(fā)展將升級為50M、100M及100M以上帶寬，同時對業(yè)務(wù)安全要求更高，時延更低。

2.3家客業(yè)務(wù)

截止到2020年底家客業(yè)務(wù)已經(jīng)以200M、500M為主，預(yù)計2021年底200M以下的帶寬將全部升級為500M和1000M，2022年底主要以1000M帶寬為主（預(yù)測70%以上比例）業(yè)務(wù)。視頻業(yè)務(wù)發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)帶寬和服務(wù)質(zhì)量要求逐漸提高，家寬業(yè)務(wù)高流量、高并發(fā)、高感知的特性，對傳輸網(wǎng)提出更高的要求。

伴隨用戶側(cè)帶寬的提速，必須同步考慮OLT設(shè)備的上聯(lián)帶寬的擴(kuò)容及城域匯聚層網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容。以每用戶500-1000M帶寬考慮，每套OLT設(shè)備按照64個PON口計算，每個PON口按照1：32分光比計算，OLT上聯(lián)帶寬需9.6G-19.2G，同時也要考慮OTL雙上聯(lián)鏈路組網(wǎng)安全性，保證用戶體驗。

隨著4K和VR等新技術(shù)的發(fā)展，用戶對帶寬需求越來越高，根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬預(yù)測模型，擴(kuò)容10G上聯(lián)和升級XGPON勢在必行，遠(yuǎn)期網(wǎng)絡(luò)將引入NGPON2技術(shù)。

三、傳輸網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃研究

3.1傳輸系統(tǒng)規(guī)劃

（1）PTN/SPN網(wǎng)絡(luò)

PTN/SPN網(wǎng)絡(luò)從核心、匯聚、接入三個層面分析帶寬、分析每個層面是否滿足下帶業(yè)務(wù)需求，分析PTN匯聚層忙時流量是否超標(biāo)、是否存在帶寬利用率過高環(huán)路，合理優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對槽位利用率過高站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備替換升級。

（2）PON網(wǎng)絡(luò)

演進(jìn)方向：新建優(yōu)選GPON，擴(kuò)容控制EPON，按需引入XG-PON。

結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展分析模型，分析PON網(wǎng)絡(luò)上下行帶寬和流量，通過設(shè)備資源利用率指導(dǎo)設(shè)備的升級。

用戶數(shù)：單臺OLT實裝百兆用戶超過300戶時，升級為10GE上聯(lián)。

利用率：設(shè)備槽位利用率控制在70%以下，槽位利用率超70%，需要新增設(shè)備。

流量： OLT設(shè)備單口上聯(lián)口峰值流量利用率超過50%，設(shè)備上聯(lián)帶寬擴(kuò)容1個GE。

上聯(lián)流量超70%，需要新增10GE上聯(lián)板卡;上聯(lián)流量超90%，需要新增10GPON設(shè)備。

（3）OTN網(wǎng)絡(luò)

演進(jìn)方向：考慮業(yè)務(wù)帶寬需求，擴(kuò)容至100GE或N*100GE組網(wǎng)，使用小型OTN設(shè)備，OTN下沉至邊緣，滿足業(yè)務(wù)時延需求。

建設(shè)：應(yīng)選擇100G或支持100G平臺的設(shè)備為主。

容量：當(dāng)已配置波道數(shù)超過系統(tǒng)可配置波道數(shù)的70%時，可考慮新建波分平臺。核心層的OTN系統(tǒng)應(yīng)冗余波道數(shù)量不宜超過總配置波道數(shù)的20%。

擴(kuò)容：老OTN系統(tǒng)選擇增加100G擴(kuò)展子架提升設(shè)備承載能力。

結(jié)構(gòu)：逐步推進(jìn)OTN網(wǎng)絡(luò)的下沉，完成OTN全覆蓋，滿足長遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。

3.2傳輸技術(shù)應(yīng)用

（1）超100G OTN技術(shù)

隨著新興業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，業(yè)務(wù)流量急劇增長。作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，100G系統(tǒng)已規(guī)模部署，并從骨干和城域核心層向匯聚、接入層延伸，同時業(yè)界在超100G方面也已經(jīng)展開了廣泛的研究，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成了正式版本的發(fā)布。

目前商用的100G產(chǎn)品都是基于相干探測的單載波極化復(fù)用的QPSK調(diào)制碼技術(shù)，頻譜效率為2bit/s/Hz，單根光纖傳輸容量為8Tbps。超100G光網(wǎng)絡(luò)傳輸頻譜效率可以達(dá)到4bit/s/Hz或更高，單纖容量可達(dá)16Tbps以上。超100G的應(yīng)用，在骨干網(wǎng)應(yīng)用于容量的擴(kuò)容，具備充足的帶寬容量，以支撐5G業(yè)務(wù)量快速增長對PTN/SPN的高帶寬需求;同時，現(xiàn)階段超100G的傳輸距離可以滿足城域網(wǎng)需要，考慮到DC互聯(lián)成為未來城域網(wǎng)業(yè)務(wù)流量的主要增長點(diǎn)，因此可以考慮在城域或省干的核心層部署超100G平面實現(xiàn)DC互聯(lián)。

（2）SPN技術(shù)

5G業(yè)務(wù)的差異化特性，需要基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，針對具體場景需求進(jìn)行功能剪裁及資源分片，并在其上進(jìn)行各自的業(yè)務(wù)應(yīng)用和控制，實現(xiàn)面向業(yè)務(wù)場景的按需適配，從而滿足5G多樣化場景的差異化需求。

SPN解決方案強(qiáng)化了控制面的功能，實現(xiàn)全網(wǎng)資源統(tǒng)一管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)一編排與運(yùn)維，解決了傳統(tǒng)PTN跨域業(yè)務(wù)運(yùn)維效率低下、網(wǎng)絡(luò)抗多點(diǎn)故障的自愈能力較差等問題。

在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上通過L3部署至邊緣，提供靈活的轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度，滿足低時延應(yīng)用的需求;另一方面可以滿足5G網(wǎng)絡(luò)部分核心網(wǎng)元功能有可能下沉至接入層的需求（如MEC邊緣計算）。L3到邊緣考慮引入動態(tài)路由協(xié)議，IP任意方向可達(dá)，實現(xiàn)mesh網(wǎng)絡(luò)連接，滿足4G、5G、NBIOT的規(guī)模橫向流量。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將更加扁平化，一方面，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展驅(qū)動及DC下沉，5G核心網(wǎng)將在控制面集中的同時轉(zhuǎn)發(fā)面向城域下沉，需要網(wǎng)絡(luò)扁平化;另一方面，網(wǎng)絡(luò)扁平化可以更好滿足5G大量橫向流量的調(diào)度和業(yè)務(wù)端到端的低時延的要求。

四、結(jié)論

隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，通過科學(xué)合理的規(guī)劃與建設(shè)，傳輸網(wǎng)絡(luò)會進(jìn)一步得到技術(shù)的升級和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，數(shù)據(jù)的傳輸更加快捷、高效和安全，從根本上解決大顆粒、大容量、低時延、高可靠等業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)的基本需求，促進(jìn)移動通信行業(yè)向著穩(wěn)定的方向發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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