3G、4G同發展：某多山區運營商分組網架構的優化

邱耀斌 趙亮

【摘要】 近年來，技術的進步和應用的繁榮推動移動互聯網迅猛發展。隨著智能終端的快速發展，移動上網正大踏步邁入大眾普及階段。隨之而來的，是移動數據用戶的爆發式增長，以及移動數據寬帶化需求對電信企業在網絡、業務、競爭等多方面產生的巨大壓力。受3G速率和承載能力限制，全球先進運營商都積極推進網絡向4G演進。傳送網是運營商網絡發展的基石，傳送網網絡架構、匯聚區區域、節點的合理性決定了其網絡的擴展性和柔韌性。分組網架構的建設需確保網絡的可持續發展。

【關鍵字】 分組網 匯聚區 架構 一二級匯聚

一、網絡現狀

某地市轄一區一市七縣，面積17298平方千米，人口263萬，地廣人稀，其中山地面積占88.42%，山路崎嶇，交通不便，整個地市國道僅360.1公里，省道僅938.3公里；年底無線用戶30.18萬戶，無線2G、3G基站1406個（其中3G站點983個，2G站點423個）。該地市目前尚有部分區域未完成3G網絡的覆蓋，對該地市業務的發展和用戶的體驗帶來較大的考驗。見下表1。

運營商目前主要依靠MSTP、OTN和分組網完成數據的回傳。MSTP網絡主要承載移動網基站業務、數據網業務以及大客戶業務等其他零星業務；OTN網絡主要承載數據網業務以及未來分組網絡的回傳；分組網絡主要承載移動網基站業務的回傳，核心層架構采用環形結構，匯聚層都采用一級匯聚構建，采用與原MSTP網絡基本一致的架構搭建目標網。如圖1所示。

二、業務需求

第一年度新增3G站點544個，其中2G升級191個；LTE站點267個。3年共計建設3G站點2685個（見表2）和LTE站點837個（見表3）。新建站帶動了大量的帶寬需求（預計15.88個10GE，見表3），帶寬的成倍化增加（原帶寬為1.5個10GE）導致原有網絡架構無法適應，網絡架構的優化勢在必行。

三、基礎架構

該地區設定為11個匯聚區（匯聚區是指依據地理狀況、行政區劃、業務分布等，從網絡組網的合理性和管理維護的方便性出發，將本地網劃分為多個區域，區內保持一定的網絡獨立性）。網絡規模爆炸式的增長，需要在原來的網絡架構上進行調整，以便能夠更好地保持網絡的獨立性。

分組網建設分為核心、匯聚（一級/二級）和接入的分層結構；匯聚設備主要用于末端接入設備業務收斂，按照網絡層級可分為一級匯聚和二級匯聚設備，一級匯聚設備主要用于其下掛的二級匯聚設備和周邊末端接入設備的業務收斂，設置在匯聚機房或兼做匯聚的核心機房；二級匯聚設備主要用于末端接入設備的業務收斂。

四、架構優化

根據現狀、業務需求以及分組網絡架構的約定，優化主要體現在以下3個方面：

1.匯聚區邊界的劃分：為保證接入層都收斂在同一個匯聚區內，避免跨匯聚區，劃分依據行政區劃調整為主干光纜路由。2.匯聚機房調整：為更好地保證接入層收斂同路由，山區路由單一，調整匯聚機房為兩個匯聚區的交叉點。3.節點增加：在原有架構下，基站數增加約2倍。經過分析，在節點設備不增加的情況下，無法滿足業務需求。

4.1案例一

YHX和JNX兩個縣3G站點和LTE站點業務相對于其他縣分較少，共計站點473個（其中YHX188個，JNX285個。YHX、JNX面積為985、1367平方公里，有2條路由可以互通，其他互通區域都為高山。原分組規劃一級匯聚環路，會導致各匯聚區業務無法收斂在同一個匯聚區內。如圖3所示。

圖3中上半部分粗線條區域為YHX匯聚區，下半部分粗線條區域為JNX匯聚區；黃色細線條為YHX和JNX縣的2條道路以及光纜路由；黃色填充區域約267平方公里原歸屬于JNX匯聚區，其中有一條主干光纜路由經過黃色填充區域與QTX匯聚區交叉；淡紫色填充區域約71平方公里原歸屬于JNX匯聚區，該區域的右邊即為JNSW節點，該節點優化后升級為JNX匯聚區的匯聚機房，調整原有JNZC匯聚機房為綜合接入節點機房。橘色填充區域約273平方公里原歸屬于JNX匯聚區，后期需優化調整為QYX匯聚區。

調整過程：YHX匯聚區僅有一個匯聚機房（YHTXXC），JNX匯聚區有兩個匯聚機房（JNLBH和JNZC），為了保證業務在匯聚區內收斂、主干光纜路由的一致性，調整原有JNZC匯聚機房（圖（6）中紅色菱形節點）為綜合接入節點機房，調整匯聚區的交叉機房JNSW為匯聚機房；調整原JNX匯聚區約71平方公里（淡紫色區域）為YHX匯聚區，并利用一級匯聚機房JNSW構建匯聚區的一、二級匯聚環路，充分地保證后期3G和4G站點業務的收斂。如圖4所示：

圖4中綠色細線條構建的為YHX匯聚區的二級匯聚環路物理拓撲，另外一個紫色細線條構建的為JNX匯聚的二級匯聚環路物理拓撲。

匯聚區架構優化后，JNX匯聚區匯聚設備數量從2個增加到5個，綜合接入節點數從3個增加到13個。YHX匯聚區匯聚設備數量從2個增加到5個，綜合接入節點數從3個增加到7個。根據分組網的帶寬共享策略和3G、4G占用帶寬，兩個匯聚區各建設1個二級匯聚環可滿足規劃期內帶寬需求（YHX約0.88個10GE，JNX約1.2個10GE）。

4.2案例二

LQS和QYX縣共計站點862個（其中LQS467個，QYX395個）。YHX、JNX面積為3059、1898平方公里，有1條光纜路由可以互通，其他互通區域都為高山。原分組規劃2個縣為一級匯聚環路，會導致各市縣業務無法收斂在同一個匯聚區內。如圖5所示：

圖5中上半部分粗線條區域為LQS匯聚區，下半部分粗線條區域為QYX匯聚區；黃色細線條為LQS和QYX兩個縣的1條道路以及光纜路由；橘色填充區域約273平方公里原歸屬于JNX匯聚區，區域有兩條主干光纜與QYX匯聚區相交集。

調整過程：LQS和QYX匯聚區各有2個匯聚機房，為保證QYX匯聚區內的業務都收斂在匯聚區內，調整QYBX匯聚機房為綜合接入節點機房，升級QYHT為新的匯聚機房。原JNX匯聚區約273平方公里（圖11橘色填充區域）有兩條主干光纜與QYX匯聚區相交集，為保證業務的一致性，把該區域調整為QYX匯聚區。最終2個匯聚區都各構建1個一級匯聚環，2個二級匯聚環。如圖6所示：

圖6中LXS構建了2個二級匯聚環（淡藍色和棕色環路）如圖上半部分；QYX構建了2個二級匯聚環（紅色和黃色環路）如圖下半部分；

五、結束語

根據山區光纜路由單一的特點，優化匯聚區區域范圍、構建合理的匯聚區和一、二級匯聚環路，使業務收斂在同一個匯聚區內；調整匯聚機房和綜合接入節點機房的位置與數量，有效地收斂基站業務、節約接入設備數量、縮短基站的接入距離。該地市優化后構建8個一級匯聚環，18個二級匯聚環，共計20個一級匯聚設備，80個二級匯聚設備。根據之前規劃3年新增總帶寬約15.88個10GE。如后期有大量業務增加，只需擴容相應環路容量即可滿足。分組網架構優化后一二級匯聚結構，如圖7所示：

參 考 文 獻

[1]陳運清.電信級IPRAN實現-面向LTE規模運營的移動基站回傳綜合承載指引.北京： 電子工業出版社， 2 013