面向5G發展的PTN城域傳送網分析

姜艷紅

（湖南中移通信技術工程有限公司，長沙 41000）

1 引言

隨著我國經濟的飛速發展，現代化網絡信息技術也取得了很大的進展，社會正逐步進入5G時代。在此背景下，5G網絡作為最先進的數據搭載工具，也對傳送網絡有了更高更嚴苛的要求。然而，就目前現有的5G網絡站點資源而言，網絡傳輸難度較大，因此，對5G發展背景下的PTN城域傳送網規劃建設策略進行詳細探究迫在眉睫。

2 PTN網絡組網

現如今，中國移動的傳送網絡主要有兩種，即光傳送網OTN以及分組傳送網PTN系統，4G的LTE業務是由OTN以及PTN共同承擔，另外，CMNET以及IP承載網數據等業務則主要是由于OTN網絡負載。隨著網絡技術的快速發展，在全國范圍內，網絡架構已經實現廣泛分布，其中，本地網絡傳輸設備是由核心層、匯聚層、接入層、等所組成的。

PTN網絡組網結構形式如圖1所示，在具體的組網過程中，為了提升網絡安全性，避免由于單歸屬上聯失效造成網絡故障問題，可以將接入層、匯聚層、核心層雙歸屬上聯。在接入層構建過程中，可以將PTN GE技術作為基礎，組網形式主要采用環網結構形式，通過接入層，能夠介入互聯網業務、專線業務、基站業務等等。而匯聚層技術基礎為PTN 10GE技術，組網結構也主要為環網和口字形兩種主要形式，通過裸光纖或者OTN，實現不同業務的承載。核心層技術基礎為OTN技術以及PTN技術，組網結構形式主要為口字形，有利于業務調度。

隨著5G技術的快速發展，為了有效滿足物聯網以及虛擬現實等業務承載要求，在傳輸網絡構建過程中，要求降低端到端業務的時延，包括前傳、回傳、承載等等，在無臉蹭、數據鏈層等多個方面，都應該加強優化改善，還應該對PTN網絡的QOS進行規劃部署，通過綜合應用PTN寬帶資源，實現業務優化配置，對業務等級進行科學合理的劃分，提升引入流量控制水平，進而促進業務質量的提升。通過應用QOS，能夠對流量進行疏通、分類和有效監管，避免出現報文丟失或者時延的問題，保證業務承載質量。

圖1 PTN網絡組網示意圖

3 5G對傳送網的需求

5G網絡覆蓋比較廣泛，對于承載網的要求也比較高，具體體現在以下幾點：

（1）高容量。在5G技術的發展推廣中，重點關注用戶體驗，要求能夠隨時隨地為用戶提供100Mb/s以上的網絡速率，同時，在熱點高容量區域，要求能夠為用戶提供1Gb/s以上的網絡速率，與TD-LTE相比，要求網絡容量提升1000倍，因此，對于網絡容量的要求較高。

（2）低時延。根據SGPP的要求，高可靠低時延業務（URLLC）場景下空口時延應該控制在1ms以內，同時，單向端到端時延應該控制在2ms～5ms之間，與TD-LTE相比，5G網絡對于時延的要求更高。

（3）高可靠性。在核心網的云化和池化過程中，對于承載網絡可靠性的要求比較高，對于部分重要業務，要求可靠性達到100%，與TD-LTE相比，5G網絡可靠性明顯提升。

（4）靈活性高。現如今，人們對于網絡業務的要求越來越高，要求網絡功能豐富，對此，在5G承載網絡開發過程中，應該支持靈活轉發功能，對網絡資源進行靈活調度，豐富承載網功能。

（5）差異化。5G具有場景多樣化特征，因此具有網絡切片要求，對于場景實際需求，應該進行功能剪裁以及資源分片，同時在切片上進實現業務應用和控制，以此滿足5G場景多樣化實際需要。

（6）結構變化。5G網絡結構變化較大，由于要求基站之間深度協同，因此需要引入東西向流量，流量寬度明顯提升，對于時延的要求也比較高。

4 面向5G發展的PTN城域傳送網分析

4.1 三層網絡下移探討

在4G網絡背景下，PTN網絡結構形式為小層網絡結構，具體的布置方式為在城域網絡核心層設置三層設備，并采用成對方式實現L2/L3橋接。在進行站間流量業務的處理過程中，可以采用接入—匯聚—橋接—匯聚—接入的方式，在業務實現過程中，可以實現遠距離傳輸。在4G網絡背景下，如果延時比較長，則網絡對于延時的敏感性比較低，流量占用量比較少，因此能夠滿足業務處理實際需要，另外，在小三層網絡構建過程中，采用靜態配置方式，網絡系統及相關設備的日常維護難度比較小。5G網絡對于時延的敏感程度比較高，同時站間流量較多，一般可以達到20～30%之間，因此，原有的小三層網絡結構形式很難滿足實際需要，要求將三層網絡下移，進而形成大三層網絡結構形式。在初始階段，可以將三層網絡結構設置于核心節點設備中，此時，L2/L3的橋接設備即可轉變為骨干匯聚設備，但是需要注意的是，在上述設置方式中，位置依然比較高；后期，可以將三層網絡結構繼續下沉至普通匯聚設備，此時，L2/L3橋接設備即可轉變為普通匯聚設備，可以采用接入—匯聚—接入的方式，通過采用這一方式，能夠有效縮短橋接距離以及跳數。與核心節點數量相比，普通匯聚點數量龐大，因此，能夠逐漸形成大三層網絡結構形式。

4.2 PTN城域傳送網絡架構探討

（1）對PTN城域傳送網內帶寬進行測算。對于3G網絡結構，各個基站上行平均帶寬為100M，在各個接入環中，都具有6個節點，同時，各個節點中有2個基站，因此，接入環的帶寬應該控制在30～40G之間，在接入層設備選擇方面，應該綜合考慮40GE環以及10G疊加組網結構形式。對于網絡匯聚層，在匯聚環帶中，如果節點數量為150個，則可以根據4：3的比例進行收斂，對于上行帶寬，可以考慮80%，因此，帶寬為540G，在匯聚層設備選擇方面，需要綜合考慮組400GE的環。對于網絡核心層，在L2/L3橋接設備中，如果接入節點數量為3000個，則可以根據4：2的比例進行收斂，對于上行帶寬，可以采用80%，此時，核心層帶寬為7T，為了保證核心層運行穩定性，應該注意采用大容量設備。

（2）PTN城域傳送網網絡結構形式。通過將帶寬測算與大三層網絡結構進行有效結合可以發現，基于5G的城域傳輸網PTN網絡結構形式正在朝向大容量、扁平化以及組網方式靈活化方向發展，隨著三層網絡逐漸下移，橋接數量逐漸減少，以此構建大三層網絡結構形式。對于匯聚層及以上組網，可以采用口字型組網方式或者直達組網方式，以此減少跳數，另外，在組網過程中，還應該注意盡量采用400G以上大容量設備，以此滿足5G帶寬陡增實際需要。

另外，還應該注意，對于大容量核心調度層，可以將其部署在核心層，在網絡結構中，主要采用三層網絡結構形式，同時，對設備板卡進行全面升級，將單槽位提升至400GE，以此滿足ETH大端口支持需要。在匯聚層方面，應該注意將原有的環網結構形式逐漸轉變為口字型上聯結構形式，提升口字型帶寬的利用率，同時，適當刪減逐跳轉發環節。對于L2/L3，可以將其與主干進行匯聚合并，以此減少網絡層級，匯聚層逐漸接收下沉的三層網絡結構，因此能夠有效滿足5G網絡結構對于時延的敏感性要求。除此以外，還可以將板卡提升至400GE，以此滿足大端口擴容以及FlexE流量切片實際需要。最后，還應該注意，對于接入層結構形式，不需要進行變動，可采用原有的環網結構形式，帶寬方面，單環40G或100G。

5 結束語

綜上所述，本文主要基于5G的PTN城域傳送網網絡結構形式進行了詳細探究。在傳統的移動通信服務中，主要服務內容包括短信、視頻和語音，而5G網絡的對象為數字世界平臺，對于網絡傳輸的時延、可靠性、帶寬提出了更高的要求。在5G發展形式下，需要對城域傳送網帶寬進行精確測算，對核心層、匯聚層及接入層三層網絡結構形式進行合理規劃建設，完善PTN網絡結構形式，進而促進域傳輸PTN網絡朝向靈活組網、大容量及扁平化的方向發展。

[1] 湯進凱，徐昕.面向5G發展的城域傳輸PTN網絡演進探討[J].移動通信，2016，40（23）：70-74.