姜艷紅

（湖南中移通信技術(shù)工程有限公司，長(zhǎng)沙 41000）

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展，社會(huì)正逐步進(jìn)入5G時(shí)代。在此背景下，5G網(wǎng)絡(luò)作為最先進(jìn)的數(shù)據(jù)搭載工具，也對(duì)傳送網(wǎng)絡(luò)有了更高更嚴(yán)苛的要求。然而，就目前現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)資源而言，網(wǎng)絡(luò)傳輸難度較大，因此，對(duì)5G發(fā)展背景下的PTN城域傳送網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)策略進(jìn)行詳細(xì)探究迫在眉睫。

2 PTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

現(xiàn)如今，中國(guó)移動(dòng)的傳送網(wǎng)絡(luò)主要有兩種，即光傳送網(wǎng)OTN以及分組傳送網(wǎng)PTN系統(tǒng)，4G的LTE業(yè)務(wù)是由OTN以及PTN共同承擔(dān)，另外，CMNET以及IP承載網(wǎng)數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)則主要是由于OTN網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，在全國(guó)范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廣泛分布，其中，本地網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備是由核心層、匯聚層、接入層、等所組成的。

PTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，在具體的組網(wǎng)過(guò)程中，為了提升網(wǎng)絡(luò)安全性，避免由于單歸屬上聯(lián)失效造成網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題，可以將接入層、匯聚層、核心層雙歸屬上聯(lián)。在接入層構(gòu)建過(guò)程中，可以將PTN GE技術(shù)作為基礎(chǔ)，組網(wǎng)形式主要采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)接入層，能夠介入互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、專線業(yè)務(wù)、基站業(yè)務(wù)等等。而匯聚層技術(shù)基礎(chǔ)為PTN 10GE技術(shù)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)也主要為環(huán)網(wǎng)和口字形兩種主要形式，通過(guò)裸光纖或者OTN，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的承載。核心層技術(shù)基礎(chǔ)為OTN技術(shù)以及PTN技術(shù)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式主要為口字形，有利于業(yè)務(wù)調(diào)度。

隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，為了有效滿足物聯(lián)網(wǎng)以及虛擬現(xiàn)實(shí)等業(yè)務(wù)承載要求，在傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中，要求降低端到端業(yè)務(wù)的時(shí)延，包括前傳、回傳、承載等等，在無(wú)臉蹭、數(shù)據(jù)鏈層等多個(gè)方面，都應(yīng)該加強(qiáng)優(yōu)化改善，還應(yīng)該對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)的QOS進(jìn)行規(guī)劃部署，通過(guò)綜合應(yīng)用PTN寬帶資源，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)化配置，對(duì)業(yè)務(wù)等級(jí)進(jìn)行科學(xué)合理的劃分，提升引入流量控制水平，進(jìn)而促進(jìn)業(yè)務(wù)質(zhì)量的提升。通過(guò)應(yīng)用QOS，能夠?qū)α髁窟M(jìn)行疏通、分類和有效監(jiān)管，避免出現(xiàn)報(bào)文丟失或者時(shí)延的問(wèn)題，保證業(yè)務(wù)承載質(zhì)量。

圖1 PTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)示意圖

3 5G對(duì)傳送網(wǎng)的需求

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋比較廣泛，對(duì)于承載網(wǎng)的要求也比較高，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）高容量。在5G技術(shù)的發(fā)展推廣中，重點(diǎn)關(guān)注用戶體驗(yàn)，要求能夠隨時(shí)隨地為用戶提供100Mb/s以上的網(wǎng)絡(luò)速率，同時(shí)，在熱點(diǎn)高容量區(qū)域，要求能夠?yàn)橛脩籼峁?Gb/s以上的網(wǎng)絡(luò)速率，與TD-LTE相比，要求網(wǎng)絡(luò)容量提升1000倍，因此，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)容量的要求較高。

（2）低時(shí)延。根據(jù)SGPP的要求，高可靠低時(shí)延業(yè)務(wù)（URLLC）場(chǎng)景下空口時(shí)延應(yīng)該控制在1ms以內(nèi)，同時(shí)，單向端到端時(shí)延應(yīng)該控制在2ms～5ms之間，與TD-LTE相比，5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于時(shí)延的要求更高。

（3）高可靠性。在核心網(wǎng)的云化和池化過(guò)程中，對(duì)于承載網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求比較高，對(duì)于部分重要業(yè)務(wù)，要求可靠性達(dá)到100%，與TD-LTE相比，5G網(wǎng)絡(luò)可靠性明顯提升。

（4）靈活性高?，F(xiàn)如今，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的要求越來(lái)越高，要求網(wǎng)絡(luò)功能豐富，對(duì)此，在5G承載網(wǎng)絡(luò)開發(fā)過(guò)程中，應(yīng)該支持靈活轉(zhuǎn)發(fā)功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行靈活調(diào)度，豐富承載網(wǎng)功能。

（5）差異化。5G具有場(chǎng)景多樣化特征，因此具有網(wǎng)絡(luò)切片要求，對(duì)于場(chǎng)景實(shí)際需求，應(yīng)該進(jìn)行功能剪裁以及資源分片，同時(shí)在切片上進(jìn)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用和控制，以此滿足5G場(chǎng)景多樣化實(shí)際需要。

（6）結(jié)構(gòu)變化。5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化較大，由于要求基站之間深度協(xié)同，因此需要引入東西向流量，流量寬度明顯提升，對(duì)于時(shí)延的要求也比較高。

4 面向5G發(fā)展的PTN城域傳送網(wǎng)分析

4.1 三層網(wǎng)絡(luò)下移探討

在4G網(wǎng)絡(luò)背景下，PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式為小層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體的布置方式為在城域網(wǎng)絡(luò)核心層設(shè)置三層設(shè)備，并采用成對(duì)方式實(shí)現(xiàn)L2/L3橋接。在進(jìn)行站間流量業(yè)務(wù)的處理過(guò)程中，可以采用接入—匯聚—橋接—匯聚—接入的方式，在業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。在4G網(wǎng)絡(luò)背景下，如果延時(shí)比較長(zhǎng)，則網(wǎng)絡(luò)對(duì)于延時(shí)的敏感性比較低，流量占用量比較少，因此能夠滿足業(yè)務(wù)處理實(shí)際需要，另外，在小三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中，采用靜態(tài)配置方式，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的日常維護(hù)難度比較小。5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于時(shí)延的敏感程度比較高，同時(shí)站間流量較多，一般可以達(dá)到20～30%之間，因此，原有的小三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式很難滿足實(shí)際需要，要求將三層網(wǎng)絡(luò)下移，進(jìn)而形成大三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。在初始階段，可以將三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置于核心節(jié)點(diǎn)設(shè)備中，此時(shí)，L2/L3的橋接設(shè)備即可轉(zhuǎn)變?yōu)楣歉蓞R聚設(shè)備，但是需要注意的是，在上述設(shè)置方式中，位置依然比較高；后期，可以將三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)繼續(xù)下沉至普通匯聚設(shè)備，此時(shí)，L2/L3橋接設(shè)備即可轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀▍R聚設(shè)備，可以采用接入—匯聚—接入的方式，通過(guò)采用這一方式，能夠有效縮短橋接距離以及跳數(shù)。與核心節(jié)點(diǎn)數(shù)量相比，普通匯聚點(diǎn)數(shù)量龐大，因此，能夠逐漸形成大三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。

4.2 PTN城域傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)探討

（1）對(duì)PTN城域傳送網(wǎng)內(nèi)帶寬進(jìn)行測(cè)算。對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各個(gè)基站上行平均帶寬為100M，在各個(gè)接入環(huán)中，都具有6個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)中有2個(gè)基站，因此，接入環(huán)的帶寬應(yīng)該控制在30～40G之間，在接入層設(shè)備選擇方面，應(yīng)該綜合考慮40GE環(huán)以及10G疊加組網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)匯聚層，在匯聚環(huán)帶中，如果節(jié)點(diǎn)數(shù)量為150個(gè)，則可以根據(jù)4：3的比例進(jìn)行收斂，對(duì)于上行帶寬，可以考慮80%，因此，帶寬為540G，在匯聚層設(shè)備選擇方面，需要綜合考慮組400GE的環(huán)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)核心層，在L2/L3橋接設(shè)備中，如果接入節(jié)點(diǎn)數(shù)量為3000個(gè)，則可以根據(jù)4：2的比例進(jìn)行收斂，對(duì)于上行帶寬，可以采用80%，此時(shí)，核心層帶寬為7T，為了保證核心層運(yùn)行穩(wěn)定性，應(yīng)該注意采用大容量設(shè)備。

（2）PTN城域傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)將帶寬測(cè)算與大三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效結(jié)合可以發(fā)現(xiàn)，基于5G的城域傳輸網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式正在朝向大容量、扁平化以及組網(wǎng)方式靈活化方向發(fā)展，隨著三層網(wǎng)絡(luò)逐漸下移，橋接數(shù)量逐漸減少，以此構(gòu)建大三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于匯聚層及以上組網(wǎng)，可以采用口字型組網(wǎng)方式或者直達(dá)組網(wǎng)方式，以此減少跳數(shù)，另外，在組網(wǎng)過(guò)程中，還應(yīng)該注意盡量采用400G以上大容量設(shè)備，以此滿足5G帶寬陡增實(shí)際需要。

另外，還應(yīng)該注意，對(duì)于大容量核心調(diào)度層，可以將其部署在核心層，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，主要采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)，對(duì)設(shè)備板卡進(jìn)行全面升級(jí)，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(yīng)該注意將原有的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭谧中蜕下?lián)結(jié)構(gòu)形式，提升口字型帶寬的利用率，同時(shí)，適當(dāng)刪減逐跳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)節(jié)。對(duì)于L2/L3，可以將其與主干進(jìn)行匯聚合并，以此減少網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，匯聚層逐漸接收下沉的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此能夠有效滿足5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于時(shí)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(kuò)容以及FlexE流量切片實(shí)際需要。最后，還應(yīng)該注意，對(duì)于接入層結(jié)構(gòu)形式，不需要進(jìn)行變動(dòng)，可采用原有的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，帶寬方面，單環(huán)40G或100G。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要基于5G的PTN城域傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了詳細(xì)探究。在傳統(tǒng)的移動(dòng)通信服務(wù)中，主要服務(wù)內(nèi)容包括短信、視頻和語(yǔ)音，而5G網(wǎng)絡(luò)的對(duì)象為數(shù)字世界平臺(tái)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)延、可靠性、帶寬提出了更高的要求。在5G發(fā)展形式下，需要對(duì)城域傳送網(wǎng)帶寬進(jìn)行精確測(cè)算，對(duì)核心層、匯聚層及接入層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理規(guī)劃建設(shè)，完善PTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)而促進(jìn)域傳輸PTN網(wǎng)絡(luò)朝向靈活組網(wǎng)、大容量及扁平化的方向發(fā)展。

[1] 湯進(jìn)凱，徐昕.面向5G發(fā)展的城域傳輸PTN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)探討[J].移動(dòng)通信，2016，40（23）：70-74.