某市運營商基站接入網絡成環優化方案探討

謝廣榮+相森+李建

【摘 要】首先對某市運營商光纜網絡結構及基站接入現狀進行詳細分析；然后結合實際情況，提出了基站接入網絡成環優化思路以及建設方案；最后對成環優化需要考慮的因素進行總結并提出了建議。

【關鍵詞】基站接入 成環優化 光纜網

中圖分類號：TN915.01 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2014）-20-

Discussion on Loop Optimization Scheme of Base Station Access Network for an Operator

XIE Guang-rong1， XIANG Sen2， LI Jian1

（1. GCI Science & Technology Co.， Ltd.， Planning and Design Institute， Guangzhou 510310， China；

2. Jiangsu Posts & Telecommunications Planning and Designing Institute Co.， Ltd.， Nanjing 210019， China）

[Abstract] Firstly， the network structure and base station access situation of optical cable network of an operator are analyzed in detail. In addition， the loop optimization ideas and construction methods of base station access network are proposed combined with the actual situation. Finally， the factors to be considered in loop optimization are concluded and some recommendations are presented.

[Key words]base station access loop optimization optical cable network

1 引言

某市運營商隨著3G牌照的發放，移動網絡建設力度的加大，移動網基站的建設已頗具規模，截止2012年底共建有1 584個物理站址，其中純2G基站218個，純3G基站229個，2G/3G共站址1 137個，約90.36%的基站業務通過MSTP設備傳輸，約2.32%的基站業務通過IP RAN設備傳輸，約7.32%的基站業務通過微波接入（市區有32跳微波）。由于受固網建設思維的影響，未將基站當成重要接入節點來看待，僅作為1個客戶接入節點，且受建設資金的限制及每期工程站點開通進度考核影響，一直以來并未重視基站接入成環建設，導致成環率遠低于全國平均水平。據運維部門提供的資料，截止2012年底，基站成環率為27.1%，低于全國平均水平（48.4%）21.3%。而與基站接入密切相關的接入主干光纜網，更是延續了銅纜網的建設思路，采用樹形遞減的配線方式，在接入層形成了大量的樹形、星形光纜網絡。

根據運維部門統計，2012年全市單次中斷10個以上基站的大面積斷站故障共計82次，其中由于傳輸原因導致的大面積斷站43次（占52.44%），中斷基站數903個（占總邏輯站數56.30%）。由此可見，在全市進行基站接入成環優化可以大大減少因傳輸導致的斷站次數，降低運維成本，提高資源使用效率及網絡安全性，提升基站穩定運行水平，從而改善移動客戶感知。

2 光纜網及基站接入現狀

2.1 光纜網現狀

該市運營商參照集團的目標光纜網架構，遵循“垂直分層、水平分區”的建設原則，經過近2年的光纜建設，光纖物理網頗具規模，從上至下形成了核心層、匯聚層、接入層的3層網絡結構。

在分區方面，依據地理位置、經濟發展、行政區劃、道路等結合運維區域劃分情況，總共劃分了11個匯聚區；劃分的匯聚區內，在市場網格、寬帶網絡能力的基礎上，根據寬帶業務接入分布以及行政區域等條件進一步劃分，形成若干個綜合業務接入區。

在節點分布及光纜網結構方面，核心機房有4個（如意、46局、36局、69局），目前核心節點間的光纜形成了網狀網結構；匯聚節點有8個（39局、45局、49局、59局、65局、43局、63局、戰備路），匯聚點之間按照地理位置分布形成了環狀結構；接入層及主干層光纜以樹狀為主（綜合業務接入節點至匯聚點為樹形，綜合業務節點至主干光交以樹形結構為主）；接入配線層，基站引入大多就近從光交引接，極少數形成環狀結構。

2.2 基站接入現狀

目前承載移動業務的傳輸網絡共有5張。其中，華為A網主要承載固網業務，現有7條基站業務為原聯通租用電路；華為B網為原聯通網絡，目前承載226個原聯通2G基站業務；華為W網為2009年新建3G傳輸網，主要承載市區762個2G基站、1 009個3G基站業務；中興城域網作為綜合業務承載網，主要承載旗縣370個2G基站、341個3G基站；華為分組網網絡從2012年開始建設，目前正在陸續開通22個3G基站業務。

（1）匯聚節點及下掛基站統計

根據網管信息統計，華為W網、中興城域網和華為分組網網絡共有75端匯聚設備，而75端匯聚設備中有10端設備所帶基站節點大于50個，按照集團定義這些節點屬于超大節點，超大節點占匯聚節點數的比例為13.3%，且基站均為單匯聚節點上聯，若匯聚設備出現故障，則影響匯聚設備所帶環路上的所有節點，存在很大的安全隱患。

（2）接入層網絡結構endprint

通過對華為W網、中興城域網和華為分組網網絡分別從承載的接入環數、接入節點數>10的接入環數、接入鏈數、接入節點數>3的接入鏈數等指標進行統計分析：接入環數有72個，接入節點數>10的接入環數有18個，占比25%；接入鏈數有577條，接入節點數>3的接入鏈數有39條，占比約7%。

由以上的統計分析可以看出，3張承載大部分基站業務的傳輸網接入層大多以鏈形為主、環形為輔，大量的星形結構不僅浪費匯聚設備端口資源，而且還會因光纜中斷、承載設備斷電或單端設備故障造成鏈上其余節點業務中斷，影響網絡安全。

3 成環優化思路及建設方案

3.1 改造思路及原則

傳輸網絡的安全性涉及到傳輸設備、網絡結構、光纜線路3個因素。在這3個因素中，光纜線路（物理拓撲）的安全是整個網絡安全的根基，沒有光纜線路的安全，傳輸網絡的安全就無從談起，但是也應意識到，傳輸網絡的投資是有限的，如何在有限的資源下最大限度地提高網絡的安全性，這是個永恒的話題。

網絡優化的目的是提升資源的利用率、增強安全穩定性以及提高維護效率。因此，網絡優化應遵循以下原則：

◆保證原有網絡的投資；

◆掌握并分析現有網絡的情況和業務發展趨勢；

◆采用可量化的優化方案；

◆采用多種措施保障網絡優化工程的實施。

下面將從長鏈與短鏈的成環這2個方面討論改造的思路。

（1）長鏈成環優化

按照集團公司定義，3個及以上節點（含基站節點及固網節點）級聯接入定義為長鏈路，沒有級聯的不作為長鏈，但應盡量避免在同一個鏈路節點下掛多個支鏈。

在只考慮網絡安全性的前提下，理想的光纜成環優化方案是相鄰區域的長鏈之間的末端節點建設不同路由的光纜，或者長鏈末端節點建設不同路由的光纜至其他匯聚點、接入點。但是受多種因素（如地理、管道資源、市政建設限制、投資等）制約，新建光纜存在各種困難，應綜合考慮多種解決方案，如：采用SDH微波、分組微波進行無線的成環保護；采用同纜分纖的方式組成邏輯環路，防止單節點失效導致級聯站點斷開；采用同其他運營商合作共建或租用、置換纖芯等方式，實現光纜多路由的保護。

（2）短鏈成環優化

短鏈主要集中在市區、城區，且數量眾多，現網基站接入光纜的建設大部分是從光交引接，并通過光交跳纖上聯至匯聚局，這是造成眾多單鏈、星形結構的根本原因。單從網絡保護的角度來看，站與站之間根據設備組網方案布放直通光纜，滿足進、出站光纜多路由的光纜成環方案為最佳方案。但是該方案的實施存在諸多限制因素（如管道資源、小區物業糾紛、市政建設限制、投資等），實施起來困難重重。由于前期已建設基站至光交節點的光纜，如何充分利用并保護已有投資也是在設計優化方案時需要重點考慮的內容。

3.2 解決方案

（1）主干光纜具備成環條件

該市運營商本地網光纜分層分區建設，綜合業務區內的光纜圍繞綜合業務接入節點進行建設，不足之處在于主干光纜網并未成環。因此，針對目前主干光纜網的樹形結構，在管道資源具備的情況下布放各個光交之間的公共光纜，形成光纜環路。具體如圖1所示。

公共纖芯作為基站和有雙路由需求的重要大客戶使用，原有樹形主干光纜作為一般客戶接入、寬帶接入使用，通過規范光纜的使用，使光纜的纖芯使用界面清晰，便于維護和管理。

綜合業務區內主干光纜網改造完成后，對于基站至光交接入距離較短或對無雙路由的基站進行成環建設，可以通過光交內跳接不同方向的纖芯來實現；對于具備第二路由接入條件且施工成本不高的基站，應敷設基站第二路由光纜最終實現圖2的接入光纜網狀結構。

圖2 具備第二路由的基站接入網光纜成環方案圖

接入主干光纜經過改造后形成環路，只限于至綜合接入機房的光纜環路。而綜合接入機房至匯聚點的光纜是單路由，從傳輸組網的安全性上來看，綜合接入機房至匯聚點為雙路由光纜可大大提高網絡的安全性，因此需要建設綜合接入機房至匯聚機房的不同路由光纜。

根據該市運營商基站接入現網匯聚節點及下掛基站統計，目前的匯聚節點所帶基站數量超50個的有10個，而分組網的匯聚節點與SDH環路的匯聚節點重合率為90%。隨著基站業務陸續割接至分組承載網，分組承載網同樣面臨匯聚節點所帶基站過多的問題以及存在單節點失效的網絡安全隱患，因此邊緣接入層與匯聚層雙節點互聯是解決超大匯聚節點單節點失效隱患的最佳選擇。根據集團下發的分組網邊緣接入層組網原則“邊緣接入層在與匯聚層雙節點互聯組網時，應盡量選擇同一匯聚環上的兩個相鄰匯聚節點，不宜在一個匯聚環內跨匯聚節點雙節點互聯或跨匯聚環雙節點互聯”，在組網時應選擇同一匯聚環上的相鄰2個節點，由此帶來了另外一個問題，相鄰匯聚節點的光纜網從層次上屬于匯聚層光纜，而邊緣接入層因組網需要占用了匯聚層的光纜，將會導致光纜的使用層次不清，不便于管理。為了解決這個問題，在投資允許的情況下，建議另外布放1條相鄰匯聚節點的光纜作為接入層組網使用；而在投資有限的情況下，按照一定規則規范匯聚光纜中作為接入層組網使用的纖芯起止序號。最終的解決方案如圖3所示。

綜上所述，主干光纜具備成環條件的解決思路是：結合樹形的主干光纜網的網絡結構以及已經劃分了綜合業務區的現狀，先將綜合業務區內的主干光纜網成環，然后建設綜合業務接入點至匯聚點的不同路由的光纜，最終根據組網需要及限制（同一匯聚環內相鄰匯聚點），布放匯聚點間的光纜，實現基站接入雙匯聚點的成環，提高網絡的安全性。

（2）主干光纜不具備成環條件

有的綜合業務區內主干光纜并不具備成環條件，可以采取如圖4所示的解決方式。

由圖4可以看出，相同匯聚區內相鄰的綜合業務區之間或同一綜合業務區內的基站通過布放基站之間的光纜實現成環，如圖4中基站A與基站B的成環、基站C與基站D的成環。相鄰綜合業務區但是分屬不同匯聚區內的基站，通過基站與基站之間建設光纜或基站與光交之間布放光纜實現成環，如圖4中基站G的成環、基站E與基站F的成環。endprint

需要注意的是，在接入主干光纜成環中，不提倡不同匯聚區內的相鄰的光交布放聯絡光纜成環或不同綜合業務區內的主干光纜布放聯絡光纜成環的方式，如圖5所示。因為此種方式將導致原有接入層主干光纜跨區域使用，造成接入主干光纜使用混亂，不便于管理，無法實現網格化管理。

4 總結及建議

4.1 環路節點數的選擇

基站的IP化、寬帶化導致MSTP網絡被分組傳送網替代已是不爭的事實，依據集團對分組傳送網的定位，目前分組傳送網主要以基站回傳業務為主，集團建議：“以太網鏈路的可用帶寬宜按照鏈路速率的80%取定（即GE鏈路可用帶寬800M、10GE鏈路可用帶寬8 000M），考慮到冗余帶寬配置需求，因此建議對于GE環路，環路上的節點數（不含匯聚點）不超過6個；接入環路上的節點數超過6個時，應選用可以擴容升級到10GE的設備或直接建設10G環”。因此，從基站承載網的分組化趨勢考慮，成環優化的節點數不宜超過6個。

4.2 納入環路節點的選擇

現網站點中有部分站點長期停電、電力不穩定或存在物業糾紛，影響日常維護。在進行成環改造中，應積極同運維部門進行溝通，確定哪些站點存在上述安全隱患，對電力無法保證或存在物業糾紛的站點，不應納入環網中。已在環路上的站點，應將站點改為支鏈，在ODF跳通環路，保證環路的安全，同時將該站點所下帶業務調整至環上可靠的站點，避免因該站點的原因而引起較多業務的中斷。

5 結束語

基站接入網絡的安全性事關用戶對運營商品牌的認知度，是運營商的關注重點之一。通過基站接入網絡的成環改造，能夠有效提升基站成環率，從而減少移動基站的斷站率，提升運維效率，降低運維成本，有效提升用戶的通信體驗。但是也應注意到，過度地強調成環保護而不考慮現網實際將帶來巨大的投資壓力，必須在安全性與投資之間找好平衡點。

參考文獻：

[1] 龔倩. 光網絡的組網與優化設計[M]. 北京： 北京郵電大學出版社， 2002.

[2] 逯淑麗，汪朝輝，張彬彬. 淺談分組技術及在未來網絡的應用[J]. 創新科技， 2013（10）： 84-85.

[3] 趙凱. IPRAN在本地網中的應用探討[J]. 通信世界， 2013（13）： 13-15.

[4] 謝桂月，謝沛榮. 通信線路工程設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

[5] 謝桂月，陳雄，曾穎. 有線傳輸通信工程設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2010.

作者簡介

謝廣榮：傳輸助理工程師，學士畢業于南京郵電學院通信工程系，現任職于廣州杰賽科技股份有限公司通信規劃設計院，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。

相森：傳輸工程師，學士畢業于南京郵電學院通信工程系，現任職于江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。

李建：傳輸助理工程師，學士畢業于西安電子科技大學物理系，現任職于廣州杰賽科技股份有限公司通信規劃設計院，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。endprint

需要注意的是，在接入主干光纜成環中，不提倡不同匯聚區內的相鄰的光交布放聯絡光纜成環或不同綜合業務區內的主干光纜布放聯絡光纜成環的方式，如圖5所示。因為此種方式將導致原有接入層主干光纜跨區域使用，造成接入主干光纜使用混亂，不便于管理，無法實現網格化管理。

4 總結及建議

4.1 環路節點數的選擇

基站的IP化、寬帶化導致MSTP網絡被分組傳送網替代已是不爭的事實，依據集團對分組傳送網的定位，目前分組傳送網主要以基站回傳業務為主，集團建議：“以太網鏈路的可用帶寬宜按照鏈路速率的80%取定（即GE鏈路可用帶寬800M、10GE鏈路可用帶寬8 000M），考慮到冗余帶寬配置需求，因此建議對于GE環路，環路上的節點數（不含匯聚點）不超過6個；接入環路上的節點數超過6個時，應選用可以擴容升級到10GE的設備或直接建設10G環”。因此，從基站承載網的分組化趨勢考慮，成環優化的節點數不宜超過6個。

4.2 納入環路節點的選擇

現網站點中有部分站點長期停電、電力不穩定或存在物業糾紛，影響日常維護。在進行成環改造中，應積極同運維部門進行溝通，確定哪些站點存在上述安全隱患，對電力無法保證或存在物業糾紛的站點，不應納入環網中。已在環路上的站點，應將站點改為支鏈，在ODF跳通環路，保證環路的安全，同時將該站點所下帶業務調整至環上可靠的站點，避免因該站點的原因而引起較多業務的中斷。

5 結束語

基站接入網絡的安全性事關用戶對運營商品牌的認知度，是運營商的關注重點之一。通過基站接入網絡的成環改造，能夠有效提升基站成環率，從而減少移動基站的斷站率，提升運維效率，降低運維成本，有效提升用戶的通信體驗。但是也應注意到，過度地強調成環保護而不考慮現網實際將帶來巨大的投資壓力，必須在安全性與投資之間找好平衡點。

參考文獻：

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[3] 趙凱. IPRAN在本地網中的應用探討[J]. 通信世界， 2013（13）： 13-15.

[4] 謝桂月，謝沛榮. 通信線路工程設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

[5] 謝桂月，陳雄，曾穎. 有線傳輸通信工程設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2010.

作者簡介

謝廣榮：傳輸助理工程師，學士畢業于南京郵電學院通信工程系，現任職于廣州杰賽科技股份有限公司通信規劃設計院，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。

相森：傳輸工程師，學士畢業于南京郵電學院通信工程系，現任職于江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。

李建：傳輸助理工程師，學士畢業于西安電子科技大學物理系，現任職于廣州杰賽科技股份有限公司通信規劃設計院，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。endprint

需要注意的是，在接入主干光纜成環中，不提倡不同匯聚區內的相鄰的光交布放聯絡光纜成環或不同綜合業務區內的主干光纜布放聯絡光纜成環的方式，如圖5所示。因為此種方式將導致原有接入層主干光纜跨區域使用，造成接入主干光纜使用混亂，不便于管理，無法實現網格化管理。

4 總結及建議

4.1 環路節點數的選擇

基站的IP化、寬帶化導致MSTP網絡被分組傳送網替代已是不爭的事實，依據集團對分組傳送網的定位，目前分組傳送網主要以基站回傳業務為主，集團建議：“以太網鏈路的可用帶寬宜按照鏈路速率的80%取定（即GE鏈路可用帶寬800M、10GE鏈路可用帶寬8 000M），考慮到冗余帶寬配置需求，因此建議對于GE環路，環路上的節點數（不含匯聚點）不超過6個；接入環路上的節點數超過6個時，應選用可以擴容升級到10GE的設備或直接建設10G環”。因此，從基站承載網的分組化趨勢考慮，成環優化的節點數不宜超過6個。

4.2 納入環路節點的選擇

現網站點中有部分站點長期停電、電力不穩定或存在物業糾紛，影響日常維護。在進行成環改造中，應積極同運維部門進行溝通，確定哪些站點存在上述安全隱患，對電力無法保證或存在物業糾紛的站點，不應納入環網中。已在環路上的站點，應將站點改為支鏈，在ODF跳通環路，保證環路的安全，同時將該站點所下帶業務調整至環上可靠的站點，避免因該站點的原因而引起較多業務的中斷。

5 結束語

基站接入網絡的安全性事關用戶對運營商品牌的認知度，是運營商的關注重點之一。通過基站接入網絡的成環改造，能夠有效提升基站成環率，從而減少移動基站的斷站率，提升運維效率，降低運維成本，有效提升用戶的通信體驗。但是也應注意到，過度地強調成環保護而不考慮現網實際將帶來巨大的投資壓力，必須在安全性與投資之間找好平衡點。

參考文獻：

[1] 龔倩. 光網絡的組網與優化設計[M]. 北京： 北京郵電大學出版社， 2002.

[2] 逯淑麗，汪朝輝，張彬彬. 淺談分組技術及在未來網絡的應用[J]. 創新科技， 2013（10）： 84-85.

[3] 趙凱. IPRAN在本地網中的應用探討[J]. 通信世界， 2013（13）： 13-15.

[4] 謝桂月，謝沛榮. 通信線路工程設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

[5] 謝桂月，陳雄，曾穎. 有線傳輸通信工程設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2010.

作者簡介

謝廣榮：傳輸助理工程師，學士畢業于南京郵電學院通信工程系，現任職于廣州杰賽科技股份有限公司通信規劃設計院，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。

相森：傳輸工程師，學士畢業于南京郵電學院通信工程系，現任職于江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。

李建：傳輸助理工程師，學士畢業于西安電子科技大學物理系，現任職于廣州杰賽科技股份有限公司通信規劃設計院，主要從事傳輸網絡的規劃和設計工作。endprint