通信傳輸網絡整體規和建設方案研究

張壹

【摘要】? ? 傳輸網絡是運營商通信網絡的基礎網絡，是業務長久可持續發展的基礎保障。網絡規劃建設應按照面向未來、統籌需求、整體規劃、分步實施的原則，堅持網格化、IP化、差異化的規劃思路，彌補基礎資源短板、優化系統部署、著力提升網絡承載能力，推動傳輸網向大容量，低時延的未來目標網絡平滑演進，建立具有發展性、延展性、適應性的傳輸網絡。基于此， 文章從業務需求、網絡規劃、建設方案等方面分析，指導建立具有發展性、延展性、適應性的傳輸網絡，更好地促進通信傳輸網絡的發展與創新。

【關鍵詞】? ? 通信傳輸網絡? ? 業務需求? ? 發展規劃? ? 傳輸技術

一、傳輸網絡的介紹

傳輸網是通信網絡中用以傳送業務的網絡，一般架構在交換網、數據網和核心網之下，用來提供信號傳送和轉換，屬于基礎網絡系統。傳輸網系統一般包括微波系統、PDH、SDH、WDM/OTN、PTN/SPN、ASON等多種網絡形式。

對于運營商傳輸網絡，常用的傳輸網絡主要有SDH、PTN/SPN、OTN等網絡模型。隨著業務和技術發展，SDH網絡基本不再發展，PTN/SPN和OTN網絡則由于其獨特的大帶寬、低時延等特性以及完善的兼容、保護機制，能更好的滿足無線、專線等業務需求，將持續得到發展。

二、業務對傳輸網絡的需求

2.1無線業務

無線業務主要從無線技術演進和基站規模規劃著手，逐步向4.5G、5G業務演進，與無線規劃規模結合，進行傳輸網絡模型預測，測算無線接入基站對傳輸網接入層，匯聚層需求容量。

業務發展趨勢傳輸預測：

2020年-2024年：接入環接入點數量保持為8，匯聚環帶接入環數量保持20;接入環承載2G站點數量保持為8;接入環承載4G/5G宏站數量起始為8，每年保持增量為2;接入環承載4G/5G室分/微站數量起始為4，每年保持增量為2;全網匯聚環數量起始為50，每年增量為2。

無線業務帶寬預測：

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

傳輸網各層次的帶寬可按照如下公式計算（以2020年為例計算）：

2.2集客業務

集客業務是通信公司在信息化時代可持續發展的重要基礎，提升集客業務覆蓋率和客戶體驗是捆綁集客業務的重要手段。集客業務顆粒從2M到GE，業務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展。集客業務的接入具有靈活多變性，需要根據客戶的需要進行組網，承載業務應用朝著多元化發展。目前集客業務主要以2M、10M、20M、50M為主，后期業務發展將升級為50M、100M及100M以上帶寬，同時對業務安全要求更高，時延更低。

2.3家客業務

截止到2020年底家客業務已經以200M、500M為主，預計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（預測70%以上比例）業務。視頻業務發展，對網絡帶寬和服務質量要求逐漸提高，家寬業務高流量、高并發、高感知的特性，對傳輸網提出更高的要求。

伴隨用戶側帶寬的提速，必須同步考慮OLT設備的上聯帶寬的擴容及城域匯聚層網絡的擴容。以每用戶500-1000M帶寬考慮，每套OLT設備按照64個PON口計算，每個PON口按照1：32分光比計算，OLT上聯帶寬需9.6G-19.2G，同時也要考慮OTL雙上聯鏈路組網安全性，保證用戶體驗。

隨著4K和VR等新技術的發展，用戶對帶寬需求越來越高，根據業務帶寬預測模型，擴容10G上聯和升級XGPON勢在必行，遠期網絡將引入NGPON2技術。

三、傳輸網絡整體規劃研究

3.1傳輸系統規劃

（1）PTN/SPN網絡

PTN/SPN網絡從核心、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務需求，分析PTN匯聚層忙時流量是否超標、是否存在帶寬利用率過高環路，合理優化網絡結構，對槽位利用率過高站點進行設備替換升級。

（2）PON網絡

演進方向：新建優選GPON，擴容控制EPON，按需引入XG-PON。

結合業務發展分析模型，分析PON網絡上下行帶寬和流量，通過設備資源利用率指導設備的升級。

用戶數：單臺OLT實裝百兆用戶超過300戶時，升級為10GE上聯。

利用率：設備槽位利用率控制在70%以下，槽位利用率超70%，需要新增設備。

流量： OLT設備單口上聯口峰值流量利用率超過50%，設備上聯帶寬擴容1個GE。

上聯流量超70%，需要新增10GE上聯板卡;上聯流量超90%，需要新增10GPON設備。

（3）OTN網絡

演進方向：考慮業務帶寬需求，擴容至100GE或N*100GE組網，使用小型OTN設備，OTN下沉至邊緣，滿足業務時延需求。

建設：應選擇100G或支持100G平臺的設備為主。

容量：當已配置波道數超過系統可配置波道數的70%時，可考慮新建波分平臺。核心層的OTN系統應冗余波道數量不宜超過總配置波道數的20%。

擴容：老OTN系統選擇增加100G擴展子架提升設備承載能力。

結構：逐步推進OTN網絡的下沉，完成OTN全覆蓋，滿足長遠的業務發展需要。

3.2傳輸技術應用

（1）超100G OTN技術

隨著新興業務的不斷發展，業務流量急劇增長。作為基礎承載網絡，100G系統已規模部署，并從骨干和城域核心層向匯聚、接入層延伸，同時業界在超100G方面也已經展開了廣泛的研究，相關標準完成了正式版本的發布。

目前商用的100G產品都是基于相干探測的單載波極化復用的QPSK調制碼技術，頻譜效率為2bit/s/Hz，單根光纖傳輸容量為8Tbps。超100G光網絡傳輸頻譜效率可以達到4bit/s/Hz或更高，單纖容量可達16Tbps以上。超100G的應用，在骨干網應用于容量的擴容，具備充足的帶寬容量，以支撐5G業務量快速增長對PTN/SPN的高帶寬需求;同時，現階段超100G的傳輸距離可以滿足城域網需要，考慮到DC互聯成為未來城域網業務流量的主要增長點，因此可以考慮在城域或省干的核心層部署超100G平面實現DC互聯。

（2）SPN技術

5G業務的差異化特性，需要基于統一的基礎網絡設施，針對具體場景需求進行功能剪裁及資源分片，并在其上進行各自的業務應用和控制，實現面向業務場景的按需適配，從而滿足5G多樣化場景的差異化需求。

SPN解決方案強化了控制面的功能，實現全網資源統一管理、業務統一編排與運維，解決了傳統PTN跨域業務運維效率低下、網絡抗多點故障的自愈能力較差等問題。

在網絡架構上通過L3部署至邊緣，提供靈活的轉發調度，滿足低時延應用的需求;另一方面可以滿足5G網絡部分核心網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路由協議，IP任意方向可達，實現mesh網絡連接，滿足4G、5G、NBIOT的規模橫向流量。

網絡結構將更加扁平化，一方面，隨著業務發展驅動及DC下沉，5G核心網將在控制面集中的同時轉發面向城域下沉，需要網絡扁平化;另一方面，網絡扁平化可以更好滿足5G大量橫向流量的調度和業務端到端的低時延的要求。

四、結論

隨著通信技術的進步，通過科學合理的規劃與建設，傳輸網絡會進一步得到技術的升級和結構的優化，數據的傳輸更加快捷、高效和安全，從根本上解決大顆粒、大容量、低時延、高可靠等業務對通信網絡的基本需求，促進移動通信行業向著穩定的方向發展。

參? 考? 文? 獻

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