中國電信“固移融合”背景下打造新型STN承載網的探索

孟 濤，魏賢虎

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210006）

0 引 言

伴隨5G業務深度覆蓋，現網同步傳輸網（Synchronous Transmission Nerwork，STN）已形成網絡規模，中國電信在固移融合背景下，為實現IP城域網及無線回傳網絡統一承載，STN網絡將成為實現固移融合的重要組成，STN現網架構存在問題，其經濟性、網絡架構優化方面仍需進行探討。

1 承載網網絡現狀及問題

中國電信已在全國重要城市部署“Spine-Leaf”新型城域網架構，該架構覆蓋主要核心匯聚層物理節點。在無線業務承載方面，將STN網絡通過波分或裸纖實現下掛邊緣控制層Leaf、核心層ER下掛Spine的組網架構，即STN-B至ER間采用Spine-Leaf承載；在有線業務承載方面，數據中心交換機（Data Center Switch，DCSW）改為下掛邊緣控制層Leaf設備[1]。現網承載網架構如圖1所示。

1.1 現有承載網架構5G回傳時延增加的問題

現有承載網架構可滿足原IP承載網平滑過渡，網絡拓撲清晰，但是對于5G回傳STN網絡架構，通過Spine-Leaf設備后，增加了設備轉發時延，進而增加整個鏈路時延，以下分析地市典型時延場景。

按照縣區STN-A至省會5GC核心網梳理時延，其中光纖單位公里5 μs/km、單設備轉發時延按照100 μs計算，整個鏈路雙向時延為7.82ms，其中光纖帶來的時延占比86.5%，按照5G低時延業務毫秒級需求，5G核心網需按照新型業務發展適時下沉至地市[2]。普通地市時延場景如圖2所示。

1.2 5G DU/CU集中設置引起的配套壓力的問題

5G承載網STN經過建設發展，目前已經形成3類典型場景，分別為主城區大型綜合業務接入區、城區小型綜合業務接入區、鄉鎮綜合業務區接入區，各場景組網架構如圖3所示。

（1）城區大型綜合業務接入區中，集中設置點所掛5G 分布單元/集中單元（Distributed Unit/Centralized Unit，DU/CU）設備多達百臺，按照單臺STN-A設備下掛5～10個DU/CU計算，該類型綜合業務區需要部署10多臺STN-A2設備，同局站配置大量低性能STN-A設備，設備總造價高，消耗機房動力及裝機資源，同時STN-A設備為環網結構，采用50G裸纖組網，消耗中繼光纜纖芯多達幾十芯；成環光路跳接點多，雙路由難以保證，存在成片掉站的可能性。

（2）城區小型綜合業務接入區中，集中設置點所掛5G DU/CU設備在20臺左右，STN-A設備配置2～3臺，環網中節點數較少，可滿足近期使用，但中遠期規劃方面，隨著5G深覆蓋，城區小型綜合業務接入區同樣會面臨5G DU/CU設備部署達百臺情況。

（3）鄉鎮綜合業務接入區中，集中設置點所掛5G DU/CU設備在10臺以內，STN-A設備配置1～2臺；STN-B設備均部署于縣區雙核心機房，未下沉至鄉鎮綜合業務局站，同時STN-A成環采用50G非標速率，波分無法提供底層通道，導致接入環網下掛設備數量多，占用大量局間中繼，且光路質量不佳，影響業務響應[3]。

各業務場景能力及資源需求情況如表1所示。

表1 各業務場景能力及資源需求情況表

1.3 STN-B設備下沉限制條件多，同時無法體現經濟性

針對鄉鎮級郊區場景，STN-B設備下沉理論上可解決STN-A設備成環問題，使成環更靈活。但STN-B回傳至Leaf設備及STN-B設備互聯間需采用波分承載，速率為100 Gb/s，現階段鄉鎮業務局站無法提供該速率波分鏈路。同時，即便STN-B下沉，受限鄉鎮間環形中繼光纜條件，所帶鄉鎮數量有限，無法體現STN-B設備強大收斂能力，徒增波分及STN-B設備投資，經濟性很差。

2 打造面向綜合業務承載STN新型網絡

基于現網承載網絡基礎現狀，結合新型城域網建設的契機，以STN和Spine-Leaf網絡為基礎，實現無線、有線、政企融合承載的新型承載網絡，可解決以上陳訴網絡痛點，同時大大提升網絡承載能力、安全性及經濟性。

2.1 新型承載網絡結構

新型承載網絡中原有STN-B匯聚層設備升級為B-Leaf設備，同時引入大容量A設備覆蓋大型綜合業務局站，暫時稱之為A-Leaf設備，設備平臺可采用200G路由器平臺，提供匯聚DCSW、政企、5G DU/CU設備接入所需的GE/10GE/25GE/50GE多速率接口。相鄰大型綜合業務區采用A-Leaf設備成環，線路側采用100G端口，收納本業務區內5G、寬帶業務及小型業務區內STN-A成環需求。優化后的新型承載網絡如圖4所示[4]。

2.2 新型承載方案優勢

（1）網絡平滑過渡：保持現網新型城域網架構，僅優化接入設備和接入方式，對數據配置和設備維護不產生新的負擔，可以實現平滑過渡。

（2）節約光纜纖芯：網絡層次清晰，拓撲簡單，可節約大量中繼及主干光纜纖芯使用。

（3）更高的安全性：新型A-Leaf以上層次設備均以波分、雙物理路由裸纖或業務雙歸屬3層保護，出現業務阻斷概率極低，同時對業務量大的節點以雙接入環的方式，可以避免設備硬件故障導致的節點性阻斷。

（4）靈活的承載力：接入設備可配置GE、10GE、50GE等豐富接口，可滿足無線、有線、政企等綜合業務承載，可行形成一張網承載能力，并通過板卡擴容實現業務靈活開通。

（5）更優的經濟性：一張網承載后，原有獨立的IP承載專網和STN無線承載專網實現融合承載，可從優化前后進行經濟性比較，以綜合業務局站為單位，有線需承載DCSW上行，無線按照64個5G DU/CU端口為例進行比較[5]。

優化前分別承載網絡，配置A設備8套、波分鏈路2條、中繼纖芯20芯，單綜合業務局站造價為45.19萬。優化前STN配置造價信息如表3所示。

表3 優化前STN配置造價信息

優化后分別承載網絡，配置A-Leaf設備1套、中繼纖芯2芯，單綜合業務局站造價為38.06萬。優化后綜合承載造價信息如表4所示。

表4 優化后綜合承載造價信息

按照典型城市350個綜合業務局站計算，預計優化后全網節約投資2 495.5萬，同時可緩解機房裝機、動力及纖芯資源等配套壓力。

3 結 論

隨著5G產業鏈的發展和完善，同時結合中國電信固移融合的背景，按需進行STN承載網絡優化，不僅可以實現高安全性的綜合業務承載，同時還能體現更優的經濟效益，即優化后的網絡以更低的資源消耗帶來更高效益，實現節能減排，響應國家雙碳口號。