史召

寧夏通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院（有限責(zé)任公司） 寧夏 銀川 750011

引言

如今，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，互聯(lián)網(wǎng)在我們的生活、生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)中無處不在。2013年8月17日，中國國務(wù)院發(fā)布了“寬帶中國”戰(zhàn)略實(shí)施方案，意味著發(fā)展寬帶網(wǎng)絡(luò)是國家戰(zhàn)略性公共基礎(chǔ)設(shè)施。

2016年我區(qū)進(jìn)行了電信普遍服務(wù)試點(diǎn)建設(shè)工程，對(duì)于區(qū)內(nèi)農(nóng)村區(qū)域進(jìn)行了寬帶業(yè)務(wù)覆蓋及接入，隨著家庭寬帶業(yè)務(wù)接入量的日益增加，對(duì)于承載其業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了更高要求。本文就寧夏移動(dòng)對(duì)于農(nóng)村家庭寬帶的接入方案及帶寬需求進(jìn)行分析、闡述其對(duì)承載業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)，同時(shí)提出解決方案。

1 農(nóng)村寬帶業(yè)務(wù)建設(shè)方式及帶寬需求

1.1 建設(shè)方式

寧夏移動(dòng)農(nóng)村寬帶接入選用GPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的FTTH覆蓋，各行政村建設(shè)主干光纜接入就近局端基站，上聯(lián)至農(nóng)村基站新增安裝的小型OLT設(shè)備，新增OLT設(shè)備以2*GE光口接入基站PTN設(shè)備，利用PTN系統(tǒng)接入層、匯聚層、核心層網(wǎng)絡(luò)將寬帶業(yè)務(wù)傳送至核心機(jī)房的CMnet交換機(jī)，接入移動(dòng)CMnet網(wǎng)絡(luò)，為農(nóng)村居民提供20M有線寬帶服務(wù)，同時(shí)為駐地村委會(huì)、中小學(xué)、衛(wèi)生所、電商服務(wù)點(diǎn)、農(nóng)資商店等公共服務(wù)機(jī)構(gòu)提供有線寬帶接入服務(wù)。

目前，寧夏移動(dòng)農(nóng)村寬帶接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

圖1 寧夏移動(dòng)農(nóng)村寬帶接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1.2 帶寬需求測(cè)算

1.2.1 PTN系統(tǒng)接入環(huán)網(wǎng)帶寬需求。按照上述上聯(lián)鏈路圖，農(nóng)村家庭寬帶上聯(lián)電路自接入層基站PTN設(shè)備開始占用城域網(wǎng)傳輸系統(tǒng)資源，計(jì)算業(yè)務(wù)帶寬需要自基站PTN設(shè)備承載帶寬起至核心層PTN設(shè)備落地止[1]。

假定現(xiàn)網(wǎng)某個(gè)接入環(huán)上所有基站節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備均下掛OLT設(shè)備，計(jì)算此接入環(huán)上承載的業(yè)務(wù)帶寬可依據(jù)此環(huán)覆蓋的總家庭寬帶用戶數(shù)進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

PTN接入環(huán)占用帶寬=覆蓋用戶數(shù)×實(shí)裝率×單用戶平均帶寬×用戶并發(fā)率×數(shù)據(jù)并發(fā)率。

取定測(cè)算參數(shù)如下：

1.2.1.1 用戶簽約帶寬=20M，帶寬利用率為50%（集團(tuán)預(yù)測(cè)2020年的取值），則：每用戶平均帶寬=20×100%×50%=10M。

1.2.1.2 取定用戶并發(fā)率=57%；數(shù)據(jù)并發(fā)率=40%。

1.2.1.3 取定實(shí)裝率2018年=20%，2019年=30%，2020年=40%。

根據(jù)以上取值及設(shè)定，我們以單接入環(huán)網(wǎng)覆蓋用戶數(shù)為2000戶及4500戶兩個(gè)界限計(jì)算基站帶寬，可以得到下面2組數(shù)據(jù)：

表1 接入環(huán)承載家庭寬帶業(yè)務(wù)帶寬需求表

綜合上述計(jì)算結(jié)果，同時(shí)考慮現(xiàn)有PTN接入環(huán)以GE容量為主，以2018年為例，對(duì)PTN接入環(huán)網(wǎng)承載能力分析如下：

當(dāng)某接入環(huán)覆蓋用戶數(shù)少于2000戶時(shí)，帶寬需求約為1個(gè)GE容量，此時(shí)在原有GE接入環(huán)的基礎(chǔ)上疊加GE容量可滿足家寬需求；

當(dāng)某接入環(huán)覆蓋用戶數(shù)大于2000戶小于4500戶時(shí)，帶寬需求約2個(gè)GE容量，此時(shí)就需要疊加2個(gè)GE容量，通常此種情況由于占用PTN設(shè)備GE光口數(shù)量及本地網(wǎng)光纜纖芯較多，更傾向于直接將環(huán)網(wǎng)升級(jí)為10GE容量；

當(dāng)某接入環(huán)覆蓋用戶數(shù)大于4500戶時(shí)，帶寬需求超過2個(gè)GE容量，考慮直接將接入環(huán)網(wǎng)升級(jí)為10GE容量。

1.2.2 PTN系統(tǒng)匯聚/核心環(huán)網(wǎng)帶寬需求。根據(jù)寧夏移動(dòng)某本地網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)，單個(gè)匯聚環(huán)網(wǎng)平均接入8個(gè)承載農(nóng)村家庭寬帶業(yè)務(wù)的接入環(huán)網(wǎng)，結(jié)合以上對(duì)接入層環(huán)網(wǎng)的帶寬需求分析，截至2018年底的預(yù)測(cè)值，平均單個(gè)匯聚環(huán)網(wǎng)承載家庭寬帶業(yè)務(wù)帶寬需求最少為8個(gè)GE，而現(xiàn)網(wǎng)匯聚/核心層普遍為10GE容量，承載家庭寬帶的能力均需要提升，即疊加10GE容量或升級(jí)100G容量。

2 傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對(duì)策略

2.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)瓶頸

農(nóng)村家庭寬帶初期部署時(shí)，接入用戶數(shù)量規(guī)模較小，PTN接入環(huán)網(wǎng)均采用疊加GE容量的方式進(jìn)行承載，隨著接入用戶數(shù)逐漸增大，部分接入環(huán)2個(gè)GE環(huán)網(wǎng)容量已不能滿足帶寬需求，必須對(duì)接入環(huán)網(wǎng)進(jìn)行10GE容量升級(jí)，同時(shí)對(duì)相應(yīng)流量越限的匯聚環(huán)網(wǎng)進(jìn)行10GE容量疊加[2]。

綜上PTN系統(tǒng)承載模式，在業(yè)務(wù)中后期，大量農(nóng)村家庭寬帶用戶接入引起的數(shù)量多、顆粒小、集中爆發(fā)的突發(fā)業(yè)務(wù)使得PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了如下瓶頸：

2.1.1 大量接入環(huán)網(wǎng)升級(jí)10GE造成匯聚節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備需要提供大量的10GE端口。

2.1.2 接入環(huán)網(wǎng)升級(jí)10GE需要替換現(xiàn)網(wǎng)中不支持10GE能力的基站PTN設(shè)備，提高寬帶接入成本、延長接入周期。

2.1.3 集中的大帶寬業(yè)務(wù)上傳對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備能力帶來壓力。

2.1.4 隨著BRAS設(shè)備下沉至縣級(jí)機(jī)房，基站PTN上傳業(yè)務(wù)至縣級(jí)BRAS設(shè)備需要業(yè)務(wù)來回調(diào)度，大量占用基站接入環(huán)網(wǎng)及相應(yīng)匯聚環(huán)網(wǎng)資源。

2.2 承載模式轉(zhuǎn)變

針對(duì)以上網(wǎng)絡(luò)瓶頸，結(jié)合BRAS下沉方案，仍由PTN系統(tǒng)來承載農(nóng)村家庭寬帶業(yè)務(wù)，凸顯出了傳送效率低、帶寬瓶頸、不易擴(kuò)容等缺點(diǎn)，已不能滿足快速增長的家庭寬帶業(yè)務(wù)，必須選擇一種能夠承載大顆粒業(yè)務(wù)且易于擴(kuò)容的傳輸系統(tǒng)來承載，在這種背景下，OTN系統(tǒng)則更適合傳輸農(nóng)村家庭寬帶業(yè)務(wù)。

在農(nóng)村各大鄉(xiāng)鎮(zhèn)基站/匯聚機(jī)房部署OTN系統(tǒng)，與縣級(jí)機(jī)房即BRAS節(jié)點(diǎn)組建OTN環(huán)網(wǎng)，各基站OLT設(shè)備由原上聯(lián)基站PTN設(shè)備改為占用裸光纖（局內(nèi)或跨局）上聯(lián)就近鄉(xiāng)鎮(zhèn)OTN系統(tǒng)（下掛交換機(jī)），利用OTN系統(tǒng)將電路傳送至BRAS設(shè)備。承載模式發(fā)生了如下改變：

2.2.1 承載農(nóng)村家庭寬帶業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)由PTN系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)镺TN系統(tǒng)，另有少量距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)OTN節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)的OLT設(shè)備，仍采用PTN系統(tǒng)承載，不會(huì)對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)帶來很大網(wǎng)絡(luò)沖擊。

2.2.2 家庭寬帶業(yè)務(wù)電路終點(diǎn)由地市核心局轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)縣BRAS機(jī)房。

承載模式轉(zhuǎn)變后的農(nóng)村家庭寬帶接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

圖2 承載模式轉(zhuǎn)變后的農(nóng)村家庭寬帶接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

隨著農(nóng)村家庭寬帶業(yè)務(wù)繼續(xù)擴(kuò)大接入規(guī)模，后期流量增加時(shí)，僅需隨之?dāng)U容OLT上聯(lián)鏈路及其相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)OTN系統(tǒng)至BRAS節(jié)點(diǎn)的10GE電路，即可以滿足寬帶業(yè)務(wù)需求[3]。

3 結(jié)束語

隨著人們生活水平的提高，今后的寬帶家庭將是一個(gè)個(gè)網(wǎng)絡(luò)化和信息化的家庭，外部有高速互聯(lián)網(wǎng)相連，內(nèi)部有家庭網(wǎng)絡(luò)控制著各類智能家電，也可以使各種家用設(shè)備之間進(jìn)行信息傳輸，這些豐富的應(yīng)用場(chǎng)景都需要建立在足夠大的帶寬基礎(chǔ)上，因此，承載家庭寬帶的傳輸系統(tǒng)在建設(shè)之初就必須具備良好的可擴(kuò)展性，才能更安全、高效、可靠的承載靈活、高速的家庭寬帶。

傳輸網(wǎng)絡(luò)作為通信支撐系統(tǒng)，是一個(gè)公共的傳送平臺(tái)，為滿足各種業(yè)務(wù)的需求，必須面向未來、統(tǒng)籌需求、整體規(guī)劃、分步實(shí)施，應(yīng)及時(shí)對(duì)傳輸系統(tǒng)中不能滿足業(yè)務(wù)需求和安全保障的設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容或更新?lián)Q代，才能保證全網(wǎng)的安全性，并在接入能力上滿足各類業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。