基于PTN網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，快速支撐5G業(yè)務(wù)開通

  中興通訊5G商用牌照的正式發(fā)放，標(biāo)志著中國向5G網(wǎng)絡(luò)商用邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐?！?G商用，承載先行”，5G商用進(jìn)程的加速，使得運(yùn)營商面臨著承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的巨大挑戰(zhàn)，如何快速搭建滿足5G業(yè)務(wù)發(fā)展所需的承載網(wǎng)絡(luò)，是擺在運(yùn)營商面前的當(dāng)務(wù)之急。

  5G承載方案概述

  5G的eMBB、uRLLC和mMTC三大應(yīng)用場景對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出了大帶寬、低時(shí)延、大連接、網(wǎng)絡(luò)切片、高精度時(shí)間同步等一系列的挑戰(zhàn)，為滿足5G網(wǎng)絡(luò)的變革性需求，中國移動(dòng)選擇了基于PTN演進(jìn)的SPN技術(shù)路線。基于該技術(shù)路線，5G承載網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案包括PTN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容、PTN網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和新建SPN網(wǎng)絡(luò)三種思路。

  PTN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容是指在現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過帶寬擴(kuò)容來滿足5G初期eMBB業(yè)務(wù)的快速開通，該方案不能覆蓋完整的5G生命周期，只是一種過渡性方案。

  PTN網(wǎng)絡(luò)升級(jí)是指在現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過軟、硬件升級(jí)的方式，提供SPN網(wǎng)絡(luò)的能力，滿足5G全業(yè)務(wù)場景的開通需求。PTN網(wǎng)絡(luò)升級(jí)后，4G和5G業(yè)務(wù)在同一張物理網(wǎng)絡(luò)上承載，統(tǒng)一運(yùn)維管理，業(yè)務(wù)可以軟隔離或硬隔離。

  新建SPN(Slicing Packet Network)網(wǎng)絡(luò)方案，是指采用SPN設(shè)備建設(shè)一張新的物理網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)需要實(shí)現(xiàn)端到端獨(dú)立組網(wǎng)和連續(xù)覆蓋。SPN方案在兼容PTN的基礎(chǔ)上，對(duì)PTN設(shè)備的L0~L3層做了全方位的演進(jìn)，以滿足5G三大應(yīng)用場景業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的各種需求。新建的SPN網(wǎng)絡(luò)初期主要用于承載新建的5G基站業(yè)務(wù)，也可以承載新建的4G基站業(yè)務(wù)，甚至實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)承載。SPN網(wǎng)絡(luò)與PTN現(xiàn)網(wǎng)可互聯(lián)互通，但其運(yùn)維管理是相互獨(dú)立的。

  PTN升級(jí)方案分析

  現(xiàn)網(wǎng)PTN升級(jí)能力分析

  PTN現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備總體上分為兩類：盒式設(shè)備和框式設(shè)備。盒式設(shè)備采用集中式架構(gòu)，其業(yè)務(wù)處理能力集中于主控板，主控板在整機(jī)成本中占比較高，升級(jí)SPN功能涉及主控板的替換。而框式設(shè)備采用分布式架構(gòu)，其業(yè)務(wù)處理能力分布在線卡上，升級(jí)SPN功能主要涉及線卡的替換或新增。

  PTN網(wǎng)絡(luò)接入層采用盒式設(shè)備，這類設(shè)備普遍存在背板能力受限、更換主控升級(jí)成本較高等問題，即使演進(jìn)后具備SPN能力，也無法滿足5G業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。而PTN網(wǎng)絡(luò)匯聚核心層采用框式設(shè)備，特別是4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代建設(shè)的設(shè)備，其背板能力較強(qiáng)、槽位數(shù)量較為充足，通過新增線卡即可演進(jìn)支持完整的SPN能力，部分線卡可通過軟件升級(jí)支持部分SPN功能，即使是不具備升級(jí)能力的線卡，也可保留用于2G/4G/專線等業(yè)務(wù)的承載，整機(jī)升級(jí)成本較低。PTN框式設(shè)備升級(jí)支持SPN的能力已經(jīng)在中國移動(dòng)研究院實(shí)驗(yàn)室和試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中得到了充分的驗(yàn)證，目前已具備推廣應(yīng)用條件。

  從現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)來分析，我們針對(duì)中國移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)匯聚核心層設(shè)備進(jìn)行了調(diào)研，這些設(shè)備中空閑槽位數(shù)量能夠滿足新增5G承載組網(wǎng)需求的設(shè)備數(shù)量占比如圖1所示。

  由圖1可見，小型匯聚設(shè)備由于本身槽位數(shù)量較少，在網(wǎng)數(shù)量也少，其升級(jí)潛力量有限，而大、中型匯聚設(shè)備85%以上均具備升級(jí)條件。因此，PTN升級(jí)方案在現(xiàn)網(wǎng)落地應(yīng)用將具備非常大的商業(yè)價(jià)值。

  現(xiàn)網(wǎng)PTN升級(jí)方案建議

  從PTN設(shè)備本身來看，可以采用兩種升級(jí)方案：一是同槽位替換，二是新增SPN線卡。同槽位替換是指將PTN線卡替換為SPN線卡，原PTN線卡的承載的業(yè)務(wù)改由SPN線卡承載。由于通常要在SPN線卡部署FlexE/SR，此時(shí)涉及到原2G/4G/專線等業(yè)務(wù)的割接調(diào)整，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)有一定影響。該方案在完成升級(jí)后，5G業(yè)務(wù)與原2G/4G/專線等業(yè)務(wù)可采用軟隔離，也可采用硬隔離。

  新增SPN線卡方案不需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)PTN原有業(yè)務(wù)進(jìn)行割接調(diào)整，通過在設(shè)備空閑槽位新插SPN線卡，并增加對(duì)應(yīng)光纖連接，即可在原PTN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提供SPN網(wǎng)絡(luò)能力，實(shí)現(xiàn)一張物理網(wǎng)絡(luò)在匯聚核心層同時(shí)提供PTN和SPN兩個(gè)平面，原有PTN平面業(yè)務(wù)不做調(diào)整。增加的SPN網(wǎng)絡(luò)平面可用于承載5G基站業(yè)務(wù)，如有需要也可以用于承載新增的4G或其它業(yè)務(wù)。而對(duì)于接入層設(shè)備，可按需采用SPN設(shè)備新建，或?qū)?A href="http://3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=PTN&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">PTN設(shè)備替換為SPN設(shè)備，接入層的PTN/SPN設(shè)備在一段時(shí)期內(nèi)共存，且同時(shí)掛接在匯聚核心層的PTN平面和SPN平面下。

  在該方案下，PTN網(wǎng)絡(luò)升級(jí)后整體組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。在匯聚核心層通過新增SPN線卡和鏈路，建設(shè)SPN平面。接入層則按需建設(shè)或替換SPN設(shè)備。如原PTN網(wǎng)絡(luò)接入層已經(jīng)是10GE環(huán)，且?guī)捓寐瘦^低，可以暫不升級(jí)，用于承載5G初期eMBB業(yè)務(wù)，待后續(xù)5G業(yè)務(wù)發(fā)展后再按需升級(jí)。若接入層原為GE環(huán)，則應(yīng)采用SPN設(shè)備建設(shè)新的接入環(huán)，或直接采用SPN設(shè)備替代原接入環(huán)設(shè)備，SPN接入環(huán)可采用10GE組環(huán)，若對(duì)應(yīng)為熱點(diǎn)區(qū)域，則建議采用50GE組環(huán)。

  各種組網(wǎng)應(yīng)用場景及業(yè)務(wù)部署方案如表1所示。

  在PTN升級(jí)方案中，匯聚核心層部署PTN/SPN雙平面，接入層按需新建/替換為SPN設(shè)備，原2G/4G/專線業(yè)務(wù)均無需改造，5G基站可靈活地掛接在原PTN接入環(huán)或新的SPN接入環(huán)。

  PTN升級(jí)方案的優(yōu)點(diǎn)

  PTN升級(jí)方案有以下優(yōu)點(diǎn)：

  -目標(biāo)方案可滿足5G全生命周期需求

  設(shè)備升級(jí)后具備完整的SPN能力，可滿足5G全生命周 期的承載網(wǎng)絡(luò)需求。

  -基礎(chǔ)資源要求低

  匯聚核心層無需新增機(jī)柜安裝空間，只需要考慮新增板卡帶來的功耗增加;如果采用新建SPN方案，則需要考慮新增機(jī)柜的安裝空間和整機(jī)功耗的增加。

  -工程建設(shè)量小，可實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)快速部署

  匯聚核心層僅新增板卡升級(jí)，接入層可按需建設(shè)，5G建設(shè)初期可利舊帶寬充裕的接入環(huán)，實(shí)現(xiàn)5G基站業(yè)務(wù)的快速開通。

  -對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)影響小

  現(xiàn)網(wǎng)PTN承載的2G/4G/專線業(yè)務(wù)均無需割接調(diào)整。

  -按需分批投資，總投資小

  在5G部署初期，接入層SPN網(wǎng)絡(luò)無需形成全覆蓋和連續(xù)覆蓋，對(duì)于5G優(yōu)先覆蓋的熱點(diǎn)區(qū)域，可先投資建設(shè)，其他區(qū)域可利舊原PTN網(wǎng)絡(luò)，待后續(xù)SPN產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步發(fā)展，成本降低后再逐步完成全網(wǎng)連續(xù)覆蓋;分期建設(shè)后，總體投資降低。

  在5G商用化進(jìn)程提速的大背景下，PTN升級(jí)方案可以幫助運(yùn)營商以最低的成本、最快的速度為用戶提供5G服務(wù)，是運(yùn)營商，特別是中小地市的運(yùn)營商應(yīng)重點(diǎn)考慮選擇的一種5G承載解決方案。

       作者: 溫建中