隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),、高清視頻等業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力越發(fā)明顯,，網(wǎng)絡(luò)容量成為了未來業(yè)務(wù)發(fā)展的挑戰(zhàn)之一,。城域PTN網(wǎng)絡(luò)則主要以基站回傳業(yè)務(wù)為主，其最大的帶寬壓力表現(xiàn)在LTE業(yè)務(wù)的承載,，現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡(luò)將不足以支撐未來LTE業(yè)務(wù)發(fā)展的帶寬需求,，進(jìn)一步提升PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬已經(jīng)成為了不可回避的問題。我們通過對(duì)未來LTE業(yè)務(wù)帶寬需求的定量分析,，針對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)匯聚和接入層提出可行的帶寬提升方案,。

　　1. LTE對(duì)城域傳送網(wǎng)的帶寬需求

　　PTN在現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在IP化基站,、大客戶專線等小顆粒業(yè)務(wù)的靈活接入和匯聚,。隨著3G和LTE基站的進(jìn)一步規(guī)模部署，PTN網(wǎng)絡(luò)容量需求進(jìn)一步增大,，現(xiàn)網(wǎng)采用的接入層GE,，匯聚10GE的組網(wǎng)模型，已不能滿足未來實(shí)際業(yè)務(wù)需求,。

　　LTE典型單基站帶寬需求達(dá)到均值80M,，峰值320M,，基站與接入層PTN采用GE光口對(duì)接，相對(duì)于GSM與TD-SCDMA時(shí)代的帶寬需求,、以及E1/FE的接口配置,，有了數(shù)量級(jí)的跨越。接入層需要根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求選擇GE或者10GE組網(wǎng),，業(yè)務(wù)密集地區(qū)PTN接入環(huán)也將由現(xiàn)在的GE環(huán)過渡到10GE環(huán),。PTN匯聚層帶寬需求在LTE部署初期就將突破現(xiàn)網(wǎng)10GE端口的極限，中后期將達(dá)到30G左右?guī)捫枨螅?0GE匯聚環(huán)已經(jīng)難以為繼,，如圖1所示,。

圖1 LTE時(shí)期PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬預(yù)測(cè)

　　2. PTN 40GE技術(shù)提升城域匯聚層網(wǎng)絡(luò)容量

　　針對(duì)于未來LTE業(yè)務(wù)的大帶寬需求，可以采用在現(xiàn)網(wǎng)10GE匯聚層環(huán)基礎(chǔ)上繼續(xù)疊加10GE系統(tǒng)的方案,，或者直接采用PTN 40GE接口技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)兩種方案,。PTN 40GE方案可以滿足未來無線、大客戶等高價(jià)值業(yè)務(wù)回傳帶寬需求,，采用端到端采用PTN技術(shù)組網(wǎng),，可以不用疊加OTN網(wǎng)絡(luò)，相對(duì)組網(wǎng)單一,，對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量保證效果更好,，實(shí)際維護(hù)更簡(jiǎn)單；如果采用PTN 10GE疊加方案,，考慮到光纖資源利用等問題,，一般會(huì)疊加OTN網(wǎng)絡(luò)以節(jié)省光纖，相對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)稍差,，實(shí)際維護(hù)更復(fù)雜,。兩種方案各具優(yōu)勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用應(yīng)該從技術(shù)可行性,、成本,、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)等因素進(jìn)行綜合考慮。

　　1) PTN 40GE和PTN 10GE疊加方案技術(shù)比較

　　LTE初級(jí)階段,，承載網(wǎng)絡(luò)匯聚層帶寬需求將超過20G,，中后期匯聚層帶寬需求則增長(zhǎng)到接近40G。從技術(shù)角度看,，PTN 10GE疊加組網(wǎng)存在的問題較多,，采用10GE疊加方案，核心層L3 VPN節(jié)點(diǎn)之間涉及到多個(gè)10G鏈路的捆綁,， Hash算法會(huì)導(dǎo)致亂序問題,，鏈路的帶寬利用率較難保持均衡，容易發(fā)生擁塞,，而40GE方案不存在此問題,。40GE方案較10GE疊加方案,，具有帶寬使用效率高,，故障點(diǎn)少,、網(wǎng)絡(luò)可靠性高，業(yè)務(wù)時(shí)延小等特點(diǎn),。

圖2 PTN 40GE與PTN 4x10G的成本比較

　　2) PTN 40GE和PTN 10GE疊加方案成本比較

　　PTN 40GE方案,，可以滿足全業(yè)務(wù)初期需求，不需OTN下沉到匯聚層,，單獨(dú)通過PTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行基站回傳,、大客戶專線、OLT上行等業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載,。如果采用10GE PTN疊加方案,，則PTN網(wǎng)絡(luò)可以只進(jìn)行基站回傳、大客戶等高價(jià)值業(yè)務(wù)的承載,，同時(shí)建設(shè)OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行PTN和固定寬帶業(yè)務(wù)的承載,，本方案網(wǎng)絡(luò)容量超前發(fā)展，滿足長(zhǎng)期業(yè)務(wù)發(fā)展需求,。

　　40GE方案核心,、匯聚層端口數(shù)量比較少，配置相對(duì)簡(jiǎn)單,。10GE疊加方案端口多,，業(yè)務(wù)配置工作量相對(duì)較大、較復(fù)雜,。按照常規(guī)模型進(jìn)行成本計(jì)算,，每個(gè)接入環(huán)8個(gè)節(jié)點(diǎn)、每個(gè)匯聚環(huán)6個(gè)節(jié)點(diǎn),，每個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)帶2個(gè)接入環(huán),匯聚環(huán)按照1/3比例對(duì)PIR進(jìn)行收斂,，如圖2所示。

　　根據(jù)業(yè)界設(shè)備成本綜合考慮,，兩種方案中,，PTN 40GE方案相比PTN 4x10GE Over OTN方案更具備成本優(yōu)勢(shì)，隨著PTN 40GE技術(shù)的規(guī)模商用,，PTN 40GE方案成本優(yōu)勢(shì)將更加明顯,。

　　3) PTN 40GE方案的應(yīng)用場(chǎng)景

　　對(duì)于投資敏感地區(qū)，可以考慮通過引入PTN 40GE進(jìn)行2G/3G/LTE,、WLAN,、OLT上聯(lián)、大客戶等業(yè)務(wù)的綜合承載,，充分發(fā)揮PTN廣覆蓋,、低成本的優(yōu)勢(shì),，后期隨著寬帶業(yè)務(wù)、大客戶業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展,，在業(yè)務(wù)密集區(qū)域適當(dāng)建設(shè)OTN滿足業(yè)務(wù)帶寬需求,。此方案具有兩步走，投資小,，收益高的特點(diǎn),。

　　隨著3G/LTE網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署及多業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，無線寬帶化趨勢(shì)越來越明顯,，IP化業(yè)務(wù)的承載需求成為主導(dǎo),，對(duì)承載網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)架、承載效率,、調(diào)度靈活性,、成本和服務(wù)質(zhì)量等提出了新的要求。到LTE階段,，基站帶寬需求將達(dá)到GE量級(jí),，承載網(wǎng)接入將采用10GE組環(huán)，而PTN 40GE技術(shù)剛好滿足了匯聚環(huán)帶寬進(jìn)一步增加需求,。

　　4) PTN 40GE技術(shù)成熟,，可規(guī)模商用

　　在40GE高速接口標(biāo)準(zhǔn)方面，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE組織制定,，所有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包含在IEEE802.3ba標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃中,。在城域傳輸方面定義了40GBASE-FR（2KM）、40GBASE-LR4（10KM）和40GBASE-ER4（40KM）標(biāo)準(zhǔn),，40GE以太網(wǎng)模型如圖3所示,。2012年3月份的IEEE802.3的全會(huì)上，40GBASE-ER4標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過投票已經(jīng)正式作為802.3_100GNGOPTX項(xiàng)目組的目標(biāo),，成為該項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容,。2010年6月， IEEE 802.3ba標(biāo)準(zhǔn)獲得IEEE通過,。

圖3 40GE以太網(wǎng)層網(wǎng)絡(luò)模型

　　在產(chǎn)業(yè)鏈方面,，40GE芯片和光模塊都已經(jīng)具備了成熟的商用能力。40GE光模塊主要采用CFP封裝,，40GBASE-LR4和40GBASE-ER4主要用于線路側(cè),。40GE-ER4光模塊采用4路10G的光反向復(fù)用技術(shù)，主要用于長(zhǎng)距離傳輸,。

　　目前各主流PTN廠家均已支持40GE接口,，產(chǎn)品已具備規(guī)模商用能力。PTN 40GE組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)帶寬提供,、網(wǎng)絡(luò)綜合成本,、未來業(yè)務(wù)需求和技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)等方面相比PTN 10GE組網(wǎng)更具優(yōu)勢(shì),。

　　3. PTN 10GE提升接入層網(wǎng)絡(luò)容量

　　隨著LTE的規(guī)模部署，接入層帶寬需求急劇上升,，典型單基站帶寬需求達(dá)到均值80M,，峰值320M，每個(gè)接入環(huán)按6-8個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算,，GE速率已經(jīng)不能滿足帶寬需求,。業(yè)界存在兩種帶寬提升思路：一種是，現(xiàn)有接入環(huán)進(jìn)行拆環(huán)處理,，減少接入環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，但是這樣存在耗費(fèi)光纖資源嚴(yán)重,、接入環(huán)數(shù)目增多兒不便于管理的問題,；另外一種思路是提升接入環(huán)速率，采用10GE設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),，這樣不會(huì)改變現(xiàn)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，而且滿足了業(yè)務(wù)帶寬需求，優(yōu)勢(shì)更明顯,。

　　接入層網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)思路如圖4所示,，業(yè)務(wù)發(fā)展初期，在部分熱點(diǎn)區(qū)域,，根據(jù)接入點(diǎn)實(shí)際物理位置,，在新站址機(jī)房、光纜配套資源具備的情況下新建具備10GE組網(wǎng)能力PTN設(shè)備,，可以選擇GE或者10GE環(huán)組網(wǎng),。 業(yè)務(wù)發(fā)展中后期，隨著業(yè)務(wù)量的進(jìn)一步增長(zhǎng),，一方面,，將新建GE環(huán)升級(jí)為10GE環(huán)，提升接入能力,；另一方面,，將原有GE能力PTN設(shè)備環(huán)網(wǎng)進(jìn)行拆環(huán)、縮環(huán)以及將部分節(jié)點(diǎn)直接下掛至10GE環(huán),，提升GE能力PTN設(shè)備環(huán)網(wǎng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的接入帶寬能力,。這樣可以做到網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)沖擊小,，而且保護(hù)了網(wǎng)絡(luò)投資,。

圖4 PTN接入層網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案

　　4. 總結(jié)

　　隨著LTE的規(guī)模部署， PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬將面臨巨大的挑戰(zhàn),，如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)和帶寬提速,，將關(guān)系到全業(yè)務(wù)能否順利開展,。核心匯聚層引入PTN 40GE組網(wǎng)，很好滿足了LTE時(shí)代帶寬需求,，避免了Nx10GE環(huán)路的大量疊加,，不需要OTN下沉至匯聚，降低了網(wǎng)絡(luò)成本和運(yùn)維難度,。在接入層引入10GE技術(shù)組網(wǎng),，不改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)沖擊小,，避免了接入層頻繁拆環(huán)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的沖擊,。本文方案全面提升了整網(wǎng)容量，對(duì)業(yè)務(wù)沖擊小,，滿足了業(yè)務(wù)長(zhǎng)期的帶寬需求,，更符合運(yùn)營(yíng)商平滑演進(jìn)的要求。