LTE對城域傳送網(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基站的進一步規(guī)模部署，PTN網(wǎng)絡(luò)容量需求進一步增大,，現(xiàn)網(wǎng)采用的接入層GE,、匯聚10GE的組網(wǎng)模型，已不能滿足未來實際業(yè)務(wù)需求,。

 

LTE典型單基站帶寬需求達到均值80M,，峰值320M，基站與接入層PTN采用GE光口對接,，相對于GSM與TD-SCDMA時代的帶寬需求以及E1/FE的接口配置,，有了數(shù)量級的跨越。接入層需要根據(jù)實際業(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，中后期將達到30G左右?guī)捫枨螅?0GE匯聚環(huán)已經(jīng)難以為繼,。LTE時期PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬預(yù)測如圖1所示,。

 

 

PTN 40GE技術(shù)提升城域匯聚層網(wǎng)絡(luò)容量

 

針對未來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)進行組網(wǎng),。PTN 40GE方案可以滿足未來無線、大客戶等高價值業(yè)務(wù)回傳帶寬需求,，端到端采用PTN技術(shù)組網(wǎng),，可以不用疊加OTN網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)單一,，對業(yè)務(wù)質(zhì)量保證效果更好,，實際維護更簡單；如果采用PTN 10GE疊加方案,，考慮到光纖資源利用等問題,，一般會疊加OTN網(wǎng)絡(luò)以節(jié)省光纖，相對網(wǎng)絡(luò)性能指標稍差,，實際維護更復(fù)雜,。兩種方案各具優(yōu)勢，實際應(yīng)用應(yīng)該從技術(shù)可行性,、成本,、網(wǎng)絡(luò)演進等因素進行綜合考慮。

 

PTN 40GE和PTN 10GE疊加方案技術(shù)比較

 

LTE初級階段,，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)點之間涉及到多個10G鏈路的捆綁，Hash算法會導(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、故障點少,、網(wǎng)絡(luò)可靠性高,、業(yè)務(wù)時延小等特點。

 

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，單獨通過PTN網(wǎng)絡(luò)進行基站回傳,、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)可以只進行基站回傳、大客戶等高價值業(yè)務(wù)的承載,，同時建設(shè)OTN網(wǎng)絡(luò)進行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，配置相對簡單,。10GE疊加方案端口多,，業(yè)務(wù)配置工作量相對較大、較復(fù)雜,。按照常規(guī)模型進行成本計算,，每個接入環(huán)8個節(jié)點、每個匯聚環(huán)6個節(jié)點,，每個匯聚節(jié)點帶2個接入環(huán),，匯聚環(huán)按照1/3比例對PIR（Peak Information Rate）進行收斂。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 4×10GE over OTN方案更具備成本優(yōu)勢（見圖2）,。隨著PTN 40GE技術(shù)的規(guī)模商用，其成本優(yōu)勢將更加明顯,。

 

 

PTN 40GE方案的應(yīng)用場景

 

對于投資敏感地區(qū),，可以考慮通過引入PTN 40GE進行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,；后期隨著寬帶業(yè)務(wù)、大客戶業(yè)務(wù)的進一步發(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,。此方案分步實施，具有投資小,、收益高的特點,。

 

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，無線寬帶化趨勢越來越明顯,，IP化業(yè)務(wù)的承載需求成為主導(dǎo),，對承載網(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,，基站帶寬需求將達到GE量級,，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)帶寬進一步增加的需求,。

 

PTN 40GE技術(shù)成熟,，可規(guī)模商用

 

在40GE高速接口標準方面，技術(shù)標準由IEEE組織制定,，所有相關(guān)技術(shù)標準規(guī)范包含在IEEE802.3ba標準計劃中,。在城域傳輸方面定義了40GBASE-FR（2km）、40GBASE-LR4（10km）和40GBASE-ER4（40km）標準,。2012年3月的IEEE802.3全會上,，40GBASE-ER4標準經(jīng)過投票已經(jīng)正式作為802.3_100GNGOPTX項目組的目標，成為該項目的研究內(nèi)容,。2010年6月,，IEEE 802.3ba標準獲得IEEE通過。

 

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 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)演進趨勢等方面相比PTN 10GE組網(wǎng)更具優(yōu)勢,。

 

PTN 10GE提升接入層網(wǎng)絡(luò)容量

 

如前所述,，隨著LTE的規(guī)模部署，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)進行拆環(huán)處理,，減少接入環(huán)節(jié)點數(shù)量，這種方法存在耗費光纖資源,、接入環(huán)數(shù)目增多不便于管理的問題,；另一種思路是提升接入環(huán)速率，采用10GE設(shè)備組網(wǎng),，這樣不會改變現(xiàn)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu),，而且滿足了業(yè)務(wù)帶寬需求，更具優(yōu)勢,。

 

接入層網(wǎng)絡(luò)演進思路如圖3所示：業(yè)務(wù)發(fā)展初期,，在部分熱點區(qū)域，根據(jù)接入點實際物理位置,，在新站址機房,、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)量的進一步增長,，一方面,，將新建GE環(huán)升級為10GE環(huán)，另一方面,，將原有GE能力PTN設(shè)備環(huán)網(wǎng)進行拆環(huán),、縮環(huán)以及將部分節(jié)點直接下掛至10GE環(huán)，提升GE能力PTN設(shè)備環(huán)網(wǎng)每個節(jié)點的接入帶寬能力,。這樣可以做到網(wǎng)絡(luò)的平滑演進,，對現(xiàn)網(wǎng)沖擊小，而且保護了網(wǎng)絡(luò)投資,。

 

 

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),，如何進行網(wǎng)絡(luò)平滑演進和帶寬提速，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),，滿足了LTE帶寬需求，避免了N×10GE環(huán)路的大量疊加,，不需要OTN下沉至匯聚,，降低了網(wǎng)絡(luò)成本和運維難度。在接入層引入10GE技術(shù)組網(wǎng),，不改變網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),，對現(xiàn)網(wǎng)沖擊小，避免了接入層頻繁拆環(huán)對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的沖擊,。本文方案全面提升了整網(wǎng)容量,，對業(yè)務(wù)沖擊小，滿足了業(yè)務(wù)長期的帶寬需求,，更符合運營商平滑演進的要求,。