基于PTN網(wǎng)絡升級，快速支撐5G業(yè)務開通

  中興通訊5G商用牌照的正式發(fā)放，標志著中國向5G網(wǎng)絡商用邁出了實質(zhì)性的步伐。“5G商用，承載先行”，5G商用進程的加速，使得運營商面臨著承載網(wǎng)絡建設的巨大挑戰(zhàn)，如何快速搭建滿足5G業(yè)務發(fā)展所需的承載網(wǎng)絡，是擺在運營商面前的當務之急。

  5G承載方案概述

  5G的eMBB、uRLLC和mMTC三大應用場景對承載網(wǎng)絡提出了大帶寬、低時延、大連接、網(wǎng)絡切片、高精度時間同步等一系列的挑戰(zhàn)，為滿足5G網(wǎng)絡的變革性需求，中國移動選擇了基于PTN演進的SPN技術路線?；谠摷夹g路線，5G承載網(wǎng)絡的建設方案包括PTN網(wǎng)絡擴容、PTN網(wǎng)絡升級和新建SPN網(wǎng)絡三種思路。

  PTN網(wǎng)絡擴容是指在現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡基礎上，通過帶寬擴容來滿足5G初期eMBB業(yè)務的快速開通，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)絡升級是指在現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡基礎上，通過軟、硬件升級的方式，提供SPN網(wǎng)絡的能力，滿足5G全業(yè)務場景的開通需求。PTN網(wǎng)絡升級后，4G和5G業(yè)務在同一張物理網(wǎng)絡上承載，統(tǒng)一運維管理，業(yè)務可以軟隔離或硬隔離。

  新建SPN(Slicing Packet Network)網(wǎng)絡方案，是指采用SPN設備建設一張新的物理網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡需要實現(xiàn)端到端獨立組網(wǎng)和連續(xù)覆蓋。SPN方案在兼容PTN的基礎上，對PTN設備的L0~L3層做了全方位的演進，以滿足5G三大應用場景業(yè)務對承載網(wǎng)絡的各種需求。新建的SPN網(wǎng)絡初期主要用于承載新建的5G基站業(yè)務，也可以承載新建的4G基站業(yè)務，甚至實現(xiàn)綜合業(yè)務承載。SPN網(wǎng)絡與PTN現(xiàn)網(wǎng)可互聯(lián)互通，但其運維管理是相互獨立的。

  PTN升級方案分析

  現(xiàn)網(wǎng)PTN升級能力分析

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

  PTN網(wǎng)絡接入層采用盒式設備，這類設備普遍存在背板能力受限、更換主控升級成本較高等問題，即使演進后具備SPN能力，也無法滿足5G業(yè)務發(fā)展的需求。而PTN網(wǎng)絡匯聚核心層采用框式設備，特別是4G網(wǎng)絡時代建設的設備，其背板能力較強、槽位數(shù)量較為充足，通過新增線卡即可演進支持完整的SPN能力，部分線卡可通過軟件升級支持部分SPN功能，即使是不具備升級能力的線卡，也可保留用于2G/4G/專線等業(yè)務的承載，整機升級成本較低。PTN框式設備升級支持SPN的能力已經(jīng)在中國移動研究院實驗室和試點網(wǎng)絡中得到了充分的驗證，目前已具備推廣應用條件。

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

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

  現(xiàn)網(wǎng)PTN升級方案建議

  從PTN設備本身來看，可以采用兩種升級方案：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)務改由SPN線卡承載。由于通常要在SPN線卡部署FlexE/SR，此時涉及到原2G/4G/專線等業(yè)務的割接調(diào)整，對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務有一定影響。該方案在完成升級后，5G業(yè)務與原2G/4G/專線等業(yè)務可采用軟隔離，也可采用硬隔離。

  新增SPN線卡方案不需要對現(xiàn)網(wǎng)PTN原有業(yè)務進行割接調(diào)整，通過在設備空閑槽位新插SPN線卡，并增加對應光纖連接，即可在原PTN網(wǎng)絡基礎上提供SPN網(wǎng)絡能力，實現(xiàn)一張物理網(wǎng)絡在匯聚核心層同時提供PTN和SPN兩個平面，原有PTN平面業(yè)務不做調(diào)整。增加的SPN網(wǎng)絡平面可用于承載5G基站業(yè)務，如有需要也可以用于承載新增的4G或其它業(yè)務。而對于接入層設備，可按需采用SPN設備新建，或?qū)?A href="http://odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=PTN&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">PTN設備替換為SPN設備，接入層的PTN/SPN設備在一段時期內(nèi)共存，且同時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)絡升級后整體組網(wǎng)架構如圖2所示。在匯聚核心層通過新增SPN線卡和鏈路，建設SPN平面。接入層則按需建設或替換SPN設備。如原PTN網(wǎng)絡接入層已經(jīng)是10GE環(huán)，且?guī)捓寐瘦^低，可以暫不升級，用于承載5G初期eMBB業(yè)務，待后續(xù)5G業(yè)務發(fā)展后再按需升級。若接入層原為GE環(huán)，則應采用SPN設備建設新的接入環(huán)，或直接采用SPN設備替代原接入環(huán)設備，SPN接入環(huán)可采用10GE組環(huán)，若對應為熱點區(qū)域，則建議采用50GE組環(huán)。

  各種組網(wǎng)應用場景及業(yè)務部署方案如表1所示。

  在PTN升級方案中，匯聚核心層部署PTN/SPN雙平面，接入層按需新建/替換為SPN設備，原2G/4G/專線業(yè)務均無需改造，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升級方案的優(yōu)點

  PTN升級方案有以下優(yōu)點：

  -目標方案可滿足5G全生命周期需求

  設備升級后具備完整的SPN能力，可滿足5G全生命周 期的承載網(wǎng)絡需求。

  -基礎資源要求低

  匯聚核心層無需新增機柜安裝空間，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，則需要考慮新增機柜的安裝空間和整機功耗的增加。

  -工程建設量小，可實現(xiàn)5G業(yè)務快速部署

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

  -對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務影響小

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

  -按需分批投資，總投資小

  在5G部署初期，接入層SPN網(wǎng)絡無需形成全覆蓋和連續(xù)覆蓋，對于5G優(yōu)先覆蓋的熱點區(qū)域，可先投資建設，其他區(qū)域可利舊原PTN網(wǎng)絡，待后續(xù)SPN產(chǎn)業(yè)鏈進一步發(fā)展，成本降低后再逐步完成全網(wǎng)連續(xù)覆蓋;分期建設后，總體投資降低。

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

       作者: 溫建中