基于PTN網絡升級，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網絡商用邁出了實質性的步伐?！?G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絡提出了大帶寬、低時延、大連接、網絡切片、高精度時間同步等一系列的挑戰(zhàn)，為滿足5G網絡的變革性需求，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承載網絡的建設方案包括PTN網絡擴容、PTN網絡升級和新建SPN網絡三種思路。

  PTN網絡擴容是指在現有PTN網絡基礎上，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網絡升級是指在現有PTN網絡基礎上，通過軟、硬件升級的方式，提供SPN網絡的能力，滿足5G全業(yè)務場景的開通需求。PTN網絡升級后，4G和5G業(yè)務在同一張物理網絡上承載，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)網絡方案，是指采用SPN設備建設一張新的物理網絡，該網絡需要實現端到端獨立組網和連續(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)務對承載網絡的各種需求。新建的SPN網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，甚至實現綜合業(yè)務承載。SPN網絡與PTN現網可互聯(lián)互通，但其運維管理是相互獨立的。

  PTN升級方案分析

  現網PTN升級能力分析

  PTN現網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網絡匯聚核心層采用框式設備，特別是4G網絡時代建設的設備，其背板能力較強、槽位數量較為充足，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的能力已經在中國移動研究院實驗室和試點網絡中得到了充分的驗證，目前已具備推廣應用條件。

  從現網數據來分析，我們針對中國移動現網匯聚核心層設備進行了調研，這些設備中空閑槽位數量能夠滿足新增5G承載組網需求的設備數量占比如圖1所示。

  由圖1可見，小型匯聚設備由于本身槽位數量較少，在網數量也少，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升級方案在現網落地應用將具備非常大的商業(yè)價值。

  現網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)務的割接調整，對現網業(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網PTN原有業(yè)務進行割接調整，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網絡基礎上提供SPN網絡能力，實現一張物理網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)務不做調整。增加的SPN網絡平面可用于承載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，或將PTN設備替換為SPN設備，接入層的PTN/SPN設備在一段時期內共存，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網絡升級后整體組網架構如圖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網絡接入層已經是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5G基站業(yè)務的快速開通。

  -對現網業(yè)務影響小

  現網PTN承載的2G/4G/專線業(yè)務均無需割接調整。

  -按需分批投資，總投資小

  在5G部署初期，接入層SPN網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網絡，待后續(xù)SPN產業(yè)鏈進一步發(fā)展，成本降低后再逐步完成全網連續(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