SPN网络建设过渡期组网策略研究

SPN网络建设过渡期组网策略研究

胡轶凡1，陆永辉2，徐瀚2，王励颖2

(1 中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司，上海 200060; 2 中国移动通信集团上海有限公司，上海 200060）

摘　要　本文在分析5G业务需求对传送网影响的基础上，针对5G业务特性、SPN技术成熟度和传送网络架构等方面提出SPN承载解决方案，以及过渡阶段演进步骤。同时从综合业务接入区、管道和光缆等基础资源角度提出存在的不足及优化调整建议。关键词　5G承载；SPN技术；综合业务接入区中图分类号 TN913 文献标识码 A 文章编号 1008-5599（2019）06-0024-042018年12月中央经济工作会议，明确提出要“加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”。同时，为推进《5G先试先用推动长三角数字经济率先发展战略合作框架协议》、加速端到端产业成熟、面向竞对形成规模优势，以打造“品质最优、应用最丰富”的5G网络为目标，上海市委书记在上海公司专题调研信息基础设施建设时，明确要求努力打造5G千兆、宽带千兆“双千兆之城”。2019年上海地区率先启动外环内和郊区城镇中心的5G覆盖。上海2019年计划完成两大5G覆盖目标。目标一为完成主城区连续覆盖：针对上海主城区域重点完成规划区域内的5G室外连续覆盖，主城区达成3 Mbit/s连续覆盖。目标二为完成6类典型场景部署： 紧贴国家战略需求与上海5G产业布局，聚焦重点领域建设标杆项目，并结合上海实际业务需求，重点考虑对政府机构、市级示范区、交通干线、应用示范区域、重点商圈、重点高校6类典型场景着重做好5G覆盖的完善与提升。收稿日期：2019-05-301 5G网络对传送网的影响

5G在大带宽、灵活连接、网络分片、低时延和高精度时间同步等方面对传输网提出了全新的要求。主要体现在以下几个方面。（1）单站带宽：5G基站均值带宽为3 Gbit/s，峰值带宽为7 Gbit/s。（2）网络承载：5G的高容量、低时延、高可靠、高灵活、低功耗、大连接、差异化和高移动等关键需求对承载网络提出了全新的挑战。（3）建站模式改变：5G网络CU/DU合设至集中机房，5G前传全面采用C-RAN集中—拉远的建设模式，对管线资源消耗进一步增大。（4）建设密度的提高：根据5G目标网规划，5G站址密度相对4G大幅度提高，带来对传输管线冗余和合理有效利用提出了更高的要求。本文将着重从网络承载策略和管线基础资源能力优化两个方面对传输网络承载演进进行讨论。24

2019年6月 第 6 期（第32卷 总第262期）月刊2019年 第6期面向双千兆传输网络演进专题 电信工程技术与标准化2 传送网网络技术

2.1 技术成熟度分析中国移动已经明确选择采用SPN（PTN演进）技术作为5G承载方案，并发布了SPN技术白皮书。ITU-T和CCSA均已立项研究 SPN，中国移动也已制定相关企标，推进方案成熟进程。设备研发方面：国内厂家主导SPN研发，已推出全系列设备，完成中国移动5G实验室的一期、二期测试，对关键指标进行了验证，达到了预期要求。2018年第4季度已推出全系列商用产品。2.2 技术能力分析(1) 5G特性的要求需要传输承载网络进行重构。(2) 现有网络无法满足5G演进：现有传输网设备无法满足后续向核心汇聚400 Gbit/s、接入50 Gbit/s的容量升级以及Flex-E/SR的功能演进，仅能满足5G初期阶段的少量承载。因此，需新建平面满足5G承载需求。(3) 建网历史经验：在现有网络上承载高容量高带宽的新技术，将面临配套建设带来的屡建屡扩、被动扩容局面，并且后期大量反复割接调整。5G对比4G/3G，5G的带宽和特性提升比4G对3G有更大的飞跃，对新平面的建设提出了更为现实的需求。综上，本次规划推荐建设5G承载端到端新平面，采用SPN技术组网。PTN/SPN网络作为高QoS业务主力承载网，PTN平面面向专线和2G/4G基站（按需扩容），SPN新平面面向5G基站为主（适度超前建设）。3 网络演进进度安排

5G承载新平面建网时机：从5G标准、架构的进展、传输设备的成熟度和建新平面对5G的满足程度等多方面比较，建议分近期、中期和远期开展建设5G承载SPN新平面，如图1所示。(1) 近期： 积极做好基础资源储备，重点完成汇聚点、管道、综合业务接入区优化；搭建SPN试验网进行技术验证。结合无线建设需求，优先对市区热点区域进行汇聚环建设，部分站点仍通过二平面接入，通过核心层转接。(2) 中期： 面向5G需求， 完成汇聚环基本覆盖建设，5G站点均通过SPN平面接入； 结合eCPRI接口图1 近中远期网络演进示意图

25

2019年6月 第 6 期（第32卷 总第262期）月刊

电信工程技术与标准化 面向双千兆传输网络演进专题及彩光模块等成熟度，逐步引入波分技术作为前传的补充接入手段。(3) 远期： 5G业务转向三大场景综合承载，按需创建新的网络切片。 2019年 第6期已承载了2G、4G、家宽、楼宽和专线等全业务。呈现出如下瓶颈。(1) 光交资源使用不均衡：综合业务接入区按照“先框架，后充实”的原则, 已完成了全市范围的规划，并在市区、郊区城镇化区域和部分发达乡镇完成了部署。随着宽带和集客专线等业务发展规模呈持续上升，5G时代来临对接入纤芯需求的进一步增长，网络存在一级4 SPN网络建设期过渡策略

城域传送网在近期SPN网络工程建设期间，5G基站开通过渡期内有以下3种方案。（1）扩容方案。5G业务部署在现有传输网上，5G基站和核心网设备接入现有传输设备，在现有平面上新增配置承载5G业务，与2G/4G业务共平面。(2）升级方案。此种方案下，若存在设备不支持板卡升级的情况，则核心层和接入层需要进行部分新建。(3）新建方案。新建一张传输网络承载5G业务，新平面采用大容量、新技术（SR/FlexE/SDN/DWDM等）组网，满足5G业务各种需求。通过表1可以看出，综合网络投资效益、网络架构稳定性、业务满足度等因素，网络演进过渡期内综合考虑采用扩容方案或新建方案进行建设。光交箱资源利用率极不均衡、部分应用不合理的情况。(2) 管道资源的不足：随着近年5级网格的架构搭建及“微网格”的精细化管理，传输基础资源能力得到显著提高，道路管道覆盖率逐年提升。由于前期的粗放式快速发展，城市重点区域管线资源已存在匮乏和拥塞情况，无法新穿放光缆，对业务开通造成很大影响，亟待优化。在使用上，存在大量小芯数光缆（24芯及以下）低效占用管孔资源情况。(3) 光交网纤芯资源的不足：综合业务接入区按照“先框架，后充实”的原则, 已完成了全市范围的规划，并在市区、郊区城镇化区域和部分发达乡镇完成了部署。随着宽带和集客专线等业务发展规模呈持续上升，5G时代来临对接入纤芯需求的进一步增长(尤其是5G无源波分尚未集采，原接入光交的基站将消耗大量纤芯)。5 网络建设期基础资源储备策略

5.1 基础资源存在的不足5G网络依托于综合业务接入区一张光缆网实现业务的上联和开通。以综合业务接入区为基础的光交网络　

扩容方案

(4) 区域特征明显：随着长年全业务的发展。2G/4G基站、5G、专线、楼宽和家宽各类业务往往有着区域集中爆发的特点。而这些区域又存在管线建设困难，现有基础资源紧缺的特点，造成越是资源紧缺地方情况越来越加剧。新建方案

支持5G各种场景带宽需求大的场景

高起点建设，可以全面满足5G各个阶段的需求 不影响现网业务，充分保留现网资源能力 　

表1 方案比较分析表

升级方案

带宽需求适中的场景一张网架构

基本可以满足5G初期的需求　

按照现网格局升级，竞争性弱

大部分设备需改造，割接量大，初期投资可能略高

与构建新平面投资相当难以支撑5G规模部署

适用基站部署数量少且不部署URLLC业务场景 不部署UDN，不用L3下沉

投资小优点 工程难度小

维护简单

按照现网格局升级，竞争性弱 存在

无法支撑5G规模部署 问题 无法满足URLLC业务低时延

26

2019年6月 第 6 期（第32卷 总第262期）月刊2019年 第6期面向双千兆传输网络演进专题 电信工程技术与标准化5.2 综合业务接入区优化调整策略片优化，从而释放或扩容管孔资源。(2) 进行大芯数光缆替换小芯数光缆的优化整治，解决管道瓶颈，提高管孔使用效率。(3) 全面推广纺织子管等技术手段，提高单位截面积管孔内光缆传放的数量。(4) 抓住市政道路新、改、扩建以及上海市架空入地整治契机，迅速开展管道扩容。(5) 依托与市政府智慧城市战略合作协议，积极推动各重点区域管道建设协调工作。(6) 加强重要区域的主干和次主干道路管控力度。5.2.1 综合业务接入区(1) 结合市政发展规划，对业务发展潜力较大的发达乡镇部署综合业务接入区，规划期内实现发达乡镇全覆盖。(2) 通过综合业务接入区的优化整治，对一级光交“弱覆盖”区域补建光交环，在规划期内消除外环内的光交“弱覆盖”现象。(3) 通过“边建设、边优化”，不断完善基础资源的使用和部署。对于资源瓶颈，及时优化补缺，在优化过程中优先解决资源预警问题。(4) 继续提升二级分纤点密度，有效缩短业务末梢接入距离，提高宽带和专线业务的装移维服务效率。(5) 面向5G基站建设需求，按需优化综合业务接入区光缆，完成对一级光交环的扩容改造。根据光模块和eCPRI接口成熟度，5G前传以裸光纤为主。5G前传的光缆网相较于3G/4G时代，已具备一定的资源储备。针对前传网络纤芯需求容量的相关测算，参照既有光缆网络架构，其瓶颈在于主干光缆纤芯容量不能满足AAU上行需求。无线AAU接入二级光交后，如区域内纤芯需求较大，流向以C-RAN集中机房或汇聚机房为主，可按需对主干纤芯进行扩容。6 结束语

5G正在逐步成熟，给传送网带来高带宽、低时延、高可靠、灵活智能等多方面的挑战。本文结合5G业务需求，提供了传输SPN网络演进及配套管线基础资源优化方案，为后期配合C-RAN和无线侧CU/DU的集中化设置，传送网打好这场5G战役做好充分的架构部署和基础资源准备工作。参考文献[1] 耿亮，张德朝，王世光，等. 5G回传网络技术探讨[J]. 电信

网技术, 2015,9(9):15.

[2] 周显. 面向5G时代传输网络承载策略探讨[J]. 通讯世界,

2017 (19):93.

5.2.2 道路管道资源(1) 积极开展网络挖潜，采用多种手段，分场景成Evolution strategy of 5G transport network

HU Yi-fan1, LU Yong-hui2, XU Han2, WANG Li-ying2

(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shanghai Branch, Shanghai 200060, China; 2 China Mobile Group Shanghai Co., Ltd., Shanghai 200060, China)Abstract Based on the analysis of the 5G impact on the transport network, the whole solution and temporary step-by-step methods are introduced in the aspect of 5G features, SPN development and network structure. Meanwhile, the shortages and optimal suggestions are also introduced in the view of integrated service access district, fundamental resources.Keywords 5G; SPN; integrated service access district27

2019年6月 第 6 期（第32卷 总第262期）月刊