PTN助力中國移動打造GSM精品網(wǎng)

中國移動通信集團公司浙江有限公司寧波分公司 王磊、屠俊、吳浩能

【摘 要】當(dāng)前通信技術(shù)已經(jīng)進入了LTE時代，各運營商對LTE的熱情也是空前高漲，但原有的GSM/TD-SCDMA業(yè)務(wù)仍然有大量的擴容和補點需求，尤其是GSM業(yè)務(wù)，仍然是中國移動最主要的收入來源之一。

LTE時代，如何在快速發(fā)展的同時兼顧對GSM業(yè)務(wù)的保障，寧波移動經(jīng)過摸索，走出了自己的特色，正在朝著建設(shè)GSM/TD-SCDMA統(tǒng)一承載的精品網(wǎng)大踏步前進。

一、GSM、TD-SCDMA共存，PTN網(wǎng)絡(luò)勇?lián)�重�?/p>

中國移動在TD-SCDMA時期引入的PTN網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過四年多持續(xù)投入和規(guī)模建設(shè)，現(xiàn)已成為全球最大規(guī)模的分組傳送網(wǎng)。截至目前，中國移動在全國范圍內(nèi)部署了接近30萬個TD-SCDMA基站，覆蓋了全國所有縣級以上城市，這張分組承載網(wǎng)正擔(dān)負起中國移動業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的重任。

與此同時，移動網(wǎng)絡(luò)還在不斷演進，GSM無線網(wǎng)絡(luò)仍有大量的擴容和補點建設(shè)。據(jù)統(tǒng)計，中國移動最重要的業(yè)務(wù)收入仍是GSM語音業(yè)務(wù)，并在持續(xù)取得增長，用戶總通話分鐘數(shù)為38872億分鐘，比上年增長12.3%，平均每月每戶收入(ARPU )為人民幣71元。而中國移動增長最快的業(yè)務(wù)收入來自數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，收入比上年增長15.4%，占營運收入比重達到26.4%，其中無線上網(wǎng)業(yè)務(wù)收入比上年增長45%，占營運收入達到8.4%，這說明GSM和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)依然是中國移動的核心業(yè)務(wù)。

可以推斷，中國移動未來幾年的業(yè)務(wù)仍然是以話音業(yè)務(wù)為主導(dǎo)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅速發(fā)展，GSM、TD-SCDMA也將長期共存，如何利用現(xiàn)有的PTN網(wǎng)絡(luò)富余資源構(gòu)建GSM Backhaul精品網(wǎng)成為當(dāng)前關(guān)注點之一。

二、PTN網(wǎng)絡(luò)承載GSM業(yè)務(wù)的關(guān)鍵點

1、PTN網(wǎng)絡(luò)中E1承載效率

PTN網(wǎng)絡(luò)中E1承載效率可按如下公式計算：CES paylaod/幀格式總字節(jié)數(shù),其中CES的paylaod長度和E1時隙個數(shù)以及裝幀時間有關(guān)。在CESoPSN模式下,E1時隙個數(shù)為31、裝幀時間為1ms，ETH 鏈路為例，其裝幀效率如下：

則GE鏈路上承載的E1數(shù)量為：1G/NNI側(cè)帶寬＝1000M /2.384=419條。

2、CES業(yè)務(wù)的單向時延

PTN網(wǎng)絡(luò)承載的CES業(yè)務(wù)的單向時延可通過下面公式計算出來：

CES業(yè)務(wù)時延=源PE節(jié)點的TDM業(yè)務(wù)封裝時延+宿PE節(jié)點的抖動緩存時延+中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)時延×傳送路徑上的中間節(jié)點數(shù)+線路傳輸時延;

式中：TDM 封裝時延=封裝的TDM 幀數(shù)×125us；抖動緩存時延一般等于緩存深度的一半（抖動緩存深度典型的為4~10ms）；在無擁塞條件下，單節(jié)點對EF類業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)時延不超過50us；線路傳輸時延=線路光纖總公里數(shù)×5 us/公里

根據(jù)以上公式，當(dāng)封裝幀數(shù)為8個、抖動緩存為8ms時，經(jīng)過20個節(jié)點的E1業(yè)務(wù)的時延可控制在10ms以內(nèi)。

三、PTN承載網(wǎng)實現(xiàn)GSM基站回傳解決方案

目前，GSM基站業(yè)務(wù)的承載解決方案為：接入層PTN設(shè)備配置E1板卡，通過PWE3仿真，上行至匯聚或骨干層節(jié)點，再與同機房的SDH匯聚或骨干設(shè)備對接，對接方式采用跨單板1＋1的LMSP保護模式，而后經(jīng)SDH網(wǎng)絡(luò)傳送至BSC側(cè)落地。

在網(wǎng)管上，BTS到BSC的業(yè)務(wù)體現(xiàn)為兩段獨立的業(yè)務(wù)配置過程，PTN網(wǎng)絡(luò)部分為E1到VC12的端到端業(yè)務(wù)，MSTP網(wǎng)絡(luò)部分為VC12到VC12的端到端業(yè)務(wù)，該連接方式，MSTP段和PTN段各自進行網(wǎng)絡(luò)保護；業(yè)務(wù)保護方式為在 PTN設(shè)備上啟用LSP1:1或環(huán)網(wǎng)保護，SDH設(shè)備啟用TU12 SNCP保護，其組網(wǎng)原理圖如下：

四、PTN網(wǎng)絡(luò)中GSM業(yè)務(wù)運維

目前，PTN網(wǎng)絡(luò)上承載著大量的IP化業(yè)務(wù)，其顯著特點就是大帶寬和流量的突發(fā)性強。為了確保GSM業(yè)務(wù)的高品質(zhì)，除了對GSM業(yè)務(wù)進行合理的前期規(guī)劃外，最為關(guān)鍵的在于后期的運維，主要包括：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上有突發(fā)流量，線路側(cè)出現(xiàn)誤碼或故障等情況時，應(yīng)該如何確保2G業(yè)務(wù)的高品質(zhì)承載，避免業(yè)務(wù)中斷，同時快速解決故障。

1、基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級的QoS控制

PTN網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)有基站業(yè)務(wù)（GSM和TD-SCDMA業(yè)務(wù)）、集團大客戶業(yè)務(wù)、OLT業(yè)務(wù)、模擬量監(jiān)控等類型業(yè)務(wù)，需要引入QoS保證各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)主備倒換或者擁塞時，各節(jié)點能夠根據(jù)服務(wù)等級進行調(diào)度，確保高優(yōu)先級業(yè)務(wù)優(yōu)先通過。

對于GSM業(yè)務(wù)而言在QoS配置上其轉(zhuǎn)發(fā)等級默認為EF，同時不需要對TD-SCDMA業(yè)務(wù)配置帶寬，網(wǎng)元會自動計算和保證帶寬，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在QoS配置上轉(zhuǎn)發(fā)等級設(shè)置為AF3，因此優(yōu)先保障GSM業(yè)務(wù)質(zhì)量。

2、基于SD/SF的保護倒換

ITU-T對誤碼推薦質(zhì)量要求如下：

在MPLS OAM配置上對TUNNEL、PW的SD和SF門限進行配置，當(dāng)線路側(cè)出現(xiàn)誤碼或故障時鏈路中OAM 報文的丟包率超過設(shè)置的SD（10－6）或SF（10－3）門限時（SD可以根據(jù)GSM基站側(cè)基站對誤碼的靈敏度進行相應(yīng)的設(shè)置更改，最大可以設(shè)置為10－8），網(wǎng)管上會有SD或SF 告警，同時會觸發(fā)PW或TUNNEL層面的保護倒換，從而確保GSM業(yè)務(wù)的高品質(zhì)承載，避免業(yè)務(wù)中斷。

3、層次化的OAM和告警

在GSM業(yè)務(wù)的告警處理上，PTN的告警分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、Tunnel層、PW層、仿真業(yè)務(wù)層五個層次。對應(yīng)SDH的物理層、段層、線纜層、路徑層。上層功能的實現(xiàn)依賴于相鄰下層提供的服務(wù)。低層與高層同時有故障產(chǎn)生時，低層故障的消除是處理高層故障的基礎(chǔ)，物理層故障引發(fā)的告警屏蔽其它層故障引發(fā)的告警。SDH告警與PTN告警最根本的區(qū)別在于SDH告警都是由字節(jié)承載上報的，而PTN告警則是由協(xié)議控制上報的；但都有其相似之處，如下圖：

五、關(guān)于GSM業(yè)務(wù)在開通和運維方面的一些經(jīng)驗

CES業(yè)務(wù)規(guī)劃方面：

PTN業(yè)務(wù)以最短路徑及輕載線路為主用路由，保證最佳的業(yè)務(wù)體驗；

PW封裝幀數(shù)越多，則封裝效率越高，但封裝時延越大；抖動緩存越大，則網(wǎng)絡(luò)抖動的容忍度越高，但緩存時延越大。因此，應(yīng)根據(jù)GSM業(yè)務(wù)對時延的要求和網(wǎng)絡(luò)的抖動性能綜合考慮，以達到質(zhì)量和效率的平衡；一般場景下，建議報文裝幀時間配置1ms，抖動緩沖時間配置8ms；

CES業(yè)務(wù)運維方面：

目前PTN網(wǎng)絡(luò)日常維護中，通道流量實時監(jiān)控的重要性越來越突出。通過設(shè)置端口ROMN門限值，利用超過門限值時上報FLOW_OVER告警來實現(xiàn)通道流量監(jiān)控，確保GSM業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量；

使能鏈路中OAM 功能，在線路側(cè)出現(xiàn)誤碼或故障，性能劣化還未影響業(yè)務(wù)情況下，通過上報誤碼告警及時排除隱患，從而保障了GSM業(yè)務(wù)質(zhì)量。提高端口ROMN性能的MAC_FCS_EXC誤碼及鏈路中OAM 報文的丟包率門限值至10－8，從而確保GSM業(yè)務(wù)的高品質(zhì)承載；

七、結(jié)束語

面對統(tǒng)一承載，寧波移動城域傳輸網(wǎng)以最短的時間完成GSM業(yè)務(wù)的組網(wǎng)規(guī)劃和部署，保證了GSM業(yè)務(wù)的順利開展，規(guī)劃過程中的一些經(jīng)驗和解決方案對其他面向GSM、TD-SCDMA統(tǒng)一承載的城域網(wǎng)建設(shè)具有較大參考價值。