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PTN与SPN网络融合方案研究

发布时间:2022-03-03  作者:中兴通讯 周华东  阅读量:

截止目前,国内已完成超百万5G基站建设,SPN部署超过30万端。5G在千行百业的深入实践应用,以及云服务的不断迭代发展,要求运营商网络进一步发挥大带宽、低时延、切片等先进特性。同时无线及核心网的网络和技术也在不断更新迭代,也要求承载网络持续融合演进。本文主要研究PTN和SPN网络融合方案。

 

PTN与SPN网络现状

 

承载网络面向无线回传、云网融合、固移融合,实现2G、4G、5G、集客专线、企业上云,以及固网宽带等业务的综合承载,为不同的场景提供差异化服务。承载网本身要求打造极简网络,降低网络的建设和维护成本。

目前,PTN网络是中国移动城域覆盖最好的网络,当前主要承载4G无线回传及部分集客专线业务。PTN网络从开始大规模建设到现在已超过10年,一代承载两代无线,PTN网络很好地完成了3G、4G业务的承载。同时我们也看到,PTN网络当前设备型号众多,部分设备老旧,承载效率低下,整体网络相对落后。鉴于此,中国移动已经停止采购PTN设备,明确PTN网络停止演进。PTN上还承载了大量业务,部分业务还需要扩容,网络的演进需要高效承载现网已有业务。

SPN网络在过去2年多,主要服务于5G宏站的建设;接下来SPN网络的发展需要支撑5G业务增长、专线和垂直行业应用等。新旧两张承载网络,网络维护更加复杂,成本高企,同时进一步加剧了纤缆、机房、电力等基础资源的紧张,影响了网络的安全和未来发展。

推进PTN和SPN网络的融合能够优化网络结构,降低网络成本,提升网络性能。

 

PTN与SPN网络融合方案研究

 

PTN与SPN网络融合将是一个持续的长期过程,在较长一段时间里两张网络将并存。如何充分发挥PTN网络的价值,并满足业务发展对网络的各项要求是融合方案的关键。城域网是一个包含了接入、汇聚、调度及核心等多个层次的复杂网络,承载了大量业务,包括高价值的集客业务。PTN与SPN的网络融合需要充分考虑网络的融合方案以及业务的接入方案。

 

网络融合的方案及顺序

网络融合的顺序要结合网络现状综合考虑。现网接入层设备中,PTN设备数量最多,而且目前SPN在接入层的覆盖不足,存在PTN无法完全替代的客观情况。汇聚设备落地业务少,数量较多,主要占用普通汇聚及骨干汇聚机房,同时汇聚机房资源最为紧张。核心设备数量少,机房资源相对优越,同时核心设备是大量业务的落地点,还涉及与BSC、EPC及省干对接,需要多方协调。综合分析来看,建议按照汇聚—核心—接入的顺序逐步推进网络融合。

阶段一,首先进行汇聚层的融合(见图1)。通过业务割接工具加之网络级保护,可以实现业务的无损割接。为了方便业务的调整,首先需要保证PTN和SPN网络的统一网管管理。网络共管的情况下,业务端到端配置可以提高效率。具体割接步骤如下:

     SPN网络SPE/骨干汇聚设备新增至PTN核心层的光纤连接。如果PTN网络较小,核心层以落地设备为主,需要将SPN骨干汇聚设备连纤到4G L3、2G落地设备及集客落地设备。

PTN接入环挂接至SPN汇聚环下,调整2G、4G、专线业务的隧道路由,通过SPN汇聚层到达2G/4G/集客核心;PTN汇聚层设备退网。中兴通讯针对网络融合,开发了业务割接工具,可以大大降低业务调整的工作难度。


           图1   PTN和SPN网络汇聚层(阶段一)融合示意图


核心侧设备融合难度和价值居中,可以放在第二阶段(见图2)。4G/5G核心网融合,也会加快核心层设备的融合进度。核心层融合的具体步骤如下:

- 连接SPN NPE(Network Provider Edge)与EPC、BSC以及省干的光纤。如果EPC与5GC融合,则省去与EPC的纤缆连接。如果PTN还与集客省干对接,也需要连接SPN与集客省干的光纤。

- 所有业务将在SPN核心落地。调整原来在PTN核心落地的业务,更改隧道配置和业务,完成业务割接。

- 集客调度。现有的PTN网络一般有PTN集客调度层和PTN 4G回传核心层,为了方便集客业务跨区域的连接,减轻核心设备的业务及流量的压力,在PTN两个核心层逐步退出的同时,需要新建SPN集客调度层。集客调度层可以先考虑建设集客调度环,然后根据业务调度需要,逐渐增加不同调度节点之间的互联,最终实现mesh连接,减少流量在核心层的绕行,优化网络时延。

- 切片的规划。这个阶段,在接入层有PTN和SPN两种接入方式,承载了无线回传、垂直行业、政企集客等多种类型业务。为了更好地满足业务差异化SLA需求,需要充分发挥SPN网络切片的功能。切片数量不宜过多,避免网络带宽资源碎片化,减少维护压力。总体建议按照业务特性,分别承载在共享大网切片、集客共享切片和独享切片3个切片。4G接入业务不单独划1个切片,其普通业务与5G普通业务一起由共享大网切片承载集客。原来4G承载的集客业务,根据业务要求,分别由集客共享切片和独享切片来承载。

    图2  核心层融合及新建SPN集客调度

阶段三,接入层的网络融合。随着5G专网和5G室分的建设,以及高价值入云专线等业务的发展,SPN网络覆盖进一步加强(见图3)。PTN接入层网络随着业务割接到邻近的SPN接入设备或SPN-CPE设备,PTN接入设备可以逐步下电退网,最终实现由SPN统一接入和承载的高效极简的目标网络。

网络融合完成后,4G业务建议使用L3 HoVPN来承载,与5G回传业务使用相同的模型。政企集客业务以及面向垂直行业的业务,可以灵活选择L2VPN over SR-TP、L2VPN over MPLS-TP或L3VPN的方式承载。

   图3  目标网:接入层完成融合,SPN统一承载

 

融合阶段业务接入方案

PTN和SPN网络融合过程中,对于新发展的业务,总体来讲建议遵循如下几个业务接入原则:

- SPN未覆盖、PTN资源满足的情况下采用PTN开通。这样可以充分发挥PTN网络的余热,又满足业务快速开通的时间要求。

- SPN有覆盖场景优先SPN接入。SPN网络作为新一代网络,兼容PTN网络的各项功能,必将是下一阶段的目标网络。在SPN已经覆盖的场景,使用SPN接入,可以避免后续大量的业务割接,降低维护成本。

- 有低时延和安全隔离场景及其他PTN不具备的新功能需求时,优先SPN接入。充分发挥SPN设备在灵活硬切片隔离、网络智能化的能力,提升中国移动集客业务承载方案的行业竞争力。

 

技术和网络的发展是一个不断融合和演进的过程。随着智能电网、智慧铁路、智慧港口、智慧医疗等5G垂直行业的发展,以及政企专线和入云专线业务的演进,SPN也同步迈向2.0时代。PTN和SPN的网络融合,以及SPN技术的升级、网络优化,将助力“精准、融合、智能、低碳”的SPN 2.0愿景变为现实。

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