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摘要：本文旨在通过分析某电信运营商现有的PTN网络架构特点与缺陷，提出解决方案，探讨更适合4G基站与互联网业务爆增的更高效、更灵活、更安全网络架构，为某电信运营商部署与优化PTN网络提供参考。
关键词：PTN；L2/L3PTN设备下沉。
引言
PTN（PacketTransportNetwork），中文名为分组传输网络，其以分组业务为核心并支持多业务提供，同时秉承光传输的传统优势。
某电信运营商主要采用PTN设备用于承载无线业务，包括2G、3G以及4G等业务。
1PTN网络组网现状
目前，某电信运营商的PTN回传网络采用集中部署的组网架构，即PTN架构分为核心层、汇聚层和接入层。
1.1集中部署的PTN网络架构的特点
（1）L2/L3PTN设备与L3PTN设备成对集中部署于在核心节点。
（2）单个L2汇聚环平均具有4-6个汇聚节点，即每个L2汇聚环上具有4-6端PTN设备。
（3）考虑网络安全性以及现有汇聚设备槽位及端口能力，单物理环容量考虑最多叠加3*10GE（1*10GE用于2G/3G/专线，2*10GE用于4G承载），当区域带宽超过30G时需在原路由重新叠加物理环。
1.2集中部署的PTN网络架构的缺陷
随着业务的发展，这类L2/L3PTN设备集中部署的PTN网络架构存在以下缺陷：
（1）业务承载能力有限、带宽效率低。
（2）安全性相对较低，设备跳数多、时延长。
（3）网络建设成本高。
（4）维护难度大
在集中型PTN架构中，L2层网络较大，L2层网络中出现故障的概率较高，不利于维护。
由于单个汇聚环仅能承载200个LTE基站，需要通过不同叠加汇聚环来满足4G业务的发展需求，因此汇聚环中的PTN设备对电源、空调等都造成巨大压力，不利于日常维护。
2解决PTN网络架构缺陷的方案
综上所述，随着业务的发展，特别是4G基站及业务的爆增，L2/L3PTN设备集中部署的PTN网络架构面临着如何“提能力、升带宽、降成本、保安全”等问题，解决这些问题的方案思考：
（1）提升设备性能
不断改进传输设备软硬件性能，使得在网络架构不变的情况下，持续提升网络性能，以满足业务发展。优点是适用性强，无论任何场景，提升设备性能都可以提升网络能力；但缺点是等待周期长，因为提升设备性能需要对设备材料、加工工艺、底层算法等多专业进行综合提升，研发难度大、周期长，不能立即投入使用。
（2）优化网络架构
通过分析后期网络业务发展需求，对网络架构进行优化调整，使之可以与后期网络发展相契合。
3L2/L3PTN设备下沉部署方案分析
3.1扁平化的网络架构
L2/L3分散部署的PTN网络架构是将L2/L3PTN设备从核心层下沉至汇聚层，汇聚层L2设备与L2/L3设备合二为一，减少了一层设备，新的“PTNL2/L3层”同时具备汇聚层属性，业务从PTN汇聚层到核心层平均减少了2跳”，使得传输网络更加扁平化，提高网络能力，提高安全性，降低时延。
3.2高效的网络架构
3.2.1带宽高效的网络架构
网络架构的改变，使得汇聚层至核心层L3设备的链路需求算法由原来的L2汇聚层基于4G基站的带宽算法转为了L3汇聚层基于用户的带宽算法，大大减少汇聚层上联链路数量，提高了带宽效率。
（1）L2汇聚层基于4G基站的带宽算法分析
根据某运营商集团指导意见，LTE宏站配置保证带宽40M，平均带宽为80M；LTE室分配置保证带宽为30M，平均带宽60M。PTN汇聚环配置了2条10GE链路，1条10GE链路用于承载2G/3G/集团专线等，1条10GE链路用于承载LTE基站，按40M保证带宽，同时预留相应的峰值带宽，每条10GE链路可承载200个LTE基站。若10GE链路不预留峰值电路，最大可接入250个LTE基站。
（2）L3汇聚层基于用户的带宽算法分析
L3电路需求量按照用户数进行计算（每用户50K），同时考虑汇聚设备槽位端口能力，基于PTN3900设备槽位综合考虑上联、下联、互联的端口需求和所挂基站规模，规划L2/L3设备下沉后下挂1000个基站计算，即：10GE链路由下沉前的下挂200个站提升为下沉后的下挂1000个LTE站。
以同样承载1000个LTE基站为例比较L2/L3PTN设备下沉前后的汇聚环建设规模：
L2/L3PTN设备下沉前，基于基站计算带宽需求，单个汇聚环只能承载200个LTE基站，因此承载1000个LTE基站需要建设5个汇聚环，每个汇聚环需要配置2条10GE的上联链路，共计需要配置10条10GE链路，因此上联带宽为100GE。
L2/L3PTN设备下沉后，基于用户计算带宽需求，单个汇聚环能够承载1000个LTE基站，只需建设1个PTN汇聚环，仅需配置2条10GE的上联链路，因此上联带宽为20GE。
3.2.2投资高效的网络架构
3.2.2.1传输网建设直接投入成本分析
在业务需求相等的情况下，可减少汇聚设备的建设规模，从而大大降低网络的建设成本。
承载1000个LTE基站统计仅需一个汇聚环，对比前期的L2汇聚环，可以得出：
汇聚环建设数可以从5个降低为1个，因此硬件设备成本降低为原先的20%，上联链路数降低为原先的20%。
以某电信运营商某省2015年至2019年的五年滚动规划需求预测，某电信运营商某省预计在2017年-2019年内还需新增128个L2/L3PTN汇聚环，按照单个汇聚环节省264万元结算，未来三年总共还能节省投资3.38亿元。
3.2.2.2配套投入成本分析
汇聚环建设数量缩小，将减轻对机房空间、电源、空调等配套设施的太力。
3.2.2.3维护高效分析
（1）L2/L3PTN设备下沉后，缩短了L2电路的长度，降低电路配置难度。
（2）L2/L3PTN设备下沉前，单个汇聚环只能承载200个LTE基站；L2/L3PTN设备下沉后，随着单个汇聚环承载LTE基站数上升至1000个，优化调整频率将大幅降低，从而降低维护复杂度。
3.3与业务协同发展的网络架构
将L2/L3PTN设备从核心层下沉至汇聚层，L3层网络不断下沉，L2层网络随之缩小，时延降低，提升用户业务感知。
下沉前，S1业务经过的设备跳数多，汇聚环内的X2电路需经由核心层L2/L3设备进行转发。
下沉后，L2汇聚层与L2/L3层合二为一网络更扁平化，S1业务经过的设备跳数减少，汇聚环内的X2电路无需再由核心层L2/L3设备转发，从而降低时延。
随着数据承载网“扁平化”的建设，MSE设备将逐步下沉到所有的骨干汇聚机房，以此减少网络层级、降低网络时延，提升用户体验。将L2/L3PTN设备下沉至骨干汇聚机房，保持PTN网络结构的先进性和投资有效性的同时，满足数据业务的回传需求，也将带来网络架构的灵活调整，提高面向未来5G、物联网等新业务网络的契合度。
3.4安全的组网网络
3.4.1L2/L3PTN设备失效的影响分析
下沉前，由于L2/L3PTN集中部署于核心层，当L2/L3设备故障时，S1电路将全部中断，导致所有汇聚环的业务全阻，影响整个大本地网。
下沉后，由于L2/L3设备下沉至汇聚层，当汇聚层L2/L3设备故障时，仅为该汇聚环的LTE业务全阻，其他汇聚环仍能正常运行，分散了网络风险。