利用带有家集客业务的GPON网络进行承载LTE室分的测试与研究

利用带有家集客业务的GPON网络进行承载LTE室分的测试与研究中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司工程建设中心传送网工程室陈新群13580208030中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司1一、课题背景目前揭阳移动甚至有可能全广东移动只使用PTN惟一种方式承载LTE室分。当室分需要下沉BBU时，每个点都需要新建一台PTN和新建光缆。与此同时，很多此种类型的室分站点都有建或将建家集客业务用的驻地网，即GPON网络，造成传输网络的重复建设。如果能利用GPON网络承载LTE室分，则可避免工程的重复建设，同时还可加快室分开站速率，又可提高网络资源的复用度。基于目前没有采用此种方式开LTE室分案例可借鉴，本课题拟通过对GPON网络进行承载LTE室分的测试与研究来探测该方案的可行性及应用价值。二、技术方案本课题采用结果导向型方式进行验证相关技术方案的可行性。即使用GPON网络开通LTE室分后，测试无线网络的上/下载速率等指标，如果满足相关要求，即证明方案可行。本课题主要分三个步骤进行。一是提出传输网络拓扑方案设想，二是在真实工程站点进行应用，三是进行应用结果测试和分析总结。1、传输网络拓扑方案传输网络拓扑方案如下图1所示。图1网络拓扑图方案设想：OLT下挂的ONU通过电光转换器或直接用FE口与BBU的GE光口或FE/GE电口相连，设置BBU的业务VLAN，然后以二层透传方式上传到汇聚层PTN。由于PTN网络已经跟SGW/MME联通，传输通道搭建成功。真实站点应用时，OLT上行做跨板保护，在OLT上行GE端口配置LAG保护与PTN相连。同时，在OLT与ONU间设置2：N分光器，对PON网络进行分路保护。BBU业务VLAN在OLT进行切换，单层Q上行到汇聚层PTN。BBU业务报文在中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司2PTN汇聚层使用以太专线方式（VLL）承载。在核心层PTN节点上，以太专线终结在L2VE接口上，再通过L3VE接口进入L3VPN转发到SGW/MME。2、网络测试示意图2.1通用测试示意图如下图2。图2通用测试示意图2.2FTP测试图示如下图3。图3FTP测试示意图3、实际站点应用测试站点选择在揭阳市区的水岸花城小区，该小区具备家宽与室分均已覆盖的条件，与课题的设想场景匹配。中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司33.1水岸花城传输拓扑图水岸花城室分传输网络拓扑图如下图4所示。图4水岸花城室分传输网络拓扑图3.2测试1.测试内容以网优的日常测试内容为参考，选择与本课题相关的内容，即更换了传输方式后，无线网络的相关指标预计会受到影响的部分。相关的指标主要有：应用层平均下/上载速率、控制面时延、Ping时延、室内小区间切换、CSFB成功率测试。由于BBU设备本身原因，控制面时延和Ping时延本次不做测试。因此测试项目为下/上载速率、室内小区间切换和CSFB成功率测试，共四项。2.测试范围和室内分布示意图本次测试测1个RRU，分3个位置进行。3个测试点位置如下图5所示。中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司4图5测试点位置示意图3.测试的实际内容与结果分析为直观体现使用GPON+PTN传输方式前后的区别，测试分使用纯PTN传输方式时无线网络环境和使用GPON+PTN传输方式时的无线网络环境两种情况进行。按无线优网优验收指标判断相关指标性能。测试结果对比统计表测试项目采用纯PTN传输（Mbps）采用GPON+PTN传输（Mbps）对比分析是否满足无忧验收指标上传速率测试点18.638.62相同两者都满足上传速率测试点28.418.36接近偏略小两者都满足中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司5测试项目采用纯PTN传输（Mbps）采用GPON+PTN传输（Mbps）对比分析是否满足无忧验收指标上传速率测试点38.208.67接近偏略大两者都满足上传速率3点平均8.418.55接近偏略大两者都满足下载速率测试点194.3677.56较小两者都满足下载速率测试点258.9484.10略大两者都满足下载速率测试点393.0493.65接近偏略大两者都满足下载速率3点平均82.1185.10接近偏略大两者都满足小区间切换OKOK无区别两者都满足CSFBOKOK无区别两者都满足从上述统计表可以看出以下几点：（1）采用GPON+PTN传输方式（下面简称GPON方式）没有比采用纯PTN传输方式（下而简称PTN方式）时的性能发生劣化，反而在上/下载速率有小小提升。从直接应用层角度来说，证明采用GPON+PTN传输方式开LTE室分是完全可行的。（2）GPON方式比PTN方式在下载速率方面最大值与最小值差比后者小。表明GPON方式比PTN方式带宽性能更稳定。（3）使用GPON方式不影响小区切换和4-2G间拨打切换。在语音和上网两项主要功能都不没受到影响。（4）以上分析结果表明采用ONU与BBU间百兆电口传输与采用PTN与BBU间的千兆光口传输没有区别。在没有千兆ONU的情况下，可以直接使用百兆ONU来开LTE室分。（5）初步证明在同一下OLT下，可同时开通开家集客业务和LTE室分业务。即利中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司6用带有家集客业务的GPON网络进行承载LTE室分是可行的。分析：上述第一点中的小小提升以及后者下载速率突然下降近40M，可能是采用纯PTN传输时，接入层PTN节点数较多，下带的无线站点较多，导致各BBU间争抢带宽；采用GPON+PTN传输方式中，本课题中的PON口只带一个BBU，不需要争抢带宽，虽然同一OLT下带有已开通的家集客业务，但由于本BBU是独享一个PON口，不需要和家集客业务争抢带宽，因此传输速率较为稳定。由于PON口的速率（上行1.25Gbps，下行2.5Gbps）比接入层PTN（上/下行1Gbps）的大，因此GPON方式比PTN方式的速率会有所提升。三、创新点（1）开创了揭阳移动甚至广东移动第一个用GPON+PTN方式开通LTE室分站点的真实案例。（2）通过测试初步证明利用带有家集客业务的GPON网络进行承载LTE室分的可行性。（3）通过测试初步证明利用带有家集客业务的GPON网络进行承载LTE室分的传输性能的可靠性。（4）证明BBU3910的FE/GE电口可以使用。（5）初步证明在没有千兆ONU的情况下，可以直接使用百兆ONU来开LTE定分。（6）试验成功验证了与省公司推荐的使用GPON+SW+二线在SR/BRAS处与SGW/MME打通的GPON承载模式不同另一种模式：GPON+现有PTN网通过现有已调通通道的核心层PTN与SGW/MME连通的模式。给省公司或其他地市提供了另一种视野和对比素材。四、应用情况用这种方式开水岸花城室分，操作简单，用时短暂。设备方面，只需在室分BBU机房安装一台小小的ONU，将ONU插上220V交流电即可。线缆方面，只需接一次尾纤，将ONU接到分光器。同时将ONU和BBU用网线连好。在OLT处，将两块上联板的其中一口接到汇聚层PTN，配好数据即可开通。此种模式应用方便，操作简单，且不用涉及到核心层，网络风险小。由于是测试阶段，应用站点只有一个，欠缺多站点应用时的普遍经验值。要想全方位的验证此模式的中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司7可行性，需求推广到更多站点的使用，包括不同站点类型，比如微小站甚至宏站。需要注意的是：ONU和BBU都要调成全双工、自适应模式。同时注意BBU的业务报文有没被OLT过滤掉。五、效益分析1、经济效益分析本课题的经济效益体现在以下4点：（1）避免传输网络的重复建设，节省工程投资。（2）对传输网络进行复用，提高了网络资源的利用率，增加传输网络的产出。（3）加快LTE室分或其他无线站点的开通，节省工程建设时间和人力成本。（4）目前开一个室分点至少需匹配一台PTN开通，按集采价，每台中兴6220的价格约为2.4万元，服务类费用约1.3万元，合约3.7万元。而一端ONU如MA5671的价为700元，服务类费用约为915元，合约1415元。（以上费用按概预算，未降点算）这样下来，每个点节省投资约3.5万元，节省率达96%。揭阳公司2015年的室分点建设任务约622个，按20%的点需拉远拆算下来，投资约节省435万元。如果全省移动都推行本课题所述方式，用GPON开通LTE室分，将为移动公司省下大笔的PTN和光缆的建设费用。特别是在广州等经济发达的地区，由于室分与驻地网重叠度很高，且量大，经济效益将更加明显。2、社会效益分析利用GPON开LTE室分，能够减少工程人员的多批次进站，减少对居民、单位或商家的打扰。如果移动将此方式应用成功、成熟，形成良好的效果，将会对电信、联通形成很强的示范作用，给其他运营商或建设单位带去一个很好的借鉴案例。六、总结推广使用GPON开无线站点目前有两种主要模式，一种就是本课题所述GPON+PTN方式；另一种是GPON+SW模式，在SR/BRAS节点与SGW/MME打通。究竟哪种模式更合理、便符合工程人员的习惯和更有利于网络的下一步演化，需要另加时间或新立课题中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司8进行研究、对比。在此仅作推理性简单分析。GPON+PTN模式的优点是对现有无线回传方式进行了传承，即上层未做改动，还是由现在的PTN进行承载，只是在接入层改为了GPON，对网络拓扑变化不大，有利于现有技术人员的操作。缺点是要在OLT处新增跳纤，以便将OLT的上联口接到汇聚层PTN上。GPON+SW模式的优点在于完整的利用现有GPON网络，只需要在SR/BRAS处与SGW/MME做好设置，其他地方不用对网络做任何改动。整个网络干净整洁。缺点是无线业务与家集客业务混合路段长，网速和传输质量被影响的可能性大大增加。同时，还会对现有网管维护分工造成一定的麻烦。即网管维护模式将会由目前的“无线+传送”，变化为“无线+数据+传送”的模式。而GPON+PTN模式则不会对现有的建维构架产生变动。因此，如果以循序渐进的思维为指导原则的话，GPON+PTN模式更适合当下的选择和推广。另外，由于测试设备、BBU硬件和时间等原因，本课题没有测试整个GPON+PTN传输通道的性能。比如时延、抖动和同步等，若想要全方位的参数来佐证GPON+PTN方式开LTE室分甚至宏站的可行性，该部分后续需要补充测试。并且要增加应用站点。