一种面向集客专线的高效益SPN下沉部署策略.pdf
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1、 工程与应用 一种面向集客专线的高效益 SPN 下沉部署策略 陈骋,汪晗,南蜀崇(华信咨询设计研究院有限公司,浙江 杭州 310051)摘 要:5G 网络演进过程中组网模式的改变导致 SPN 面临着泛在覆盖的局限性,进而导致集客专线客户接入距离远。基于运营商面向效益的建设思路,解决 SPN 覆盖进一步深化的过程中面临的网络效益问题。以典型配置的经验价值成本为例,针对不同场景提出 3 种下沉部署策略。搭建仿真环境,采用高斯混合模型模拟集团客户点位分布特征,并分析稀疏、普通、密集场景下的总客户数、下沉 SPN 设备数与客户覆盖率之间的关系,测试不同下沉策略的网络效益。由仿真结果可知,策略 3 在总
2、客户数为 600 时,仅面向下沉效益高的区域覆盖,最大覆盖率只能达到 55.27%,但随着客户点数增多,策略 3 最大覆盖率可达到 82.71%,具有明显的覆盖优势,同时平均下沉设备可覆盖客户数最多,实现了保障高效益条件下的高覆盖能力。关键词:SPN 下沉部署;业务接入;集客专线;网络效益 中图分类号:TN913 文献标志码:A doi:10.11959/j.issn.10000801.2023142 A cost-effective and miniaturized SPN deployment strategy for group customer dedicated lines CHEN
3、 Cheng,WANG Han,NAN Shuchong Huaxin Consulting and Designing Institute Co.,Ltd.,Hangzhou 310051,China Abstract:With the change of networking mode in the evolution of 5G network,SPN is faced with the limitations of ubi-quitous coverage,which leads to the long access distance of the passenger dedicate
4、d line customers.Based on the opera-tors benefit-oriented construction idea,in order to solve the network benefit problem in the process of further deepening SPN coverage.Three sink deployment strategies were proposed for different scenarios,taking the empirical value cost of typical configurations
5、as an example.By building a simulation environment,Gaussian mixture model was used to simulate the distribution characteristics of group customers,and the relationship between the total number of customers,the number of sinking SPN devices and customer coverage in sparse,common and dense scenarios w
6、ere analyzed,and the network benefits of different sinking strategies were tested.The simulation results show that strategy 3 only faces the area coverage with high sinking efficiency when the total number of customers is 600,and the maximum coverage rate can only reach 55.27%.However,with the incre
7、ase of customer points,the maximum coverage rate of strategy 3 can reach 82.71%,which has obvious coverage advantages.At the same time,the average number of sunk equipment can cover the highest number of customers,realizing the high coverage ability under the condition of ensuring high efficiency.Ke
8、y words:SPN sinking deployment,service access,group customers dedicated line,network benefit 收稿日期:20230312;修回日期:20230702 工程与应用 150 0 引言 随着数字化转型,5G+垂直行业、政企专线呈现高速发展趋势,千行百业对网络提出了差异化的承载诉求1,其中高价值集团客户群体对网络提出了超大带宽、低时延、高安全、高可靠以及快速接入的高质量承载诉求2,这要求网络向“高效、融合、智能、低碳”的综合业务承载演进3。面向综合承载的切片分组网络(slicing packet network
9、,SPN)可针对性提供切片硬隔离4、无损带宽调整、服务等级协定(service-level agreement,SLA)可视服务等诉求品质。同时,为实现客户端到端承载需求,推出了新型的小型化接入SPN 的汇聚设备(简称HUB-SPN)5以及位于终端用户节点的用户驻地设备(customer pre-mises equipment,CPE)的SPN,简称CPE-SPN6。为达到一定的市场占有率,运营商往往需提前将 SPN 覆盖到位。目前,中国移动 5G 传输网 SPN设备已覆盖至接入层及以上层级7,在边缘覆盖能力方面,针对 SPN 末端的专线及 5G+垂直行业等业务接入需求,主要面临客户接入距离远
10、、加深覆盖深度与现有设备成本及配置较高8导致的效益难以平衡的发展瓶颈,无法经济、高效地满足末端接入需求9。在当前投资收紧的环境下,客户覆盖率与网络建设效益难以平衡的问题日益显著,亟须一种效益导向的 SPN 下沉策略及部署解决方案。本文通过基于研究集客专线客户分布及 SPN下沉部署特征,分析了 SPN 下沉部署约束条件,基于面向成本偏差的经济效益差函数,提出一种面向集客专线的高效益 SPN 下沉部署策略,并与两种常规下沉部署模型对比,建模测试其下沉覆盖能力及网络效益。1 SPN 下沉部署模型 1.1 集团专线客户特征及 SPN 下沉部署特征(1)客户点网格 面向专线业务,将综合业务区内的集中化无
11、线电接入网络(centralized-radio access network,C-RAN)根据专线业务客户类型划为更小的客户点网格10。以某省份市区为典型案例,典型客户点网格以 200200 的矩形方格为模型构筑,一个综合业务区内可划分为 1010 的典型客户点网格。(2)客户点 客户点具有广泛的区域随机性和小范围聚集性。这与人类行为的非泊松特性相符,即事件到达的时间间隔并不均匀,时间序列有时较为稀疏,有时又较为密集。(3)SPN 下沉覆盖范围 HUB-SPN 可用于收敛多台 CPE-SPN 设备的专线业务。根据划定的客户点网格,往往在单一的楼栋、商务楼宇、街道范围内,综合考虑下沉设备建设、
12、运维管理等,HUB-SPN 仅覆盖所在客户点网格的所有客户,不跨网格覆盖。1.2 SPN 下沉部署约束条件 根据运营商面向效益的建设思路11,其部署受组网模式、设备厂商、经济效益等条件限制。(1)组网模式 现有末端 SPN 组网模式有 CPE-SPN 单点接入、HUB-SPN 链状组网和环状组网12。不同组网模式所需的设备类型、数量及具体配置等均存在一定差异。其中,部署 HUB-SPN 设备能够收敛一定区域内的 CPE-SPN 设备的专线业务,使末端主备链路长度从原单点平均接入距离的 1.5 km 缩短至 0.21 km。HUB-SPN 组网模式示意图如图 1 所示。每条专线客户侧需部署 1
13、台 CPE-SPN 或下沉一台HUB-SPN,则有如下 3 种场景。场景1。HUB-SPN 不下沉,区域内每个客户均通过CPE-SPN 直接上联至业务汇聚机房。场景 2。HUB-SPN 下沉,链状组网,即区域内所有客户通过 HUB-SPN 汇聚后,统一上联至业务汇聚机房。场景 3。HUB-SPN 下沉,环状组网,即区151 电信科学 2023 年第 7 期 域内所有客户通过 HUB-SPN 汇聚后,经HUB-CPE 环网上联至业务汇聚机房。其中,由于末端 CPE 设备部署至客户节点,综合考虑建设、维护等便捷性,目前各大运营商针对 CPE 设备上联,往往为直连至上一级设备,并根据业务保护等级配置
14、双路由上联。记 客 户 点 网 格 中 的 客 户 点 数 为(,)(110,a i ji 110,(,)ja i jN,总客户点 数 为101011(,)ijAa i j;客 户 点 网 格 中 下 沉HUB-SPN设备数量为NUM(,)(110,1i ji 10,(,)ja i jN,总下沉HUB-SPN设备数量为101011NUM(,)ijBi j。HUB-SPN下沉场景对比分析见表1。其中,对接端口占用数量为SPN上层网络端口及HUB-SPN上联互联端口之和。(2)设备厂商 通常省内骨干网设备为1个厂商,城域核心/汇聚/接入设备可能有2个厂商。鉴于目前异厂商SPN设备暂未实现解耦,导致
15、SPN系统端到端业务承载涉及多个厂商,业务解决方案非常复杂,本文暂不就该问题展开描述,仅针对单厂商场景分析。HUB-SPN与CPE-SPN同样存在设备能力限制:HUB-SPN设 备 的 最 大 交 叉 容 量 为186 Gbit/s,现阶段所有业务口数量最大为32,支持业务汇聚功能,支持FlexE网络切片功能;CPE-SPN设备则不支持业务汇聚功能。则客户点网格内,下沉HUB-SPN设备数量受式(1)限制:(,)NUM(,)a i ji j(1)其中,为 HUB-SPN 业务板卡最大端口数,即每下沉一台 HUB-SPN 设备,可收敛个客户,表示向上取整。(3)经济效益 受末端光缆在运营商“一张
16、光缆网”的策略表 1 HUB-SPN 下沉场景对比分析 场景 设备部署数/个 对接端口占用数/个 HUB-SPN CPE-SPN 场景 1:不下沉 HUB-SPN 0(,)a i j 2(,)a i j 场景2:下沉HUB-SPN(链状组网)NUM(,)i j (,)NUM(,)a i ji j 4NUM(,)i j 场景3:下沉HUB-SPN(环状组网)NUM(,)i j(,)NUM(,)a i ji j3NUM(,)i j 图1 HUB-SPN组网模式示意图12 工程与应用 152 下大部分统筹建设前提,所需设备的经济效益占总所需绝大部分成本。此外,除下沉设备数量外,组网光缆所需成本与物理
17、客户点位分布、环网数量以及路由选择等多方面相关,往往伴随客户点数增加,单位区域的客户密度增大,环状组网所需光缆的经济成本比链状组网光缆的经济成本低。即本文重点分析设备经济效益即可。根据上述 3 种组网场景,设备经济效益函数1,2,3()D如式(2)所示:1,2,3NUM(,),(,)(2)(,),1(4)NUM(,)(,),2(3)NUM(,)(,),3Di j a i jbd a i jcbdi jb a i jcbdi jb a i j场景场景场景(2)其中,b 为 1 台 CPE-SPN 设备经济价值,c 为 1 台HUB-SPN 设备经济价值(不含上联端口),d 为1 个SPN 端口设
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