1 引言
001:
基于分组传送网的数据流量分析与研究
[陈红梁晖陈三龙曾军黄星障]
为了满足全业务IP化的发展需求，分组传送网成为料也网承载3G、大客户、 LTE
等业务的较好解决方案. 文章针对某运行商地市分公司分重且传送网的分组流量进行
了分析与研究 ， 深入分析该地市分组传送网的核心层、汇聚层、接入层流量'情况，
根据分析结果给出了现网存在的问题.&.分组传送网的目标架构.
> 美嗣: 分组传送间分组流量网修架构 口E
陈红
男 ， 广州杰赛科技股份有限公司 工作，硕士 ， 目前已发表《通信学报)) 1篇、
《系统工程与电子技术)) 1篇以及作为主要发明人提交了2份国家发明专利(实质审
查阶段) ，主要研究方向为传输网络的新技术.
梁晖
男 ， 广州杰赛科技股份有限公司 工作 ， 硕士研究生 ， 三级工程师，广州杰赛科
技股份有限公司华中分院专业总工 ， 主要研究方向传输网络新技术.
曾军
男 ， 广州杰赛科技股份有限公司 工作，本科， 二级工程师 ， 主要研究方向传输
网络新技术.
陈三龙
男，广州杰赛科技股份有限公司工作 ， 本科，四级工程师， 主要从事元线网络
规划设计与研究工作.
黄星晖
男，广州杰赛科技股份有限公司 工作，本科， 三级工程师， 主要从事无线网络
规划设计与研究工作 .
随着移动网络数据业务的快速发展， 业务的全IP化
已经成为未来通信网络的发展趋势， 进而推动了传送网络
的分组化及分组传送网技术的发展 。 根据采用不同的分
组传送网技术， 将目前主流的分组传送网技术分为PTN(1J
J2( ( Packet Transport Network ) 和 IP RAN I3J ( IP Radio
Access Network ) ， 其中 PTN技术最为成熟， 已被中国移
动和中国电信大规模部署。
322个地市全面部署了分组传送网 ( 3G回传网+全业务承
载网络模型) (3)(刑， 以解决3G 、 LTE、大客户等业务的承
载需求 。 本文针对某运行商D地市分公司分组传送网的流
量情况进行深入分析， 并根据分析结果提出后期建设的相
关建议。
本文后续部分内容安排如下: 第2节介绍分组流量分
析模型和相关定义; 第4节详细地分析了 D地市分组传送
网的流量情况， 并给出D地市分组传送网的 目标架构;最
后第5节总结全文并简介未来工作。某运行商为了满足未来全IP业务的发展需求， 在全国
2014 .05'广东通信技术
圈
9
10
2 网络分析模型与相关定义
2 . 1 网络分析模型
本次分组传送网的流量分析过程中 ， 我们选取了某
运行商下属的北方某地市分公司作为此次研究对象。 为了
研究与分析的方便， 我们建立如下分组传送网的流量分析
模型，具体包括核心层、汇聚层 、 接入层，具体如图1 。
定义 1 环流量收敛比是衡量分组传送网设备的流量汇
聚能力 ， 具体如下.
假设环A上由站点P 1 、 P2 ... Pn组成， 环A上站点P 1
的峰值流量为
只nax(Pl) = ，=1吼忆。(几叽t2 ... Fp}i ...凡 tJ
( 1 )
其中j表示环A上第j个站点， 1表示第j个站点在i时刻的
分组流量。
那么环A上所有站点的峰值流量为
儿 = I F\1AX(Pj ) ( 2 )
接入层 汇聚层
若每个站点j配置的带宽为K，则该环上的可用最大峰
值流量为FMAX (A )
F乌阳4 ( 3 )
则环环、A的;流荒量收敛比白为
β =l-FMAX / ~州'x(A) ( 4 )
定义2 端口利用率是反应当前设备配置的带宽使用情
况，具体如下
假设设备A配置了一个端口 E ( 端口 E 的速率为
vs ) ， 在分组流量统计过程中 ， 采集到端口 E的峰值流量
为FMAX ( E ) ， 贝 IJ端口 B的利用率 y 为 ·
r=FMAX (E) / V B
2 . 2 假设与问题描述
( 5 )
为了便于研究， 我们针对分组传送网 ， 给出如下假
设·
假设1 目前用户行为下载流量大于上传流量， 如图1 。
若无特别说明分析场景，此次分析的流量均指用户下载流
量15][61 。
核心层
图1 分组传送网的流量分析模型
假设2 分组传送网 中每台分组设备的汇聚能力均相
同，且均能进行正常的数据收发 。
根据上述假设， 我们针对某运行商北方某个地市分
公司(暂定为D ) 分组传送网的分组流量情况进行分析。
3 基于分组传送网的流量分析与研究
3. 1 0地市分组传送网现状
地市D自从2011 年开始在全市部署，由城区至县乡逐
步达到分组设备全覆盖，采用核心层、汇聚层、接入层的
三层网络结构，具体如下
(1)区县汇聚层面:建立以区县为单位的二层汇聚
网络， 收敛整个区县内的3G业务及后期LTE业务。
( 2) 市区汇聚层面:通过2个汇聚环收敛城区的3G
和后期的LTE业务。
(3 )区县和市区的所有业务最终通过核心设备上联
RNC。
目前该地市分公司以中兴ZXCTN系列的分组设备来
组网， 现已建设核心层设备7台，区域汇聚设备9台 ， 汇聚
设备54台 。
由图2可以看出， ì衷地市虽然前期进行了分组传送网的
基于分组传送网的数据流量分析与研究
(3 )边缘层至核心层数据传送采用端到端透明传建设，并形成了三层网络架构，但是，仍存在以下问题·
送，没有做任何收敛;没有明确的目( 1 )对核心汇聚设备盲目新建扩容，
网络结构不清晰。(4) 核心汇聚层设备存在冗余，标网络架构;
为了解决以上存在问题，我们通过对现网流量分析，(2) 对现有分组传送网负荷情况仍采用原MSTP方
掌握网络实际负荷，统计流量收敛比，优化目标网络架构 。式统计， 导致分组传送网络负荷统计虚高，
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咖-"t ir螺设备
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圆
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制
午 $51''- 苗
图2 0地市分组传送网核心/汇聚拓扑
析、网元对应的基站收发数据流量报表， 具体如表1 。3 . 2 分析对象说明
分析结果说明共计采本次主要以核心汇聚节点为重点进行分析，
现有分组网管系统可取得数据的最小颗粒度为 15分共计70个核心集分析了 36个核心汇聚环、 7个接入环，
因为本次所有网元都是按照全天15分钟端口收发字节钟，汇聚节点、 28个接入网元 、 27个核心端口 、 94个汇聚端
数来统计的，为了使数据能反映出 般规律， 我们依次取口 、 35个接入层端口 11 月 25日全天的 15分钟性能数据，
了工作日和法定节假日的数据。对比了各个参考点流量高峰情况。
(1) RNCim~流量分析 数据来源统计表
无法提取出RNC侧端口的流现有的中兴网管系统，表 1 数据来源统计
同时RNC与核心层
因此
本次通过统计核心层至RNC
量信息 ，
之间的流量未做收敛 ，
来源
传输网).~;
传输网~l:
传输网钧
传输网锐
无线网'l''f
作用
H 怀 I'~ JG 设备向己贺 fJ息，包括型号、所属 r闷、通信状态等
U 阳、闷 J已精 nnj~信息
f行定1Jj]J:.时间内，目标闷元端n收发以太附字 '， :，.数
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闷~-'1; 的统
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惜，
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、34·'3
以分析RNC流量侧的流量 ，
的情况 。 从表2中可以看出核
心侧下行峰值总流量约为 ， 具体各端口的流本次调研数据包括通过传输设备厂家网管系统中采
才 1
2014 .05 广东通信技术
量情况如表2。目标网
元指定端口的收发数据报表以及通过无线网管系统收集目
集的目标网元配置信息报表、网元连接信息报表、
序号 源网;n:;
表2 核心层至区域汇聚层设备端口流量统计
目的网元 端口速$ CGE ) 端口属性 下行峰值流量
馆~ ~辈-2(10 : 209) iHi 川 rX: - ì增 f主
综介梭-2(10:209) 高 JFI><: - 调皮
东风E再-2(LD : 200) 恪华路-调度
东风ril -2( I D : 200) 附华路-调 Il!
f;~ 11- U~核心 同JHX: f生心
tj!1干楼校，心 裕华附核心
东风的?核心 向m茸核心
东μu持核心 丰的华路核心
综合flJ! - 2(1D :209) 综合陇-3
10 东 1.<\路 -2( 10 :200) 东风『持-3
11 tj~介梭il 紫 l t;; 1':-t:量核心
12 东风f~- 1 (10:4) 东风~X核心
13 尔风附-2(10 : 200) 东MU:再-1(10:4)
14 在j、介f1i-2(1O :209) 你什梭 l
15 核心以至I证域W~1.ζ 什 "
( 2 ) 汇聚环至核心层流量分析
地市D共有25个汇聚环， 汇聚层至核心层(区域汇聚
设备)峰值总流量为736 . 5Mbitls，其中最大峰值速率为自
沟汇聚环的 1 1 6 . 98Mbit!s ， 带宽占用率为 11 . 7% 。 汇聚环
路峰值流量TOP10环路， 具体如表3。
表3 汇聚环峰值流量 TOP10统计
汇模环 i!嘟 (GE) 峰值流量 (Mbit/功 带宽利用事
白沟汇聚环 GI 116 '18 11 700，。
1$州汇聚环 IOG( 9983 I.~."
高碑j占汇聚环 G( 904 1 %
市区汇聚环二 IOOF RO 27 o ROo,-o
定州汇聚环 IOOF 0
徐水汇聚环 <ìF 634%
店县汇聚环 OF : o
市区汇聚坏 ' IOOE 61‘ 61 %
容城汇柬问: IOOF 55 .48 O . 55~1l
Ií县汇骤11、 GE %
表4 接入环路端口峰值流量统计
接入层环路名称 端口速率 CGE) 峰值流量(Mhivs) 带宽利用率
添州接入坏中I OGE 10GE %
源州接入环 I - I0GE 10GE %
浑州接入环 3- IOGE lOGE 4 1%
添州接入环 5- I OGE lOGE %
源州接入环 6-GE GE %
部州接入环 2- I OGE 10GB %
源州接入环 7-GE GE %
矗县接入环- I OGE lOGE %
( 3 ) 接入环至汇聚层流量分析
统计汇聚设备与各个接人环下行链路峰值流量。 以
j家:川、|和蠢县为例 ， ì家州共有7个接入环，环路端口峰值流
量统计报表， 如表4。
(4 ) NodeB侧与接入层传输设备流量分析
12
(Mbit /s)
lOGE 网络下耳其
lOGE 附络 F联
10GE 网络下联
10GE 网络 FJ段
10GE 网络I'"JfÁ
lOGE 网络 F股
10GE 网络 FU~
10GE 网 fl\t'~
10GE 网络下联
lOGF 网络下联
10GE 网络上以
10GE 网络上眼
10GE 网络 F以
10GE 网络 Hx
句，
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380988
0
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5
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到
5030l245:
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饨'-nxo?·
句，.
在此次分析的过程中，我们发现传输侧统计出的 15
分钟流量峰值与无线侧提供的瞬时峰值流量 ( 基站话统
忙时1小时的流量)数据有较大差异。 其中差距最大的为
贾家庄， 传输侧峰f直流量为无线侧瞬时峰1直流量的48 . 87
倍， 最小的为九四化工的倍。 以下是部分基站对比数
据统计信息，具体如表5 ，
表5 NodeB与传输设备峰值流量对比
站点名称 ~od('8 仗时下行流量 传输分组设各峰f直下仔流量 对比值
(Mbir / ,) (Mbit /s)
得州岐沟 。 14槌 6 08355 S 62
贸草庄 11 ll2 7 152t(t1 5 4K !017
iIl州 1 7 站-移动 I 14飞飞 5 105 、 >71
添州地各庄-电倩
摞州在道回 117号" 221')υ -1
海州九阴化.. 1 号2() 1 15172 0 9<-)
搏州半哦店 () 15飞气 0 4) 17 0 6 10
露州下念!k 1 ~~9 5 114114
州中煤物探研究幌 1l
'
J:!6:?' 4 飞J7 X 飞 5 飞7
基站侧与传输设备侧下行峰{直流量存在较大差异，
一方面是因为二者统计颗粒度不一致， 另一方面传输侧除
了承载基站类业务外， 还承载了城域网业务。
4 结论
根据上述分析结果，可以得出如下结论
( 1 )从分析的结果可以看出，现有核心层、汇聚层
的带宽利用率较低， 故可以满足后期LTE对传输的需求。
(2) 根据核心至RNCimu下行流量及汇聚至核心层
流量， 可以得出核心汇聚层的收敛比约为 1 :4，符合集团
的指导意见。
基于分组传送网的数据流量分析与研究
( 3) 从图2中可以看出，目前该地市的，核心汇聚
层设备冗余过度，网络架构不清晰。 依据集团指导意见，
业务闽
一一一一一一一一一一
业务剖 绿茵备
核心世备
精丁慧世备
，同M
M
对该地市的核心汇聚层进行精简，核;成市区调度环，得出
该地市分组传送网的目标架构图， 如图3 ，
4 S. LV, Y. Lu , Y. Ji. An enhanced IEEE 1588 time
synchronization for asymmetric communication link in
packet transport network[J] . Communications Letters ,
IEEE, 2010, 14(8): 764-766
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redirection: . patent application 11/972 ， 173[町 . 2008-1-
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6 Niven-Jenkins B, Brungard 0 , Betts M, et al. Requirements
of an MPLS transpo时 profile[R] . RFC 5654, 2009, 09
7 汤进凯， 王俊 PTN技术发展与 网络架构探讨[J]. 电信科学，
2011 , (10A): 177-181
圆
圆
圆
圆
图3 D地市分组传送网目标架构
5 结束语
分组传送网已成为适应IP业务迅猛发展的新型承载技
术，特别是4G时代的到来， 研究如何搭建合理的网络架
构[7] 实现新型的分组传送网对各类业务的最佳承载变得
尤为重要。
参考文献
万晓榆下一代网络技术应用 [M] 北京:人民邮电出版社，
2003
2 龚倚，徐荣，李允博等分组传送网[M]。北京人民邮电 出版
手土， 2009
3 长成民. PTN技术与组网应用 [J] 电信科学， 2008, 08: 1-5 (收稿 日 期 2014-02-20)
-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一-一
下期要目
• TD-LTE多模终端异系统间切换技术的研究
• 高铁专同创新性采用1800M频段覆盖的研究
• Smallcell中的宏蜂窝辅助切换优化方案
，~
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2014 .05 广东通信技术
