目 录 1. 光 缆 监 测 系 统 的 优 化 改 造 何 玉 蓉 (01) 2. 流 量 分 析 控 制 系 统 的 搭 建 与 技 术 对 比 何 玉 蓉 (06) 3. 移 动 智 能 终 端 对 移 动 网 络 影 响 分 析 刘 波 (11) 4. SDH 环 网 保 护 和 组 网 实 例 分 析 邴 豆 豆 (15) 5. 石 河 子 PTN+OTN 组 网 简 析 邴 豆 豆 (21) 6. CDMA 导 频 污 染 的 分 析 与 解 决 曹 学 操 (26) 7. DWDM 原 理 及 实 践 组 网 应 用 陈 继 仲 (38) 8. 通 信 电 源 维 护 陈 晓 毅 (42) 9. 新 疆 铁 通 基 于 IP 网 的 视 频 监 控 系 统 崔 凯 (46) 10. 华 为 智 能 网 业 务 应 用 及 典 型 案 例 分 析 崔 艳 (50) 11. 无 源 光 网 络 (PON) 原 理 与 实 际 组 网 运 用 崔 艳 (53) 12. 均 衡 优 化 在 行 业 拓 展 中 的 应 用 丁 雪 梅 (62) 13. 室 分 设 备 在 室 外 拉 远 的 应 用 丁 雪 梅 (67) 14. 昌 吉 统 计 E 通 项 目 运 营 实 践 浅 析 丁 智 国 (72) 15. SCE 应 用 技 巧 探 讨 谷 树 林 (76) 16. 基 于 程 序 自 动 化 技 术 的 报 表 系 统 实 现 黄 典 庆 (87) 17. 新 疆 伊 犁 联 通 MGW 割 接 后 导 致 掉 话 率 增 高 问 题 分 析 汲 伟 (90) 18. 胖 瘦 AP 技 术 研 究 与 优 化 改 造 实 例 蒋 涛 (95) 19. 二 层 网 络 MAC 地 址 漂 移 故 障 排 查 蒋 涛 (102) 20. 智 慧 校 园 交 互 系 统 介 绍 李 波 (106) 21. 关 于 阿 勒 泰 联 通 网 络 资 源 管 理 的 思 考 与 建 议 李 冬 冬 (111) 22. 阿 勒 泰 联 通 综 合 代 维 与 自 有 维 护 的 优 劣 分 析 李 冬 冬 (115) 23. 城 域 网 OTN 技 术 的 网 络 设 计 及 应 用 李 莉 (120) 24. 传 输 网 络 分 析 评 估 技 术 及 应 用 李 莉 (125)
25. 移 动 核 心 网 业 务 至 本 地 IP 承 载 网 合 一 化 改 造 方 案 研 究 刘 军 (132) 26. CS 域 呼 叫 在 PS 域 IUR 口 切 换 中 的 优 化 刘 波 (137) 27. 移 动 智 能 终 端 对 移 动 网 络 影 响 分 析 刘 波 (141) 28. PC 服 务 器 虚 拟 化 的 初 步 尝 试 刘 二 喜 (145) 29. HSDPA 低 于 1Mbps 比 例 问 题 的 分 析 及 优 化 刘 丽 杰 (149) 30. SDH 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 维 护 建 议 刘 徐 海 (153) 31. 如 何 延 长 基 站 蓄 电 池 寿 命 刘 雁 峰 (157) 32. 天 馈 系 统 在 移 动 通 信 系 统 中 的 作 用 刘 雁 峰 (160) 33. 通 过 日 常 作 业 维 护 发 现 设 备 存 在 问 题 罗 海 燕 (166) 34. PON 技 术 在 大 客 户 接 入 中 的 应 用 马 卫 锋 (168) 35. 阿 勒 泰 联 通 IP 城 域 网 优 化 与 设 计 马 卫 锋 (177) 36. 阿 勒 泰 农 信 社 三 级 网 优 化 改 造 方 案 马 卫 锋 (183) 37 71 中 小 区 FTTH 接 入 工 程 设 计 马 艳 萍 (188) 38. ** 分 公 司 A 站 -H 站 传 输 系 统 扩 容 工 程 的 可 行 性 研 究 马 艳 萍 (192) 39. 无 线 视 频 监 控 系 统 原 理 及 在 列 车 的 应 用 马 艳 萍 (196) 40. 网 络 安 全 中 的 攻 击 和 防 护 木 拉 提 君 马 克 (200) 41. 浅 谈 WCDMA 网 络 导 频 污 染 问 题 庞 海 凤 (206) 42. 浅 谈 阿 勒 泰 联 通 视 讯 系 统 及 日 常 故 障 处 理 庞 海 凤 (210) 43. 浅 谈 分 组 传 送 网 在 阿 勒 泰 联 通 的 应 用 庞 海 凤 (214) 44. PON 与 XDSL 技 术 在 宽 带 城 域 网 的 融 合 应 用 彭 洪 菊 (218) 45. 国 际 漫 游 无 权 用 户 主 动 服 务 绿 色 通 道 业 务 的 开 发 与 实 现 彭 伟 峰 (225) 46. IPRAN 专 线 业 务 承 载 方 案 研 究 齐 丽 霞 (230) 47. 如 何 建 设 数 字 化 校 园 秦 晓 婷 (237) 48. 利 用 EXCEL 连 接 数 据 库 实 现 资 源 数 据 的 统 计 分 析 曲 伟 (240) 49. 浅 谈 我 区 通 信 企 业 档 案 管 理 存 在 问 题 及 改 进 措 施 赛 米 阿 不 都 拉 (248) 50. NetView 集 中 网 管 故 障 处 理 概 述 苏 静 (251) 51. 新 疆 铁 通 IP 承 载 网 介 绍 苏 静 (258)
52. ntp 管 理 服 务 器 时 钟 唐 巍 (265) 53. vsftp 建 设 安 全 的 ftp 服 务 器 唐 巍 (269) 54. 利 用 sudo 灵 活 配 置 操 作 系 统 唐 巍 (274) 55. 新 疆 移 动 两 级 局 数 据 管 理 平 台 建 设 与 应 用 托 合 提 (278) 56. 互 联 网 质 量 自 动 测 试 分 析 的 实 现 方 法 王 雷 (292) 57. 传 输 网 向 IP 化 转 变 的 趋 势 王 慧 茹 (295) 58. 浅 谈 UPS 的 使 用 维 护 王 卫 疆 (300) 59. 浅 谈 社 区 数 字 化 监 控 王 卫 疆 (303) 60. 浅 谈 通 信 信 息 网 络 的 建 设 王 晓 东 (306) 61. 影 响 通 信 工 程 造 价 的 主 要 因 素 控 制 方 法 王 晓 东 (309) 62. 论 铁 通 市 场 营 销 管 理 王 新 龙 (312) 63. 视 频 监 控 数 字 网 络 系 统 在 新 疆 南 疆 铁 路 的 建 设 应 用 王 新 龙 (317) 64. 对 抗 震 救 灾 应 急 通 信 保 障 力 量 建 设 的 几 点 思 考 王 怡 人 (324) 65. 应 急 通 信 快 速 抢 修 抢 建 组 织 与 实 施 王 怡 人 (327) 66. 增 强 通 信 枢 纽 设 备 电 磁 兼 容 性 的 几 点 思 考 王 怡 人 (329) 67. 新 疆 铁 通 专 网 交 换 机 改 造 方 案 魏 艳 (332) 68. 城 域 传 送 网 网 络 优 化 乌 仁 其 梅 (336) 69. 浅 谈 如 何 做 好 互 联 网 的 流 量 控 制 伍 勇 (340) 70. 奎 屯 移 动 本 地 网 不 同 类 型 网 桥 在 以 太 网 单 板 中 的 使 用 研 究 肖 忠 (344) 71. 奎 屯 移 动 本 地 网 波 分 系 统 的 实 现 与 研 究 肖 忠 (359) 72. 奎 屯 移 动 华 为 传 送 网 元 脱 管 定 位 思 路 及 处 理 总 结 肖 忠 (376) 73. 基 于 DNS 数 据 的 信 息 发 现 监 测 系 统 研 究 邢 剑 (380) 74. 通 信 机 房 空 调 系 统 优 化 方 案 的 研 究 及 应 用 邢 剑 (384) 75. 新 疆 联 通 " 天 脉 i 电 影 " 产 品 设 计 及 应 用 徐 磊 (389) 76. 浅 议 GSM 用 户 不 在 服 务 区 许 宁 (396) 77. 无 线 视 频 监 控 的 发 展 前 景 及 应 用 案 例 闫 丽 琴 (401) 78. 智 慧 园 区 助 力 智 慧 城 市 的 发 展 及 应 用 实 例 解 决 方 案 闫 丽 琴 (409)
79. 大 屏 幕 拼 接 显 示 系 统 在 平 安 城 市 的 应 用 闫 丽 琴 (420) 80. 互 联 网 时 代 的 移 动 信 息 化 应 用 闫 小 青 (428) 81. 全 业 务 运 营 时 代 的 终 端 销 售 策 略 闫 小 青 (431) 82. 新 竞 争 格 局 下 的 流 量 经 营 分 析 闫 小 青 (434) 83. 基 于 蓄 电 池 组 替 换 的 技 术 方 案 杨 留 德 (437) 84. 通 信 网 络 覆 盖 的 延 伸 应 用 室 内 分 布 系 统 杨 留 德 (442) 85. 微 波 传 输 通 道 的 勘 测 与 设 计 杨 留 德 (446) 86. 以 太 网 交 换 机 的 攻 击 与 防 范 于 竞 超 (454) 87. CSFB 技 术 及 互 操 作 功 能 应 用 袁 志 斌 (458) 88. 电 信 网 络 安 全 应 对 策 略 浅 析 张 虎 (461) 89. 改 变 铁 路 订 票 系 统 组 网 提 高 网 络 运 用 质 量 张 虎 (464) 90. 浅 析 网 络 接 通 率 的 提 高 张 虎 (468) 91. 新 疆 联 通 号 线 资 源 系 统 的 规 划 与 实 践 张 锴 (472) 92. 新 疆 铁 通 统 一 代 缴 平 台 在 经 营 生 产 中 的 作 用 赵 勇 (476)
光 缆 监 测 系 统 的 优 化 改 造 中 国 移 动 通 信 公 司 新 疆 有 限 公 司 何 玉 蓉 摘 要 : 光 缆 监 测 系 统 通 过 对 光 缆 进 行 光 功 率 监 测 和 自 动 扫 描, 实 现 对 光 缆 的 运 行 状 态 监 视 和 信 号 传 输 指 标 测 量, 及 时 准 确 地 判 断 光 缆 线 路 故 障 点, 为 维 护 人 员 及 时 发 现 和 排 除 光 缆 故 障 提 供 有 效 的 支 撑 手 段 关 键 词 : 光 缆 监 测 远 端 监 测 站 光 缆 1 背 景 在 通 信 系 统 中, 光 缆 的 铺 设 占 据 了 整 个 传 输 网 络 的 主 导 地 位 由 于 施 工 建 设 地 震 或 洪 水 等 自 然 灾 害 原 因 造 成 的 光 缆 线 路 故 障 时 有 发 生 依 靠 传 统 的 人 工 维 护 方 式, 已 无 法 及 时 有 效 的 发 现 和 处 理 传 输 故 障, 各 种 光 缆 故 障 成 为 影 响 通 信 系 统 服 务 质 量 及 正 常 运 行 的 主 要 问 题 光 缆 监 测 系 统 通 过 对 光 缆 进 行 光 功 率 监 测 和 自 动 扫 描, 实 现 对 光 缆 的 运 行 状 态 监 视 和 信 号 传 输 指 标 测 量, 及 时 准 确 地 以 相 应 的 级 别 对 光 缆 的 故 障 进 行 告 警, 并 在 监 测 主 机 屏 幕 上 发 出 声 光 告 警, 在 GIS 图 上 显 示 故 障 点 的 线 路 位 置, 及 时 准 确 地 判 断 光 缆 线 路 故 障 点, 有 效 地 记 录 光 缆 障 碍 信 息, 预 报 光 缆 故 障 隐 患, 统 计 分 析 光 缆 线 路 性 能, 为 维 护 人 员 及 时 发 现 和 排 除 光 缆 故 障 提 供 支 撑 手 段, 并 且 为 维 护 人 员 日 常 维 护 工 作 提 供 数 据 依 据 2 光 缆 监 测 系 统 2.1 系 统 架 构 光 缆 监 测 系 统 由 远 端 监 测 站 RTU 中 心 站 系 统 服 务 器 及 局 域 网 络 组 成 远 端 监 测 站 RTU 通 过 2M 协 转 或 光 电 转 换 器 将 监 测 信 号 送 入 传 输 网 连 接 至 中 心 站 光 缆 监 测 系 统 局 域 网 络, 通 过 局 域 网 络 连 通 中 心 站 各 系 统 服 务 器 ; 中 心 站 系 统 服 务 器 和 华 为 中 兴 的 传 输 专 业 网 管 之 间 通 过 接 口 方 式 实 现 连 接, 采 集 华 为 中 兴 传 输 专 业 网 管 告 警 信 息, 结 合 系 统 采 集 的 光 缆 线 路 告 警 实 现 系 统 实 时 告 警 功 能 监 测 范 围 覆 盖 全 疆 光 缆 干 线 线 路, 最 终 形 成 对 全 网 光 缆 进 行 监 测 和 管 理 如 下 图 所 示 : 1
2.2 组 成 及 功 用 1 中 心 站 服 务 器 及 功 能 : (1) 光 缆 监 测 服 务 器 : 负 责 接 收 远 端 监 测 站 RTU 上 报 的 数 据 ; 提 供 不 同 权 限 的 用 户 通 过 客 户 端 进 行 光 缆 监 测 查 询 分 析 打 光 测 试 统 计 等 操 作 ; 接 收 协 议 服 务 器 抓 取 的 光 缆 传 输 告 警 信 息 进 行 联 动 打 光 测 试 (2) 协 议 服 务 器 : 实 时 捕 获 华 为 中 兴 专 业 网 管 告 警 信 息, 对 捕 获 到 网 元 的 弱 光 / 无 光 信 号 丢 失 类 告 警 同 步 传 递 给 光 缆 监 测 服 务 器, 匹 配 到 对 应 站 点 进 行 打 光 测 试, 确 定 断 点 2 远 端 监 测 站 RTU 设 备 及 功 能 : (1) 工 控 机 : 负 责 设 定 接 收 中 心 服 务 器 指 令 进 行 周 期 测 试 点 名 测 试 联 动 测 试 和 上 报 数 据 (2)OTDR 光 时 域 反 射 仪 : 负 责 接 收 工 控 机 指 令 进 行 打 光 测 试 (3)OSW 程 控 光 开 关 : 负 责 接 收 工 控 机 指 令 选 择 打 光 测 试 路 由, 解 决 OTDR 只 能 一 对 一 方 向 打 光 测 试 (4) 光 电 收 发 器 或 协 议 转 换 器 : 负 责 光 缆 监 测 系 统 数 据 传 输 的 通 道 2.3 测 试 方 式 1 周 期 测 试, 远 端 RTU 站 点 按 照 每 日 设 定 的 时 间 进 行 周 期 性 测 试, 并 将 打 光 测 试 的 图 形 数 据 传 回 光 缆 监 测 数 据 服 务 器, 便 于 后 期 统 计 分 析 2 点 名 测 试, 具 有 操 作 权 限 的 维 护 人 员 通 过 客 户 端 对 指 定 站 点 的 测 试 路 由 进 行 打 光 测 试, 查 看 测 试 结 果 进 行 故 障 分 析 3 告 警 联 动 测 试, 通 过 协 议 服 务 器 获 取 中 兴 网 管 上 的 传 输 告 警 信 息, 对 关 联 的 测 试 路 由 进 行 打 光 测 试, 定 位 故 障 位 置 2.4 应 用 效 果 光 缆 监 测 系 统 通 过 对 光 缆 监 测 周 期 测 试 历 史 数 据 曲 线 的 分 析, 得 出 光 缆 劣 化 的 过 程 和 对 光 缆 预 警, 及 时 发 现 隐 患, 提 前 采 取 维 护 措 施 劣 化 曲 线 : 通 过 对 长 期 积 累 的 光 缆 曲 线 的 统 计 和 分 析, 得 出 光 缆 衰 减 曲 线, 并 针 对 每 一 个 事 件 点 的 变 化 得 出 分 析 结 果 报 告 下 图 为 阿 勒 泰 - 北 屯 段 光 缆 质 量 损 耗 不 断 增 大, 需 进 行 核 查, 排 除 隐 患 2
光 缆 监 测 系 统 在 发 现 光 缆 传 输 故 障 时 效 性 和 光 缆 质 量 预 警 方 面 作 用 突 出 应 用 实 例 :(1)2012 年 7 月 5 日, 光 缆 监 测 系 统 提 示 岔 西 - 八 盘 水 磨 方 向 距 岔 西 中 继 站 45.12 公 里 处 有 光 缆 断 纤 告 警, 与 专 业 网 管 对 比 后 确 认 存 在 光 缆 中 断 故 障 若 按 照 传 统 光 缆 断 纤 维 护 方 法, 维 护 人 员 首 先 携 带 手 持 OTDR 前 往 告 警 网 元 临 近 中 继 站, 进 行 打 光 计 算 排 查 确 定 故 障 点 位 置, 然 后 再 赶 往 该 故 障 点, 这 样 定 位 故 障 点 一 般 在 45 分 钟 左 右, 然 而 使 用 光 缆 监 测 系 统 进 行 监 控 和 故 障 定 位,5 分 钟 内 即 可 定 位 出 故 障 点, 极 大 的 缩 短 了 故 障 处 理 时 间 (2)2013 年 3 月 9 日, 光 缆 监 测 系 统 周 期 测 试 提 示 阿 勒 泰 到 福 海 段 光 缆 光 功 率 衰 减 过 大, 存 在 隐 患 经 查, 光 缆 光 功 率 衰 减 过 大 是 由 于 阿 勒 泰 地 区 冬 雨 天 气 造 成, 维 护 人 员 赶 至 现 场 立 即 进 行 抢 修, 避 免 了 后 期 造 成 的 光 缆 中 断 故 障 预 警 告 警 将 实 际 的 维 护 工 作 提 前, 为 故 障 处 理 赢 得 了 宝 贵 的 时 间 3 光 缆 监 测 系 统 的 优 化 改 造 因 光 缆 线 路 资 源 越 来 越 紧 张, 现 网 光 缆 监 测 系 统 采 用 3 芯 监 测 方 式 部 分 段 落 已 无 备 用 纤 芯, 影 响 到 了 光 缆 线 路 的 使 用 为 解 决 现 网 光 缆 资 源 紧 张 的 问 题, 在 不 影 响 光 缆 监 测 系 统 正 常 工 作 的 情 况 下, 更 换 光 缆 监 测 方 式, 由 3 芯 监 测 方 式 更 换 为 1 芯 监 测 方 式, 把 光 缆 监 测 系 统 占 用 的 3 芯 更 改 为 1 芯, 释 放 光 缆 资 源 3.1 光 缆 监 测 方 式 1 3 芯 监 测 方 式 当 富 余 纤 芯 较 多 时, 可 采 用 3 芯 监 测 方 式 在 离 线 测 试 方 式 下, 监 测 备 用 光 纤, 以 实 现 光 功 率 实 时 告 警 监 测 采 用 周 期 自 动 或 人 工 方 式, 激 活 ODTR 向 备 纤 发 送 光 信 号, 然 后 在 测 试 端 进 行 光 功 率 检 测 加 入 的 光 源 可 选 用 1310nm 1550nm 和 1625nm 三 种 波 长 中 的 任 一 波 长, 这 种 方 式 下 不 需 要 WDM 波 分 复 用 设 备 同 时 可 通 过 网 管 系 统 传 来 的 光 纤 告 警 信 号, 系 统 立 即 激 活 OTDR 测 试 该 芯 线, 进 行 精 确 的 故 障 判 断 与 定 位, 具 体 监 测 方 案 如 下 图 : 现 网 3 芯 监 测 方 式 在 纤 芯 占 用 上 分 为 两 部 分 : (1)OTDR 打 光 测 试 占 用 1 芯 (OTDR 占 用 1 芯 ) (2) 测 试 后 的 数 据 传 输 占 用 2 芯 ( 光 电 收 发 器, 收 发 各 占 1 芯, 共 2 芯 ) 所 以 远 端 RTU 监 测 站 完 成 正 常 的 打 光 测 试 和 数 据 上 报 需 占 用 3 芯 资 源 如 下 图 所 示 : 3
光 纤 收 发 器, 是 一 种 将 短 距 离 的 双 绞 线 电 信 号 和 长 距 离 的 光 信 号 进 行 互 换 的 以 太 网 传 输 媒 体 转 换 单 元, 用 于 光 纤 信 号 信 息 的 发 送 接 收 2 1 芯 监 测 方 式 对 于 空 余 纤 芯 较 少 的 光 缆, 可 以 采 用 1 芯 监 测 方 式 完 成 相 关 测 试 功 能 的 需 要 增 加 CWDM 设 备 替 换 原 有 的 光 电 收 发 器 根 据 中 继 站 实 际 情 况 布 放 尾 纤,OTDR 通 过 光 开 关 OSW 输 出 口 连 接 尾 纤, 然 后 接 至 CWDM 设 备 相 应 的 1550 光 测 试 口, 并 将 干 线 光 纤 跳 接 至 CWDM 设 备 对 应 的 com 复 用 口, RTU 站 点 将 工 控 机 网 线 接 至 CWDM 设 备 的 网 口 工 作 原 理 图 如 下 图 示 : CWDM 设 备 利 用 光 复 用 器 将 不 同 波 长 的 光 信 号 复 用 至 单 根 光 纤 进 行 传 输, 在 链 路 的 接 收 端, 借 助 光 解 复 用 器 将 光 纤 中 的 混 合 信 号 分 解 为 不 同 波 长 的 信 号, 连 接 到 相 应 的 接 收 设 备 3.2 实 施 效 果 对 比 在 现 网 选 取 高 泉 - 精 河 段 光 纤 ( 纤 长 121.51KM, 光 纤 规 格 :G.655), 针 对 两 种 监 测 方 式 进 行 打 光 测 试, 监 测 故 障 点 距 离 的 误 差 结 果 如 下 表 : 故 障 点 (km) 序 号 故 障 点 (km) 故 障 点 损 耗 (db) 故 障 点 损 耗 ( db) (3 芯 监 测 差 值 (km) 差 值 (db) (1 芯 监 测 方 式 ) (3 芯 监 测 方 式 ) (1 芯 监 测 方 式 ) 方 式 ) 1 8.2397 8.4767 0.237 0.07 0.055-0.015 2 12.2614 12.4821 0.2207 0.127 0.129 0.002 4
3 21.3676 21.5719 0.2043 0.134 0.148 0.014 4 25.749 25.9697 0.2207 0.094 0.095 0.001 5 45.6616 45.8578 0.1962 0.054 0.054 0 6 53.6887 53.844 0.1553 0.076 0.06-0.016 7 59.6886 59.8767 0.1881 0.078 0.102 0.024 8 64.5796 63.8003-0.7793 0.168 0.168 0 9 67.6014 67.6913 0.0899 0.103 0.103 0 10 71.6068 71.8602 0.2534 0.103 0.097-0.006 11 79.6339 79.8955 0.2616 0.072 0.063-0.009 12 83.7074 84.1216 0.4142 0.087 0.086-0.001 13 101.3939 102.1295 0.7356 0.027 0.074 0.047 14 104.1241 104.5737 0.4496 0.2037 0.121-0.0827 15 112.5763 113.1485 0.5722 0.246 0.338 0.092 16 115.4863 117.8078 2.3215 0.4760 0.611 0.135 17 115.7479 0.6510 经 测 试 结 果 对 比, 由 上 表 可 以 看 出,3 芯 监 测 方 式 与 1 芯 监 测 方 式 判 断 故 障 点 位 置 存 在 误 差, 经 过 CWDM 设 备 后 故 障 点 距 离 加 大, 故 障 点 距 离 判 断 误 差 的 平 均 值 为 0.3147KM, 故 障 点 损 耗 误 差 的 平 均 值 为 0.0252dB 此 段 光 缆 全 长 121.51KM, 不 过 CWDM 设 备 时 平 均 损 耗 值 为 0.212dB/KM, 整 段 损 耗 值 为 25.652dB, 过 CWDM 设 备 时 平 均 损 耗 值 为 0.230dB/KM, 全 程 损 耗 值 为 27.83dB 由 于 长 距 离 光 缆 线 路 上 损 耗 过 大, 再 加 上 两 端 增 加 CWDM 设 备 后 增 加 损 耗,OTDR 必 须 增 加 脉 冲 宽 度, 脉 冲 宽 度 的 增 加 致 使 精 度 降 低, 在 112KM 处 距 离 误 差 开 始 加 大,115KM 以 上 开 始 出 现 较 强 杂 波, 无 法 准 确 判 断 故 障 点 3.3 系 统 优 化 改 造 依 据 上 述 对 比, 通 过 CWDM 设 备 将 3 芯 信 号 复 用 到 1 芯 上, 衰 耗 较 3 芯 监 测 方 式 大 在 光 缆 段 较 短 的 线 路 段 影 响 不 明 显, 在 光 纤 长 度 较 长 ( 超 过 114Km) 的 线 路 段 上,OTDR 检 测 故 障 点 距 离 误 差 会 出 现 较 大 波 动 ( 误 差 范 围 大 于 2Km), 影 响 故 障 点 准 确 定 位 故 现 网 光 缆 监 测 系 统 优 化 改 造 方 案 为 : 更 换 光 缆 监 测 方 式, 释 放 光 缆 资 源, 由 3 芯 监 测 方 式 更 换 为 1 芯 监 测 方 式, 增 购 CWDM 设 备 替 换 原 所 有 光 电 转 换 设 备 对 于 光 缆 段 较 短 的 线 路, 由 于 两 种 光 缆 监 测 方 式 的 误 差 值 不 大, 直 接 对 系 统 实 施 优 化 改 造 对 于 光 缆 段 较 长 的 线 路, 根 据 实 际 维 护 需 求, 增 补 RTU 监 测 站 点, 确 保 测 试 范 围 和 故 障 点 定 位 现 网 中 对 于 缆 线 路 较 长 的 高 泉 - 精 河 段 增 补 1 个 RTU 监 测 站 点, 缩 短 监 测 距 离, 实 现 两 端 打 光 测 试, 提 高 断 点 定 位 精 度 4 结 束 语 5
在 原 有 光 缆 监 测 系 统 基 础 上 进 行 优 化 改 造, 将 3 芯 监 测 方 式 改 为 1 芯 监 测 方 式, 既 保 障 了 原 有 的 维 护 模 式, 又 极 大 程 度 地 释 放 了 光 缆 资 源 并 且 改 造 只 需 替 换 原 有 的 光 电 收 发 器 即 可 实 现, 相 比 建 设 同 等 规 模 系 统, 则 很 大 程 度 地 节 省 了 投 资 费 用 参 考 资 料 : [1] 光 缆 线 路 自 动 监 测 系 统 技 术 条 件 中 华 人 民 共 和 国 信 息 产 业 部 1998.12.29 发 布 [2] 粗 波 分 复 用 (CWDM) 系 统 技 术 要 求 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 2013.4.25 发 布 作 者 简 介 : 何 玉 蓉, 女, 出 生 于 1975 年 4 月, 大 学 本 科,1996 年 7 月 毕 业 于 重 庆 邮 电 学 院 移 动 通 信 专 业, 后 通 过 计 算 机 通 信 工 程 独 立 本 科 段 自 学 考 试, 获 取 重 庆 邮 电 学 院 学 士 学 位 现 工 作 于 中 国 移 动 通 信 集 团 新 疆 有 限 公 司 计 划 部, 工 程 师 学 术 荣 誉 称 号 暂 无, 主 要 科 技 成 果 : 参 与 公 司 第 二 届 QC 小 组 成 果 发 表, 获 优 秀 奖 通 信 地 址 : ( 审 稿 : 金 春 来 ) 流 量 分 析 控 制 系 统 的 搭 建 与 技 术 对 比 中 国 移 动 通 信 公 司 新 疆 有 限 公 司 何 玉 蓉 摘 要 : 流 量 分 析 控 制 系 统, 就 是 采 用 先 进 的 特 征 识 别 技 术, 实 时 高 效 检 测 出 链 路 上 的 各 种 业 务 和 应 用, 对 用 户 业 务 流 量 实 施 有 效 控 制 关 键 词 : 流 量 报 文 流 量 控 制 检 测 技 术 1 背 景 随 着 国 内 互 联 网 的 发 展 演 化, 以 及 互 联 网 上 业 务 类 型 日 渐 复 杂, 对 于 网 络 上 的 流 量 监 测 和 分 析 变 得 非 常 必 要 而 目 前 的 全 媒 体 时 代, 各 种 新 业 务 新 应 用 层 出 不 穷, 在 增 强 用 户 对 网 络 的 黏 粘 性 同 时, 也 大 量 占 用 了 网 络 带 宽 资 源 宽 带 运 营 商 日 益 面 临 带 宽 扩 容 压 力, 而 如 P2P VoIP 等 业 务 的 兴 起 更 是 影 响 到 互 联 网 的 健 康 发 展, 从 向 用 户 提 供 差 异 化 服 务 和 精 细 化 带 宽 经 营 的 目 的 出 发, 运 营 商 都 迫 切 需 要 对 用 户 业 务 流 量 实 施 有 效 控 制 流 量 分 析 控 制 系 统, 就 是 采 用 先 进 的 特 征 识 别 技 术, 实 时 高 效 检 测 出 链 路 上 的 各 种 业 务 和 应 用, 并 结 合 运 营 管 理 需 求, 结 合 划 分 的 用 户 群 组 进 行 业 务 统 计 和 带 宽 控 制, 实 现 对 用 户 业 务 流 量 的 有 效 控 制, 充 分 挖 掘 带 宽 资 源 潜 力, 逐 步 向 按 价 值 分 配 资 源 的 全 面 运 营 模 式 转 变 2 流 量 分 析 控 制 的 相 关 技 术 2.1 业 务 检 测 要 求 6
普 通 报 文 检 测 技 术 仅 分 析 IP 包 的 4 层 以 下 的 内 容, 包 括 源 地 址 目 的 地 址 源 端 口 目 的 端 口 以 及 协 议 类 型, 而 业 务 检 测 除 了 对 前 面 的 层 次 分 析 外, 还 增 加 了 应 用 层 分 析, 识 别 各 种 应 用 及 其 内 容, 通 过 对 数 据 报 文 的 应 用 层 载 荷 内 容 进 行 探 测, 从 而 确 定 报 文 所 承 载 的 真 正 业 务 基 本 概 念 如 下 图 所 示 : 目 前, 业 务 检 测 技 术 主 要 有 端 口 检 测 特 征 分 析 关 联 识 别 和 基 于 行 为 特 征 的 检 测 常 用 网 络 协 议 有 很 多, 大 致 都 可 以 分 为 非 加 密 应 用 层 协 议 和 加 密 应 用 层 协 议 两 种 1 非 加 密 应 用 层 协 议, 大 部 分 协 议 都 基 于 TCP 和 UDP, 且 有 固 定 的 端 口 号, 或 多 或 少 也 会 有 特 征 字 标 识, 可 使 用 端 口 检 测 特 征 分 析 方 式, 来 判 断 数 据 报 文 属 于 哪 一 种 协 议 对 某 些 协 议 而 言, 其 关 键 字 也 会 被 其 他 协 议 使 用, 这 些 关 键 字 不 能 作 为 该 协 议 的 独 立 特 征, 还 要 根 据 后 续 协 议 报 文 的 其 他 特 殊 关 键 字 来 确 认, 则 需 采 用 的 是 多 报 文 特 征 关 联 识 别 技 术 2 对 复 杂 的 加 密 的 协 议 而 言, 没 有 特 征 关 键 字 可 以 作 为 识 别 的 特 征, 则 需 使 用 基 于 行 为 特 征 的 监 测 方 式 进 行 分 析 识 别 目 前 骨 干 网 中 隧 道 类 的 流 量 越 来 越 多, 最 典 型 的 莫 过 于 可 以 带 多 层 标 签 的 MPLS 报 文 标 签 交 换 技 术 已 经 取 代 了 传 统 的 纯 IP 报 文 转 发 成 为 目 前 的 主 流 流 量 转 发 方 式, 对 这 类 报 文 的 协 议 检 测 是 相 当 重 要 的 2.2 DPI 与 DFI 检 测 技 术 DPI:Deep Packet Inspection 深 度 包 检 测 技 术,DPI 技 术 是 一 种 基 于 应 用 层 的 流 量 检 测 和 控 制 技 术 通 过 深 度 分 析 报 文 净 荷 中 的 特 征 指 纹 Signature 进 行 业 务 识 别, 是 目 前 识 别 协 议 和 应 用 最 重 要 的 技 术 手 段 基 于 关 键 字 应 用 层 特 征 行 为 模 式 及 启 发 式 进 行 分 类 DFI:Deep Flow Inspection 深 度 流 检 测 技 术,DFI 技 术 是 一 种 基 于 流 量 行 为 的 应 用 识 别 技 术 通 过 不 同 业 务 流 的 流 量 统 计 规 律 和 连 接 规 律 进 行 业 务 识 别, 例 如 连 接 速 率 流 持 续 时 间 报 文 长 度 分 布 等 基 于 五 元 组 流 统 计 特 征 和 连 接 行 为 进 行 分 类 技 术 对 比 :(1) 采 用 DPI 技 术 由 于 要 逐 包 进 贤 拆 包 操 作, 并 与 后 台 数 据 库 进 行 匹 配 对 比 ; 采 用 DFI 技 术 进 行 流 量 分 析 仅 需 将 流 量 特 征 与 后 台 流 量 模 型 比 较 即 可 (2)DPI 技 术 需 要 紧 跟 新 协 议 和 新 型 应 用 的 产 生 而 不 断 升 级 后 台 应 用 数 据 库 ;DFI 技 术 则 因 同 一 类 型 的 新 应 用 与 旧 应 用 的 流 量 特 征 不 会 出 现 大 的 变 化 而 不 需 要 频 繁 升 级 流 量 行 为 模 型 (3)DPI 采 用 采 用 逐 包 分 析 模 式 匹 配 技 术, 可 对 流 量 中 的 具 体 应 用 类 型 和 协 议 做 到 比 较 准 确 的 识 别 ;DFI 仅 对 流 量 行 为 分 析, 只 能 对 应 用 类 型 进 行 笼 统 分 类, 但 DFI 在 对 新 应 用 识 别 和 加 密 协 议 识 别 方 面 有 一 定 优 势 因 此, 流 控 系 统 应 采 用 DPI 和 DFI 相 结 合 的 方 式 对 流 量 进 行 分 析 控 制 3 流 量 分 析 控 制 系 统 的 构 建 与 技 术 对 比 7
3.1 流 量 分 析 控 制 系 统 的 构 建 3.1.1 系 统 构 架 与 部 署 流 量 分 析 控 制 系 统 的 硬 件 部 署 主 要 包 括 : 流 量 监 控 设 备 和 系 统 核 心 处 理 设 备 流 量 监 控 探 针 设 备 为 前 端 设 备, 其 线 路 接 口 要 求 支 持 GE 2.5G POS 10G POS, 支 持 报 文 的 线 速 处 理, 完 成 报 文 封 装 解 析, 支 持 LAN VLAN SVLAN PPPOE PPPOE Over VLAN MPLS VPN 隧 道 等 报 文 封 装 类 型 的 自 动 解 析, 实 现 报 文 采 集 报 文 特 征 关 键 字 匹 配 协 议 字 段 提 取 能 等 功 能 部 署 方 式 一 : 串 接 方 式 流 量 监 控 设 备 串 接 到 网 间 互 连 链 路 中, 一 般 是 二 层 透 传, 不 需 要 配 置 IP 地 址 串 接 方 式 对 设 备 性 能 可 靠 性 要 求 很 高 串 接 方 式 的 优 点 有 : 流 量 控 制 效 果 好, 利 用 令 牌 桶 和 流 量 整 形 可 以 精 确 地 控 制 流 量 缺 点 是 引 入 了 故 障 点 为 了 增 强 设 备 的 可 靠 性, 一 般 在 设 备 前 端 配 置 光 路 保 护 器, 从 而 在 流 量 控 制 设 备 需 要 升 级 或 者 出 现 故 障 时, 把 对 现 网 的 影 响 降 到 最 小 网 络 A 流 量 监 控 设 备 网 络 B 部 署 方 式 二 : 并 接 方 式 用 分 光 器 将 网 间 互 连 链 路 的 光 信 号 分 一 部 分 到 流 量 监 控 设 备, 不 影 响 原 链 路 中 的 数 据 传 输 旁 路 方 式 下 传 统 的 基 于 流 量 整 形 的 流 量 控 制 和 管 理 技 术 不 再 适 用, 而 是 采 用 干 扰 的 方 式 进 行 流 量 控 制, 干 扰 包 由 流 量 控 制 设 备 发 送 到 网 络 中 旁 路 方 式 对 TCP 流 和 UDP 流 采 用 不 同 的 控 制 策 略 由 于 TCP 是 面 向 连 接 的, 旁 路 方 式 对 其 控 制 方 式 就 是 发 送 RESET 或 FIN 包, 拆 除 连 接 UDP 是 无 连 接 的, 旁 路 方 式 目 前 对 其 还 没 有 有 效 的 控 制 方 法, 常 用 的 就 是 发 送 伪 造 包, 劣 化 通 信 质 量 网 络 A 核 心 处 理 设 备 主 要 由 采 集 处 理 服 务 器 WEB 应 用 服 务 器 及 数 据 库 服 务 器 组 成 采 集 各 流 量 监 控 探 针 设 备 的 流 量 分 析 数 据, 同 步 和 控 制 接 口, 进 行 数 据 分 类 和 归 并, 存 储 于 数 据 库 中, 实 现 名 策 略 控 制 关 联 分 析 权 限 控 制 系 统 管 理 等 功 能 3.1.2 系 统 功 能 流 量 监 控 设 备 网 络 B 8
流 量 控 制 分 析 系 统 通 过 对 网 络 关 键 点 处 的 流 量 和 报 文 内 容 进 行 实 时 检 测 分 析, 根 据 事 先 定 义 的 策 略 对 检 测 流 量 进 行 过 滤 控 制, 完 成 所 在 链 路 的 业 务 精 细 化 识 别 业 务 流 量 流 向 分 析 业 务 流 量 占 比 统 计 业 务 占 比 整 形, 以 及 流 标 记 和 滥 用 P2P 的 控 制 系 统 主 要 包 括 以 下 七 项 功 能 : (1) 流 量 识 别 分 析 流 控 系 统 具 备 流 量 特 征 采 集 及 应 用 识 别 分 析 功 能, 能 够 识 别 VoIP 应 用 P2P 应 用 流 媒 体 应 用 基 于 P2P 的 流 媒 体 应 用 其 它 知 名 网 络 应 用 (HTTP FTP SMTP POP3 等 ) 移 动 自 有 数 据 业 务 协 议 等 并 能 根 据 流 量 特 征 对 加 密 的 应 用 进 行 识 别 具 备 实 时 的 业 务 类 型 识 别 和 统 计 能 力, 通 过 对 数 据 包 全 包 分 析, 发 现 异 常 行 为 和 异 常 流 量 (2) 流 量 流 向 分 析 流 控 系 统 能 够 根 据 接 入 类 型 出 口 节 点 目 的 地 等 维 度 进 行 各 类 业 务 的 流 量 流 向 统 计 分 析 (3) 流 量 控 制 流 量 控 制 系 统 可 以 对 链 路 双 方 向 同 时 进 行 独 立 控 制, 支 持 基 于 源 地 址 目 的 地 址 协 议 号 源 端 口 目 的 端 口 及 其 任 意 组 合 的 流 量 限 制, 支 持 按 域 名 流 控, 支 持 对 加 密 流 量 未 识 别 流 量 全 局 流 量 的 控 制, 支 持 对 符 合 条 件 的 流 量 进 行 流 量 整 形 等 流 量 通 用 管 控 功 能 系 统 支 持 根 据 一 段 时 期 的 流 量 变 化 特 征, 通 过 一 定 算 法 自 动 给 出 流 控 策 略 建 议, 并 可 根 据 用 户 的 配 置, 智 能 对 流 量 进 行 管 控 (4) 网 站 分 析 流 控 系 统 可 以 分 域 名 统 计 访 问 次 数 访 问 流 量, 记 录 对 应 域 名 的 访 问 IP 地 址 ; 具 备 网 站 排 名 统 计 功 能 ; 可 按 照 流 向 对 网 站 的 流 量 点 击 量 进 行 统 计 等 ; 可 对 选 取 的 域 名 进 行 特 定 流 向 的 访 问 次 数 访 问 流 量 的 统 计 (5) 域 名 封 堵 功 能 流 控 系 统 具 备 配 置 域 名 黑 名 单 功 能, 可 根 据 域 名 黑 名 单 实 施 封 堵 功 能, 支 持 精 确 域 名 封 堵 和 模 糊 域 名 封 堵 具 备 与 不 良 信 息 监 测 系 统 的 接 口 联 动 能 力, 用 于 传 送 封 堵 / 解 封 非 法 内 容 网 站 相 关 信 息, 净 化 网 络 内 容 (6) 异 常 流 量 检 测 流 控 系 统 能 够 检 测 具 有 异 常 流 量 特 征 的 大 规 模 安 全 事 件, 如 分 布 式 拒 绝 服 务 攻 击 (DDOS) 网 络 蠕 虫 等 ; 能 够 对 检 测 发 现 的 各 类 攻 击 流 量 进 行 过 滤, 并 生 成 可 以 采 用 人 工 方 式 部 署 到 其 它 互 联 网 设 备 上 的 策 略 ; 具 备 将 检 测 发 现 的 DDOS 攻 击 以 外 的 异 常 流 量 数 据 包 实 时 导 出 的 扩 展 能 力, 为 未 来 进 行 深 度 分 析 确 定 攻 击 特 征 制 定 封 堵 策 略 等 工 作 提 供 基 础 数 据 (7) 用 户 特 征 分 析 对 单 用 户 大 客 户 重 点 用 户 群 自 定 义 用 户 群 组 等 不 同 维 度 划 分 的 用 户 群 作 为 分 析 目 标 ; 对 分 析 目 标 群 体 或 单 用 户 进 行 业 务 使 用 内 容 偏 好 上 网 行 为 终 端 偏 好 ( 类 型 / 品 牌 / 操 作 系 统 ) 流 向 搜 索 关 键 词 的 多 种 分 析 3.2 流 量 分 析 控 制 系 统 的 技 术 对 比 (1) 串 接 方 式 与 并 接 方 式 对 比 串 接 方 式 下, 将 前 端 流 量 监 控 设 备 串 接 到 上 下 游 两 台 数 据 设 备 之 间 的 链 路 中, 原 数 据 流 量 全 部 流 经 前 端 流 量 监 控 设 备, 完 成 分 析 流 控 和 转 发 串 接 方 式 要 求 前 端 流 量 监 控 设 备 对 源 网 络 实 现 链 9
路 层 透 明 转 发, 不 增 加 新 的 路 由 跳 数 其 优 点 在 于 可 以 对 所 有 数 据 包 进 行 处 理 和 控 制, 流 控 直 接 有 效, 控 制 精 度 高 串 接 方 式 要 求 部 署 旁 路 保 护 设 备, 在 流 控 前 端 设 备 掉 电 或 故 障 时 自 动 切 换 到 旁 路 状 态, 即 恢 复 原 数 据 通 路 不 影 响 正 常 通 信 并 接 方 式 通 过 在 监 测 链 路 上 部 署 分 光 器 件 对 链 路 流 量 进 行 物 理 分 光, 将 业 务 流 量 复 制 一 份 到 流 量 监 控 设 备 中, 原 数 据 报 文 不 发 生 改 变 进 行 传 输, 也 可 以 通 过 交 换 机 端 口 镜 像 实 现 流 量 监 控 设 备 通 过 旁 路 方 式, 进 行 流 量 采 集 监 测 上 报, 通 过 向 业 务 源 端 或 目 的 端 发 送 伪 造 的 控 制 数 据 包, 实 现 在 业 务 流 的 源 端 或 目 的 端 降 低 流 量 或 中 断 该 数 据 流 发 送 干 扰 包 的 方 式 只 能 对 面 向 连 接 的 业 务 和 实 现 拆 连 接 的 操 作, 对 于 部 分 无 连 接 业 务 无 法 实 现 流 量 控 制 (2) 双 向 检 测 与 单 向 检 测 方 式 对 比 双 向 流 量 监 控 可 以 识 别 请 求 和 响 应 双 向 协 议, 识 别 和 控 制 交 互 式 应 用 更 准 确 单 向 监 控 无 法 获 取 业 务 的 内 容 和 质 量 双 向 监 控 可 以 进 行 单 方 向 的 控 制, 或 对 于 出 入 境 流 量 采 用 不 同 的 限 制 策 略, 流 量 控 制 手 段 更 丰 富, 策 略 能 力 更 强 大 DFI 流 量 识 别 算 法 在 双 向 监 控 情 况 下 比 单 向 更 加 准 确 和 有 效 单 向 监 控 只 能 提 供 部 分 信 令 信 息, 无 法 获 得 全 面 的 流 量 数 据 尤 其 是 基 于 统 计 计 费 等 应 用, 双 向 监 控 能 采 集 到 更 多 用 户 行 为 信 息 (3) 令 牌 桶 流 控 与 伪 造 报 文 方 式 对 比 令 牌 桶 流 控 方 式 : 该 流 控 处 理 流 程 分 三 部 分, 第 一 部 分 是 策 略 匹 配, 对 于 到 达 的 报 文, 首 先 需 要 进 行 策 略 匹 配, 对 于 未 匹 配 策 略 的 报 文, 直 接 发 送, 不 需 要 进 行 流 控 处 理 对 于 匹 配 策 略 的 报 文, 将 通 过 令 牌 桶 经 过 令 牌 桶 的 报 文, 需 要 根 据 流 控 方 式 的 不 同 做 不 同 的 处 理 令 牌 桶 流 控 方 式 运 用 于 串 联 流 控 技 术, 主 要 是 通 过 约 定 访 问 速 率 (CAR) 限 制 报 文 的 流 量, 进 行 流 量 控 制 在 令 牌 桶 算 法 中, 对 于 超 过 约 定 速 率 的 报 文 主 要 采 用 的 是 报 文 丢 弃 的 方 式 进 行 流 量 限 制 的 伪 造 报 文 方 式 : 根 据 数 据 流 识 别 的 结 果, 针 对 TCP 流 量, 复 制 数 据 流 的 IP 五 元 组 信 息, 并 交 换 源 / 目 的 IP TCP 端 口 号, 伪 造 成 为 数 据 流 连 接 的 对 端, 发 送 标 准 的 TCP Reset/FIN 数 据 包, 中 断 该 数 据 流 的 连 接, 或 者 引 发 TCP 重 传, 达 到 流 量 控 制 的 目 的 该 方 式 运 用 于 并 联 流 控 技 术 对 于 UDP 无 连 接 报 文, 一 般 发 送 伪 造 包, 劣 化 通 信 质 量 无 有 效 的 控 制 方 法 伪 造 用 户 干 扰 报 文 类 似 黑 客 行 为, 容 易 被 发 现 遭 投 诉 且 存 在 法 律 风 险 ; 向 网 络 注 入 非 法 报 文 导 致 异 常 流 量 增 加, 也 不 符 合 安 全 网 络 运 行 的 要 求 4 结 束 语 10
依 据 上 述 技 术 对 比, 流 量 分 析 控 制 系 统 的 建 设 将 最 终 选 用 串 接 方 式 部 署, 流 量 监 控 探 针 设 备 部 署 在 各 出 口 链 路 所 在 局 点, 各 局 点 通 过 专 线 直 连 方 式 与 后 端 分 析 设 备 互 连 参 考 资 料 : [1] 中 国 移 动 网 络 流 量 分 析 控 制 系 统 技 术 规 范 ( 企 业 标 准 ) 作 者 简 介 : 何 玉 蓉, 女, 出 生 于 1975 年 4 月, 大 学 本 科,1996 年 7 月 毕 业 于 重 庆 邮 电 学 院 移 动 通 信 专 业, 后 通 过 计 算 机 通 信 工 程 独 立 本 科 段 自 学 考 试, 获 取 重 庆 邮 电 学 院 学 士 学 位 现 工 作 于 中 国 移 动 通 信 集 团 新 疆 有 限 公 司 计 划 部, 工 程 师 学 术 荣 誉 称 号 暂 无, 主 要 科 技 成 果 : 参 与 公 司 第 二 届 QC 小 组 成 果 发 表, 获 优 秀 奖 ( 审 稿 : 阿 丽 娅 ) 移 动 智 能 终 端 的 使 用 对 移 动 网 络 影 响 分 析. 新 疆 联 通 分 公 司 刘 波 摘 要 : 随 着 移 动 通 信 技 术 和 网 络 的 发 展, 移 动 智 能 终 端 的 应 用 越 来 越 广 泛 移 动 终 端 在 给 用 户 带 来 崭 新 的 用 户 体 验 与 生 活 便 利 的 同 时, 也 对 移 动 网 络 带 来 巨 大 冲 击 与 影 响 本 文 通 过 对 智 能 手 机 与 不 同 于 普 通 手 机 的 特 点 分 析 以 及 智 能 终 端 的 给 网 络 带 来 的 网 络 流 量 的 剧 增 信 令 风 暴 和 网 络 安 全 新 的 挑 战 等 问 题, 并 对 这 些 新 问 题 进 行 分 析 和 讨 论, 关 键 词 : 智 能 终 端 信 令 风 暴 状 态 转 换 1 概 述 用 户 在 随 着 移 动 互 联 网 时 代 的 到 来, 智 能 手 机 由 于 软 件 丰 富 功 能 强 大, 已 经 被 越 来 越 多 的 用 户 使 用 大 量 的 联 网 应 用 给 用 户 带 来 便 利 的 同 时, 也 快 速 消 耗 着 网 络 的 流 量 和 处 理 能 力 数 据 显 示, 智 能 手 机 用 户 所 产 生 的 数 据 流 量 占 整 个 网 络 数 据 流 量 的 80% 以 上 此 外, 智 能 手 机 还 产 生 了 大 量 的 额 外 信 令 负 荷, 导 致 网 络 拥 塞 掉 话 拒 绝 接 入 等 诸 多 问 题 2009 年 英 国 移 动 运 营 商 O2 的 高 层 就 由 人 们 使 用 智 能 手 机 引 起 的 部 分 网 络 故 障, 导 致 用 户 不 能 拨 打 电 话 的 事 件 向 其 终 端 用 户 道 歉 在 2009 年 下 半 年,O2 伦 敦 地 区 的 网 络 遭 遇 频 繁 网 络 问 题, 由 于 手 机 用 户 使 用 智 能 手 机 例 如 iphone 引 起 由 此 可 见 智 能 终 端 对 网 络 的 影 响 与 冲 击 也 影 响 也 越 来 越 显 著 2 智 能 终 端 的 特 点 移 动 智 能 终 端 ( I n t e l l i g e n t Mobile/Smart Terminal) 是 指 具 备 开 放 操 作 系 统 的 移 动 终 端, 支 持 用 户 安 装 和 卸 载 各 种 应 用 程 序, 并 提 供 开 放 的 应 用 程 序 开 发 接 口 以 供 第 三 方 开 发 应 用 程 序, 通 11
常 与 移 动 应 用 商 店 及 应 用 服 务 器 紧 密 结 合 来 灵 活 地 获 得 应 用 程 序 和 数 字 内 容 一 般 以 智 能 手 机 平 板 电 脑 电 子 阅 读 器 等 为 代 表 [1] 智 能 终 端 的 业 务 特 点 与 普 通 的 手 机 有 着 明 显 的 区 别 :(1) 高 数 据 流 量 : 如 新 闻 浏 览, 音 乐 视 频 等 娱 乐 应 用 和 移 动 商 务 电 子 邮 件 等 应 用 (2) 少 量 话 务 带 来 高 信 令 负 荷 : 如 导 航, 定 位 与 即 时 通 信 等 业 务 (3) 控 制 层 面 占 用 大 量 资 源 给 网 络 带 来 很 大 冲 击 : 大 量 业 务 的 永 远 在 线 发 送 心 跳 与 快 速 休 眠 等 特 性 (4) 多 进 程 操 作 会 带 来 信 令 交 互 爆 发 式 增 长, 同 时 使 用 多 个 应 用 程 序, 相 比 一 次 只 使 用 一 个 应 用 程 序 来 说, 消 息 信 令 数 量 呈 线 性 增 长 根 据 中 国 互 联 网 络 信 息 中 心 (CNNIC) 数 据 显 示, 一 般 智 能 终 端 带 来 的 3 倍 于 普 通 手 机 的 网 络 负 荷, 而 IPHONE 用 户 给 网 络 带 来 的 负 荷 是 普 通 用 户 的 8 倍, 随 着 3G 网 络 的 发 展, 智 能 终 端 得 到 了 爆 发 式 发 展, 对 移 动 网 络 造 成 了 很 大 冲 击, 如 下 图 为 某 运 营 商 一 台 GGSN 流 量 变 化 图 图 ( 一 ) PS 业 务 上 下 行 流 量 变 化 3 智 能 终 端 对 网 络 的 影 响 按 照 3GPP 规 范,UE 在 网 络 中 有 两 种 基 本 运 行 模 式 :IDLE 和 CONNECT UE 开 机 后 停 留 在 IDLE 状 态 下 CONNECT 共 有 四 种 状 态 :CELL_PCH URA_PCH CELL_FACH 和 CELL_DCH 当 UE 完 成 RRC 连 接 建 立 后, 会 从 I D L E 转 移 到 C O N N E C T C E L L _F A C H / C E L L _ D C H ; 当 R R C 连 接 释 放 后, U E 从 CONNECT 转 到 IDLE UE 根 据 不 同 的 业 务 和 移 动 情 况, 可 以 在 IDLE 和 CONNECT 的 四 种 状 态 之 间 相 互 迁 移 如 下 图 ( 二 ) 12
图 ( 二 ) WCDMA 网 络 手 机 状 态 迁 移 图 信 令 风 暴 问 题 的 产 生, 是 多 方 面 问 题 引 起 的 综 合 效 应, 一 般 是 由 如 下 几 个 关 键 因 素 综 合 交 织 而 成 3.1 快 速 休 眠 特 性 造 成 激 活 信 令 (PDPActivation) 激 增, 造 成 网 络 拥 塞 和 过 载 大 部 分 智 能 手 机 配 置 大 尺 寸 显 示 屏 和 高 主 频 的 处 理 器, 并 且 使 用 频 率 高,, 所 以 耗 电 量 也 比 较 大 分 手 机 厂 家 为 了 降 低 耗 电 而 引 入 快 速 休 眠 (Pre-R7Fast Dormancy) 功 能, 强 制 将 手 机 由 高 功 耗 状 态 转 移 到 低 功 耗 状 态 快 速 休 眠 功 能 是 当 手 机 发 现 没 有 上 下 行 数 据 传 输 后, 向 RAN 发 送 SCRI (Signaling Connection Release Indication) 消 息, 使 得 RAN 将 手 机 从 RRC CONNECT 状 态 迁 移 到 IDLE 状 态 这 样 就 导 致 每 次 发 送 消 息 手 机 都 从 IDLE 状 态 转 换 到 其 他 状 态, 重 新 进 行 RRC request 和 RAB setup, 发 送 完 毕 又 强 制 释 放 连 接 手 机 频 繁 重 复 进 行 RRC 连 接 RAB 建 立 加 密 鉴 权 等 过 程, 在 网 络 中 产 生 大 量 信 令 负 荷, 给 RAN 控 制 面 带 来 巨 大 压 力, 导 致 RNC 上 处 理 信 令 负 荷 的 CPU 负 荷 过 载 ; 手 机 反 复 发 起 连 接 请 求, 引 起 瞬 间 信 令 激 增 数 倍 甚 至 几 十 倍, 形 成 信 令 风 暴, 从 而 网 络 性 能 急 剧 下 降 3.2 永 远 在 线 功 能 导 致 信 令 负 荷 过 载 智 能 终 端 上 丰 富 的 应 用 普 遍 要 求 周 期 性 地 向 应 用 服 务 器 发 送 报 文 保 证 用 户 永 远 在 线 的 状 态, 引 起 已 释 放 的 连 接 重 建 为 了 保 持 永 远 在 线 的 状 态, 智 能 手 机 一 般 每 隔 一 定 的 时 间 ( IM 天 气 和 地 图 等 应 用 客 户 端 向 服 务 器 不 断 发 送 心 跳, 保 持 其 永 远 在 线 状 态 ) 就 会 向 服 务 器 发 送 一 次 控 制 信 号, 而 服 务 器 也 会 对 其 控 制 信 号 做 出 反 馈, 表 明 已 知 晓 其 状 态 根 据 统 计, 智 能 终 端 上 的 这 类 软 件 所 引 发 的 无 线 信 令 流 量 是 传 统 非 智 能 终 端 的 10 倍 以 上, 这 进 一 步 增 加 了 智 能 手 机 产 生 的 信 令 3.3 新 型 服 务 引 起 小 流 量 和 频 繁 状 态 切 换 导 致 的 的 信 令 请 求 超 过 资 源 的 处 理 能 力 海 量 用 户 同 时 PS 在 线, 拥 有 PS RABs, 但 每 个 PS RAB 数 据 传 输 量 很 小 例 如 显 示 好 友 状 态, 这 些 行 为 不 传 输 或 者 只 传 输 非 常 少 量 的 数 据, 终 端 强 行 置 自 身 于 空 闲 状 态, 状 态 转 换 不 受 网 络 控 制 13
通 过 现 实 统 计 可 以 看 出 8% 的 智 能 手 机 产 生 了 55% 的 信 令 负 荷, 导 致 拥 塞 率 增 加, 呼 损 率 增 加, 网 络 质 量 下 降, 极 大 影 响 了 用 户 的 感 知 4 解 决 方 法 的 讨 论 智 能 手 机 为 省 电 而 频 繁 发 起 业 务 释 放 和 业 务 请 求, 从 而 产 生 大 量 信 令 为 了 解 决 这 一 问 题, 以 减 轻 对 网 络 负 荷 造 成 的 冲 击,RNC 可 以 通 过 控 制 UE 的 状 态 迁 移, 减 少 UE 发 起 信 令 连 接 / 释 放 的 次 数, 以 达 到 调 控 网 络 信 令 负 荷 的 目 的 具 体 解 决 策 略 如 下 : 4.1 结 合 业 务 特 点 和 用 户 行 为, 优 化 和 完 善 信 令 处 理 流 程 RAN 监 控 PS 业 务 的 用 户 面, 当 PS 业 务 用 户 面 在 一 段 时 间 内 没 有 数 据 传 输 时,RAN 将 在 用 户 面 下 发 心 跳 数 据, 从 而 使 得 UE 认 为 用 户 面 依 然 有 数 据 传 输, 不 再 发 送 SCRI 消 息 DRBC( 动 态 无 线 承 载 控 制 ) 算 法 在 此 处 依 然 有 效, 当 需 要 将 手 机 迁 移 到 其 他 状 态, 比 如 CELL_FACH URA_PCH 或 者 IDLE 态 时,DRBC 策 略 不 会 因 为 心 跳 数 据 而 中 断 另 外, 用 户 面 业 务 量 统 计 将 不 包 括 心 跳 数 据 [2] 该 方 法 可 以 在 保 证 用 户 业 务 体 验 的 前 提 下 大 幅 减 少 智 能 手 机 产 生 的 网 络 信 令, 从 而 降 低 网 络 的 控 制 面 负 荷 4.2 提 高 设 备 信 令 面 得 冗 余 度 提 升 RNC 和 NodeB 的 信 令 处 理 能 力, 加 强 设 备 尤 其 是 核 心 设 备 的 冗 余 度, 同 时, 同 时 完 善 系 统 过 载 保 护 机 制, 避 免 网 络 在 面 对 突 发 业 务 高 峰 时 因 过 载 而 导 致 全 局 瘫 痪 运 营 商 应 定 期 对 网 络 ( 特 别 是 网 络 信 令 面 ) 运 行 状 态 进 行 评 估 和 容 量 预 测, 及 时 掌 据 网 络 发 展 趋 势 并 调 整 建 网 和 运 维 策 略 网 络 建 设 必 须 充 分 考 虑 数 据 业 务 对 网 络 承 载 能 力 的 需 求, 注 重 语 音 和 数 据 协 同 建 设, 特 别 需 要 考 虑 智 能 手 机 带 来 的 影 响 4.3 对 用 户 行 为 业 务 和 手 机 特 性 进 行 全 面 的 评 估 分 析 优 化, 减 少 终 端 用 户 因 素 对 网 络 负 荷 的 影 响 密 切 关 注 各 类 型 的 用 户 应 用, 尤 其 是 各 类 高 端 时 尚 的 数 据 业 务 质 量 将 越 来 越 被 终 端 用 户 所 关 注, 需 要 建 立 主 动 全 面 系 统 的 数 据 业 务 端 到 端 质 量 监 控 及 提 升 机 制 4.4 运 营 企 业 应 加 强 与 终 端 制 造 商 的 沟 通 与 交 流, 需 要 规 范 智 能 应 用 程 序 开 发, 应 用 软 件 需 考 虑 降 低 在 线 心 跳 的 频 率, 对 上 线 应 用 进 行 充 分 测 试, 减 少 对 网 络 资 源 浪 费 手 机 操 作 系 统 需 要 避 免 频 繁 且 不 可 控 的 快 速 休 眠 5 经 验 总 结 随 着 WCDMA 网 络 3G 用 户 数 的 不 断 提 升, 智 能 终 端 数 越 来 越 多, 会 因 为 终 端 原 因 引 发 许 多 新 的 网 络 问 题, 需 要 特 别 关 注 参 考 资 料 : [1] 工 业 和 信 息 化 部 电 信 研 究 院. 移 动 终 端 白 皮 书 [R].2012 [2] 智 能 手 机 产 生 的 信 令 风 暴 解 决 方 案 研 究 窦 海 波 张 功 耀 乔 普 2012 中 国 国 际 信 息 通 信 展 专 刊 14
作 者 简 介 : 刘 波, 男,1974 年 5 月 31 日 出 生,2005 年 6 月 毕 业 于 四 川 大 学 模 式 识 别 与 智 能 系 统 专 业, 研 究 生 学 历, 工 学 硕 士, 目 前 在 中 国 联 通 新 疆 分 公 司 从 事 核 心 网 优 化 工 作, ( 审 稿 : 王 新 生 ) SDH 环 网 保 护 和 组 网 实 例 分 析 中 国 移 动 通 信 集 团 新 疆 有 限 公 司 石 河 子 市 分 公 司 邴 豆 豆 摘 要 : 传 输 网 络 是 电 信 行 业 业 务 网 络 的 基 础, 同 步 数 字 体 系 SDH 是 迄 今 为 止 发 展 最 为 成 熟, 应 用 最 为 广 泛 的 传 输 体 系 SDH 以 良 好 的 前 后 向 兼 容 性 实 现 了 二 个 时 代 的 平 稳 过 渡, 是 2G 时 代 的 最 优 传 输 体 系 本 文 从 SDH 基 本 原 理 入 手, 重 点 讨 论 它 的 环 网 保 护 机 制, 分 析 石 河 子 地 区 SDH 组 网 现 状, 利 用 OTNS Analyzer 中 国 移 动 传 输 网 络 结 构 优 化 评 估 工 具 对 石 河 子 SDH 进 行 了 评 估, 给 出 了 具 体 的 维 护 案 例 关 键 词 : SDH 环 网 保 护 组 网 1 引 言 随 着 无 线 业 务 和 数 据 互 联 网 业 务 需 求 的 增 长,SDH 以 TDM 电 路 交 换 为 内 核, 具 有 统 一 的 光 接 口 强 大 的 网 管 能 力 灵 活 网 络 拓 扑 能 力 和 高 可 靠 性, 成 为 2G 时 代 理 想 的 传 输 体 系 可 以 满 足 2G TD 大 部 分 集 客 专 线 的 需 求, 在 今 后 较 长 时 间 内 它 仍 是 传 输 体 系 的 中 坚 力 量 2 概 述 传 输 网 络 是 一 个 将 复 接, 线 路 传 输 及 交 换 功 能 集 为 一 体, 并 由 统 一 管 理 系 统 操 作 的 综 合 信 息 传 送 网 络 传 输 网 络 是 沟 通 业 务 网 络 的 桥 梁, 它 将 业 务 网 络 的 各 种 接 口 进 行 连 接, 实 现 了 各 类 业 务 的 透 明 传 输 目 前, 传 输 网 络 主 要 有 三 种, 分 别 为 同 步 数 字 传 输 系 统 (SDH) 分 组 传 送 网 (PTN) 光 传 送 网 (OTN) 三 种 光 传 输 网 络 在 城 域 技 术 中 的 部 署 如 下 图 所 示, 在 核 心 层 采 用 城 域 波 分 WDM/OTN, 很 好 的 满 足 在 CMNET 和 IP 专 网 上 提 供 大 颗 粒 的 传 送 需 求, 提 供 核 心 网 移 动 自 有 业 务 系 统 等 的 接 入 ; 汇 聚 层 采 用 PTN/SDH+WDM/OTN 方 式, 其 中 PTN/SDH 用 于 基 站 回 传, 电 路 租 用 高 质 量 专 线 用 户 的 业 务 传 送 ;OTN 用 于 PON 网 络 的 接 入, 将 承 载 的 互 联 网 业 务 传 送 至 核 心 层 表 1 三 种 光 传 输 网 络 在 城 域 技 术 中 的 部 署 城 域 技 术 部 署 核 心 层 汇 聚 层 方 案 城 域 波 分 WDM/OTN PTN+WDM/OTN+ 裸 纤 15
城 域 接 入 层 固 定 宽 带 接 入 基 站 回 传 业 务 PON 为 主,PTN 或 者 裸 纤 直 连 为 辅 PTN/SDH 3 SDH 基 本 原 理 和 环 网 保 护 3.1 SDH 基 本 原 理 SDH 规 范 了 数 字 信 号 的 帧 结 构 复 用 方 式 传 输 速 率 等 级, 接 口 码 型 等 特 性 SDH 采 用 的 信 息 结 构 等 级 称 为 同 步 传 送 模 块 STM-N(N=1,4,16,64), 最 基 本 的 模 块 为 STM-1, 四 个 STM-1 同 步 复 用 构 成 STM-4,16 个 STM-1 或 四 个 STM-4 同 步 复 用 构 成 STM-16, 四 个 STM-16 同 步 复 用 构 成 STM-64 SDH 采 用 块 状 的 帧 结 构 来 承 载 信 息, 每 帧 由 纵 向 9 行 和 横 向 270 N 列 字 节 组 成, 每 个 字 节 含 8bit, 整 个 帧 结 构 分 成 段 开 销 SOH 区 STM-N 净 负 荷 区 和 管 理 单 元 指 针 AU-PTR 区 三 个 区 域 SDH 传 输 业 务 信 号 时 各 种 业 务 信 号 要 进 入 SDH 的 帧 都 要 经 过 映 射 定 位 和 复 用 三 个 步 骤 : 映 射 是 将 各 种 速 率 的 信 号 先 经 过 码 速 调 整 装 入 相 应 的 标 准 容 器 (C), 再 加 入 通 道 开 销 (POH) 形 成 虚 容 器 (VC) 的 过 程, 帧 相 位 发 生 偏 差 称 为 帧 偏 移 ; 定 位 即 是 将 帧 偏 移 信 息 收 进 支 路 单 元 (TU) 或 管 理 单 元 (AU) 的 过 程, 它 通 过 支 路 单 元 指 针 (TU-PTR) 或 管 理 单 元 指 针 (AU-PTR) 的 功 能 来 实 现 ; 复 用 是 一 种 使 多 个 低 阶 通 道 层 的 信 号 适 配 进 高 阶 通 道 层, 或 把 多 个 高 阶 通 道 层 信 号 适 配 进 复 用 层 的 过 程 3.2 SDH 环 网 保 护 SDH 常 见 的 网 络 结 构 有 链 型 树 型 环 型 网 和 混 合 性 SDH 常 用 的 自 愈 环 有 二 纤 单 向 通 道 保 护 环, 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 ;STM-1 及 STM-4 速 率 的 自 愈 环 宜 采 用 二 纤 单 向 通 道 保 护 环 STM-16 速 率 的 自 愈 环 可 以 选 择 二 纤 单 向 通 道 保 护 环 或 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 当 前 组 网 中 常 见 的 自 愈 环 二 纤 单 向 通 道 保 护 环 和 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 两 种, 下 面 重 点 介 绍 这 两 种 保 护 环 3.2.1 二 纤 单 向 通 道 保 护 环 二 纤 通 道 保 护 环 由 两 根 光 纤 组 成 两 个 环, 如 图 1 所 示, 其 中 一 个 为 主 环 S1, 称 为 业 务 环 ; 一 个 为 备 环 P1, 称 为 保 护 环 两 环 的 业 务 流 向 一 定 要 相 反, 通 道 保 护 环 的 保 护 功 能 是 通 过 网 元 支 路 板 的 并 发 选 收 功 能 来 实 现 的, 也 就 是 支 路 板 将 支 路 上 环 业 务 并 发 到 主 环 S1 和 备 环 P1 上, 两 环 上 业 务 完 全 一 样 且 流 向 相 反, 平 时 网 元 支 路 板 选 收 主 环 下 支 路 的 业 务 但 是 当 B-C 光 纤 中 断 时, 就 会 发 生 保 护 倒 换 ; CA AC P1 S1 A D STM-N B S1 P1 C CA AC 16
图 1 二 纤 通 道 保 护 环 3.2.2 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 如 下 图 2 所 示, 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 也 是 使 用 两 条 光 纤 :S1/P2 S2/P1, 每 根 光 纤 的 前 半 个 时 隙 ( 例 如 STM-16 系 统 为 1-8 个 STM-1) 传 送 主 用 业 务, 后 半 个 时 隙 ( 例 如 STM-16 系 统 的 9-16 个 STM-1) 传 送 额 外 业 务, 也 就 是 说 一 根 光 纤 的 保 护 时 隙 用 来 保 护 另 一 根 光 纤 上 的 主 用 业 务 因 此 在 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 上 无 专 门 的 主 备 用 光 纤, 每 一 条 光 纤 的 前 半 个 时 隙 是 主 用 信 道, 后 半 个 时 隙 是 备 信 道, 两 根 光 纤 上 业 务 流 向 相 反 4 石 河 子 地 区 SDH 网 络 现 状 及 分 析 图 2 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 石 河 子 地 区 SDH 选 择 了 环 形 为 主 链 型 为 辅 的 组 网 方 式, 综 合 了 二 者 自 愈 性 和 灵 活 性 的 优 点 在 石 河 子 团 场 农 村 业 务 量 少 业 务 流 向 单 一, 多 采 用 了 Metro1000 来 搭 建 622M 二 纤 单 向 通 道 保 护 环, 中 心 城 市 和 沙 湾 县 城 业 务 量 较 大 业 务 流 量 比 较 复 杂, 采 用 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 目 前, 石 河 子 SDH 网 络 采 用 华 为 设 备, 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 14 个, 10G 二 纤 单 向 复 用 段 保 护 6 个,2.5G 二 纤 单 向 复 用 段 保 护 环 10 个,622M 二 纤 单 向 通 道 保 护 环 42 个 下 图 3 是 石 河 子 SDH 网 络 局 部 拓 扑 图 : 17
图 3 SDH 网 络 局 部 拓 扑 图 采 用 OTNS Analyzer 中 国 移 动 传 输 网 络 结 构 优 化 评 估 工 具 对 石 河 子 SDH 网 络 进 行 了 评 估 该 评 估 针 对 城 域 网 线 路 的 物 理 机 房 物 理 结 构 逻 辑 设 备 和 逻 辑 结 构 进 行 在 物 理 层 面, 提 供 了 5 个 分 析 指 标, 在 逻 辑 层 面, 提 供 了 核 心 物 理 节 点 双 系 统 通 达 比 核 心 逻 辑 大 环 数 核 心 逻 辑 大 环 比 等 19 个 分 析 指 标, 共 计 24 个 指 标 按 照 地 市 三 类 公 司 设 定 的 指 标 阈 值, 石 河 子 市 传 输 网 络 结 构 数 据 得 到 城 域 网 24 项 指 标 得 分 分 值 总 表 如 下 分 类 物 理 层 面 (5 项 ) 指 标 名 称 指 标 阈 值 指 标 分 值 实 际 结 果 实 际 得 分 二 干 物 理 双 节 点 ( 物 理 1) 2 10 1 0 核 心 物 理 节 点 双 路 由 比 ( 物 理 2) 50% 6 100.00% 6 核 心 物 理 节 点 成 环 比 ( 物 理 3) 100% 4 100.00% 4 汇 聚 物 理 节 点 成 环 比 ( 物 理 4) 100% 5 100.00% 5 逻 辑 层 面 (19 项 ) 接 入 物 理 节 点 成 环 比 ( 物 理 5) 30% 5 59.60% 5 二 干 逻 辑 双 节 点 2 3 4 3 核 心 物 理 节 点 双 系 统 通 达 比 70% 5 NA 5 核 心 逻 辑 大 环 数 0 1 0 1 核 心 逻 辑 大 环 比 20% 3 0.00% 3 核 心 10G 带 系 统 超 限 设 备 数 0 2 2 0 核 心 2.5G 带 系 统 超 限 设 备 数 0 2 0 2 18
汇 聚 环 双 归 核 心 层 比 60% 6 50.00% 5 汇 聚 物 理 节 点 双 系 统 通 达 比 30% 1 96.20% 1 汇 聚 逻 辑 大 环 数 0 1 0 1 汇 聚 逻 辑 大 环 比 40% 2 0.00% 2 超 大 汇 聚 节 点 数 0 2 0 2 超 大 汇 聚 节 点 比 20% 8 0.00% 8 接 入 逻 辑 节 点 成 环 比 60% 8 60.50% 8 接 入 逻 辑 节 点 双 归 比 40% 4 61.40% 4 接 入 逻 辑 大 环 数 0 3 2 0 接 入 逻 辑 大 环 比 15% 7 4.10% 7 接 入 逻 辑 长 链 数 0 3 0 3 接 入 逻 辑 长 链 比 10% 7 0.00% 7 无 线 接 入 比 ( 含 微 波 卫 星 ) 5% 2 0.00% 2 总 计 100 84 表 2 石 河 子 城 域 网 24 项 指 标 得 分 分 值 总 表 从 表 3-2 中 可 以 看 出 本 次 石 河 子 市 城 域 网 评 估 总 的 的 分 值 是 84 分, 总 体 情 况 较 好 存 在 问 题 的 地 方 有 核 心 10G 带 系 统 超 限 设 备 数 二 干 物 理 双 节 点 接 入 逻 辑 大 环 数 接 入 逻 辑 节 点 成 环 比 等 方 面 具 体 分 析 如 下 : (1) 接 入 逻 辑 大 环 数 ( 环 上 节 点 >12 的 个 数 ) 石 河 子 城 域 网 中 有 郊 县 接 入 1 环 和 2 环 2 个 接 入 逻 辑 大 环, 超 过 指 标 阈 值 的 限 定 0 个 结 合 实 际 物 理 路 由 及 业 务 量 因 素, 已 进 行 逻 辑 大 环 分 裂 (2) 二 干 物 理 双 节 点 : 是 指 城 城 域 网 中 二 干 物 理 节 点 ( 机 房 ) 个 数 石 河 子 目 前 仅 有 一 个 二 干 的 物 理 机 房, 第 二 生 产 楼 投 入 使 用, 将 解 决 这 一 问 题 (3) 核 心 10G 带 系 统 超 限 设 备 数 : 石 河 子 市 城 域 网 中 核 心 10G 设 备 接 入 很 多 集 客 专 线 接 入 层 的 单 链 需 对 专 线 的 接 入 设 备 进 行 优 化, 将 业 务 下 沉 到 汇 聚 层 和 接 入 层 5 SDH 维 护 案 例 分 析 石 河 子 143 团 至 沙 湾 邮 政 局 光 缆 被 大 车 挂 断, 导 致 10 个 SDH 下 挂 基 站 退 服 由 于 这 10 个 基 站 都 在 图 4 所 示 的 SDH 二 纤 双 向 复 用 段 保 护 环 上, 理 论 上 是 不 应 该 导 致 基 站 退 服 的 故 障 分 析 如 下 : 1 逐 一 检 查 退 服 基 站 的 SDH 传 输 电 路, 发 现 有 共 同 的 特 点, 即 传 输 电 路 都 经 过 了 下 图 所 示 的 1OG 复 用 段 保 护 环 中 的 柳 毛 湾 7500 至 中 心 局 老 9500 的 光 纤, 而 当 晚 被 挂 断 的 光 缆 中 有 一 芯 正 是 图 中 1OG 复 用 段 保 护 环 上 的 巴 管 处 7500- 沙 湾 客 运 站 7500 的 这 一 芯 初 步 判 断 是 该 环 上 的 另 一 侧 纤 芯 衰 耗 过 大 19
图 4 复 用 段 保 护 环 2 检 查 中 心 局 老 9500 至 柳 毛 湾 7500 的 当 前 告 警 和 历 史 告 警, 两 台 设 备 所 用 端 口 未 屏 蔽 任 何 告 警, 发 现 网 管 侧 一 直 未 上 报 R_LOS 告 警 4 中 心 局 老 9500 和 柳 毛 湾 7500 两 台 设 备 的 告 警 初 始 化, 发 现 中 心 局 老 9500 上 报 R_LOS 告 警, 光 功 率 低 至 -60 分 贝 5 被 挂 断 的 光 缆 中 有 1 芯 承 载 了 复 用 段 保 护 环 的 巴 管 处 7500- 沙 湾 客 运 站 7500, 相 当 于 切 断 了 中 心 局 老 9500 两 端 的 光 路, 而 中 心 局 老 9500 与 BSC 对 接 光 口, 才 造 成 经 过 此 复 用 段 保 护 环 的 基 站 电 路 全 部 中 断,10 个 基 站 退 服 故 障 解 决 : 1 中 心 局 老 9500 至 柳 毛 湾 7500 采 用 裸 纤 直 连 方 式 沟 通, 由 于 距 离 很 远, 跳 接 点 多 达 5 个, 损 耗 过 大, 重 新 跳 纤, 光 纤 的 光 功 率 达 到 标 称 值 后 期, 将 重 新 布 放 一 根 直 达 光 缆, 沟 通 这 两 台 设 备, 降 低 光 功 率 衰 耗 2 对 于 中 心 局 老 9500 不 能 上 报 告 警, 暂 时 解 决 方 案 是 定 期 将 设 备 告 警 初 始 化, 防 止 设 备 监 控 进 程 吊 死 但 这 不 是 最 优 解 决 方 案, 需 与 华 为 公 司 就 此 问 题 进 行 沟 通, 希 望 可 以 给 出 更 加 有 效 的 解 决 方 案 6 小 结 华 为 的 SDH 设 备 虽 然 稳 定 性 好, 故 障 率 低, 但 由 于 设 备 服 役 时 间 都 较 长, 不 可 避 免 的 存 在 设 备 老 化 等 问 题, 在 日 常 维 护 中, 要 加 强 对 设 备 的 监 控 巡 检 设 备 健 康 检 查 保 护 倒 换 测 试 等 工 作, 做 到 发 现 问 题 及 时 处 理 ; 在 影 响 范 围 较 大 的 割 接 前, 要 查 看 环 网 保 护 状 态, 要 对 核 心 层 和 汇 聚 层 设 备 进 行 告 警 初 始 化 参 考 资 料 : 20
[1] 现 代 通 信 技 术 ( 第 二 版 ) 纪 越 峰 著 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 [2] SDH 网 络 的 基 本 结 构 及 硬 件 知 识 介 绍 华 为 技 术 有 限 公 司 [3] 光 传 输 网 分 组 化 演 进 与 发 展 高 军 诗 中 国 移 动 通 信 集 团 设 计 院 作 者 简 介 : 邴 豆 豆, 女, 汉 族, 出 生 1972 年 9 月 11 日 ; 毕 业 时 间 2005 年 7 月 ; 毕 业 院 校 : 重 庆 邮 电 大 学 ; 学 位 : 学 士 ; 工 作 单 位 : 中 国 移 动 通 信 集 团 新 疆 有 限 公 司 石 河 子 市 分 公 司 ; 职 称 职 务 : 通 信 工 程 师 ( 审 稿 : 金 春 来 ) 石 河 子 PTN+OTN 组 网 简 析 中 国 移 动 通 信 集 团 新 疆 有 限 公 司 石 河 子 市 分 公 司 邴 豆 豆 摘 要 : 随 着 全 网 IP 化 进 程 的 推 进, 城 域 网 所 承 载 的 业 务 类 型 已 由 传 统 的 较 为 单 一 的 TDM 业 务 向 移 动 互 联 网 业 务 数 据 业 务 等 丰 富 多 彩 的 IP 化 业 务 转 型, 为 实 现 全 网 IP 化 和 高 数 据 流 量 的 承 载, 以 OTN PTN 为 代 表 的 新 一 代 光 传 输 设 备 逐 渐 成 为 光 传 送 的 主 流 产 品 本 文 是 对 PTN 的 相 关 理 论,PTN 的 三 种 组 网 模 式, 其 中 重 点 介 绍 了 PTN+OTN 的 组 网 模 式, 并 以 石 河 子 城 域 网 为 例, 介 绍 了 PTN/OTN 的 技 术 优 势, 和 石 河 子 移 动 现 网 中 使 用 的 PTN/OTN 设 备 及 性 能 及 未 来 发 展 趋 势 关 键 词 :PTNOTNPTN+OTN 联 合 1 PTN 概 述 分 组 传 送 网 (Packet Transport Network,PTN), 支 持 多 种 基 于 分 组 交 换 技 术 的 双 向 点 对 点 连 接 通 道 (point-to-point connection channels), 适 合 粗 细 颗 粒 业 务 具 有 端 到 端 组 网 能 力, 其 传 输 管 道 的 柔 性 特 点 更 加 适 合 于 IP 业 务, 50ns 内 能 完 成 点 对 点 连 接 通 道 的 保 护 切 换 PTN 继 承 了 SDH 技 术 的 操 作 管 理 和 维 护 机 制, 具 有 点 对 点 连 接 的 完 整 OAM, 能 够 实 现 精 确 的 故 障 定 位 和 严 格 的 业 务 独 立 及 隔 离 功 能, 能 够 最 大 限 度 地 管 理 和 利 用 光 纤 资 源, 保 障 了 业 务 安 全 性 2 PTN 组 网 模 式 常 用 三 种 组 网 方 式 PTN 独 立 组 网 PTN&SDH 混 合 组 网 PTN&OTN 联 合 组 网 ; 2.1 独 立 组 网 模 式 核 心 层 到 接 入 层 全 部 采 用 PTN 设 备, 新 建 分 组 传 送 平 面, 其 中 接 入 层 GE 速 率 组 环, 汇 聚 层 以 上 均 为 10GE 速 率 组 环, 网 络 各 层 面 间 以 相 交 环 的 形 式 进 行 组 网, 和 现 网 中 的 其 他 设 备 长 期 共 存 单 独 规 划 共 同 维 护 的 组 网 形 式 ( 见 图 1) 采 用 独 立 PTN 设 备 组 网, 网 络 结 构 非 常 清 晰, 易 于 管 理 和 维 护 ; 但 是 新 建 独 立 的 PTN 传 送 平 台 一 次 性 投 资 较 大, 需 占 用 节 点 机 房 中 的 机 位 和 光 纤 资 源 21
电 力 资 源, 容 量 不 足 的 需 进 行 扩 容 改 造 ; 独 立 组 网 适 用 于 核 心 节 点 数 量 较 少 的 小 型 城 域 网, 作 为 在 IP over WDM/OTN 没 有 建 设 且 短 期 内 无 法 覆 盖 到 位 的 过 渡 组 网 方 案 2.2 混 合 组 网 模 式 图 1:PTN 独 立 组 网 在 现 有 SDH/MSTP 网 络 的 基 础 上, 部 分 节 点 的 SDH/SMTP 设 备 通 过 板 卡 升 级 为 PTN 板 卡 或 者 设 备 直 接 替 换 成 PTN 设 备, 与 其 他 SDH/MSTP 设 备 混 合 组 网, 并 向 着 全 PTN 设 备 演 进 的 组 网 模 式 混 合 组 网 模 式 有 利 于 SDH/SMTP 网 络 向 全 PTN 网 络 的 平 滑 演 进 ; 允 许 不 同 阶 段 不 同 设 备 不 同 类 型 环 路 的 共 存, 投 资 分 步 进 行, 风 险 较 小 ; 但 混 合 组 网 模 式 中 由 于 PTN 设 备 必 须 兼 顾 SDH 功 能, 导 致 网 络 面 向 IP 业 务 的 传 送 能 力 被 限 制 并 弱 化, 无 法 发 挥 PTN 内 核 IP 化 的 优 势, 在 网 络 发 展 后 期, 有 涉 及 到 大 量 的 业 务 割 接, 网 络 维 护 压 力 非 常 大 ; 2.3 PTN&OTN 联 合 组 网 模 式 汇 聚 层 及 以 下 采 用 PTN 组 网, 各 汇 聚 节 点 上 行 的 GE 10GE 链 路, 通 过 骨 干 层 OTN 网 络 承 载 具 体 组 网 模 式 为 接 入 层 采 用 GE 速 率 组 环, 汇 聚 层 采 用 10GE 速 率 组 环, 并 尽 量 采 用 双 节 点 挂 环 的 结 构 预 防 汇 聚 节 点 和 骨 干 节 点 单 节 点 失 效 风 险 在 骨 干 层 通 过 OTN 网 络 提 供 的 GE 10GE 链 路 将 每 个 PTN 汇 聚 层 设 备 与 相 关 业 务 落 地 点 设 备 直 接 相 连, 落 地 节 点 的 两 套 PTN 设 备 与 RNC(BSC) 设 备 对 接, 并 引 入 LAG 保 护, 以 避 免 单 接 口 失 效 引 起 的 大 量 业 务 中 断, 实 现 安 全 分 担 采 用 PTN+OTN 联 合 组 网 的 模 式, 弥 补 了 PTN 单 独 组 网 接 入 速 率 只 有 GE 10GE 两 级, 且 扩 展 性 较 差 的 缺 点, 将 OTN 网 络 的 GE 10GE 链 路 承 载 及 调 度 功 能 融 合 到 PTN 网 络 中, 提 高 了 PTN 上 行 落 地 层 设 备 的 链 路 利 用 率, 充 分 发 挥 OTN 网 络 大 容 量 低 成 本 的 优 势, 降 低 建 网 成 本 联 合 组 网 时 需 要 注 意 以 下 事 项 : 2.3.1 精 确 时 间 同 步 问 题 TD-SCDMA 和 LTE 网 络 为 严 格 的 同 步 系 统 ( 频 率 同 步 相 位 同 步 缺 一 不 可 ), 所 有 节 点 之 间 需 要 保 持 同 步, 因 此 在 建 设 传 输 网 时, 尤 其 要 注 意 精 确 的 时 间 同 步 问 题 从 地 面 传 送 时 间 同 步 的 技 22
术 体 制 来 看, 主 要 通 过 IEEE 1588v2 协 议 完 成 精 确 的 时 间 同 步 采 用 OTN+PTN 的 联 合 组 网 模 式, OTN 设 备 部 署 在 网 络 的 骨 干 核 心 层,PTN 设 备 部 署 在 汇 聚 和 接 入 层, 而 时 间 源 首 先 部 署 在 本 地 网 核 心 机 房 RNC 侧,RNC 先 将 时 间 同 步 信 息 传 递 给 核 心 层 PTN, 核 心 层 PTN 再 传 递 给 骨 干 层 的 OTN 设 备,OTN 设 备 再 依 次 传 送 给 其 他 层 的 PTN 设 备 进 行 全 网 的 精 确 时 间 同 步 2.3.2 保 护 问 题 无 论 采 用 何 种 技 术 手 段, 都 需 要 对 进 行 网 络 保 护 并 意 识 到 网 络 的 安 全 性 问 题 高 于 一 切, 联 合 组 网 的 模 式 使 得 PTN OTN 的 各 个 层 面 之 间 往 往 需 要 大 量 的 业 务 互 通 和 调 度, 对 于 业 务 则 需 要 进 行 端 到 端 或 分 段 的 保 护 2.3.3 接 口 问 题 数 据 业 务 是 目 前 城 域 网 和 本 地 网 业 务 的 主 流, 尤 其 是 GE 和 10G 的 业 务 更 是 占 据 了 最 主 要 的 地 位 采 用 OTN+PTN 联 合 组 网, 存 在 着 许 多 PTN 与 OTN 的 客 户 侧 接 口 通 过 GE 10GE 接 口 进 行 业 务 对 接, 应 充 分 注 意 组 网 过 程 中 接 口 一 致 的 问 题 2.3.4 网 络 维 护 问 题 在 城 域 网 和 本 地 网 中, 设 备 构 成 结 构 复 杂, 组 网 层 次 多, 所 以 对 网 络 故 障 的 定 位 有 很 大 麻 烦, 采 用 OTN+PTN 联 合 进 行 组 网,PTN 与 OTN 技 术 都 具 有 强 大 的 层 次 化 管 理 机 制, 每 个 层 面 都 能 够 提 供 找 出 故 障 和 性 能 的 OAM, 以 实 现 在 不 同 层 面 实 时 精 确 的 故 障 定 位 图 2:PTN+OTN 联 合 组 网 3 石 河 子 城 域 网 组 网 分 析 由 于 石 河 子 城 域 网 中 用 户 数 据 业 务 大 数 据 转 发 率 要 求 高, 站 点 机 房 资 源 空 间 相 对 较 小, 故 采 用 PTN+OTN 的 组 网 模 式 进 行 组 网, 不 仅 可 以 满 足 大 颗 粒 大 容 量 业 务 的 转 发, 还 能 够 节 约 核 心 层 的 宝 贵 的 光 缆 和 接 口 资 源 23
石 河 子 现 网 主 要 采 用 以 PTN6000(6100/6110/6200/6300) 系 列 和 PTN9008 为 主 的 中 兴 PTN 设 备 PTN6000 系 列 由 于 业 务 槽 位 少 交 换 流 量 小 用 于 接 入 层 PTN9008 设 备 交 换 容 量 高 包 转 发 率 大 业 务 槽 位 多 常 应 用 于 核 心 层 和 汇 聚 层 中 兴 PTN 设 备 性 能 表 : ZXCTN6100/6110 ZXCTN 6200 ZXCTN 6300 ZXCTN 9008 交 换 容 量 5 Gbps 44 Gbps 88 Gbps 2.44 Tbps 背 板 容 量 - 220 Gbps 440 Gbps 2.52 Tbps 包 交 换 率 7.44 Mbps 65.47 Mbps 130.95 Mbps 476 Mbps 业 务 槽 位 4 个 6 个 低 速,4 个 高 速 8 个 OTN 设 备 以 中 兴 M820 和 ZXONE 8300 设 备 为 主 在 石 河 子 移 动 OTN 网 络 中,ZXONE 8300 作 为 交 叉 子 框 设 备 用 在 中 心 机 房, 传 输 子 框 使 用 M820 设 备 ; 汇 聚 机 房 的 传 输 子 框 及 交 叉 子 框 则 全 部 使 用 M820 设 备 M820 设 备 交 叉 子 框 的 业 务 交 叉 能 力 为 400G,ZXONE 8300 设 备 交 叉 子 框 的 业 务 交 叉 能 力 为 1.6T 石 河 子 移 动 采 用 OTN+PTN 联 合 组 网 的 方 式 组 建 城 域 网 络 核 心 机 房 中 的 12 台 PTN9008 设 备 组 成 核 心 环,39 个 汇 聚 机 房 中 的 PTN9008/PTN6300 设 备 组 成 汇 聚 环 全 网 共 有 10G 汇 聚 环 12 个, 接 入 环 40 个 中 心 城 区 PTN 有 2 个 汇 聚 环, 峰 值 带 宽 分 别 达 到 1.55G 和 1.77G 具 体 组 网 如 下 所 示 : 图 3: 石 河 子 城 域 网 组 网 图 核 心 层 PTN 设 备 与 BSC RNC 设 备 对 接, 并 采 用 端 口 级 保 护 LAG 保 护 实 现 负 载 分 担, 避 免 单 接 口 失 效 引 起 的 大 量 业 务 中 断 建 议 资 源 充 裕 的 情 况 下, 在 核 心 节 点 的 PTN 与 RNC 之 间 的 所 有 GE 链 路 均 配 置 LAG 保 护,LAG 保 护 可 以 设 置 跨 板 的 保 护 和 板 卡 内 不 同 端 口 的 保 护, 如 果 LAG 的 主 备 端 口 配 置 在 不 同 的 板 卡 上, 可 靠 性 更 高 24
PTN 汇 聚 节 点 下 挂 接 入 层 PTN6200 PTN6100/6110 设 备, 或 与 OLT 设 备 对 接, 完 成 与 无 线 侧 BTS 的 连 接, 为 用 户 提 供 2G 3G 业 务 的 服 务 和 开 展 我 分 公 司 的 家 客 与 集 客 业 务, 目 前 石 河 子 城 域 网 中 没 有 用 PTN 连 接 OLT 设 备, 在 本 地 网 中 由 于 路 由 较 长,PTN 下 挂 OLT 设 备, 为 OLT 提 供 数 据 通 路 PTN 承 载 业 务 时, 会 建 立 相 应 的 隧 道 和 伪 线, 用 隧 道 承 载 伪 线, 伪 线 承 载 业 务, 在 业 务 制 作 时, 常 常 添 加 线 性 子 网 环 网 的 网 络 级 保 护 以 及 伪 线 双 归 保 护 而 石 河 子 分 公 司 在 PTN 组 网 时 采 用 线 性 保 护 机 制, 它 可 实 现 主 备 倒 换, 减 少 了 业 务 调 度, 确 保 了 单 节 点 失 效 时, 网 元 间 的 数 据 畅 通, 业 务 的 正 常 运 行 图 4: 汇 聚 层 PTN 拓 扑 图 石 河 子 移 动 PTN 汇 聚 环 上 联 骨 干 层 的 OTN 设 备, 通 过 OTN 设 备 强 大 的 转 发 和 调 度 能 力, 实 现 与 核 心 层 设 备 的 数 据 传 输, 即 采 用 波 分 系 统 对 光 层 数 据 进 行 组 合 和 分 解, 实 现 大 容 量 大 颗 粒 的 业 务 转 发, 有 效 的 节 约 了 光 缆 资 源 和 设 备 端 口 资 源, 简 化 了 骨 干 层 与 核 心 层 之 间 的 网 络 组 建 ; 图 5:OTN 拓 扑 图 PTN+OTN 的 联 合 组 网 形 式, 相 较 于 SDH 组 网,PTN 相 较 于 SDH 提 供 了 一 个 柔 性 的 管 道, 具 有 很 好 扩 展 性, 而 SDH 的 通 道 则 是 刚 性 的, 在 忙 时, 容 量 不 够 了,PTN 可 以 变 大 带 宽, 来 适 应 大 数 据 流 量 的 传 输, 而 SDH 只 能 因 为 数 据 量 太 大 而 产 生 拥 塞, 在 IP 化 发 展 的 推 动 下, 在 市 场 对 3G 业 务 的 不 断 需 求 下,PTN 慢 慢 成 为 了 传 输 专 业 所 应 用 的 主 流 产 品 25
4 小 结 PTN 承 载 LTE 主 要 采 用 L3 PTN 和 PTN+CE 路 由 器 两 种 方 案 实 现 而 在 石 河 子 对 TD-LTE 的 规 划 中, 经 过 多 次 讨 论 与 设 计, 最 终 决 定 采 用 PTN 单 独 组 网 的 形 式, 在 现 网 的 基 础 上 组 建 PTN 二 平 面, 独 立 用 PTN 组 建 一 个 只 承 载 LTE 业 务 的 网 络, 能 够 达 到 高 带 宽 统 一 承 载 保 证 网 络 高 可 靠 性 严 格 的 网 络 QoS 低 时 延 的 要 求, 在 维 护 管 理 方 面, 简 单 友 好 易 管 理, 继 承 原 有 的 维 护 习 惯, 便 于 故 障 快 速 定 位 及 解 决 参 考 资 料 : [1] 王 晓 义, 李 大 为 主 编, 田 君 等 编 PTN 网 络 建 设 及 其 应 用 人 民 邮 电 出 版 社 2010 [2] 龚 倩 等 主 编 PTN 规 划 建 设 与 运 维 实 战 人 民 邮 电 出 版 社 2010 [3] 魏 贤 虎 易 准 俞 力 TD-LTE 时 代,PTN 阔 步 前 行 江 苏 省 邮 电 规 划 设 计 院 2013 作 者 简 介 : 邴 豆 豆, 女, 汉 族, 出 生 1972 年 9 月 11 日 ; 毕 业 时 间 2005 年 7 月 ; 毕 业 院 校 : 重 庆 邮 电 大 学 ; 学 位 : 学 士 ; 工 作 单 位 : 中 国 移 动 通 信 集 团 新 疆 有 限 公 司 石 河 子 市 分 公 司 ; 职 称 职 务 : 通 信 工 程 师 ( 审 稿 : 金 春 来 ) CDMA 导 频 污 染 的 分 析 与 解 决 新 疆 无 线 通 信 局 无 线 网 络 优 化 中 心 曹 学 操 摘 要 : 本 文 针 对 CDMA 网 络 中 存 在 的 导 频 污 染 问 题 进 行 了 分 析, 对 导 频 污 染 形 成 原 因 检 测 方 法 进 行 了 概 述, 并 结 合 在 优 化 哈 密 CDMA 网 络 中 的 实 际 经 验 提 出 了 解 决 方 法 关 键 词 :CDMA 导 频 污 染 分 析 解 决 1 引 言 随 着 网 络 建 设 的 快 速 发 展,CDMA 基 站 数 量 日 益 增 多, 站 距 日 趋 密 集 由 于 CDMA 系 统 是 自 干 扰 系 统, 新 站 的 增 加 在 改 善 覆 盖 吸 收 话 务 量 的 同 时, 也 带 来 了 导 频 污 染 问 题 如 果 对 无 线 网 络 规 划 不 好, 将 对 整 个 系 统 造 成 比 较 大 的 负 面 影 响, 主 要 表 现 为 手 机 用 户 通 话 质 量 下 降, 软 切 换 增 加, 通 话 过 程 掉 话 等 问 题 因 此, 详 细 分 析 导 频 污 染 出 现 的 原 因, 掌 握 发 现 导 频 污 染 的 方 法 并 找 出 相 应 的 解 决 措 施, 是 提 升 网 络 质 量 的 关 键, 也 是 CDMA 网 络 优 化 中 的 一 项 重 要 工 作 2 CDMA 导 频 污 染 的 形 成 原 因 26
CDMA 网 络 的 导 频 污 染 现 象 是 CDMA 系 统 作 为 一 个 自 干 扰 系 统 的 体 现 CDMA 手 机 内 置 的 RAKE 接 收 机 具 有 三 路 数 字 解 调 单 元 和 一 路 搜 索 单 元, 三 路 数 字 解 调 单 元 可 以 解 码 三 个 不 同 的 导 频 信 号, 也 可 以 解 码 同 一 导 频 的 不 同 的 多 径 信 号, 当 手 机 所 在 的 位 置 上 有 多 于 三 个 Ec/Io 大 于 T_ADD 的 导 频, 那 么 第 四 个 导 频 则 为 第 一 导 频 的 污 染 源, 即 产 生 导 频 污 染 现 象 当 发 生 导 频 污 染 现 象 时, 多 余 的 导 频 信 号 对 手 机 使 用 的 导 频 信 号 而 言, 不 但 没 有 好 处, 反 而 是 一 种 干 扰 源, 增 加 了 系 统 的 背 景 噪 声, 导 致 系 统 误 帧 率 的 上 升, 影 响 系 统 各 项 功 能, 甚 至 引 起 掉 话 随 着 基 站 的 增 加, 同 一 地 点 手 机 收 到 的 导 频 信 号 增 多, 特 别 是 在 多 个 基 站 呈 环 形 分 布 或 基 站 高 度 相 差 较 大 的 地 域, 越 区 覆 盖 信 号 严 重, 致 使 某 一 地 点 收 到 的 强 导 频 信 号 较 多, 很 容 易 形 成 导 频 污 染 现 象 3 CDMA 导 频 污 染 的 检 测 方 法 路 测 是 检 测 导 频 污 染 的 主 要 方 法 和 手 段, 在 路 测 中 借 助 路 测 仪 器 和 路 测 软 件, 采 集 网 络 实 时 的 数 据, 分 析 发 现 和 定 位 导 频 污 染 区 域, 并 查 找 出 导 频 污 染 的 来 源 路 测 后 台 分 析 软 件 及 系 统 性 能 分 析 软 件 也 能 比 较 好 的 查 找 和 分 析 导 频 污 染 现 象 在 CDMA 系 统 的 报 告 中, 如 果 一 个 小 区 长 时 间 有 较 多 的 CP FAILURE LOST CALL HANDOFF TIME OUT 等 告 警, 而 基 站 无 硬 件 告 警, 则 初 步 说 明 这 个 小 区 覆 盖 区 域 可 能 存 在 比 较 严 重 的 导 频 污 染 现 象 4 CDMA 导 频 污 染 的 解 决 方 法 在 实 际 的 CDMA 网 络 优 化 中, 存 在 多 种 解 决 导 频 污 染 的 措 施, 关 键 在 于 结 合 问 题 区 域 的 具 体 情 况 进 行 分 析, 并 采 取 相 应 的 措 施 进 行 解 决 4.1 调 整 基 站 天 线 调 整 基 站 天 线 是 解 决 导 频 污 染 的 重 要 措 施, 包 括 调 整 天 线 的 方 位 角 和 俯 仰 角, 调 整 基 站 天 线 高 度, 使 用 特 殊 天 线 类 型 等 调 整 基 站 天 线 的 根 本 目 的 就 是 增 强 主 用 导 频 信 号 的 强 度, 减 小 引 起 污 染 的 导 频 信 号 的 强 度 对 于 是 污 染 源 的 导 频 信 号, 应 适 当 的 增 加 其 天 线 的 俯 仰 角, 控 制 其 主 瓣 的 覆 盖 范 围, 减 少 对 其 他 小 区 的 导 频 信 号 的 影 响, 提 高 主 用 导 频 信 号 的 Ec/Io 当 然, 天 线 的 俯 仰 角 的 调 整 是 有 一 定 限 度 的, 不 能 太 大 ( 机 械 倾 角 一 般 小 于 8 度 ), 过 大 的 天 线 俯 仰 角 会 造 成 波 瓣 严 重 变 形, 影 响 覆 盖 效 果 调 整 天 线 的 方 位 角 能 改 变 小 区 的 主 瓣 覆 盖 区 域, 使 污 染 源 的 导 频 信 号 根 据 需 要 发 生 一 定 程 度 的 转 移, 从 而 减 少 对 其 他 小 区 的 影 响 当 天 线 方 位 角 和 俯 仰 角 都 调 整 到 位 后, 如 果 还 不 能 有 效 的 控 制 信 号 覆 盖 来 解 决 导 频 污 染 和 干 扰 情 况, 可 以 采 用 降 低 天 线 高 度 的 方 法, 以 达 到 有 效 控 制 覆 盖 的 目 的 对 于 特 殊 的 天 线 类 型, 一 般 使 用 在 有 特 殊 需 求 的 地 方, 普 通 覆 盖 区 域 一 般 不 需 要 使 用 特 殊 天 线 类 型 来 解 决 导 频 污 染 或 干 扰 等 情 况 例 如 在 对 登 山 路 的 覆 盖 中, 可 以 采 用 窄 波 瓣 大 增 益 的 天 线 来 进 行 覆 盖, 这 样 可 以 用 强 导 频 信 号 覆 盖 登 山 路, 以 避 免 山 下 众 多 的 导 频 信 号 对 登 山 路 的 污 染 和 干 扰 在 无 法 做 室 内 分 布 的 高 楼 中, 可 以 用 高 增 益 天 线 向 上 覆 盖 大 楼 来 达 到 解 决 大 楼 内 导 频 污 染 和 干 扰 问 题 27
4.2 调 整 基 站 小 区 发 射 功 率 调 整 基 站 小 区 发 射 功 率 的 目 的 是 使 彼 此 强 度 相 差 不 大 的 导 频 功 率 拉 开 差 距, 使 区 域 内 的 各 个 导 频 的 Ec/Io 相 差 较 大, 从 而 产 生 主 用 导 频, 改 善 导 频 污 染 情 况 一 般 的 做 法 是, 把 区 域 内 污 染 导 频 或 较 弱 导 频 的 信 号 功 率 降 低, 或 者 把 区 域 内 主 用 导 频 的 信 号 功 率 适 当 的 加 大, 提 高 激 活 集 的 导 频 的 Ec/Io, 来 达 到 改 善 和 解 决 导 频 污 染 情 况 的 目 的 4.3 增 加 基 站 或 室 内 分 布 如 果 一 个 导 频 污 染 区 域 的 话 务 量 较 高, 通 过 调 整 优 化 效 果 不 明 显, 最 有 效 的 解 决 方 法 就 是 增 加 基 站 或 增 加 室 内 分 布 来 解 决 由 于 距 离 的 原 因, 新 建 基 站 或 室 内 分 布 的 导 频 相 对 于 产 生 导 频 污 染 的 小 区 来 说 路 径 损 耗 较 小, 其 功 率 在 原 导 频 污 染 区 域 远 大 于 原 来 的 覆 盖 导 频 的 功 率, 新 建 站 的 小 区 自 然 成 为 此 区 域 的 主 服 务 小 区 并 且 由 于 新 站 的 加 入 使 得 此 区 域 的 Io 明 显 增 加, 原 覆 盖 导 频 的 Ec/Io 就 会 相 应 的 降 低, 导 频 污 染 或 干 扰 情 况 也 就 得 到 了 解 决 由 于 CDMA 系 统 是 一 个 自 干 扰 系 统, 新 站 的 插 花 加 入 必 将 带 来 一 定 的 问 题, 特 别 是 室 内 分 布 直 放 站 的 加 入, 更 应 当 仔 细 的 规 划 和 建 设 新 站 的 加 入 需 要 重 新 规 划 PN_OFFSET, 导 致 临 近 的 甚 至 大 范 围 的 基 站 PN 码 和 邻 居 表 的 调 整 和 更 改, 同 时 如 果 新 站 的 位 置 规 划 不 好 将 产 生 新 的 导 频 污 染 室 内 分 布 直 放 站 的 加 入 提 高 了 系 统 的 噪 声 电 帄, 如 果 直 放 站 发 生 自 激, 将 会 导 致 大 片 的 基 站 发 生 瘫 痪 4.4 适 当 修 改 数 据 库 参 数 由 于 导 频 污 染 存 在 的 普 遍 性, 对 于 比 较 严 重 的 大 范 围 的 导 频 污 染 区 域, 可 以 适 当 的 增 加 系 统 的 切 换 门 限 T_ADD, 这 样 可 以 使 得 一 些 导 频 的 Ec/Io 不 能 满 足 进 入 激 活 集 的 条 件, 从 而 达 到 消 除 导 频 污 染 的 目 的 也 可 修 改 系 统 的 允 许 软 切 换 小 区 数, 如 果 从 3 路 调 整 为 6 路, 使 得 进 入 激 活 集 的 导 频 数 增 多, 同 样 可 以 达 到 消 除 导 频 污 染 的 目 的 当 然, 这 样 做 将 提 高 系 统 的 软 切 换 率, 是 以 牺 牲 系 统 的 资 源 为 前 提 的 同 时 也 由 于 现 在 大 部 分 手 机 只 能 解 调 3 路 信 号, 此 方 法 实 际 意 义 不 大 5 CDMA 导 频 污 染 的 解 决 办 法 5.1 过 覆 盖 引 起 问 题 现 象 : 我 们 对 某 市 区 进 行 DT 道 路 测 试 时 发 现, 哈 建 小 区 基 站 东 北 方 向 的 道 路 上 Ec/Io 差, 对 应 Rx 在 -70dB~-80dB 之 间,Ec/Io 在 -12 以 下, 激 活 集 合 和 候 选 集 合 中 的 导 频 较 多, 但 是 各 自 的 强 度 都 较 弱 产 生 导 频 污 染 现 象, 使 得 这 段 路 的 FER 和 Tx Power 都 提 高, 容 易 产 生 掉 话 由 于 强 度 相 差 不 大, 加 上 各 自 强 度 的 不 停 变 化, 必 然 会 发 生 频 繁 的 切 换, 切 换 过 多 将 会 大 大 增 加 手 机 和 基 站 侧 的 消 息 负 荷, 这 就 有 可 能 会 发 生 确 认 消 息 接 收 失 败 而 掉 话 如 下 图 : 28
图 1 过 覆 盖 产 生 导 频 污 染 路 测 图 问 题 分 析 和 解 决 : 图 2 过 覆 盖 产 生 导 频 污 染 路 测 图 29
该 问 题 区 域 可 以 接 收 到 哈 钢 基 建 第 一 扇 区 PN129 的 信 号, 导 频 强 度 约 在 -18dB 左 右, 接 收 电 平 为 -80dBm 左 右,EC/IO 较 差 导 致 这 段 的 FER 及 手 机 发 射 功 率 都 较 高 PN878 是 人 民 公 园 的 第 一 扇 区, 从 地 理 位 置 看 该 站 距 离 问 题 区 域 2KM 左 右, 过 覆 盖 到 问 题 点, 增 加 了 问 题 点 的 导 频 污 染, 检 查 人 民 公 园 基 站 天 线 的 参 数 时 发 现 天 线 的 俯 仰 角 4 度, 在 市 区 该 倾 角 偏 小, 因 此 我 们 就 把 人 民 公 园 第 一 扇 区 俯 仰 角 由 原 来 4 度 调 整 至 7 度 考 虑 到 哈 建 小 区 第 一 扇 区 PN138 距 离 该 问 题 区 域 最 近, 所 以 考 虑 用 哈 建 小 区 第 一 扇 区 主 瓣 覆 盖, 哈 建 小 区 第 一 扇 区 方 位 角 由 原 来 的 0 度 调 整 至 30 度 取 得 效 果 : 经 调 整 后 测 试 分 析, 该 问 题 区 域 Ec/Io 明 显 改 善, 增 强 了 主 导 频 强 度, 消 除 了 此 区 域 的 导 频 污 染 问 题 现 场 拨 打 电 话 正 常, 优 化 后 效 果 如 下 图 : 图 3 优 化 后 Ec/Io 覆 盖 图 总 结 : 天 线 位 置 的 高 度, 天 线 的 水 平 垂 直 半 功 率 角, 天 线 的 方 位 角 俯 仰 角 等 天 线 参 数 对 于 基 站 的 覆 盖 控 制 是 非 常 重 要 的, 通 过 这 些 参 数 可 以 大 约 计 算 出 天 线 的 覆 盖 范 围, 如 果 天 线 的 俯 仰 角 设 置 不 好 的 话, 容 易 产 生 过 覆 盖 问 题, 使 得 过 覆 盖 的 地 区 产 生 导 频 污 染 现 象 特 别 是 在 工 程 建 设 中, 由 于 工 程 进 度 的 紧 张, 一 批 新 基 站 在 新 开 通 时, 经 常 无 法 对 每 个 基 站 的 覆 盖 控 制 进 行 严 格 的 规 划, 容 易 导 致 有 些 基 站 采 用 一 致 的 天 线 方 位 角 和 俯 仰 角, 比 如 经 常 采 用 0/120/240 的 方 位 角 和 4 度 的 俯 仰 角, 而 这 样 的 设 置 经 常 导 致 覆 盖 过 远, 这 些 原 先 就 要 规 划 好 的 天 线 参 数 经 常 会 放 在 工 程 优 化 中 或 者 后 期 的 优 化 中 发 现 问 题 再 来 进 行 调 整 在 城 市 中 有 些 基 站 会 设 置 在 很 高 的 高 楼 上, 如 果 在 天 线 的 选 型 和 参 数 设 置 不 合 理 的 话 也 很 容 易 引 起 过 覆 盖 问 题 30
在 处 理 城 区 Ec/Io 较 差 情 况 的 时 候, 由 于 城 区 基 站 较 多, 很 少 存 在 信 号 覆 盖 的 问 题, 因 此 应 该 首 先 怀 疑 导 频 污 染 所 致, 再 结 合 数 据 分 析 可 以 较 快 的 发 现 问 题 根 源, 从 根 本 上 解 决 问 题 5.2 弱 覆 盖 引 起 问 题 现 象 : 从 奇 台 到 吉 木 萨 尔 的 国 道 路 上, 有 段 约 600 米 的 路 段 Rx 在 -90dBm 左 右,Ec/Io 在 -12dB 以 下, 由 于 信 号 弱 存 在 导 频 污 染 现 象, 导 致 FER 和 手 机 发 射 功 率 太 高 产 生 掉 话, 如 下 图 : 图 4 弱 覆 盖 产 生 导 频 污 染 路 测 图 问 题 分 析 和 解 决 : 图 中 可 以 看 到, 该 问 题 点 的 信 号 较 弱, 接 收 电 平 平 均 在 -90dBm 左 右, 附 近 的 几 个 基 站 都 能 覆 盖 到 该 问 题 点 该 问 题 点 位 于 吉 木 萨 郊 区 东 梁 村, 有 用 户 投 诉 过 室 内 信 号 不 好 从 地 理 位 置 来 看, 二 工 模 块 局 基 站 2 扇 区 PN414 距 离 较 远 达 到 3km 导 频 却 很 强, 东 梁 村 基 站 1 扇 区 PN258 距 离 1.5km 最 近 导 频 却 很 弱, 甚 至 不 在 激 活 集 里 由 于 接 收 电 平 较 低 因 此 判 断 为 弱 覆 盖 引 起 的 导 频 污 染 根 据 两 基 站 距 离 问 题 区 域 的 距 离 决 定 将 距 离 远 的 二 工 模 块 局 基 站 2 扇 区 PN414 下 压 4 度, 减 弱 对 该 区 域 覆 盖, 将 东 梁 村 基 站 1 扇 区 PN258 方 位 角 由 140 度 调 整 至 150 度, 且 将 原 导 频 信 道 增 益 由 原 -38db 调 整 为 -32db, 加 强 该 区 域 覆 盖 31
取 得 效 果 : 经 调 整 后 测 试 分 析, 该 问 题 区 域 Ec/Io 明 显 改 善, 距 离 该 区 域 最 近 的 东 梁 村 基 站 1 扇 区 PN258 导 频 信 号 达 到 -7.12dB, 比 第 二 位 的 导 频 信 号 大 6 db 以 上, 稳 居 主 导 频 位 置 距 离 较 远 的 二 工 模 块 局 基 站 2 扇 区 PN414 已 不 在 激 活 集 中, 该 区 域 导 频 质 量 明 显 改 善, 弱 覆 盖 导 频 污 染 问 题 解 决 优 化 后 效 果 如 下 图 : 图 5 优 化 后 Ec/Io 覆 盖 图 总 结 : 在 信 号 弱 的 地 方 容 易 同 时 收 到 附 近 几 个 基 站 的 信 号, 或 者 同 时 在 几 个 基 站 覆 盖 的 边 缘, 所 有 的 信 号 都 会 较 弱, 信 号 强 度 都 在 -90dBm 以 下,Ec/Io 都 比 较 差, 手 机 容 易 在 这 几 个 导 频 之 间 产 生 乒 乓 切 换, 手 机 虽 然 能 正 常 解 调 但 误 帧 率 和 手 机 发 射 功 率 都 会 比 较 高 而 且 在 这 种 情 况 下 由 于 CDMA 的 呼 吸 效 应, 随 着 用 户 的 增 加, 基 站 的 覆 盖 范 围 却 在 缩 小 容 易 出 现 盲 区 在 处 理 国 道 Ec/Io 较 差 情 况 的 时 候, 由 于 国 道 上 覆 盖 基 站 较 少 且 不 连 续, 在 距 离 基 站 较 远 的 地 方 容 易 形 成 弱 覆 盖 导 频 污 染 除 了 增 加 新 站 解 决 覆 盖 问 题 外, 我 们 还 可 以 首 先 找 到 距 离 该 区 域 最 近 的 基 站 扇 区, 调 整 天 馈 增 加 功 率, 使 其 成 为 主 导 频, 调 整 距 离 该 区 域 较 远 的 基 站 扇 区 天 馈 使 其 信 号 减 弱, 弱 覆 盖 导 频 污 染 问 题 就 可 能 解 决 了 5.3 邻 区 漏 配 引 起 问 题 现 象 : 在 某 县 城 路 测 时, 从 老 醋 酱 厂 家 属 楼 行 至 某 县 县 局 过 程 中 Rx 很 好 但 导 频 Ec/Io 很 差, 误 帧 率 极 高 如 下 图 : 32
图 6 邻 区 漏 配 产 生 导 频 污 染 路 测 图 问 题 分 析 和 解 决 : 通 过 分 析 路 测 数 据 发 现, 掉 话 路 段 Rx 覆 盖 很 好, 但 导 频 Ec/Io 很 差, 误 帧 率 极 高 进 一 步 查 看 手 机 在 车 辆 行 驶 过 程 中, 掉 话 前 后 所 占 用 PN 时 发 现, 掉 话 前 手 机 占 在 玛 河 管 理 处 基 站 2 扇 PN447 上 Ec/Io 为 -21dB, 当 时 玛 纳 斯 县 局 PN3 的 Ec/Io 为 -9dB 比 PN447 强 很 多 完 全 满 足 通 话 需 求, 但 是 进 不 了 激 活 集, 切 换 不 到 PN3, 最 终 导 致 Ec/Io 差 误 帧 率 极 高 掉 话 查 看 信 令 消 息 发 现 PN3 不 在 PN447 的 邻 区 列 表 内 所 以 对 PN447 造 成 同 频 干 扰,Ec/Io 恶 化 引 起 掉 话 对 玛 河 管 理 处 基 站 PN447 添 加 PN3 的 邻 区 取 得 效 果 : 添 加 邻 区 后 重 新 路 测 该 区 域 导 频 信 号 差 的 问 题 明 显 改 善,Ec/Io 在 -9db 附 近 通 话 质 量 明 显 改 善 如 下 图 所 示 : 33
图 7 优 化 后 Ec/Io 覆 盖 图 总 结 : 在 路 测 过 程 中, 如 果 发 现 问 题 区 域 Rx 很 好 但 是 Ec/Io 很 差 的 情 况 下, 可 以 首 先 从 周 围 基 站 邻 区 是 否 漏 配, 邻 区 优 先 级 是 否 合 理 以 及 是 否 存 在 外 部 干 扰 源 等 方 面 综 合 考 虑 分 析, 会 比 较 快 速 准 确 找 到 问 题 根 源 从 而 迅 速 解 决 问 题 5.4 商 场 高 层 导 频 污 染 问 题 现 象 : 某 商 场 6 层 内 有 用 户 反 映 楼 内 尤 其 是 靠 近 西 南 窗 口 打 电 话 断 断 续 续, 甚 至 不 能 正 常 通 话 现 场 测 试 发 现 该 层 西 南 窗 口 附 近 室 外 信 号 杂 乱, 导 频 污 染 严 重, 乒 乓 切 换 频 繁,RX 多 在 -70dBm 以 上, Ec/Io 多 在 -12db 以 下 无 法 满 足 通 话 需 求 如 下 图 : 34
图 8 商 场 6 层 导 频 污 染 测 试 图 图 9 某 商 场 地 理 位 置 图 问 题 分 析 和 解 决 : 经 现 场 测 试 发 现, 该 层 主 要 是 由 商 场 室 内 分 布 基 站 2 扇 区 PN420 覆 盖,RX 多 在 -75 以 上, 室 分 信 号 覆 盖 良 好 但 是 室 外 站 导 频 信 号 较 强 产 生 导 频 污 染 问 题,Ec/Io 较 差 35
观 察 商 场 地 理 位 置 发 现, 该 层 西 南 方 向 窗 口 区 域 Ec/Io 较 差, 主 要 是 由 于 室 外 红 十 字 医 院 基 站 0 扇 区 PN51 导 频 污 染 所 致 由 于 该 层 与 红 十 字 医 院 基 站 高 度 相 当, 所 以 窗 口 处 PN51 导 频 强 度 很 高 与 室 内 分 布 基 站 相 当, 产 生 导 频 污 染 把 PN51 的 下 倾 角 由 4 度 下 压 到 7 度 取 得 效 果 : 经 调 整 后 测 试 分 析, 商 场 6 层 问 题 区 域 Ec/Io 明 显 改 善, 主 要 由 室 内 分 布 基 站 PN420 覆 盖, 室 外 红 十 字 医 院 基 站 0 扇 区 PN51 导 频 强 度 明 显 减 弱, 消 除 了 此 区 域 的 导 频 污 染 问 题 现 场 拨 打 电 话 正 常, 优 化 后 效 果 如 下 图 : 图 10 优 化 后 Ec/Io 覆 盖 图 总 结 : 由 于 用 户 在 商 场 6 层 区 域 投 诉, 该 处 地 势 很 高 且 无 阻 挡, 造 成 周 围 基 站 信 号 均 能 覆 盖 该 区 域, 容 易 出 现 室 外 导 频 对 室 内 导 频 产 生 污 染 的 情 况 所 以 建 在 高 层 商 业 大 楼 附 近 的 基 站, 要 注 意 天 线 倾 角 不 可 太 小, 避 免 直 接 覆 盖 到 高 层 之 内 造 成 导 频 污 染 6 导 频 污 染 的 预 防 导 频 污 染 问 题 对 我 们 的 系 统 产 生 的 反 面 影 响 越 来 越 大, 一 般 我 们 都 是 先 发 现 有 导 频 污 染 问 题, 然 后 再 找 出 产 生 导 频 污 染 的 原 因, 最 后 采 取 措 施 解 决 目 前 对 导 频 污 染 问 题 的 处 理 基 本 处 于 被 动 的 状 态, 其 实 很 多 导 频 污 染 的 问 题 我 们 是 可 以 事 先 预 防 的 为 了 避 免 产 生 导 频 污 染, 要 注 意 以 下 几 个 方 面 : 1) 基 站 选 址 的 时 候, 就 要 认 真 对 每 一 个 基 站 进 行 勘 查, 在 设 立 天 线 的 位 置 观 看 是 否 天 线 会 被 遮 挡 容 易 发 生 反 射, 对 每 一 个 基 站 天 线 类 型 方 位 角 俯 仰 角 这 些 影 响 覆 盖 范 围 的 参 数 进 行 模 拟 36