接入层网络部署方法和系统与流程

本发明涉及光通信网络技术领域，特别是涉及一种接入层网络部署方法和系统。

背景技术：

本地传输网络指的是采用光纤传输技术，在一个地市范围内建立起来的解决本地市各种业务需求的传送网络实体。业务需求包括无线基站回传、集团客户专线、家庭宽带等，通常由运营商建设。本地传输网络采用的光纤传输技术包括SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)/MSTP(Multi-Service Transfer Platform，基于SDH的多业务传送平台)、PTN(Packet Transport Network，分组传送网)、IP RAN(IP化无线接入网)、WDM(波分复用系统)/OTN(Optical Transport Network，光传送网)、PON((Passive Optical Network，无源光纤网络))等。

SDH/MSTP是一种较早期的本地传输技术，采用固定时隙传送固定带宽的业务，特点是带宽稳定、保护性好，缺点是带宽利用效率较低，无法使用当前动态带宽和路由的分组化业务需求。

PTN和IP RAN分别由SDH和路由器发展而来，是传统光传输技术SDH/MSTP和IP路由器互相渗透的产物。这两种技术都能够满足分组化业务在带宽、QoS(Quality of Service，服务质量)、路由、保护等方面的需求，因此是通信运营商解决本地业务的主流传输技术。

WDM/OTN基于光波长复用技术，能够在一根光纤的多个波长上同时传送光信号，带宽大，主要用于解决本地网较大带宽颗粒(GE以上)的业务需求。

上述传输技术的组网主要是采用环形结构，便于业务节点的保护和业务路由的倒换，而PON是一种点对多点的树形传输技术。其特点是组网灵活、成本较低、光纤利用率高，但保护性较弱，主要适用于家庭宽带上网等客户的接入需求。

有的运营商的本地传输网络目前主要采用PTN技术组建。PTN技术是一种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力。相比SDH，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道，具备丰富的保护方式，遇到网络故障时能够实现基于50ms的电信级业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复；继承了SDH技术的操作、管理和维护机制(OAM)，具有点对点连接的完美OAM体系，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力。

基于以上特性，有运营商采用PTN作为解决本地网基站回传电路的主流传输技术。基站回传指的是移动网RAN层的基站(BS)和基站控制器(BSC)之间的电路需求，有的运营商无线基站节点分布较广，而基站控制器主要位于一些县城或者城区的核心节点机房，因此基站回传电路流向为各个基站汇聚到市区或县城核心节点。

从网络结构看，如图1所示，该运营商本地网的PTN网络一般可分为三层，接入层为各个基站的PTN设备采用环形双归到各个汇聚区的汇聚节点，汇聚节点之间组成汇聚环，和核心节点连接，负责将汇聚上来的业务归属到基站控制器所在的核心节点。核心节点之间采用大容量PTN设备组建核心调度环，负责各个核心节点之间电路的调度。PTN接入层原则上为环形，但实际建设中由于光缆条件不满足或者电路开通时间紧急，也会采用链型组网。

如图2所示，为新建基站PNT部署方式示意图。由于接入层PTN主要部署在2G和3G基站，和汇聚节点PTN设备组建接入环，满足基站的电路回传需求。根据建设原则，新建基站全部采用PTN设备，原有采用SDH设备解决回传电路需求的2G基站，将逐渐替换为PTN设备。实际工程中，由于新建基站的配套光缆通常就近和附近的基站连接，因此新建基站的PTN设备也一般和就近的PTN节点或者汇聚节点组成环型或者链型网络(开始通常为链型，后期再优化成环)。

在PTN网络的初期阶段，PTN节点数量较少，通常新建基站接入光缆就近连接的这个基站并不是PTN设备节点，这就需要多次跳纤才能够连到最近的PTN节点。跳纤过多会造成原有基站之间纤芯的紧张，给维护带来压力；同时，部分新建节点可能会由于跳纤过远而需要配置长距光模块，而在后期站点增多进行优化后，节点间距离缩短又要改为短距模块或者增加衰耗器，这给工程增加了变数。随着新建基站的一批批建设，这种建设模式缺乏全面整体考虑，会造成接入网比较混乱，给后期的改造带来更大的工作量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种接入层网络部署方法和系统，可以减少在建设过程中跳纤过多的情况。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种接入层网络部署方法，包括：

获取新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值；

假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备，其中，所述目标节点为所述接入链上的一个本代网络设备节点；

获取所述新建基站分别就近接在各所述节点上距离最近的新代网络设备节点的路径长度值，其中，当前的新代网络设备节点包括所述目标节点和所述接入链上的已有新代网络设备节点；

根据各所述概率值以及当前获取的各路径长度值确定所述目标节点对应的期望路径值；

根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案。

一种接入层网络部署系统，包括：

概率获取模块，用于获取新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值；

假设模块，用于假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备，其中，所述目标节点为所述接入链上的一个本代网络设备节点；

长度获取模块，用于获取所述新建基站分别就近接在各所述节点上距离最近的新代网络设备节点的路径长度值，其中，当前的新代网络设备节点包括所述目标节点和所述接入链上的已有新代网络设备节点；

处理模块，用于根据各所述概率值以及当前获取的各路径长度值确定所述目标节点对应的期望路径值；

方案获取模块，用于根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案。

根据上述本发明的方案，其是获取新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值；假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备，其中，所述目标节点为所述接入链上的一个本代网络设备节点；获取所述新建基站分别就近接在各所述节点上距离最近的新代网络设备节点的路径长度值，其中，当前的新代网络设备节点包括所述目标节点和所述接入链上的已有新代网络设备节点；根据各所述概率值以及当前获取的各路径长度值确定所述目标节点对应的期望路径值；根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案，采用本发明的方案，可以找出期望路径最短的节点作为关键节点，预先放置新代网络设备，可以缩短新建基站连接到新代网络设备节点的跳纤距离，节省基站之间紧张的纤芯资源。

附图说明

图1为本地PTN网络示意图；

图2为新建基站PNT部署方式示意图；

图3为本发明实施例一的接入层网络部署方法的实现流程示意图；

图4传统的PNT部署方式示意图；

图5本发明方案的PNT部署方式原理示意图；

图6为具体示例1中的模型一(不带支链)示意图；

图7为具体示例1中的模型一(带支链)示意图；

图8为具体示例2中的模型二示意图；

图9为本发明实施例二的接入层PTN网络部署系统的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

由于PTN替代SDH设备是网络发展必然趋势，因此本发明方案的基本思路是改变现有完全跟随无线基站配套部署PTN设备的方式，在一些关键节点预先放置PTN设备，和本期的无线新建基站的PTN一起联合组网，从而缩短新建基站连接到PTN节点的跳纤距离，节省基站之间紧张的纤芯资源。

对于关键节点的选取，是建立抽象化的数学模型，借助统计学的方法分析新建节点根据一定概率连接现有节点路径的期望，找出期望路径最短的节点作为关键节点，和本期新建基站一起部署PTN设备。采用此部署方式后，可以降低这一片区其他基站的跳纤路径，从而节省基站纤芯资源。以下对本发明方案进行详细阐述。

实施例一

本发明实施例提供一种接入层网络部署方法，图3为本发明实施例一的接入层网络部署方法的实现流程示意图，如图3所示，该实施例中的接入层网络部署方法包括：

步骤S101：获取新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值；

这里，所述节点包括新代网络设备节点和本代网络设备节点，其中，新代网络设备节点指放置了新代网络设备的节点，本代网络设备节点指采用本代网络设备的节点；

这里，各概率值可以根据实际需要设置，可以相同，也可以不同，一般地，以新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值均相同为佳，可以以此作为一个假设条件，假设均为某个常数，例如a；

步骤S102：假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备，其中，所述目标节点为所述接入链上的一个本代网络设备节点；

需要说明的是，由于此处建设在目标节点上预先放置新代网络设备，即建设将本代网络设备节点对应的本代网络设备替换成新代网络设备，因此，这时的目标节点被假设成一个新代网络设备节点；

步骤S103：获取所述新建基站分别就近接在各所述节点上距离最近的新代网络设备节点的路径长度值，其中，当前的新代网络设备节点包括所述目标节点和所述接入链上的已有新代网络设备节点；

步骤S104：根据各所述概率值以及当前获取的各路径长度值确定所述目标节点对应的期望路径值；

具体地，可以根据确定所述目标节点对应的期望路径值；

其中，Q_i表示所述目标节点对应的期望路径值，a_i表示所述新建基站就近接在所述接入链的第j个节点的概率值，p_i表示就近接在所述接入链的第j个节点上距离最近的新代网络设备节点的路径长度值，n表示所述接入链中的新代网络设备节点的个数，m表示所述接入链中的本代网络设备节点的个数；

步骤S104：根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案；

具体地，可以按照上述步骤S102、步骤S103确定各本代网络设备节点对应的期望路径值，并根据各本代网络设备节点对应的期望路径值选取期望路径值较小或者最小的本代网络设备节点，将选取出的本代网络设备节点确定为优先需要放置新代网络设备的本代网络设备节点，相当于前述的关键节点，和本期新建基站一起部署新代网络设备。采用此部署方法后，可以降低这一片区其他基站的跳纤路径，从而节省基站纤芯资源。

在其中一个实施例中的接入层网络部署方法，还可以包括：判断所述接入链上的一个本代网络设备节点是否均被假设预先放置新代网络设备；若是，进入根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案的步骤；若否，则从未被假设放置新代网络设备的本代网络设备节点中选出一个本代网络设备节点作为新的目标节点，进入所述假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备的步骤。也就是说，需要按照上述步骤S102、步骤S103确定各本代网络设备节点对应的期望路径值，再执行根据各所述概率值以及当前获取的各路径长度值确定所述目标节点对应的期望路径值的步骤。

此外，考虑到对于链上有支链的情况，很显然在支链上的某个节点放置新代网络设备所对应的期望路径值，大于在该支链所连接的主链上的节点放置新代网络设备对应的期望路径值，因此，在支链上的某个节点放置新代网络设备相对是不合理的，因此，可以不同考虑支链上的节点，为此，在其中一个实施例中，所述目标节点为所述接入链的主链上的一个本代网络设备节点。

在其中一个实施例中，上述的新代网络设备为PTN设备，上述的本代网络设备为SDH设备。

为了便于理解本发明的方案，以新代网络设备为PTN设备、本代网络设备为SDH设备、新代网络设备节点为PTN节点，本代网络设备节点为SDH节点为例，就本发明的原理以及具体示例进行说明。

为便于描述，这里将PTN设备的部署方法抽象化，现在的方式是新建的基站通过就近光缆连接到附近的基站，再通过跳纤连接到PTN汇聚点或者已有PTN的基站节点如图4所示：

从图中可以看出对于采用PTN设备的新建基站A和B，就近放置光缆到L4和L6，需要跳纤至L0节点才能够组成PTN网络，路径长度都为4(假设每段为1，忽略就近接入的这段光缆)，共计占用16芯(每段2芯，括号内数字和)。

本发明方案的基本思路是采用预先放置PTN设备到关键节点，这里取L2，方式图5所示：

此种方式新建基站A和B只需连接到PTN节点L2，各自路径为2；包含L2增加PTN设备占用的纤芯，共计占用12芯(括号内数字和)。相比原始方式，路径缩短50％，纤芯占用减少25％。新的建设模式付出的代价仅是需要增加一端设备，而在PTN大规模建设的前提下，这端设备的增加也是必然的。

在基站PTN替代SDH的大趋势下，重点考虑的是如何选取L2节点——显然选择L2和L3预先放置PTN的结果是不一样的，因此归纳为下述命题：在已知少量PTN节点的网络内，如何选取预先放置PTN的节点，使得下一个随机出现的新建点距离已有PTN节点的期望路径最短。

在一个复杂网络中，关键节点的选择将不是那么显而易见，下面首先从一些简单的模型进行分析，首先有三点假设前提：

假设新建基站较多，为便于比较，忽略预先放置PTN节点本身的纤芯占用区别(关键节点较少的情况下，是可以这样假设的)。

假设新建基站就近接入的节点对于现有网络节点而言，概率相同，设为常数a。

选择关键节点的优先级只对具有相连关系(只在汇聚点相连的不算)的环或者链上节点有意义。

具体示例1

本具体示例1是以根据网络结构建立的单节点型(模型一，如图6所示)为例进行说明。

这种情况针对接入链上仅一个节点放置了PTN设备。考虑一个长度为n的链，其中L0为已有PTN设备的节点，假设新增节点接在Li(i＝0～n-1)上距离已有PTN节点的路径为Pi，并且按照假设前提2，接在每个节点的概率均等于a。那么新增节点的期望路径为Q＝∑(pi*a)/(n+1)，而在Lj预先放置PTN后，期望路径值为Qj。

对于路径长度为4的链，假设在L1放置PTN设备，新建基站就近接L0上距离最近的PTN节点(L0)的路径长度值为0，新建基站就近接L1上距离最近的PTN节点(L1)的路径长度值为0，新建基站就近接L2上距离最近的PTN节点(L1)的路径长度值为1，新建基站就近接L3上距离最近的PTN节点(L1)的路径长度值为2，新建基站就近接L4上距离最近的PTN节点(L1)的路径长度值为3，因此，Q1＝(0*a+0*a+1*a+2*a+3*a)/5＝6a/5；同理计算出Q2＝4a/5，Q3＝3a/5，Q4＝4a/5。因此在这种情况下，L3优先放置PTN设备更合适，低于最差值25％。同理可计算出长度为其他值的期望路径值Q。

对于链上有支链的情况，如图7所示，很显然在支链节点L21放置PTN不如L2，是不合理的，因此可以不用计算这类点的Q值，增加L21对于L2之外的节点等同于重复计算L2后加1a，而对于L2的Q则直接加1a，因此计算出Q1＝8a/6，Q2＝5a/6，Q3＝5a/6，Q4＝7a/6，在这种情况下，L2和L3都是最优，低于最差值37.5％。因此可以看出，增加了支链后，优先级将发生变化。

具体示例2

本具体示例2是以根据网络结构建立的双节点型(模型二，如图8所示)为例进行说明。

这种情况针对一个接入链上已有两套PTN设备——这种情况通常出现在两个已有PTN的汇聚节点之间的环。

计算Q值时，模型二和模型一的唯一区别是节点可以在选择就近的PTN节点。类似模型一的计算可以得出：Q1＝4a/6，Q2＝3a/6，Q3＝3a/6，Q4＝4a/6。在这种情况下L2和L3最优，低于最差值25％；并且L1和L4，L2和L3的Q值是对称的。同理可以得出该模型下带支链的结果，这里不再计算。

根据以上的计算，可以得出几个有意义的推论用于选择关键节点(Q值较低的节点优先选择为关键节点)：

不考虑支链的情况下，路径长度为3的链，第2个节点Q值较低，对于路径长度为4或5的链型，第3个节点的Q值较低；路径长度为6的链，第4个节点的Q值较低。

考虑支链后，增加一个支链节点会使得该支链节点所在链上节点的Q值排序降低。

在增加支链时如果可以选择的话，选取本身Q值较低的节点会降低今后增加节点时的最低Q值。

两端都是PTN的情况，靠近中间的节点Q值较低。

三交环，最优Q值不会出现在节点较少的环上。

对于同一系统上Q值相同的点，可以根据本节点设置PTN占用纤芯或者工程实施难易度来比较。

实施例二

根据上述实施例中的本发明的接入层网络部署方法，本发明实施例还提供一种接入层网络部署系统。图9为本发明实施例二的接入层网络部署系统的组成结构示意图。图9中示出了本发明的换流站无功功率控制系统的一个较佳示例的结构示意图。依据不同的考虑因素，在具体实现本发明的换流站无功功率控制系统时，可以包含图9中所示的全部，也可以只包含图9中所示的其中一部分。

在其中一个实施例的接入层网络部署系统，包括图9中的概率获取模块201、假设模块202、长度获取模块203、处理模块204、方案获取模块205，其中：

概率获取模块201，用于获取新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值；

假设模块202，用于假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备，其中，所述目标节点为所述接入链上的一个本代网络设备节点；

长度获取模块203，用于获取所述新建基站分别就近接在各所述节点上距离最近的新代网络设备节点的路径长度值，其中，当前的新代网络设备节点包括所述目标节点和所述接入链上的已有新代网络设备节点；

处理模块204，用于根据各所述概率值以及当前获取的各路径长度值确定所述目标节点对应的期望路径值；

方案获取模块205，用于根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案。

在其中一个实施例中的接入层网络部署系统还可以包括图9中的判断模块206；

判断模块206用于判断所述接入链上的一个本代网络设备节点是否均被假设预先放置新代网络设备；

方案获取模块205在所述判断模块的判定结果为是时，根据各本代网络设备节点对应的期望路径值获取所述接入层网络的部署方案；

假设模块202还在所述判断模块的判定结果为否时，从未被假设放置新代网络设备的本代网络设备节点中选出一个本代网络设备节点作为新的目标节点，重新进行假设在所述接入链上的目标节点上预先放置新代网络设备的过程。

在其中一个实施例中，所述目标节点为所述接入链的主链上的一个本代网络设备节点。

在其中一个实施例中，新建基站就近接在接入层网络的接入链的各节点上的概率值均相同。

在其中一个实施例中，处理模块204根据确定所述目标节点对应的期望路径值；

其中，Q_i表示所述目标节点对应的期望路径值，a_j表示所述新建基站就近接在所述接入链的第j个节点的概率值，p_i表示就近接在所述接入链的第j个节点上距离最近的PTN节点的路径长度值，n表示所述接入链中的PTN节点的个数，m表示所述接入链中的本代网络设备节点的个数。

在其中一个实施例中，方案获取模块205根据各本代网络设备节点对应的期望路径值选取期望路径值较小或者最小的本代网络设备节点，将选取出的本代网络设备节点确定为优先需要放置新代网络设备的本代网络设备节点。

在其中一个实施例中，所述新代网络设备为PTN设备，所述本代网络设备为SDH设备。

本发明实施例提供的接入层网络部署系统，需要指出的是：以上对于接入层网络部署系统的描述，与上述接入层网络部署方法的描述是类似的，并且具有上述接入层网络部署方法的有益效果，为节约篇幅，不再赘述；因此，以上对本发明实施例提供的接入层网络部署系统中未披露的技术细节，请参照上述提供的接入层网络部署方法的描述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。