山 东 通 信 技 术 年创刊 -...
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主办单位：山东通信学会
编 委： 吕雪峰 刘 宁 张广辉
张 娅 郭 彬 钱丽玲
董士宝 谢绍富
(按姓名笔划排列)
主 编：高兆法
编 辑：刘 伟
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电 话：0531-82092813
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（1979年创刊 总第158期）山 东 通 信 技 术Shandong Tongxin Jishu
第38卷 第1期2018年3月（季刊）
（公开发行） 目 次
技术研究与应用
基于大数据挖掘的流量经营研究 ...................................................姜芳 崔可升（1）
一种外来常住人口的聚类识别方法...........................................................王计斌（4）
一种终端快速接入中国电信物联网开放平台的调测方案............曾祥宇 周江（9）
一种基于VoLTE用户感知挖掘全网无线异常覆盖区域的新方法
.......................................................................................徐以蒙 李琦 刘红 黄涛（12）
VoLTE掉话率指标提升研究 .....................................................................陆广海（15）
面向未来业务承载的本地传送网建设思路.......................................曹飞 陆源（18）
分布式CDN带来的挑战与应对方案 ...............王海洋 赵建福 韩增辉 王晟（22）
基于高铁SFN功能参数研究 ...........................................刘洪波 张新超 张涛（26）
虚拟4T4R提升LTE网络容量原理分析与应用 ....戚文敏 张鑫 杨宗林 杜援 （29）
经营管理
全生命周期管理在家宽网络建维中的应用.......................陈锋 李辉 张少红（31）
有线宽带线路工程造价分析方法的应用研究 .............徐正国 王东 窦永坦 （34）
技术交流
路灯杆一体化轻站提升LTE网络深度覆盖能力探讨
.......................................................................................王春庆 赵春雨 王道玉（37）
华为PTN7900替换PTN3900创新工具 .......................郝增勇 桑勇 王强 杨洋（40）
动环监控系统油机发电管理功能解决方案探讨
...............................................................................孟超 崔希民 付震生 孔祥文（43）
低成本解决IPRAN高温问题方案探析.........................张文亮 王元杰 尹逊伟（46）
1 引言
4G 流量业务是某运营商收入增长最大的驱动力，
但目前的问题在于流量收入增长无法补偿流量成本，
形成所谓的“剪刀差”；从长远看，随着流量渗透率的
提升，流量收入增长将不可避免地放缓，在价格竞争
作用下，流量收入出现下降也是可能的。
大数据分析具有大量、高速、多样、价值、真实
性等特点，大数据分析更全面、更深入，其分析结论
对于提升运营收入作用显著。某运营商拥有丰厚的
大数据资产，基于全面的数据源基础，利用大数据分
析改变自身经营模式，进而指导业务布局和发展方
向，是其当前面临的首要课题。寻找大数据和流量经
营之间的内在联系，对求解流量经营困境、认识大数
据经营模式都大有裨益。
2 流量经营的价值困境
当前某运营商的流量经营模式是：通过提供同质
化的、以 M 为价值衡量单位的流量产品来满足客户
的接入需求，然后通过向客户收取按照使用量计算的
费用以补偿网络成本、运维成本和营销成本。该模式
存在三大劣势：
基于大数据挖掘的流量经营研究
姜芳 崔可升
（中国移动山东公司德州分公司，德州 253000）
本文在大数据平台建设的基础上，聚焦于从海量数据中挖掘客户特征，从客户通信数据、互联网内容数据
等多维度入手，建立了流量套餐匹配模型，实现了精细化应对客户个性化产品需求，提高了营销命中率、
转化率。
大数据 流量运营 精准营销
摘 要：
关键词：
（1）面向手段性需求，缺乏内容运营
客户向运营商购买流量不是为了流量本身，而是
为了流量所承载的个性化互联网应用。流量仅是服
务于互联网消费的手段，因此，与面向目的性需求的
互联网服务提供商争夺客户时，运营商天然地处于劣
势。
（2）无直接网络效应，无法实现业务的边际效应
递增
流量客户之间并未像话音客户之间、短信客户之
间那样构成彼此连接的网络，客户之间的网络是通过
业务构成的，而业务网却控制在 OTT（OVER THE TOP，通过互联网向客户提供各种应用服务）业务运
营商手中。因此，随着使用OTT业务的客户越来越多，
以及客户使用 OTT 的业务次数越来越多，OTT 业务
的边际效用递增，但运营商流量的边际效用基本持平
（图 1）。
图1 运营商流量业务与OTT业务边际效用对比图
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
（3）边际成本下降有限
面对指数级增长的流量需求，运营商不断追加投
资扩容，升级只能勉强跟上。上期投资刚进入边际成
本下降阶段，新的投资又追加进来，下降趋势被中止。
在投资压力下，设备商又勾画了美妙的技术前景，许
诺平均成本将极大地降低，以吸引运营商全面投资新
技术。这样多次循环、叠加，在相当长时间内，运营
商都处于初始成本投资阶段，流量边际成本下降的周
期被压缩到很短（图 2）。
2）数据预处理：将收集来的数据进行相应的清
洗，处理成适合决策树算法的数据，包括数据的导入、
清理、集成、转换、筛选和离散化等。
3）建立决策树模型：使用 python 工具的决策树
算法建立模型，具体的模型流展示如图 3 所示。要确
定客户消费特征和资费套餐之间的关系，最适合的技
术就是决策树分类。使用决策树算法建立的分类模型
结构最简单，便于理解，而且分类速度快，适合进行
大规模的数据处理。本文采用决策树算法中的 C5.0 算法来建立流量套餐匹配模型。
图3 模型流展示
4）模型评估：用 70% 的数据作为训练集、30%的数据作为测试集，用训练集建立决策树模型，用测
试集验证模型的正确确性。预测客户的概率排名前
20% 的命中率为 80.60%，覆盖率为 47.29%，较自然
转化提升倍数为 3.2（图 4）。
图2 运营商流量业务与OTT业务边际效用对比图
面对这些劣势，运营商在流量经营方面应更好地
理解客户的流量诉求，掌控客户的个性化需要并推荐
适合的终端，以解决客户的各种个性化问题。某运营
商目前正在运用大数据实现以个人为颗粒度的超细
分客户洞察，基于对客户、终端、流量套餐、网络与
服务的理解，建立基于大数据的流量经营与服务策略
体系，以实现业务创新和价值经营。
3 基于大数据的流量运营实践
（1） 模型建立步骤
1）数据准备：随机选择连续在网 6 个月及以上本
网客户，数据维度见表 1。
图4 模型的命中率与覆盖率
表1 基础数据维度
属性信息 基本属性
客户基本信息账期、主体优惠、是否智能机、终端机价格、终端机屏幕、开户时间、在网月份、年龄、套餐名称
ARPU 5-11月话费趋势、话费均值
DOUAPP视频流量、社交流量、新闻流量与生活流量，5-11月流量，流量均值、波动、趋势、使用时段与流量包名称
客户行为信息5-11月漫游时长、趋势、波动与类型，电子渠道、自有渠道、社会渠道、10086渠道，5-11月通话时长、通话波动
（2） 模型输入和输出
模型输入：客户号码、近 3 个月流量均值、近 3 个
月流量分层、话费均值，社交 APP 流量均值，订购流
量套餐名称、订购流量包名称；
模型输出：客户号码、品牌、叠加包、推荐流量套
餐编码、推荐流量套餐名称。
姜芳等：基于大数据挖掘的流量经营研究第1期 2
（4） 营销预演优化
根据模型输出的结果以及客户的偏好渠道，进行
客户套餐迁转营销。分三周进行营销预演，及时评估
预演效果，迭代调整优化场景，沉淀最佳营销方案，
以确保流量营销工作达到预期目标。
1）第一周问题分析：外呼渠道客户 10 秒内挂机
率高；执行调整：开场白术语调整。
2）第二周问题分析：营销失败群体中客户套餐存
在互斥关系；执行调整：引导互斥关系客户到线下营
业厅办理业务。
3）第三周问题分析：部分客户出现已转套；执行
调整：支撑实时目标客户群更新。
（5） 运行效果评估
通过三周的预演，共营销 21429 户，接通率
43%，成功套餐迁转 1382 户，营销成功率为 15.17%，
较前期套餐迁转成功率提升 9.16%（图 6）。已迁转
客户的超套降幅达 76%（图 7），很大提升了客户满
意度，满足了客户的个性化需求。
图5 渠道适配举例
图 6 迁转成功对比
4 结束语
通过大数据的全面透彻分析，可以洞察客户需
求，指导业务设计开发，分析业务使用，提升业务质
量和体验，以提高业务创新能力。同时，通过筛选目
标客户，精准匹配产品，确定营销时间，准确匹配渠
道，开展基于细分需求和客户精确定位的精细化营
销，以提高营销效率。以客户数据为基础，通过不断
提升数据的透明性、共享性和流动性，发挥大数据的
新经济特征，从而弥补当前流量经营模式中的缺陷。
大数据流量经营的提出，不仅是针对某运营商流
量经营问题的对策性建议，同时也是社会及产业演进
趋势下的必然结果，是所有平台化产业参与者共同的愿
景。
参考文献
汪琴，陈玉英，白文明.互联网环境下如何开展流量营
销.内蒙古科技与经济，2015(18).
胡旭辉. 基于大数据挖掘的流量运营研究与应用. 兰州交
通大学博士论文, 2016.
XJin.Significance and Challenges of Big Data Research.Big
Data Research,2015（6）.
杨楠. 大数据在数据流量分析模型中的应用研究. 天津大
学博士论文 , 2016.
石志凯，朱国胜.WF-C4.5:WiFi环境下基于C4.5决策树的
手持终端流量识别方法.计算机科学，2017（44）.
贾利娟 .一种基于运营商大数据的内容个性化推荐模
型.信息技术，2017(3).
1
2
3
4
5
6
（3 ） 营销渠道匹配
根据客户历史的渠道接触偏好，匹配最合适的营
销渠道，多渠道协同营销：首先收集目标客户渠道接
触偏好；然后统计分析各渠道业务办理次数，判定由
高到低渠道的偏好程度；最后得出客户与渠道的适配
关系。渠道适配举例如图 5 所示。
图7 已迁转客户超套对比
山 东 通 信 技 术3 2018年
1 引言
对于城市外来常住人口，常用的识别方法是采取
人工方式，包括社会问卷调查、电话咨询等，不但耗
费人力物力，而且效率很低，统计周期较长。总的来
说，目前没有一个通用的科学方法能够对不同地区的
外来常住人口做出较为精准的预测与识别。本文根
据移动手机用户驻留数据，使用大数据手段对外来常
住人口进行统计，既不像传统方式那样费时费力，也
使识别结果更具科学性。
电信运营商所收集的用户驻留信息，可以统计
用户在本市的驻留天数、驻留时长以及 ECI 切换数
据。其中，常住和非常住用户在驻留特征上一定有所
不同，因此通过对驻留信息进行处理形成驻留特征变
量，即可使用聚类算法对两类用户进行区分。
2 数据简介
本文中所研究的数据来自江苏省某电信运营商。
（1）外来人口定义
如图 1 所示，本文根据手机号码归属地和身份证
信息将用户分为四类：第一类为本地号码本地户籍的
用户；第二类为本地号码外地户籍本地户口的用户；
一种外来常住人口的聚类识别方法
王计斌
（南京华苏科技有限公司，南京 210012）
本文通过对用户驻留数据的转换，采用多种聚类算法对小样本数据进行建模验证，实现了对城市外来常住
人口的识别区分。实例分析表明，采用谱聚类算法对外来常住人口进行划分具有较高的预测精准度，且能
发现口径识别中无法判断的特例事件。
机器学习 谱聚类 小样本 外来常住人口 驻留数据 识别模型
摘 要：
关键词：
第三类为本地号码外地户籍外地户口的用户；第四类
为外地号码的用户。其中，第一类、第二类人均不归
类为外来人口，所以常住外来人口识别只需针对第三
类、第四类用户进行分析。
图1 全网用户分类图
（2）数据集概述
为保护用户隐私，某运营商仅提供了一种类型的
数据：用户驻留数据。驻留数据主要是用户在某个时
刻某一小区下的驻留时长。
本文用于实验的是某地市 2 月份用户驻留数据
（包含 2/3/4G 所有数据）。按照四类用户定义共分为
四个数据集，包含以下字段：用户手机号、小区唯一标
识码、秒级驻留时长、时间，以及一些标签变量。其中，
第一类数据集中包含 236 个用户，第二类包含 182 个
用户，第三类包含 178 个用户，第四类包含 199 个用
户，共 795 个用户。本文用于建模的主要为第三类、
第四类用户。
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
3 建模过程和算法概述
当用户缺乏标签时，对用户的划分需要用到非监
督机器学习算法。无监督学习中最典型的就是聚类算
法，聚类可根据用户数据特征，将有相似特征的数据
点聚成一组。每一个组都被称作一个集群（簇）。对
象之间的相似性可通过解析方式进行定义。存在很多
不同的聚类算法，其区别在于衡量对象相似性的标准
不同，可通过距离、密度、图论或是统计分布来衡量。
本文的目的是区分外来流动人口和外来常住人
口。第一步是数据预处理，需将数据中的异常值和缺
失值从数据集中剔除；第二步是变量转换，要对驻留
数据进行变形转换，运用统计手段处理产生新的可用
变量；第三步是变量筛选，避免某些相关性较强的变
量影响最终的聚类结果；第四步是数据标准化，旨在
消除各变量由于量纲不同所产生的影响。
（1）数据预处理
建模前需要对数据中的缺失值和异常值进行处
理。通过观察发现，有些数据中的用户标识码、小区
标识码存在缺失，对于此类数据，采取行删除的方式
进行处理。有些用户的驻留时长也会存在异常值，理
论上驻留时长应该在 0-3600 秒之间，对于大于 3600秒和小于 0 秒的数据需要删除。
（2）变量转换
为保护客户隐私，运营商只能提供用户驻留数
据。未经处理的驻留数据无法用于用户聚类分析，因
此要对驻留数据进行转换，运用统计手段处理产生新
的可用变量。根据用户驻留数据进行统计分析，形成
15 个新变量 :1）v1: 统计各用户一个月中驻留的天数总和；
2）v2: 统计各用户一个月中驻留的小时数总和；
3）v3: 统计各用户一个月中驻留的秒数总和；
4）v4: 统计各用户工作日 eci 类别总数（只统
计驻留超过十分钟的 eci）；
5）v5: 统计各用户休息日 eci 类别总数（只统
计驻留超过十分钟的 eci）；
6）v6: 统计各用户工作日 eci 总和；
7）v7: 统计各用户休息日 eci 总和；
8）v8: 统计各用户工作日驻留的天数总和；
9）v9: 统计各用户休息日驻留的天数总和；
10）v10: 统计各用户工作日驻留的小时数总和；
11）v11: 统计各用户休息日驻留的小时数总和；
12）v12: 统计各用户工作日驻留秒数总和；
13）v13: 统计各用户休息日驻留秒数总和；
14）v14: 统计各用户平均每天驻留时长（按小时
统计）；
15）v15: 统计各用户平均每天驻留时长（按秒统
计）。
在进行聚类分析时，若各变量间存在强相关性，
则会导致相关变量权重增大，影响最终聚类结果。因
此在做聚类分析之前，需要通过相关性检验对变量进
行筛选。
Pearson 相关系数又叫 Pearson 积矩相关系数，是
一种统计学参数，一般用来定量地衡量变量之间的相
关关系，其计算公式如下：
（1）
式中，变量 X 是所有点的 x 坐标的集合；变量
Y 是所有点的 y 坐标的集合；N 表示点的总个数。
Pearson 相关系数的绝对值越大，反映变量之间的相
关性越强。当相关系数越接近于 1 或 - 1，表示相关度
越强；当相关系数越接近于 0，表示相关度越弱。当相
关系数大于 0 时，表示为正相关；当相关系数小于 0时，表示为负相关。通常情况下，可以通过相关系数
的绝对值取值范围判断变量的相关强度，相关系数和
相关强度的关系列见表 1。
相关系数
绝对值[0,0.2] (0.2,0.4] (0.4,0.6] (0.6,0.8] (0.8,1.0]
相关强度弱相关或
无相关弱相关 中等相关 强相关 极强相关
表1 相关系数和相关强度关系
图 2 为各变量之间的相关性可视化图，通过图形
可以更直观地看出各变量之间的相关性，根据相关系
数和相关强度关系表可以删除具有强相关的变量。
5 第1期王计斌：一种外来常住人口的聚类识别方法
成为更小类，直到满足预定条件时，分裂的过程停止。
第二，合并型层次聚类方法，相反的，设每个样本点
都是一个独立的类，之后把相似度高的类逐渐合并，
当满足算法的终止条件时，停止迭代。
3）DBSCAN 算法
这是一种基于高密度联通区域的聚类算法，将类
簇定义为高密度联通区域的聚类算法，将类簇定义为
高密度相连点的最大集合。它本身对噪声不敏感，并
且能发现任意形状的类簇。DBSCAN 算法需要输入
两个参数：一个参数是半径（Eps），表示以给定点 p 为
中心的圆形领域的范围；另一个参数是以点 p 为中心
的领域内最少点的数量（min_sample）。如果满足以
点 p 为中心、半径为 Eps 的邻域内的点的个数不少于
min_sample，则称点 p 为核心点。
4）谱聚类
谱聚类原理上是一种基于图论的聚类方法。如
图 3 所示，将样本看成顶点，样本的相似度看作带权
边，这样，把样本集划分成 K 个簇的过程就等同于一
个图的分割问题。要求组间相似度低，组内相似度高。
图2 变量相关图
（4）数据标准化
由于转换的新变量在量纲上不同，因此进行聚
类之前要先对变量进行无量纲化处理。本文采用了
min-max 标准化，即对原始数据进行线性变换，使结
果映射到 [ 0, 1] 之间，公式为：
（2）
式中，max 为样本数据的最大值，min 为样本
数据的最小值。
（5）聚类模型相关机器学习算法
完成变量筛选及无量纲化处理后，可对用户进行
聚类分析。聚类就是按照事物的某些特征，把事物分
成若干类或簇，使得在同一个类内的对象之间最大程
度相似，而不同类之间的对象最大程度不同。聚类作
为无监督学习方法，被广泛应用于各个领域，本文尝
试了以下四种聚类算法：
1）K- 均值聚类
首先，从 n 个数据对象中任意选择 k 个对象作为
初始聚类中心；对于所剩其他对象，则根据其与这些
聚类中心的相似度（距离），分别将其分配给与之最
相似的聚类；然后再计算每个所获新聚类的聚类中心
（该聚类中所有对象的均值）；不断重复这一过程，直
到标准测度函数开始收敛为止。一般采用均方差作
为标准测度函数。K 个聚类具有以下特点：各聚类本
身尽可能地紧凑，而各聚类之间尽可能地分开。
2）Ward 层次聚类
可分为两大类：第一，分裂型层次聚类方法，即
在聚类开始时假定所有数据点都属于同一个类，在迭
代的过程中，根据相应准则一个类被一直分解，使之
图 3 谱聚类无向图划分
4 结果分析
（1）选择的特征
通过相关性检验对变量进行筛选后，结合最终聚
类效果共保留了 11 个变量，其中，用户一个月中驻留
的天数总和是最重要的特征之一。从经验判断，一般
常住人口一个月中驻留的天数一般较长。
用户平均每天驻留时长也是另一个重要的特征
向量。一般常住人口不仅在一个月中驻留的天数较
长，且每天的驻留时间也会比较长。通过这个变量可
以排除一些每天路过该地市的过路人。
山 东 通 信 技 术 62018年
（2） 最优聚类个数展示
在进行聚类分析前，首先要确定最优聚类个数。
本文结合轮廓系数和业务背景对 K 值进行了选择。
其中，轮廓系数法结合了凝聚度和分离度，可以以此
来判断聚类的优良性，其值在 - 1 到 +1 之间取值，值
越大表示聚类效果越好。于是可以计算在每个簇数
条件下的轮廓系数，当轮廓系数取最大时，其相应的
簇个数是最好的。如图 4 所示，轮廓系数方法建议最
优簇数为 K ＝ 2。结合实际情况考虑，需要将人群区
分为非常住和常住，也是两类情况。因此在最终的聚
类算法中，将 K 值设为 2。
图4 轮廓系数图
（3）多种聚类效果比较结果
本文尝试了 k-means、层次聚类、DBSCAN、谱聚
类共四种聚类算法，以上算法在数据集的聚类效果上
差别较大。图 5 展示了在第三类数据集上各算法的
聚类效果比较，各聚类算法在第四类数据集上的表现
与第三类数据集类似。
图 5 中的横坐标表示用户一个月中的驻留天数
总和，纵坐标表示用户平均每天驻留时长。一般常住
人口的行为特征表现为一个月中驻留天数长且每天
驻留时间也较久。从各聚类结果中可以看出，只有谱
聚类能够很好地挖掘出此类行为特征。
图5 各算法的聚类效果
（d）谱聚类
（c）DBSCAN
（b）层次聚类
（a）K-means
（4）最终聚类效果
衡量各种聚类效果，本文最后选择谱聚类作为最
终聚类算法。谱聚类不对样本空间的整体结构做任
何假设，能够识别样本点在空间上的非凸分布。因
此，谱聚类方法适用于具有任何分布形状的样本空
间，从而求解到全局最优解。同时，谱聚类算法在实
现上仅涉及标准的线性代数方法，易于实现。而传统
7 第1期王计斌：一种外来常住人口的聚类识别方法
的 k-means 聚类中，当样本维数增大时，k-means 计
算会很困难。因为在 k-means 中，输入计算的是欧式
空间中的原始向量。而且 k-means 求得的是一种局部
最优策略，SSE 不一定时最小的。
图 6、图 7 分别为样本数据集第三类、第四类用
户的最终聚类效果图。从图中可以看出，聚类效果较
好地区分了外来常住与非常住人群。外来常住人口在
特征上基本表现为一个月中驻留天数长且每天驻留
时间也较久，而非常住人口基本表现为驻留天数短。
用户标签完全相同的平均占比高达 92% 以上。
图6 第三类用户聚类效果图
图7 第四类用户聚类效果图
表2 本地号码外地户籍外地户口结果对比
口径法聚类法
非外来常住用户数
外来常住用户数
合计用户数
非外来常住用户数 11 2 13外来常住用户数 13 152 165
合计用户数 24 154 178
表3 外地号码结果对比
口径法聚类法
非外来常住用户数
外来常住用户数
合计用户数
非外来常住用户数 180 2 182外来常住用户数 11 6 17
合计用户数 191 8 199
某地市运营商利用口径法对外来常住人口进行判
断，认为除本地用户外，当月每天晚 9 点至第二天 8点时间内驻留超过 5 小时并且驻留 7 天以上的人即
为外来常住人口。根据对比口径法的结果，本地号
码外地户籍外地户口这类用户中，聚类法得到的结
果与口径法结果完全一致的用户有 163 个，占总数
的 91.57%；在外地号码这类用户中，聚类法得到的结
果与口径法结果完全一致的用户有 186 个，占总数的
93.47%。
在本地号码外地户籍外地户口这类用户中，口径
法判断为常住，而聚类法判断为非常住的用户有两
个。从驻留原始数据中可以看出，这两个用户 2 月份
在该地市分别只驻留了 5 天和 6 天，且为连续驻留，
理论上不应认为是常住人口。而口径法判断为非常
住，聚类法判断为常住的用户有 13 个，这 13 个用户
2月份在该地市最少驻留12天，且每日驻留时间较长，
理论上应判断为常住。外地号码这类用户中的情况
也是如此。
5 结束语
本文通过对用户驻留数据进行转换处理，形成用
户驻留行为特征变量，并采用多种聚类算法对外来常
住人口进行识别，最后选取了计算速度快且能产生全
局最优解的谱聚类算法进行建模预测。预测结果表明
预测精度较高，与口径法判断结果基本一致，且能识
别出口径法中无法判断的异常事件。此模型能有力支
撑运营商在外来常住人口市场营销服务工作的开展，
为市场部门提供精细化营销所必需的分析支撑服务。
参考文献（5） 口径法和聚类法结果对比（表 2、3）
武洁，李桂芝 .我国各地区常住人口总量推算方法探
讨.统计研究，2011(2).
黄荣清.关于人口预测问题的思考.人口研究，2004(1).
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张雪琴．关于“指数平滑法”的研究.内蒙古农业大学学
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1
2
3
4
5
6
山 东 通 信 技 术 82018年
1 引言
2017 年窄带物联网（NB-IoT）业务正式商用以来，
基于 NB-IoT 技术功耗低、支持海量设备接入等特点，
物联网业务迎来了爆发式增长。然而，由于应用场景
的差异化明显，不同场景下的接入终端形态各异，所
用协议也呈现了复杂多变的情况，特别是跨厂家、多
场景的综合应用问题给物联网项目开发带来了极大
不便。
针对这一问题，本文提出一种基于中国电信物联
网开放平台的终端接入调测方法，采用开发板和平台
联调测试的方式，发挥开放平台南向支持多种主流协
议的优势，通过北向开放API接口直接调取平台数据，
实现了编解码在线开发和部署、云管协同能力，简化
了终端设备接入流程，缩短了项目开发周期，降低了
开发成本。
2 方案设计架构
（1）系统模型
如图 1 所示，物联网架构分为三层，从上到下分别
为云、管、端。其中，“端”包括传感网络和模组；“管”
可理解为数据传输层，一般由运营商提供，包括 2G、
一种终端快速接入中国电信物联网开放平台的调测方案
曾祥宇 周江
（中国电信青岛分公司，青岛 266100）
本文通过分析中国电信物联网开放平台架构，针对NB-IoT项目开发中设备入网调测协议复杂、场景跨厂
家集成效率低等问题，提出了一种基于该平台的终端快速接入调测方案。方案采用移远BC95开发板与该
平台联调测试方式，利用平台支持多种主流协议接入与编解码在线插件开发等特点，实现了终端快速入网
功能，缩短了项目开发周期，降低了成本。
物联网 终端快速接入 NB-IoT CoAP
摘 要：
关键词：
3G、4G、NB-IoT、eMTC（增强机器类通信）等；“云”
可理解为应用层，可延伸到物联网相关应用行业。
图1 物联网架构
本文测试原理如图 2 所示，即：“端”采用移远
BC95 开发板，“管”采用中国电信 NB-IoT 试验网络，
“云”采用中国电信物联网开放应用平台。
图2 测试原理
（2）中国电信物联网开放平台
中国电信物联网开放平台（以下简称“平台”）是
中国电信针对国际物联网业务打造的专业化平台，能
够向企业提供从生产部署到服务变现“全生命周期”
的全球物联网连接管理与自服务功能，为物联网业务
提供有效支撑。平台通过提供在线的开发环境、测试
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
本文在通信协议方面采用物联网业务中使
用最广泛的受限制应用协议 (CoAP，Constrained Application Protocol）进行验证。CoAP 是为物联网
中资源受限设备而制定的应用层协议，物联网业务中
80% 的终端连接都基于此协议，协议架构如图 4 所示，
其中传输层使用 UDP 协议。鉴于 UDP 传输的不可
靠性，CoAP 协议采用了双层结构，定义了带有重传
的事务处理机制，并提供资源发现、资源描述等功能。
每个厂商的业务都需要一个 Profile 约束，用来描
述一款设备功能、性能和指令。一个标准的 Profile 文
件主要有两部分：一部分是设备的基础属性信息，包
括 manufacturerId（厂商 ID）、manufacturerName（厂
商名字）、deviceType（设备类型）、model（设备型号）
等；另一部分是设备的服务信息，定义设备的业务数
据，包括设备上报的上行数据和厂商服务器下发给设
备的下行数据。NB-IoT 设备的节能要求较高，因此
应用层数据一般采用二进制格式，通常在平台侧进行
协议解析时，会转化成统一的 JSON 格式（JavaScript对象表示法）以供服务器读取。因此，要实现二进制
消息的转换功能，平台侧需要设备厂商提供相应的编
解码插件。
图4 协议栈架构
（2） 调测方案实现
1） 调测流程
调测流程如图 5 所示。
图5 设备入网流程图
用户登录平台后，根据其场景需求进行在线
Profile 开发或直接将开发好的 Profile 上传到平台。
完成后再进行编解码插件的开发和部署，此时可将测
试终端的 IMEI 通过部署编解码插件实现对终端的绑
定。绑定成功后，可根据制定的用户私有协议使用开
发板进行数据上传。数据上传成功后，设备即可在平
台上线，并进行数据下发的测试以及后期北向 API 接口的调用。
2） 设备侧调测
如图 6 所示，设备侧采用移远 BC-95 开发板与
串口调试工具来模拟：BC95 开发板文档使用 AT 指
令进行串口下发。图 7 为具体 AT 指令，其中获取
IMEI 较为关键，可直接将 IMEI 号绑定在平台。
图3 方案架构
环境以及开放API接口，帮助开发者简化物联网硬件、
软件的开发环节与周期，并可利用开发模板实现创新
业务逻辑的开发，使行业、企业与物联网应用开发者
以较低的成本和更高效的方式实现物联网场景。
平台可提供多种功能，包括终端接入、终端管理、
数据处理、能力开放和应用辅助开发等。本文主要研
究终端接入、终端管理功能，并提出终端快速入网解
决方案。
（3）移远 BC-95 开发板
移远 BC-95 开发模组采用华为 Boudica120 芯
片，支持多种主流协议测试。本文采用 AT+ 指令模
拟 NB-IoT 终端的入网、数据发送和接收。
3 方案实现
（1） 调测方案架构
调测方案架构如图 3 所示。
10第1期 曾祥宇等：一种终端快速接入中国电信物联网开放平台的调测方案
图6 开发板与串口调试
图7 AT调测指令
3）平台侧调测
如图 8 所示，进入平台后，可进行 Profile 和插件
的在线开发。第一步进行 Profile 的制定（图 9），根据
产品应用场景的不同可以制定不同的产品属性。平
台提供了在线制定方式，直接在界面选取即可。
图8 平台界面
图9 Profile编写
第二步进行在线的插件开发（图 10），通过平台
进行简单的选取 ( 可拖拽 ) 即可实现复杂的逻辑，此
时通过 Profile 和插件的开发即完成了客户自有协议
的制定。Profile 和插件开发完毕后，即可进行设备的
绑定和部署。
图10 插件开发
最后一步进行数据的上传。如果上传的数据与
插件相匹配，即可在终端识别设备（图 11），此时平台
可进行命令的下发（图 12）。平台支持在线 JSON 语
言的数据格式下发形式，实现了终端快速入网和平台
的数据交互。
图11 成功上线
图12 JSON语言数据下发
4 结束语
相较于传统的终端入网方式，本文提出了一种基
于平台和开发板的终端快速入网调测方法，解决了物
联网项目开发过程中的协议转换问题，有效提高了开
发效率，并为下一步运营商与设备商的合作提供了新
方法。物联网平台是物联网行业链中数据聚合、能力
聚合、资源聚合的核心，其中终端接入是后期数据处
理、能力开放等功能的基础。对于掌握物联网通道的
运营商来说，应该利用全物联网平台服务增加合作话
语权，进而提高在物联网合作中的收益比例。
参考文献
许小刚，王仲晏.物联网商业设计与案例.北京：人民邮
电出版社，2017.
姜雅丽.三大电信运营商布局物联网新蓝海.通信世界，
2010（4）.
周军.物联网时代的展望.物联网世界，2010（1）.
王志良.物联网终端技术. 北京：机械工业出版社，2013.
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3
4
山 东 通 信 技 术11 2018年
一种基于VoLTE用户感知挖掘全网无线异常覆盖区域的新方法
徐以蒙 李琦 刘红 黄涛
（中国移动山东公司，济南 250001）
本文提出了一种使用图计算和空间聚类的机器学习方法，基于VoLTE用户感知，智能挖掘全网无线异常覆
盖区域，以及时发现全网小区覆盖问题，降低网络运行维护成本。
VoLTE语音 机器学习 5秒切片 用户感知 异常覆盖
摘 要：
关键词：
1 引言
随着全国 VoLTE 功能的部署，VoLTE 语音服务
质量直接影响用户体验。目前 VoLTE 语音质量评估
面临着诸多挑战，如业务量暴增、涉及网元接口多且
协议多、语音流程较长导致影响因素多等，进而引发
了用户感知难评估、故障定位缺手段、网络优化靠经
验等一系列问题，亟需建立一套可以从整体网络统计
角度出发，更灵活、更全面地对网络语音服务质量进
行评估、分析和优化的方法体系。
无线通信网络小区异常覆盖包括过覆盖、弱覆盖
等场景，异常覆盖问题的存在对 VoLTE 语音质量存
在较大的影响。目前无线小区覆盖问题的监测存在
着异厂商全网监控难、单异常小区意义不大等问题，
并且传统的 MR 方法无法基于真实的用户感知，本文
建立了一套新的异常覆盖区域识别算法，对 VoLTE全网无线覆盖进行评估，以及时发现全网小区覆盖问
题，提升网络优化效率，降低网络运行维护成本。
2 基于5秒切片的语音质量评估
通过研究 VoLTE 用户分布模型，综合考虑基站
分布场景、终端移动速度、数据处理性能等多方面因
素，本文建立了基于 5 秒时间粒度的语音质量评估模
型（图 1），并通过核心网与无线独立 MOS 评分，更
加贴近用户感知。
图1 基于5秒粒度的语音质量评估模型图
（1）Step 1 ：对 RTP 报文中关键字段进行处理，
获取语音媒体流的编码、丢包、时延、抖动等详细信
息，并且所有的数据都是基于包头，不涉及用户隐私。
（2）Step 2 ：基于 Gm 和 S 1U 接口，通过 ITU-T G 107 协议中 E-model 算法实现语音质量评估，并进
行独立核心网 MOS 评分；基于 eNB，通过 E-model 算法基于节点 1 实现语音质量评估，并进行独立无线
MOS 评分。
（3）Step 3 ：基于切片级别的无线数据与核心网
的端到端数据关联，即通过 5 秒切片，对每个语音切
片进行单独打分，真实反映用户感知。切片级别用户
感知判别图如图 2 所示。
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
3）异常切换的方向对应图中连线（边）的方向；
4）统计时间范围内两小区之间发生的异常次数
则可对应到图中边的属性。
图2 切片级别用户感知判别图
基于切片级别的无线数据与核心网数据关联，能
够清晰地反映呼叫任何时段的核心网指标与无线指
标。将核心网的时间线与无线时间线并行，形成信息
“网”，还原时间维度、核心网维度、无线维度，实现
准确定界。
3 使用机器学习方法基于定界结果实 现全网无线覆盖监控
如图 3 所示，通过对定界结果的深入分析，将小
区经纬度、异常切换次数、方位角等作为特征按照特
定方法进行提取，然后通过图计算、空间聚类等机器
学习方法进行分析，挖掘出异常覆盖区域。
图3 基于机器学习方法的分析图示
3.1 通过图计算自动挖掘小区间关联关系
（1）图计算概述
根据图表示数据之间的关系以及关系之间的强
弱与方向，通过图计算发现异常数据的联系与波及。
（2）图计算在本算法的应用
如图 4 所示，假设 A 小区为分析对象小区，在某
通话过程中，其他小区和 A 小区发生异常切换，即 5秒切片内语音通话质量出现明显下降，则认为发生了
异常切换。
1）小区在计算图中用顶点表示；
2）两个小区之间的切换关系用计算图中的连线
（边）表示；
图4 图计算算法应用图示
3.2 通过空间聚类挖掘成片异常覆盖区域
（1）空间聚类概述
聚类分析是一种探索性的分析，能够从样本数据
出发自动进行分类。空间聚类是根据经纬度信息，将
邻近的点连成一片区域；通过对点的分析，辅助空间
聚类方案，可以筛选出问题集中的区域。
（2）空间聚类在本算法的应用
空间聚类根据图计算中有异常切换关系的小区
的经纬度信息和周边其他小区的经纬度信息进行空
间位置的关联分析，将其中有关联关系的小区通过基
于密度的无监督学习（unsupervised learning）方式聚
成一类。算法应用如图 5 所示。
1）每个小区用该类中的每个点表示；
2）该类中任意两个点从统计学和概率论角度分
析，都是密度可达的或者密度相连的；
3）聚类算法半径阈值 Eps 根据经纬度信息进行
换算得到。
图5 空间聚类算法应用图
利用图计算方法，可以直观计算出小区直接的异
常切换关系，并量化异常切换的严重程度。
13 第1期徐以蒙等：一种基于VoLTE用户感知挖掘全网无线异常覆盖区域的新方法
图6 空间聚类应用图示
3.3 与MR(Measurement Report)方法的对比
（1）基于用户真实感知
MR 方法主要是基于网络信号相关指标，而并未
基于客户的感知情况，换言之，MR 相关指标好并不
能代表用户感知就好，无法根据丢包率等指标进行分
析。而本算法是基于客户感知，可以直接根据客户的
感知情况进行分析。
（2）成片关联区域的识别
本算法可以根据语音发生异常切换的次数及切
换前后小区、周边小区的空间地理位置等信息，进行
关联空间的分析，自动识别成片区域的小区异常覆盖
问题。而 MR 的方法仅是针对单个小区，无法做到区
域分析。
（3）实现全网监控
运营商的无线设备一般来自多家厂商，MR 方法
进行全网监控需要使用多厂商系统，而以统一接口实
现全网监控很难。本算法基于核心网数据，可以实现
全网异常区域的监控。
4 实际应用效果
本模型在某运营商局点进行了验证。根据核心网
采集的试验站点数据，阶段性完成了 1021 个站点分
析，发现异常覆盖小区 64 个，通过实地拨测，发现的
覆盖问题准确率达到 90% 以上。通过与无线 MR 数
据分析结果的比对验证，重合率达到 80%。其中某站
点本算法的分析结果和无线 MR 数据的分析结果对
比如图 7 所示。
a）机器学习算法结果
b）无线AGPS MR分析结果
图7 本文算法和MR方法结果比对图
通过本模型可以分析出该区域存在的覆盖问题，
分析结果与无线 MR 数据分析结果比对几乎一致：
（1）A 小区存在过覆盖问题；
（2）B 小区为算法识别的存在异常覆盖的切出小
区；
（3）C/D/G 小区存在弱覆盖问题，如图中 D 小区
所示；
（4）E 和 F 小区覆盖正常。
5 结束语
本文通过对 VoLTE 语音进行端到端的用户感知
分析，实现了 VoLTE 语音质量的全网高效评估，并通
过机器学习方法实现了全网无线异常覆盖区域的智
能挖掘，解决了传统 MR 方法无法基于用户真实感知
的弊端。利用机器学习对无线覆盖问题进行分析，只
需通过核心网侧 Gm 口和 S1 数据，就能及时发现全
网无线小区覆盖问题，采集接口少，成本低，便于全
网部署。
参考文献
1 周志华. 机器学习. 北京：清华大学出版社，2016.
通过上述聚类实现了异常关联空间的分析，通过
进一步分析从而识别出某片区域的小区异常覆盖问题。
图6给出了图5中应用图示。
山 东 通 信 技 术 142018年
1 引言
VoLTE 掉话率是反映 VoLTE 呼叫保持性、稳定
性的一项重要指标。VoLTE 掉话率指标除了受无线
信号强弱、干扰、切换失败等因素的影响，IMS核心网、
EPC、PCRF 等核心网如有问题也会导致掉话。山东
青岛片区 VoLTE 掉话率在 0.4% 左右，而中部片区、
西部片区 VoLTE 掉话率在 0.05% 上下，青岛片区和
先进地区差距很大，需要深入研究指标落后的原因。
本文在全国范围内首次定位了爱立信 PCRF 片
区 VoLTE 掉话率较其它厂商 PCRF 掉话率高的原
因，发现爱立信 PCRF 对于失败代码 RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE 的处理机制和其它厂商不
同。
同时，本文在全国范围内首次发现了爱立信
PGW 不支持 BSRVCC 从而导致掉话问题，并将问题
反馈至爱立信研发部门，推动爱立信推出了新版本1.1以解决该问题，在青岛首先进行了测试验证。
2 VoLTE掉话率指标定义和算法
VoLTE 掉话率是指终端在 VoLTE 通信过程中意
外中断的几率，主要包括：用户仅通话过程时的意外
中断几率；用户在视频通话时既无图像又无语音的意
外中断几率。VoLTE 掉话率指标取自信令平台。
VoLTE掉话率指标提升研究
陆广海
（中国移动山东公司青岛分公司，青岛 266071）
本文针对所在地区VoLTE掉话率指标落后现状进行了深入分析，在国内首次发现了爱立信PCRF片区
VoLTE掉话率较差的原因。
VoLTE 掉话 PCRF PGW
摘 要：
关键词：
VoLTE 语音掉话率等于 VoLTE 语音掉话次数
除以 VoLTE 语音始呼应答和终呼应答的总次数。其
中，VoLTE 语音掉话次数为 SBC（不区分主叫域和
被叫域）收到 PCRF 发送媒体类型为语音的 ASR（图
1）的次数，且 ASR 中 Abort Cause 不包含“PS to CS Handover”。
VoLTE 视频掉话率等于 VoLTE 视频掉话次数除
以 VoLTE 视频始呼应答和终呼应答的总次数。其中，
VoLTE 视频掉话次数为 SBC（不区分主叫域和被叫
域）收到 PCRF 发送媒体类型为视频的 ASR 的次数，
且 ASR 中 Abort Cause 不包含“PS to CS Handover”。
图1 Rx接口ASR/ASA消息
3 爱立信PCRF片区掉话率高研究
（1）信令分析
从中兴信令平台提取 129 条有效掉话信令样本，
逐一进行解析、判断、定位，最后发现 VoLTE 掉话率
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
发 送 CCR 消 息，CCR 消 息 内 容 丰 富，Charging-Rule-Report 里 Rule-Failure-Code 字 段 原 因 值 为
RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE，爱立信 PCRF根据 RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE 判断这
是一次掉话，从而在 156 行向 PSBC 发送 ASR 消息。
（2） 华为 PCRF 信令对比分析
如 图 3 所 示，从 华 为 PCRF 片 区 提 取 70 条
掉 话 信 令，逐 一 进 行 分 析。 如 图 3 所 示，下 面
是一个典型的抓包文件，关注 146-155 行信令，
UEContextReleaseRequest、Release Access Bearers Request、Delete Bearer Command，这些信令和图 2 爱立信 PCRF 片区信令完全一样。
重 点 注 意 第 152 行 CCR 消 息，该 消 息 由
jnsaegw06bhw 发 给 jnpcrf08，Charging-Rule-Report里 Rule-Failure-Code 字 段 原 因 值 为 RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE，这和 4.1 爱立信 PCRF 原
因值完全相同，但华为 PCRF 后续并没有向 PSBC发 送 ASR 消 息，而 是 向 PSBC 发 送 一 条 RAR 消
息，RAR 消息里 ACTION 指示“INDICATION_OF_RELEASE_OF_BEARR”,PSBC 对 RAR 消息不计为
掉话。
（3） RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE 触发
原因分析
根 据 标 准 规 范 3GPP 29.212 章 节 4.5.6，PCEF(PGW) 监测到承载建立、更新失败、专有承载
释放的时候要告知 PCRF 专载释放。
详细内容参见参考文献［1］。
如图 2 所示，以抓包文件为例做一说明。156 行
PCRF向PSBC发送Abort Session Request(ASR)消息，
Abort cause 为 BEAR RELEASE，根据 VoLTE 掉话指
标定义公式，PSBC 认为这是一次掉话，但掉话原因
需要分析 145-151 行。
第 1 4 5 行 是 1 0 0 . 11 5 . 6 7 . 7 4 ( E n o d e b )向 1 0 0 . 7 0 . 2 5 4 . 2 4 0 ( Q D M M E 5 1 ) 发 送
UEContextReleaseRequest 请求消息， 表示 eNodeB向目标 EPC 小区切换失败从而向 MME 请求释放
Context。第 1 4 6 行 是 G T P 消 息 ，
1 1 7 . 1 4 2 . 1 9 4 . 1 0 6 ( Q D M M E 5 1 ) 向
221. 177. 191. 232(QDSGW 10) 发 送 Release A c c e s s B e a r e r s R e q u e s t ； 第 1 4 7 行 是
221.177.191.232(QDSGW 10) 回响应消息。
第 148 行 是 100. 70. 254. 240(QDMME 51)向 1 0 0 . 1 1 5 . 6 7 . 7 4 ( E n o d e b ) 发 送
UEContextReleaseCommand 命 令 消 息，NO. 151 是
100.115.67.74(Enodeb) 释放完毕后向 QDMME 51 回
确认消息。
第 1 4 9 行 是 G T P 消 息 ，
1 1 7 . 1 4 2 . 1 9 4 . 1 0 6 ( Q D M M E 5 1 ) 向
221. 177. 191. 232(QDSGW 10) 发 送 Delete Bearer Command，请求删除承载。
第 1 5 0 行 需 要 重 点 关 注 ，
10.20.41.179(QDPGW21) 向 10.20.14.16(QDPCRF10)
图3 华为PCRF片区信令
高是因为爱立信 PCRF 对于失败代码 RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE 的处理机制和其它厂商不
同。图 2 给出了爱立信 PCRF 片区信令。
图2 爱立信PCRF片区信令
16第1期 陆广海：VoLTE掉话率指标提升研究
爱立信 PCRF 129 条信令中有 119 条是因为专有
承载释放。专有承载释放主要由两种情况触发：
1）在 4G 网络收到 MME 发给 PCEF(PGW) 的
“Delete Bearer Command”请求释放专载，基本都是
无线原因。
2）从 4G 网络 RAU 到 2/3G 网络后收到 SGSN发 给 PCEF(PGW) 的“Update PDP Request” 请 求
释放专载，主要是 UE 在 VoLTE 通话时没有来得
及 触 发 SRVCC 流 程 ( 如 快 速 衰 落 ) 便 在 GRAN/UTRAN 上进行 RAU 操作请求。在此情况下，爱
立 信 PCEF(PGW) 会 在 上 报 的 CCR 消 息 里 带 上
“RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE”以及“RAT_CHANGE”。
4 爱立信PGW不支持BSRVCC导致掉 话
在进行 VoLTE 掉话指标分析时发现有一类信
令 ( 图 4)，其现象是：主叫起呼后终端立刻发起切
换，MME 发 SRVCC PS to CS Request 消息给 EMSC（MME 包中 12 行），IMS 侧按 VoLTE 起呼流程，在
SIP 180 ring 前，SBC 发送 AAR 给 PCRF，PGW 发
送 Update Bearer Request 消息给 MME，而 MME 收到
Update Bearer Request 时尚未收到 EMSC 的 SRVCC PS to CS Response 响应，所以根据 3GPP 的 29.274 中
关于 MME handover 的定义返回 110(temperarily reject due to handover procedure in progress) 错误码，PGW update bearer 被拒绝重发一次后，发起删除承载。由
于专有承载被删除，PCRF 向 SBC 发送 ASR 消息，
导致本次呼叫被认为掉话。
2016 年首先发现并确认了爱立信 PGW 不支
持 BSRVCC，将问题反馈至爱立信研发部门，爱立
信于 2017 年 7 月推出 1. 1 新版本，并首先在青岛进
行了测试。PGW 升级到 1. 1 版本后，引入新的参数
temporaryRejectionGuardTimer，该参数的作用是当
PGW 由于 UBR 与 SRVCC 冲突、收到 110 临时拒绝
消息后，可以将消息缓后重传，此时 MME 有可能已
经收到 EMSC 回复的 SRVCC PS to CS Response 响应
消息，MME 成功更新专有承载。
temporaryRejectionGuardTimer=»3»temporaryRejectionRetry=3现网配置 3s、3 次，表示当 PGW 由于 UBR 与
SRVCC 冲突、收到 110 临时拒绝消息后，等待 3S 再
发送 UBR 消息，最多重发 3 次。
5 结束语
2017 年 6 月至 7 月，持续对青岛 VoLTE 掉话率
指标落后原因进行分析定位，最终发现了核心网影响
VoLTE 掉话率的两个因素：爱立信 PCRF 对于失败代
码 RESOURCE_ALLOCATION_FAILURE 处理机制
和其它厂商不同；爱立信 PGW 不支持 BSRVCC 从而
导致掉话。针对第二种原因，积极推动厂家通过升级、
修改参数加以改进，青岛 VoLTE 掉话率由 0.4% 下降
到 0.2%，效果非常明显，用户感知也得到提升。另外，
经过测算，如果把第一种掉话原因去除，青岛掉话率
完全可以追平先进地市。而对第一种掉话原因，由于
爱立信 PCRF 处理机制符合 3GPP 规范，因此 PCRF无需修改，初步方案是在信令平台将该类掉话剔除，
目前正在实施过程中。
1 3GPP TS 29.212：Technical Specification Group Core
Network and Terminals；Policy and charging Control
（PCC）；Reference Points.
参考文献
图4 MME信令
山 东 通 信 技 术17 2018年
1 引言
当前本地传送网以承载传送移动回传业务和
固网数据业务为主，主要采用 PTN/IPRAN/UTN、
WDM/OTN、SDH/MSTP等技术实现各类业务的承载。
未来新业务的发展趋势可以概括为两个方面：
（1）相对于 LTE 技术，5G 网络数据速率需求进
一步增长，而且将面向多业务和多场景的应用，例如
具有更高带宽、更低时延的增强移动宽带eMBB业务，
支持海量用户连接的物联网 mMTC 业务，以及超高
可靠性、超低时延的 uRLLC 等。
（2）智能政企云专线业务需求。近年来，运营商
政企业务成为新的增长点。专线业务是运营商 ICT服务的黄金入口，专线业务市场的客户需求特点是灵
活化、多样化、智能化。运营商如何有效应对云化的
智能专线承载需求，是提升企业竞争力和抢占市场的
关键要素。
面向未来业务的本地传送网建设，需协同考虑
5G 需求和智能云专线业务需求，现阶段主要分析新
业务对于本地传送网架构的冲击，储备基础资源，考
虑相关技术试点工作以及网络承载平滑演进的策略。
面向未来业务承载的本地传送网建设思路
曹飞 1 陆源 2
本文介绍了本地传送网的承载业务现状，分析了未来新业务特点，结合本地传送网络的定位，提出了面向
5G业务和智能云专线业务的承载方案，探讨了现阶段面向未来业务承载的准备工作建议。
5G 智能云专线 SDN 承载网络
摘 要：
关键词：
（1 烽火通信科技股份有限公司，
2 山东省邮电规划设计院有限公司，济南 250031）武汉 430000
2 本地传送网的定位
某运营商的本地网由以下网络组成：
（1） OTN 网络：核心汇聚层主要定位为 IP 城域
网、IDC、核心网、传输系统组网链路等大颗粒业务
承载，县乡及边缘层主要定位为 OLT 上行链路承载。
OTN 网络同时承接大颗粒、高品质集客专线业务，以
刚性管道为主、弹性为辅。
（2） MSTP 网络：随着基站业务迁移至 UTN 网络，
MSTP 网络部分时隙资源被释放，同时 MSTP 具备覆
盖广、带宽独占、运维简洁等特点，主要定位为边远移
动站点和末梢站点接入、小颗粒精品集客专线承载网。
（3）UTN 网络：主要面向 2G/3G/4G 基站业务承
载，目前覆盖情况接近 MSTP 网络，且整体处于轻载
状态，可兼顾集客专线业务承载，主要定位于自营、
封闭型电信级业务，具备灵活扩展、统计复用、承载
效率高的特点。
某运营商的 MSTP 网络已经停止扩容多年，近年
来本地传送网（传输）建设的主要内容为 OTN 网络
和 UTN 网络，未来业务的承载也是主要依托这两张
网络。某运营商本地传送网络定位如图 1 所示。
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
（2）5G 承载网解决方案建议
5G 承载网络由前传、中传、回传三部分组成。
5G 对于承载网的需求大体可以总结为五大类，即大
带宽需求、低时延需求、高精度时钟同步需求、灵活
组网需求和网络切片需求。
业界对于 5G 承载解决方案主要分两种：一是基
于现有的 UTN/IPRAN 技术的分组网络进行升级使用
（IPRAN/UTN over WDM/OTN），二是基于光网络的
解决方案（端到端 PeOTN 或者接入 OTN+ 核心汇聚
IPRAN/UTN）。
1）在 5G 建设初期，5G 承载网解决方案可以
选择现有的 UTN 网络进行改造，继续利用，以求最
大化利用存量资源和保证既有投资使用。模式 1 为
4G/5G 共享核心汇聚接入层；模式 2 为 5G 基站单独
建设接入层，核心汇聚层 4G/5G 共享；模式 3 为建设
全新的 UTN 平面承载 5G。5G UTN 承载网建设的三
种组网模式如图 3 所示。
图1 某运营商本地传送网定位
3 面向5G业务承载的网络建设建议
（1） 5G 网络架构分析
据预测，我国 5G 将于 2020 年正式进入商用，这
无疑给网络承载的升级换代带来极大的压力。
相对于 4G LTE 接入网的 BBU 和 RRU 两级架构，
5G RAN 将演进为 CU、DU 和 AAU 三级架构。
1）CU：原 BBU 的非实时部分将分割出来，重新
定义为 CU（Centralized Unit，集中单元），负责处理
非实时协议和服务。
2）AAU：BBU 的部分物理层处理功能与原
RRU 合并为 AAU （Active Antenna Unit，有源天线处
理单元）。
3）DU：BBU 的 剩 余 功 能 重 新 定 义 为 DU（Distribute Unit，分布单元），负责处理物理层协议和
实时服务。5G RAN 功能模块重构如图 2 所示。
图2 5G RAN功能模块重构示意图
RAN 分离后，承载网也就分成了三个部分：前传、
中传和回传。前传（Fronthaul）：AAU 和 DU 之间。
中传（Middlehaul）：DU 和 CU 之间。回传（Backhaul）：CU 以上。
除了 RAN 架构变化外，核心网云化和下沉对承
载网也将产生影响。为了满足 5G 网络的灵活性和低
时延、降低回传负担特点，核心网下沉和云化成为必
然趋势，并引入 MEC（移动边缘计算），组成更加分
布式的构架。
图3 基于UTN的5G端到端承载模式示意图
2）另一种选择是基于光传送网的端到端解决方
案，如图 4 所示，在综合业务接入点可以部署无线集
中式设备（DU 或 CU+DU）。综合业务接入节点承载
设备可以将前传流量汇聚到此节点无线设备，也可以
将中传 / 回传业务上传到上层承载设备。综合接入节
点设备要求支持丰富的接入业务类型，同时对带宽和
时延有很高要求。分组增强型 OTN 设备或者增强型
IPRAN 设备都可以是一种选择。
图4 基于光传送网的端到端承载网示意图
19 第1期曹飞等：面向未来业务承载的本地传送网建设思路
4 面向智能云专线业务承载的网络建 设建议
根据智能云专线颗粒的大小，可采取 TSDN（OTN云专线）和 SDN-UTN（UTN 云专线）两种部署方式。
现阶段 TSDN 云专线一般建议承载 GE 及以上颗粒业
务，SDN-UTN 云专线建议承载 GE 以下颗粒业务。
OTN+TSDN 专线承载方案依托现网的 OTN 网
络，在本地网 OTN（光传送网）设备上增加 T-SDN控制器，通过开放北向 REST API 接口，为政企客户
提供业务 APP，同步进行 BSS/OSS 侧的业务系统开
发完成 TSDN 部署。TSDN 控制器完成路径计算、业
务配置、保护恢复及资源管理等功能。协同器可采取
第三方研发的控制器，负责多个相同或不同领域、设
备厂商的 SDN 控制器的协同，实现多个控制器间的
通信，完成运营商对全网端到端的管理和控制。采用
T-SDN 部署方案，能够实现虚拟网络运营和自选 SLA（服务等级），同时抵御网络多点故障，打造低时延优
势，专线时延可承诺、可管理。面向以 DC 为核心的
云专线，可构筑超宽、灵活的传送网络。目前某运营
商基于国干层面的金融专线 TSDN 部署已经完成，下
一步重点面向省内本地专线业务承载进行规模性试
点。TSDN 部署方案如图 6 所示。
5G 前传方案根据 DU 的集中方式（小集中、点对
点大集中、环网大集中）可以选择光纤、有源 WDM/无源 WDM 等方案。5G 中传和回传对于承载网在带
宽、组网灵活性、网络切片等方面的需求基本一致，
因此可以采用统一的承载方案。
如图 5 所示，基于光传送网的 5G 中传 / 回传承
载方案可以细分为两种组网方式。
图5 基于PeOTN实现中回传承载的两种组网模式
1）组网模式 1 ：分组增强型 OTN+UTN 方案。
在该方案中，利用增强路由转发功能的分组增强型
OTN 设备组建中传网络，中间的 OTN 设备可根据需
要配置为 ODUk 穿通模式，以保证 5G 承载对低时延
和带宽保障的需求。在回传部分，则继续延用现有的
UTN 承载架构。分组增强型 OTN 与 UTN 之间通过
BGP 协议实现路由信息的交换。为满足 5G 承载对大
容量和网络切片的承载需求，UTN 需要引入 25GE、 50GE、100GE 等高速接口技术，并考虑采用 FlexE (Flexible Ethernet，灵活以太网 ) 等新型接口技术实现
物理隔离，以提供更好的承载质量保障。
2）组网模式 2 ：端到端分组增强型 OTN 方案。
全程采用增强路由转发功能的分组增强型 OTN 设备
实现。与分组增强型 OTN+UTN 方案相比，该方案可
以避免分组增强型 OTN 与 UTN 的互联互通和跨专
业协调的问题，从而更好地发挥分组增强型 OTN 强
大的组网能力和端到端的维护管理能力。
图6 TSDN 部署方案示意图
基于 SDN 的 UTN 智能专线可实现业务的快速
开通、自动化部署、跨域业务 E2E 自动规划、带宽可
调和运营可视等功能。本地 UTN 网络与 IP 承载网打
通后，对于异厂商网络的底层互通已具备条件，同步
部署单域控制器和协同器，进行 BSS/OSS 侧的业务
系统开发，即可完成 SDN-UTN 智能专线的部署。目
前跨域同厂家 UTN 网络、IP 承载网网络分别完成了
山 东 通 信 技 术 202018年
SDN 试点化测试，下一步重点在于跨域 UTN+IP 承
载网的协同 SDN 部署。单域控制器主要针对单域网
络提供集中控制能力，管理域内设备，进行域内路径
计算，跨域控制器完成业务定义、模型驱动、资源编
排及策略定义，并完成支撑和交互 BSS/OSS，使其可
以面向企业政企智能专线全新生态环境。建议首先
针对跨域同厂家区域打通政企专线业务从 BSS 域至
OSS 域流程，实现业务自动发放，省内重点地市间优
先作为试点。SDN-UTN 部署方案如图 7 所示。
宽传输系统的部署需要可以考虑更加经济简单的承
载方式（如 IDC 专用传输系统）。
G.Metro 前传建议试点地市：已部署县乡密集波
分的本地网。部分本地网已经进行了无源波分试点，
G.metro 技术可以理解为有源 WDM 的演进版本，基
于密集波分复用技术，具备波长自动适配、大带宽、
高安全性等特点。G.metro 技术标准即将发布，产业
链已基本成熟，相关核心器件的研发和产业化也逐步
完善。应该积极推动 G.Metro 技术试点应用，为 5G前传打下基础。
（3）同步开展 UTN 网络的存量资源挖潜分析工
作，包括制定详细的平滑演进方案。
例如，5G 建网初期利用现有的 UTN 网络进行承
载，由于网络切片、时延、大带宽等需求影响，现有
的 UTN 网络必须进行升级改造才能适应 5G 承载，
针对具体的核心 / 汇聚 / 接入各个层面都需要分析如
何进行升级，如何能最大化地利用既有资源匹配网络
演进。
（4）进行 TSDN、SDN-UTN 试点工作。
面向未来主要业务之一的政企专线业务，打造云
网一体化网络的关键就是部署 SDN，目前同厂家部署
已经没有瓶颈，建议省内积极进行 TSDN、SDN-UTN试点，可先进行同厂家部署及小范围的异厂家协同部
署。
6 结束语
5G 正式商用前，4G 新增物理站规模整体将呈现
下降趋势，但无线资源利用率将有明显提升。固网将
继续呈现大带宽趋势，未来的固移融合将进一步加
快。近期传送网建设投入需要谨慎，应密切跟踪传送
网新技术进展，重点考虑传送网的重构方式和 5G 基
础资源的储备。
参考文献
图7 SDN-UTN部署方案示意图
5 本地传送网现阶段准备工作建议
（1）全面梳理综合业务接入点机房资源，为 5G承载布局。
加快完善本地基础网络架构，为 5G 承载奠定基
础。5G 站点密度是 4G 的 1.5-2 倍，CU 虚拟化 /DU池组化对基础资源的倚重越来越大（基础架构的节点
机房、主干光缆等），因此需重点分析目前各个本地
网（尤其是 A 类重点地市）的综合业务接入点资源满
足情况，包括分析面向 5G 站点的综合业务接入点覆
盖范围模型，然后梳理、挖掘机房空间、电源、主干光
缆资源，确定网络架构是否合理。对于 5G 试点城市，
应提前评估其现有综合业务接入点对未来 5G 接入的
满足程度，密集城区应结合 5G 站点规模适度增加综
合业务接入点数量。同时完善主干光缆覆盖，完善综
合业务接入点与主干光缆衔接。
（2）开展 PeOTN 试点（含智能控制平面）、单波
400G试点、基于G.metro技术的前传方案试点等工作，
为 5G 承载提供多种有效验证。
PeOTN 试点（含智能控制平面）、单波 400G 建
议在省会进行试点。省会 IDC 业务及大客户业务对
于分组增强型 OTN 的应用和大带宽应用需求特别强
烈。部署试点承载集客业务的同时，对于 5G 的端到
端光网络承载也是一种有效验证。同时，IDC 大带
迟永生，王元杰，杨宏博，裴小燕.电信网分组传送
技术IPRAN/PTN.北京：人民邮电出版社，2017.
邵广禄.SDN/NFV重构未来网络.北京：人民邮电出
版社，2016.
1
2
21 第1期曹飞等：面向未来业务承载的本地传送网建设思路
1 引言
迅雷智能路由是一台可以赚钱的智能路由器 , 原因在于迅雷路由内置了“迅雷水晶”功能。迅雷水晶
的原理是收集用户手中的闲置带宽提供给迅雷平台
上的业务，将这些闲置的网络资源在迅雷的一系列云
服务上进行利用，然后迅雷付给用户报酬。“玩客云”
就是迅雷此类功能的新一代智能路由器代表产品，用
户借此可全网搜索海量资源，享受终身免费超极速下
载特权，下载速度可达 4MB/s。“玩客云”采用四核
1.5GHz 处理器，1GB 内存 +8GB 机身存储，千兆网口，
2 个 USB 接口用于拓展云空间，1 个 HDMI 接口，支
持非智能电视高清播放。
“迅雷水晶”计划于 2014 年 1 月启动，旨在汇聚
社会闲置带宽和存储资源，把热门资源索引、存储到
离用户最近的位置，以提供更流畅的服务体验，降低
互联网资源的传输成本，是一种较新颖的带宽资源利
用方式。
水晶计划的初衷是利用 P 2P 技术，集合普通用户
电脑的上行带宽和硬盘，提供给视频、直播等需要带
宽的专业互联网公司，其实就是分布式CDN服务。“迅
雷水晶”原理如图 1 所示。
分布式CDN带来的挑战与应对方案
王海洋 赵建福 韩增辉 王晟
（中国移动山东公司，济南 250001）
本文从“迅雷水晶”智能路由器的原理分析引出分布式CDN服务，并与传统的CDN进行了比较，站在运
营商角度分析了分布式CDN给运营商带来的挑战，提出了应对方案。
分布式CDN 迅雷水晶 光猫
摘 要：
关键词：
图1 “迅雷水晶”原理介绍
经过多个场景下的抓包分析，可以发现，“迅雷水
晶”并非新技术，就是内容商部署的 P 2P CDN 服务
器节点，现在只是进一步精简下沉到家庭，能自主预
载热点资源和分发资源。简言之，就是在一个普通路
由器里内置 8G 存储，成为 P 2P CDN 的一个边缘 P 2P Peer，为迅雷的其他 P 2P 节点（APP、PC 客户端）提
供服务。与之类似的还有优酷网站的优酷路由宝等
产品。P 2P CDN 业务逻辑如图 2 所示。
图2 P2P CDN业务逻辑
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
2 分布式CDN行为流程（表1）
（1）同步资源
1）向中心调度询问；
2）中心调度返回热点列表；
3）主动用 HTTP 或 P 2P 下载。
（2）对外服务
1）某手机 APP 或 PC 客户端观看某视频，APP或 PC 客户端向调度中心发出询问请求：该视频文件
有哪些 Peer 可以连接？
2）中心调度返回 Peer 列表，该盒子在列表中；
3）APP 或 PC 客户端通过 P 2P 连接到该盒子获
取资源。
表1 行为流程
时
序
阶
段流程描述 上行请求 返回数据
1启
动
启动认证：盒子到调度中心认证
PeerID、本地信息
认证结果
2获取配置：获取运行配置
PeerID、版本、客户端类型
运行配置：下载时间、超时等
3
热点下载
获取热点列表：向调度中心获取热点列表
加密报文不详
加密报文不详：估计是TOP热点的资源ID
4主动下载资源：从调度中心获取下载地址
资源ID下载服务器地址——经过负载计算后的服务器
5
主动下载资源：下载资源到本地（来源：P2P服务器、其他盒子或PC客户端）
资源ID、请求的分片
视频资源
6定时循环：定时循环热点下载的过程
资源ID、请求的分片
视频资源
7 资源分发
获取下载节点：其他终端向调度中心获取节点列表，连接到本盒子
资源ID节点调度后的数据：缓存请求资源的节点
8P2P资源互传：盒子与其他终端间互相传输
9
数
据
上
报
用户数据上报：如用户资源分享数据等，评估是涉及吐出和缓存数据统计，定时上报
3 与传统CDN对比分析
（1）对比分析
表2 迅雷、优酷等多种客户端分析对比表
迅雷软件 优酷客户端 优酷APP 优酷路由宝
定位
传统的加速下载软件，最大功能是解决服务器端速度不足、而本地带宽足够的问题，使用户下载速度达到带宽上限。
通 过 H T T P 、P2P方式获取资源进行播放
通过P2P、HTTP方式获取资源进行播放
存 储 热 点 资源，通过P2P上传，为优酷P C 客户端、优酷APP进行加速
本地存储资源的入站方式传输对象
1、从HTTP源服务器下载2、从HTTP镜像服务器下载（自动计算发现）3、从迅雷部署的全国P 2 P服务器Peer节点通过P2P下载4、从其他迅雷客户端Peer P2P下载5、从高速通道下载（类似3）6、从离线下载下载（类似3）
1 、 从 源 站HTTP下载2、从优酷各地HTTP CDN下载3、从优酷各地P2P CDN下载4、从其他优酷客户端P2P下载并上传5、从优酷路由宝下载
1、从源站HTTP下载2、从优酷各地HTTP CDN下载3、从优酷各地P2P CDN下载4、从其他优酷客户端P2P下载5、从优酷路由宝下载
1 、 从 源 站HTTP下载2、从优酷各地HTTP CDN下载3、从优酷各地P2P CDN下载4、从其他优酷客户端P2P下载5、供给优酷客户端和优酷APP
为其他对象上传服务的方式
通过P 2 P为其他迅雷客户端Peer服务
1、通过P2P为其他优酷客户端Peer服务2、通过P2P为其他优酷 A P P Peer服务3、通过P2P为优酷宝服务
——
1、通过P2P为其他优酷客户端Peer服务2、通过P2P为其他优酷 APP Peer服务
P2P内容
本地下载过的内容
本地下载过的内容
——调度中心热点推送的内容
存储 客户PC硬盘 客户PC硬盘 内置8G存储
点评
通 过 P 2 P 客 户端、P2P CDN网络，已经构建了自己的P 2 P分发网络
通过P2P客户端、P2P CDN网络，已经构建了自己的P2P分发网络
在构建了P2P 分发网络的同时，通过家庭节点进一步降低带宽成本
与传统的视频内容分发方案相比，盒子类方案的
最大变化是增加了分发节点的数量，提高了 P 2P 协议
的比例，迅雷采用 P 4P 方案。同时，盒子分发节点不
受终端用户行为的影响，其下载、上传行为完全由调
度中心控制，这一点优于基于客户端软件的传统 P 4P方案（PC 客户端作为 P 2P 时，需要终端用户硬盘存
有文件，并且开启该客户端或后台启动服务）。迅雷、
优酷等客户端分析对比见表 2。
23 第1期王海洋等：分布式CDN带来的挑战与应对方案
目的1 目的2
迅雷进 行 C D N 流 量 分担，降低自身视频业/下载业务运营成本
进入商用CDN服务行业，作为其CDN服务的基点
优酷进 行 C D N 流 量 分担，降低自身视频业务运营成本
小米
已经发布了具备存储功能的小米路由，主要目的是成为其智能家居的控制点
运营商（例如移动）
进 行 C D N 流 量 分担，降低自身视频业务运营成本，进入商用CDN服务行业，作为其CDN服务的基点
成为其智能家居解决方案的控制点
总而言之，不同企业发布自身路由节点的目的不
同，但主要是成为 P 2P CDN 流量加速和智能家居控
制中心。
4 迅雷星域CDN概况
“迅雷水晶”HOME CDN 节点只适合对外提供
P 2P 服务，因此只能支持 APP 或 PC 客户端，不能支
持网站的 CDN 分发。这些 APP 或 PC 客户端必须
改造后嵌入迅雷的 SDK 才能实现 P 2P 接收盒子流
量（不对外上传），因此，“迅雷水晶”HOME CDN 无
法为传统的 HTTP 网站提供 CDN 服务。但是，不能
做 HTTP CDN 服务不等于不能做网站 CDN 服务，不
排除迅雷将来会推出 ActiveX 插件，使某个网站的
视频传输也支持 P 2P，即浏览器播放点播视频时通过
ActiveX 插件从多个盒子（Peer）P 2P 获取数据，就可
以提供网站 CDN 服务。
（1）星域 CDN 对内容提供商的影响
内容提供商的受益是最大的，与购买带宽、服务
器、IDC、电力等巨额费用相比，仅付出极少的资金（甚
至不是现金而只是会员资格），就让海量用户成为其
CDN 节点。如图 3 所示。
（2）发展 P 2P CDN 的目的（表 3）
表3 发展P2P CDN目的分析表
图3 受益者分析图
（2）星域 CDN 对运营商的影响
1）运营商将沦为彻底的管道，连原有基本闲置
的上行流量也被内容提供商利用，网络负荷再次增加
而企业毫无收益；
2）运营商 IDC 收益降低；
3）内容提供商只考虑如何充分利用 Peer 的上行
资源，未考虑流量的有序、就近传输。虽然从其服务
器 P 2P CDN 的技术看，就近传输是没有问题的，但
以目前优酷宝测试结果看，互传的用户遍布全国，甚
至调度到了异网，产生大量出网流量，影响结算。而
且，即便内容提供商愿意做就近调度，但其并不清楚
运营商客户的 Bras、跨汇聚路由器的情况，而只能根
据填报的 IP 区域调度，无法实现精细化调度，却有可
能产生大量的地市间互传流量，增大了骨干网负荷。
5 运营商应对方案
（1）应对方案 1 ：专注运营商自建内容分发网络
（CDN） 1）优点：专心经营运营商自建的内容分发网络，
当前依然是主流，可满足内容网络业务需求。
2）缺点：客户使用上行带宽挣钱，加大了网络负
荷。
随着高清时代的到来，内容提供商的带宽和对应
CDN 综合成本压力越来越大，导致内容提供商越来
越多，将网络变为P2P CDN管道，造成 IDC客户流失。
3）可行性分析：运营商带宽成本是弹性的，有
实力建设规模庞大的 CDN 网络，如果仅经营传统
CDN，势必造成网络资源的浪费。
（2）应对方案 2 ：专注内容分发网络同时封堵
山 东 通 信 技 术 242018年
HOME CDN以优酷路由宝为例，优酷路由宝请求热点资
源 时，首 先 向 地 址“119.167.222.90”发 送 HTTP GET 请求，之后调度服务器将资源请求重定向至
资源服务器。已验证可在第一步进行封堵：封掉
“119.167.222.90”IP 后，路由宝请求热点资源失败，
下载资源被阻断。普通用户访问优酷时是直接与调
度服务器交互，此项封堵并不影响普通用户感知。优
酷路由宝资源请求流程如图 4 所示。
图4 优酷路由宝资源请求流程
优酷路由宝为其他优酷用户提供加速服务时，
UDP 交互均使用“4466”端口传输。已验证封堵
UDP“4466”端口后，路由宝既收不到资源请求也发
不出资源应答，上传资源加速服务被阻断。此项封堵
仅限用户使用路由宝为一级路由器时有效，在多级
NAT 环境下无效。优酷路由宝加速流程如图 5 所示。
即便不做商用内容分发，也可以做到调度同一 OLT或 BRAS 上的盒子间已缓存（下载时自动缓存）内容
互相传输，杜绝出网流量，尽可能地减少骨干网负担；
c）既可以为移动自有基地业务加速，也能出租物
理 HOME CDN 节点的 P 2P 能力给内容提供商。
2）运营商需选择适合开展 HOME CDN 业务的
盒子
a）路由器：内容提供商在目前无法为用户提供
ONT 节点的情况下，选择路由器是操作 HOME CDN的最佳选择，这也是 24 小时不关机的长期在线设备。
但对运营商而言，还有更好的选择。
b）机顶盒：许多客户看完电视后会关闭机顶盒，
因此无法保证设备 24 小时在线。如果只针对 IPTV而言，机顶盒是一个好的选择。但对 HOME CDN 来
说，机顶盒不是一个好的选择。
c）光猫：对运营商而言，使用光猫承载 HOME CDN 是最好选择。运营商对这个盒子有管理权限，
可以下发策略激活内容提供商 APK；内容提供商可根
据运营商授权第三方入口进行资源分发调度管理，而
且盒子一般位于客厅且可保证 24 小时在线，作为智
能家居中心的位置也合适。
图5 优酷路由宝加速流程
两项封堵完成后，路由宝即无法为其它用户提供
加速服务。以上封堵操作都为静态匹配，若优酷适时
进行策略调整则需要进行动态封堵。
封堵方案技术可行，但存在法律风险。运营商此
时面对的不仅是最终用户，还包括优酷等内容提供
商。
（3）应对方案 3 ：自建 HOME CDN，提供资源出
租、自有资源分发、缓存下沉。
1）推出运营商自己的盒子，抢占“家庭路由器 /家庭网关”位置上的内容节点，控制流量流向。
优势主要包括： a）在盒子的推广上与内容提供商相比有天然优
势；
b）清楚网络分布，可以做到最优的路径P2P传输，
因此，对比几种方案发现，使用光猫是运营商开
展 HOME CDN 及智能家居业务的最佳选择。
6 结束语
迅雷、优酷等内容提供商将内容缓存在路由器
上，通过“无限节点”重新定义 CDN 行业市场，解决
了最后一公里的传输问题，并且有许多企业已推出
云 CDN，在云计算、云存储、云加速上强化了加速的
概念，给运营商带来了巨大挑战。而运营商尽管在
CDN 技术储备方面相对薄弱，缺乏运营经验和服务
能力，但可以发挥巨大的带宽和网络优势，通过配置
最优的 CDN 服务网络、快速推出多种 CDN 业务来积
极应对，避免彻底沦为管道的境地。
25 第1期王海洋等：分布式CDN带来的挑战与应对方案
1 引言
当前，LTE 网络通过双层网、宏站和室分等多
种结构，大部分场景下已能提供良好的用户感知，但
在高铁特殊的带状场景下，用户的快速移动会导致严
重的重选、切换和干扰问题，为解决此问题而引入了
单频网（SFN，Single Frequency Network）组网模式。
在 SFN 小区中，所有射频拉远单元（RRU，Radio Remote Unit）覆盖的无线通信区域成为“物理小区”，
在信号接收方式上有其独立的特点。在上行方向，选
择一个信号质量最好的物理小区接收信号；在下行方
向，各物理小区在相同的时频资源上发送相同的无线
信号。高铁组网示意图如图 1 所示。
基于高铁SFN功能参数研究
刘洪波 1 张新超 2 张涛 1
本文介绍了SFN的原理和应用场景，分析了SFN小区合并的主要优点，论述了高铁场景下的SFN功能参数
应用与成效，最后分别对比基于目标RRU的TA和RSRP/SINR的自适应选择，直观体现了SFN功能参数对
网络各项指标的提升效果。
LTE SFN 小区合并切换
摘 要：
关键词：
（1 中国移动山东公司潍坊分公司，潍坊 2610002 中 国 移 动 山 东 公 司，济南 250001）
元模块作为目标射频模块；如果用户终端（UE，User Equipment）在第一次上行数据的传输过程中失败，那
么基带板根据该解调参考信号（UE DMRS，User EquipmentDemodulationReferenceSgnal）测量的 UE 带宽
内信号与干扰加噪声比（SINR，Signal to Interference plus Noise Ratio）最大的射频模块来更新目标射频模
块。随机接入后，基于全基带探测参考信号（SRS，Sounding Reference Signal）来 测 量 并 选 择 SRS 的
SINR 最大的 RRU 来更新目标 RRU。
（2）下行接收
SFN 小区下行采用联合发送。所谓联合发送，是
指在下行物理信道上，SFN 小区的多个 RRU 在相
同的时频资源上发送相同的无线信号。因此，与普通
的单个物理小区相比，其优点是消除了各 RRU 之间
的相互干扰，并可以通过下行联合发送而获得一定的
增益，同时在一定程度上改善了物理小区边缘用户的
SINR。
3 SFN特性参数
针对高铁 SFN 组网环境，对上行 RRU 的选择进
行算法优化，让 UE 尽快选择到最佳 RRU，提高上下
行信噪比。（SFN 上行目标 RRU 选择增强开关和自
适应选择开关，两者不能同时开启。）
（1）SFN 上行层 2 选择性接收开关：当开关打开
时，系统在 UE 的多个工作 RRU 范围内进行 L2 数据
图1 高铁组网示意图
2 SFN接收原理
（1）上行接收
SFN 上行分为两个阶段：在随机接入过程中，基
带板针对所有射频模块逐一检查物理随机接入信道
（PRACH，Physical Random Access Channel），并且选
择出 Preamble（随机接入前导码）功率最大的射频单
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
的选择接收，提升上行覆盖水平；当开关关闭时，系
统固定在 UE 的目标 RRU 上进行 L2 数据的接收。
（2）SFN 上行目标 RRU 选择增强开关：当开
关打开时，物理层根据最大时间提前量（TA，time advanced）测量结果修正上行接收信号；当开关关闭
时，根据上行接收信号定时偏差来选择目标 RRU，如
果定时偏差过大，则无法保证选择正确。
（3）SFN 上行目标 RRU 自适应选择开关：开关
打开时，若上行接收信号定时偏差较大，此时非目标
RRU 的 SINR 测量不精确，可以自动转换成采用参
考信号接收功率（RSRP，Reference Signal Receiving Power）选择目标 RRU，以保证目标 RRU 的选择正
确性；若上行接收信号定时偏差较小，采用上行 SINR选择目标 RRU。开关关闭时，所有用户均采用上行
SINR 选择目标 RRU，若上行接收信号定时偏差较小，
能保证目标 RRU 的选择正确；若定时偏差较大，则不
能保证选择正确。
开启上行层 2 选择性接收开关对解调信号的提
升效果变化如图 2 所示。
4 SFN功能参数对比验证
（1）参数分组验证
选择胶济高铁潍坊段全线共 77 个站点进行参数
修改验证。修改参数后进行指标监控，发现无异常波
动现象；对比同一时段修改前后的 IBLER、调制与编
码策略（MCS，Modulation and Coding Scheme）和频
谱效率等参数，观察指标改善情况。（参数修改时间
段为 10 点 - 22 点。）
根据参数 RRU 选择增强 / 自适应选择的相互制
约性，分两种方案进行对比验证（图 4）：方案 1（SFN上行层 2选择性接收+SFN上行目标RRU选择增强）；
方案 2（SFN 上行层 2 选择性接收 +SFN 上行目标
RRU 自适应选择）。
图2 开启上行层2选择性接收开关对解调信号提升效果变化
运用 SFN 上行目标 RRU 选择增强 / 自适应选择
（图 3），进一步提升目标 RRU 的选择准确性，降低初
始误块率（IBLER，Initial Block Error Rate）提升频谱
效率。
图3 打开SFN上行目标RRU选择增强/自适应选择
图4 SFN上行层2选择性接收+SFN上行目标RRU自适应选择
（2）上行指标对比（图 5-8）
图5 修改前后UL IBLER（%）对比
图6 修改前后Avg MCS UL（%）对比
27 第1期刘洪波等：基于高铁SFN功能参数研究
图8 修改前后单用户上行速率（Mbps）对比
如图 5-8 所示，对比调整前后同时段 IBLER、
MCS、DL 频谱效率和单用户上行速率四项指标。其
中，方案 1 调整后，平均 MCS、DL 频谱效率和单用
户上行体验速率提升分别为 -1.75%、-3.45%、-1.63%，
上行平均 IBLER 下降 8.12%；方案 2 调整后，平均
MCS、DL 频谱效率和单用户上行体验速率提升分别
为 0.36%、0.44%、1.96%，上行平均 IBLER下降 6.26%。
综合对比，方案 1 对上行 IBLER 改善较大，但对其他
指标有一定负面作用；方案 2 对上行 IBLER 改善相对
较小，对其他指标稍有提升。两种方案上行指标波动
情况见表 1。
图11 修改前后DL频谱效率（%）对比
表1 两种上行方案指标波动情况
上行平均UL
IBLER(%)Avg MCS UL (%)
UL 频谱效率 (%)
单用户上行速率 (%)
调整前 5.16 16.57 744.39 1.51方案 1 4.74 16.28 718.72 1.49
增降比例 -8.12% -1.75% -3.45% -1.63%方案 2 4.84 16.63 747.64 1.54
增降比例 -6.26% 0.36% 0.44% 1.96%
（3）下行指标对比
如图 9-12 所示，对比调整前后同时段 IBLER、
MCS、DL 频谱效率和单用户下行速率四项指标。
其中，方案 1 调整后，平均 MCS、DL 频谱效率和
图9 修改前后DL IBLER（%）对比
图10 修改前后Avg MCS DL（%）对比
图12 修改前后单用户下行速率（Mbps）对比
单用户下行体验速率提升分别为 10.56%、8.77%、
13.52%，下行平均 IBLER 下降 5.62%；方案 2 调整后，
平均 MCS、DL 频谱效率和单用户下行体验速率提升
分别为 19.52%、14.99%、19.65%，下行平均 IBLER下降 3.32%。
图7 修改前后UL频谱效率（%）对比
（下转第45页）
山 东 通 信 技 术 282018年
1 引言
LTE 系统容量是影响用户感知的主要因素，常规
的扩容方法有小区分裂、多载波扩容、新增微站、新
建室内分布、massive MIMO 等。本文介绍 FDD LTE的虚拟四发四收（Virtual 4 Transmit 4 Receive）解决
方案，通过挖掘原有 2T2R 网络的能力，使现有系统
平滑升级实现 5G 技术中的分布式 MIMO，从而提高
用户峰值速率和网络吞吐量，提升网络容量。
2 原理
与传统的 MIMO 系统多根天线集中在一个地
方不同，虚拟 4T4R 系统的多根发射天线是分布式
的，通过集中式多用户调度和与编码技术进行多用
户空间复用，实现网络容量和用户体验的提升。虚
拟的 4T4R 小区会形成左右波束 ( 图 1），对在不同波
虚拟4T4R提升LTE网络容量原理分析与应用
戚文敏 张鑫 杨宗林 杜援
（中国联通济南市分公司，济南 250014）
本文分析了虚拟4T4R技术提升网络容量的基本原理，总结了适合应用的场景，并将其应用于网络中，有
效提升了网络容量，缓解了拥塞的产生。
虚拟4T4R LTE 容量 MIMO
摘 要：
关键词：
区获得最大 4 流增益，左右波束同时在 4Port 发送信
号，而在左右波束的 RRU 总功率不变的情况下，导
频功率要比改造前（2T2R）降低 3dB，这将导致覆盖
范围收缩；但如果提升小区使用功率，虚拟 4T4R 相
比改造前的组网覆盖不会发生变化。如图 2 所示，
eNodeB 通过 UE 发送的 SRS 测量上行 RSRP，根据
UE 在左右波束的上行 RSRP 差值，区分 UE 是独立
调度还是联合调度。
图1 虚拟4T4R小区波束示意图
图2 虚拟4T4R调度示意图
束区域的 UE 进行区分
调度，左右波束在同一
时频资源进行传输（每
一个波束对单用户来说
都是 2T2R），从而达到
空分复用的目的。虚拟
4T4R 小区为了在交叠
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
（1）现网宏基站中为了提升容量，经常通过劈
裂天线等方式将小区分裂，但由此又造成信号干扰，
导致用户感知未必提升。此场景可将多余的几个小
区进行改造，改造为多个 4T4R 双拼小区，开通虚拟
4T4R。
（2）现网为了在容量低的情况下提升信号质量，
将两个小区进行合并形成 SFN 小区，此时虽然信号
干扰得到控制，但是容量低，如高铁、主干道等。随
着容量需求的增加，可以采用虚拟 4T4R 方式提升容
量。
（3）室内分布（lampsite）进行多设备合并形成
SFN 小区，为了增加容量又不需要分裂小区产生干
扰，可以采用虚拟 4T4R 技术。
3 实际应用（1）实施方案
某技校 4G 业务流量增长迅猛，宏站扩容已经无
法满足需求，某运营商选择了建设室内分布方案，应
用布线简单的 LampSite 覆盖宿舍楼，将每个楼层做
成一个 SFN 小区，但开通后仍不能完全满足流量需
求。权衡信号质量和容量的相关因素后，考虑采用虚
拟 4T4R 技术实施扩容。在业务量最高的 15 号宿舍
楼进行室分改造，方案如图 3 所示，每层 8 个 PRRU分成左右两组波束集中式部署，并且最大化 2x2 MU-MIMO 区域，在小区话务较高时，可以通过 RB 复用
有效提升小区容量。
图5 小区DL总吞吐量-用户DL平均吞吐率
图3 某技校15号楼4T4R方案
（2）开通效果
1) 虚拟 4T4R 小区利用 RB 复用有效降低了 DL RB 利用率，在相同 RB 利用率下（30% 为例），小区
容量增益可达 40%-50%。某技校开通后效果如图 4所示。
图4 小区DL PRB利用率-小区DL总吞吐量
2）虚 拟 4T4R 小 区 在 相 同 业 务 量 下（以
15Gbits/ 15min 为例），可以进一步提升用户下行体验
速率 30%，业务量越高，增益越明显。某技校开通后
效果如图 5 所示。
3）虚 拟 4T4R 小 区 在 相 同 业 务 量 下（以
15Gbits/ 15min 为例），可以进一步提升小区下行吞吐
率 30%，业务量越高，增益越明显。某技校开通后效
果如图 6 所示。
图6 小区DL总吞吐量-小区DL平均吞吐率
4 结束语
虚拟 4T4R 不仅可以大幅提升频率使用效率，还
可将小区间的干扰转换成网络的容量，在不增加设备
硬件基础上提升网络容量，提高设备资源利用率。随
着 LTE 业务量的增加，在 FDD LTE massive MIMO还没有商用阶段，采用虚拟 4T4R 技术在某些场景能
够有效缓解拥塞情况。
30第1期 戚文敏等：虚拟4T4R提升LTE网络容量原理分析与应用
1 引言
家宽项目需要端到端全生命周期管理，覆盖网络工程的竣工，并不是该项目的结束，后续还有装机、维护、扩容、优化等一系列环节。因此，对于家宽项目管理而言，不能只关注工程建设本身，还要保证后续环节的健康发展。
某运营商将全生命周期管理的理念应用于家宽网络建设与维护工作，自主设计、开发了全生命周期管理系统，实现了全流程的闭环管理，提高了工作效率，提升了网络品质。
2 全生命周期管理系统方案
梳理家宽网络建维工作的全流程，充分运用 IT信息化支撑手段，设计开发全生命周期管理系统，从家宽项目的规划阶段入手，采用唯一的工程编号，将项目的设计、施工、验收、入网、装机、维护、扩容、优化等一系列环节有效联系起来，形成整个家宽网络建维工作全流程的闭环管理，打破网络建设、维护部门间的专业壁垒，实现无缝衔接，做到任何问题可追溯、任何环节可跟踪，全面提升家宽网络建维的质量和效率。
家庭宽带网络建维流程如图 1 所示。
全生命周期管理在家宽网络建维中的应用
陈锋 李辉 张少红
（中国移动山东公司烟台分公司，烟台 264000）
本文探讨了将全生命周期管理理念应用于家宽网络建维工作的方法，通过开发、使用全生命周期管理系
统，使家宽网络建维工作形成了全流程的闭环管理，大大提高了工作效率，提升了网络品质。
全生命周期管理 家宽网络 建维 管理系统
摘 要：
关键词：
图1 家庭网络建维流程图
流程充分考虑到各环节存在的问题及解决办法，并规定完成时限，贯穿始终。每个环节超时处理部分将纳入相关考核，实现流程的精准控制。
（1）系统架构全生命周期管理系统采用 B-S 架构，使用者通过
Web 浏览器输入系统的 URL 地址，打开登录界面，输入用户名和密码。系统核心部分为流程系统服务器和本地数据库服务器，服务器均部署在地市级公司中心机房；IP 地址采用办公网公用服务器网段，保证省、市、县三级公司各单位、部门均可访问。通过与代维单位的办公网络互联，可实现代维人员访问使用。
全生命周期管理系统和省级公司统一支撑的 客 户 关 系 管 理（CRM，Customer Relationship Management）系统、用户数据库、家宽工单系统、网络资源数据库以及本地 PON 网管系统、PON 网络辅助工具和手持终端 APP 工具等形成了一个相互配合、相互补充的完整体系。系统架构如图 2 所示。
图2 系统架构图
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
程立项、工程设计、设计审批、工程施工六个环节。
一个新的家宽热点必须完成这六个环节后才能进行
交维。
2）验收交维
验收交维模块包含工程资料提交、竣工资料审
核、验收计划申请、组织现场验收、提交验收报告、
资源数据录入六个环节。家宽热点必须完成这六个
环节后才能进行入网。
3）装维管理
装维管理模块包含装维进度监控、装维质量检
查、日常巡检维护、故障处理监控四个环节。装维管
理模块为家宽用户提供从装机至拆机的全流程服务。
4）扩容优化
扩容优化模块包含光交箱、分纤点、光缆纤芯和
分光器端口等网络资源的实时监控。资源使用率设
置阈值，超过阈值后会触发预警信息，并启动扩容优
化流程。扩容优化流程包含派发工单、施工、验收、
入网四个环节。
5）资源管理
资源管理模块用于管理在网用户的地址和占用
网络资源信息，包含资源查询、数据调整、勘误修正
等环节，确保用户占用资源数据准确无误。
6）系统配置
系统配置模块包含用户账号管理、角色组配置、
用户权限设置、系统菜单配置等功能，用于对流程系
统的配置管理。
（3）本地数据库配置
本地数据库采用 Oracle 12g 软件。数据库通过操
作系统的计划任务功能，实现数据的自动备份和定时
同步省级公司数据库的功能。
（4）流程系统用户鉴权步骤
使用者通过 Web 浏览器输入账号、密码和随机
码，提交登录请求，流程系统服务器调用数据库用户
表和角色权限表查询进行密码验证，校验通过则初始
化浏览器，根据用户权限初始化功能菜单，显示主页，
准备接受客户端操作请求；校验不通过则返回错误提
示信息。
（5）实现功能
1）角色管理
1）CRM 系统
CRM 系统为营业前台提供业务受理界面，是用
户办理业务的渠道。
2）用户数据库
用户数据库用于存储用户信息、资费和计费信息
数据。
3）家宽工单系统
CRM 系统受理家宽业务后将用户信息同步到家
宽工单系统，装维人员可以通过工单系统查询工单信
息、接受派工和装机施工。
4）网络资源数据库
网络资源数据库用于存储 PON 网络设备、家宽
热点地址及端口资源数据。
5）流程系统服务器
流程系统服务器主要提供家宽网络建维流程中
各环节的流转及操作界面。
6）本地数据库服务器
本地数据库服务器用于存储全流程的数据信息，
定时同步省级公司家宽工单系统和网络资源数据库
的数据信息。
7）PON 网管
PON 网管用于对 OLT 设备及接入 PON 网络的
ONU 设备进行管理。
8）PON 网络辅助工具
PON 网络辅助工具提供对接入 PON 网络的
ONU 设备的信息查询、自动配置及 OLT 设备快捷操
作的工具。
9）手持终端 APP 工具
手持终端 APP 工具是全生命周期管理系统功能
在手机客户端的延伸。通过手持终端 APP 访问流程
系统，可以实现与电脑终端上相同的功能。
（2）流程系统结构 流程系统部署在 Web 服务器上，页面采用 ASP
语言编写。
流程系统主要由工程管理、验收交维、装维管理、
扩容优化、资源管理、系统配置六大模块组成，各模
块组成如下：
1）工程管理
工程管理模块包含热点需求提出、需求评估、工
32第1期 陈锋等：全生命周期管理在家宽网络建维中的应用
系统实现了精细化的角色和权限管理。针对不
同角色划分不同权限，不同单位、不同职责的用户登
录后，只显示当前待处理和已处理的任务信息等自己
角色权限范围内的内容。
2）协同办公
系统涵盖了省、市、县三级单位，市场、建设、维
护等多个部门和层级，实现了家宽网络建维工作的规
范化、流程化、信息化管理，做到了协同办公。
3）时限控制
系统严格按照实际工作流程设计，流程各环节均
设置了完成时限，任何环节处理超时将被记录并纳入
相关考核。系统设置了清晰的流程状态，流程超时前、
后系统会自动发送短信提醒。
4）资源预警
工程入网后，网络资源即得到实时监控，当资源
占用率达到设定阈值后，系统会给相关维护人员自动
发送短信提醒，并且派发工单，限期进行资源优化。
5）质量把控
系统实现了工程质量的全面把控。施工前要经
过设计、审批环节；施工中有随工环节，随工人员可
以及时发现施工质量问题，并提出整改要求；竣工验
收时要经过竣工文档审核、现场验收环节，验收人员
要对施工质量进行打分评价，同时上传现场施工工艺
照片，经过主管部门核准才能录入资源数据，确保优
质入网。
6）品质提升
系统通过 PON 网管，可以实时提取接入 ONU 设
备的光功率信息，实行光功率预警，光功率低于阈值
的设备视为弱光设备，系统自动派发工单给相关维护
人员进行处理。系统建立日常巡检机制，维护人员每
天按计划提交巡检记录。系统记录巡检的热点、时间、
路线、现场设施、设备运行情况等信息。管理部门每
月抽查巡检的热点，对网络运行质量实行精准管理。
7）全局掌控
系统具备完善的查询统计功能，可以对所有流程
环节实施跟踪。日常工作管理中需要的统计数据，例
如工程交维数量、扩容优化数量、装维工作进度、网
络资源数据、流程各环节的超时数量等均可自动生成
报表，实时更新，供各级管理人员随时查阅，能够对
家宽网络建维全局进行掌控。
3 实施效果
（1）工作管理更加规范
全生命周期管理系统的实现，使建维流程各环节
能够严格按照规章制度进行，系统使用后，各种文档、
资料的传递都通过系统进行，实现了无纸化办公和资
料的云存储，历史版本得到了有效管理并可追溯，可
随时随地通过 Web 浏览器或手机终端访问系统，随
时查阅下载所需文件、资料，方便地查询、统计，实
现了电子化、信息化和自动化。目前系统中管理的家
宽热点超过 1.5 万个，相关图纸、文档等资料大小超
过 300G。
（2）业务联系更加紧密
全生命周期管理系统使家宽网络工程从设计、建
设到验收、入网要经过层层把关，确保了网络质量。
工程交维后网络资源即可得到实时监控，资源不足时
能及时扩容优化。系统通过唯一的工程编号，将建维
流程中的各个环节有效联系起来，实现了信息、资料、
数据的共享，增强了家宽网络建设与维护部门间的紧
密合作。目前系统涵盖 30 多个部门和单位，用户超
过 100 个，系统日均访问量超过 500 次。
（3）企业管理更加精细
全生命周期管理系统对家宽网络建维管理中的
各项工作提供了全面、系统的支撑，使日常工作实现
了流程化、例行工作实现了自动化，减少了人力物力
消耗，提高了工作效率和管理质量。系统更加注重过
程管理，通过技术手段降低人为出错概率，实现了精
细化管理，促进资源的有效配置，实现了管理的统一
化、规范化和标准化。系统使用后，单热点工程平均
建设周期从 3-4 个月缩短至 1-2 个月，扩容优化平均
周期从 5-7 天缩短至 3 天以内。
4 结束语
全生命周期管理系统是将全生命周期管理的理
念应用于实践过程中找到的最有效管理模式，深入贯
彻了 ISO 9000 质量管理体系中的 PDCA 持续改进思
想，使家宽网络建维工作形成了全流程的闭环管理，
提高了工作效率，同时提高了客户满意度，提升了企
业形象。
山 东 通 信 技 术33 2018年
1 引言
当前有线宽带工程造价分析主要采用模型法，按
照接入场景分类（高层、多层等），通过不同分光比或
不同接入方式（FTTH/FTTB）进行比较分析。由于该
方法的单一场景和接入方案数据具有较大的离散性，
有线宽带线路工程造价分析方法的应用研究
徐正国 1 王东 1 窦永坦 2
本文借助综合统计法、因素分析法，提炼了影响有线宽带户均造价的关键数据指标，与全省平均值进行对
比，找出了每项费用差异的原因，有助于提高工程投资效益和项目管理水平。
有线宽带 指标 造价分析
摘 要：
关键词：
（1 中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南 250101
2 中 国 移 动 山 东 公 司 ，济南 250001）
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
图1 影响有线宽带工程户均造价关键指标建模图
2 影响有线宽带户均造价关键指标
有线宽带线路工程建设投资由主要材料费、施工
费、线路设备费和其他费（勘察设计费、监理费、赔
补费等）四部分组成（图 1）。其中，其他费占比较小，
本文主要针对前三部分费用构成因素进行分析。
因此不能有效地分
析不同地市之间单
用户造价差异的具
体指标及原因。本
文采用综合统计
法、因素分析法，
汇总各地市所有宽
带工程的设计预算
数据，根据工程预
算投资构成提炼影
响户均造价的关键
指标，客观分析导
致各市城区、农村
造价不同的具体原
因，以期为下一步
有线宽带线路工程
造价分析提供思
路。
单分纤箱覆盖户数越多，端口配置率越高，说明分光
器安装多，则对应设备费越高。
3 分析方法及应用案例
（1）分析方法
有线宽带线路项目由于各年度、立项背景、规模
之间的造价差别较大，单一项目数据具有较大的离
散性，因此抽样越多，数据越准确。本文主要采用综
合统计法计算单用户造价。选取各地市各年度有线
宽带线路工程设计预算数据，从中统计单用户主材
费、施工费和设备费，与全省平均对应的单用户主材
费、施工费和设备费进行对比，找出每项费用的差异，
通过与全省均值的对比找出异常指标，利用因素分
析法确定差异的具体原因。如图 2 所示，采用因素
分析法分析影响单用户光缆长度的因素——单站点
上联光缆长度。
（1）主要材料费：主要由光缆、接头盒、水泥杆、
铁件和其他辅材费用构成。因全省材料统一集采，价
格为不变因素，所以影响主材费用的主要因素是敷设
光缆长度、敷设方式（新建杆路长度、新增吊线长度
等）和光缆芯数等。譬如，新建杆路越长，水泥杆、
铁件及辅材越多，则主材费用越高。
（2）施工费：主要由光缆敷设、敷设方式和线路
设备安装费用构成。因全省统一招标施工队，折扣率
相差不大，施工费折扣作为不变因素，所以影响施工
费的主要因素是敷设光缆长度、敷设方式（新建杆路
长度、新增吊线长度等）和光缆芯数等。考虑到末端
光缆成端芯数执行全省统一原则，故光缆芯数不作为
主要因素。
（3）设备费：主要由光缆交接箱、光纤分纤箱、光
分路器等费用组成，主要影响因素是设备数量。譬如，
端口配置率越高、分纤箱密度越大、数量越多，则对
应的设备费越高。
如图 1 所示，光缆长度、新建杆路长度、新增吊
35 第1期徐正国等：有线宽带线路工程造价分析方法的应用研究
城区该指标反映综合业务区的建设使用情况，数
值越大，说明综合业务区建设滞后；农村区域该指标
反映 OLT 的布局合理程度，如上联至基站新布放光
缆越长，则说明距离 OLT 较远或原来基站光缆网可
利旧纤芯少。依此类推，单分纤箱覆盖户数和光缆芯
数配置，反映是否按照建设原则进行设计、设计方案
是否合理（如一般农村单分纤箱需覆盖 24~32 户，高
图2 有线宽带线路工程造价分析方法及指标体现的网络因素
线长度和光缆芯数都影响主要
材料费和施工费，设备数量影
响设备费和施工费。进一步提
炼影响有线宽带工程单用户造
价的因素，主要有单用户光缆
长度、单用户新建杆路长度、
单用户新增吊线长度、单用户
设备费等四大项，其中：
（1）单用户光缆长度（皮
长、芯长）：影响该因素的主要
有单站点上联光缆长度、单站
点覆盖用户数和单分纤箱覆盖
用户数。譬如，单站点上联光
缆长度越长，覆盖户数越少，
分纤箱越密，则分摊的单用户光缆长度越长。
（2）单用户新建杆路长度：主要影响因素是单用
户新建杆路长度。
（3）单用户新增吊线长度：主要影响因素是单用
户新增吊线长度。
（4）单用户设备费用：主要影响因素是单分纤箱
覆盖户数、单站点光交的数量和端口配置率。譬如，
层需覆盖 14~24 户）。单用户新建杆路长度和新增吊
线长度，反映该地市原有杆路资源情况和共建共享推
进情况。单分纤箱覆盖用户数、单站点光交箱数量和
端口配置率同上，主要反映方案是否合理。单站点覆
盖用户数、年度建设规模及施工费折扣等指标体现客
观问题，仅作为造价分析因素，不体现网络建设问题。
（2） 应用案例
综合统计全省所有地市有线宽带设计批复数据，
分析投资主要构成和影响户均造价的关键指标数据，
与全省均值比较（表 1）。以某市为例，该市农村户均
造价高于全省平均 20 元，单用户主材费、施工费对
应高于全省均值，单用户新建杆路长度长是造成该市
农村户均造价高的主要因素；单站点覆盖户数和单分
纤箱覆盖户数少是造价高的次要因素。城镇高于全
省平均 18 元，单用户主材费、施工费和设备费均高
于全省均值，单用户新建杆路长度长是造价高的主要
原因，单分纤箱覆盖户数少是造价高的另一个原因。
该市城镇单站点上联光缆长度与全省持平，综合
业务区建设、使用较好。单用户造价高主要原因是新
建杆路较多，传输资源贫乏或共建共享不够；建议后
期适当增大单分纤箱覆盖户数，加大共建共享力度。
徐正国.关于FTTH不同场景下端口配置方案．电信科
学，2016（S1）.
王东，徐正国.有线宽带FTTB场景升级改造方案研究．
电信工程技术与标准化，2017（3）.
1
2
全省其他地市造价分析同上述思路，逐一采用因
素分析法，与全省均值进行比较，差额分析影响户均
造价的关键指标，确定影响造价的主、次因素，从而
发现网络建设问题，提出对应改进措施。
4 结束语
本文从研究有线宽带工程预算投资构成入手，提
炼影响户均造价的关键指标，以某市为例，应用综合
统计法、因素分析法，分析该市城区和农村造价不同
的具体原因，确定造价是否合理，为有线宽带线路工
程造价分析提供了一种思路，有助于提高工程投资效
益和项目管理水平。
参考文献
地市
区域
户均造价
（元）
投资主要组成部分 影响户均造价的关键指标数据
主材费（元/户）
施工费（元/户）
设备费（元/户）
单用户光缆长度
（皮长米）
单用户纤芯长度（芯米）
单站点上联光缆长度（皮长米）
单用户新建
杆路长度
（米）
单用户新设吊线长度
(米）
单站点用户数
（户）
单分纤箱覆盖户数
（户）
单站点光交箱数量
（个）
端口配置率
XX市
农村
162 70 50 14 16 155 459 4.2 0.0 160 18 0.4 48%
全省
农村
141 54 48 14 16 166 681 2.5 0.3 206 20 0.4 44%
XX市
城镇
108 26 43 21 10 117 446 4 0.1 263 12 0.9 49%
全省
城镇
90 21 33 17 9 113 463 2 0.1 342 15 0.8 57%
山 东 通 信 技 术 362018年
表1 某地市各项指标与全省均值对比表
1 引言
4G 用户规模不断扩大，业务需求越来越高，尤
其是城区、高校等重点场景的业务需求日益凸显，网
络深度覆盖能力欠缺影响客户体验的问题愈发严重。
因此，如何做深、做精、做好 4G 精品网络，已成为目
前各运营商网络建设面临的首要课题。
4G 高频段无线信号绕射能力差，城区、高校等
重点场景建筑物密集，高层楼群林立，阻挡严重，使
用传统室外宏站部署时，4G 覆盖会出现较多末端覆
盖阴影区，这些覆盖盲区或弱覆盖区造成用户频繁在
2G/3G/4G 网络间切换，严重影响用户感知。使用传
统室外宏站设备部署基站以提升覆盖效果，存在建设
成本高、周期长、场地租赁困难、周边居民阻挠、建
成后周边协同优化困难等诸多问题。
某运营商积极争取市政部门支持，结合覆盖场
景，有效利用路灯杆和一体化轻站，提升了网络深度
覆盖能力。
2 一体化轻站简介
设备厂商推出的适用于密集城区深度覆盖、容量
覆盖需求的一体化轻站，相比传统宏站，具有体积小、
重量轻、环境融合、适合快速部署等优势，是城区新
路灯杆一体化轻站提升LTE网络深度覆盖能力探讨
王春庆 1 赵春雨 2 王道玉 1
做深、做精、做好4G精品网络，是目前电信运营商网络建设中面临的首要课题。某运营商积极争取市政
部门支持，结合覆盖场景，有效利用路灯杆和一体化轻站，提升了网络深度覆盖能力。
4G 深度覆盖 一体化轻站 路灯杆
摘 要：
关键词：
建、加密站的首选。
一体化轻站解决方案的射频单元采用 AAS 技
术，集成天线和射频，并采用美化设计，可满足站址
随时随处可得、环境友好易部署的基本要求。支持
1.8GHz- 2.1GHz 超宽工作带宽，通过软件设置，功率
可以灵活分配给 1.8GHz 和 2.1GHz 两个频段，灵活
匹配运营商覆盖场景。通过射频模块的上移，节省大
约 0.8dB 的馈线损耗，进一步提升覆盖能力。外形美
观，易于获取站点，主要应用于街边杆站和楼顶站。
典型一体化轻站为白色圆柱形，基本尺寸为高
750mm，直径 150mm，重量 15kg，可交流（220V）、直
流（- 48V）供电，典型功耗约 250W。一体化轻站外
观图如图 1 所示。
（1 山东省邮电规划设计院有限公司，济南 2500312 中 国 联 通 烟 台 市 分 公 司，烟台 264008）
图1 一体化轻站外观图
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
典型一体化轻站可实现 - 3°～ - 12°俯仰角连续
电调，多系统模式下单 RRU 可实现 UMTS 4 载波和
LTE2 载波。一体化轻站电气性能指标表见表 1。
3 新型设备应用案例
（1）典型弱覆盖分析
某新建小区位于核心城区，为小高层、高层混建
高档住宅区，因小区部分居民对无线电辐射存在错误
认识，运营商多次协调在小区内建设基站未果，导致
该小区一直是投诉热点。
经过小区内路测核实，因小区楼宇阻挡及周边覆
盖基站高度、站距等原因，小区内 4G 覆盖较弱，导致
用户体验差，网络投诉高企。
（2）典型弱覆盖解决方案
市政普通路灯杆高度为 9 米，以此为例，对路灯
杆安装一体化轻站承载能力测算结果如下：
1）本地按照十年一遇、基本风压 0.35KN/m2 的
C 类（市区）地区进行测算。
2）塔身所用材料材质均为 Q 235B，地脚螺栓为
Q 235B。
3）塔脚反力最大值（设计值）：弯矩 13.8KN*M，
剪力 1.6KN，轴力 9.4KN。
4）加挂 RRU 天线一体化设备之后，增加迎风面
投影 0.1125m2，加挂后路灯杆设计受力满足承载要
求。
路灯杆外挂室外一体化轻站图如图 2 所示。
表 1 一体化轻站电气性能指标表
频率范围（MHz） 1710~1880 1920~2170
极化方式 +45°，-45°
电下倾角（°） -3~12，连续可调
增益（dBi）中间下倾角 14 14.5全下倾角 14.0±0.5 14.5±0.4
水平半功率波瓣宽度（°） 70±5.2 70±3.6
垂直半功率波瓣宽度（°） 13±0.8 12±0.9
± 30°前后比（dB） > 25
雷电防护 直流接地
图2 路灯杆外挂室外一体化轻站图
为满足该小区用户业务需求，提升用户感知度，
某运营商在小区西门利用市政路灯杆建设一体化
轻站，选用 UMTS/LTE 双模设备，同时提升该小区
3G/4G 网络覆盖能力。路灯杆距离小区外围居民楼
直线距离约 30 米，一体化轻站设备采用交流供电，
共享路灯电力资源。
（3）造价分析
建设路灯杆一体化轻站建设周期约 2 至 3 天，较
普通基站建设周期约 15 天，可极大节约设备建成入
网时间。同时，路灯杆一体化轻站建设投资约为普
通基站的 19%，主要的运营维护费用为普通基站的
21.6%，显著节约了运营商的建设、维护成本。与传
统基站建设投资对比见表 2。
表2 与传统基站建设投资对比表
建设方式投
资
信
源RRU
电
源
配套
设施
年租
赁费
年电
费
建设
费用
年维护
费用
路灯杆一体
化轻站
万
元1.25 3.35 0 0 0.5 0.3 4.6 0.8
自租场地地
面美化塔站
万
元1.25 2.45 3.55 16.5 2.5 1.2 23.75 3.7
（4）效果分析
1）覆盖效果分析
上述路灯杆一体化轻站建成后，通过网络路测对
比，3G/4G 路面覆盖强度和质量均得到了大幅提升 （表 3、表 4）。
38第1期 王春庆等：路灯杆一体化轻站提升LTE网络深度覆盖能力探讨
表3 4G建成前后指标对比表
表6 业务量分析表
指标 平均RSRP （dBm） 平均 SINR平均下载速率
（Mbps）
开通前 -96.18 10.86 33.55
开通后 -91.09 11.31 38.45
表4 3G建成前后指标对比表
指标 平均 RSCP（dBm） 平均 Ec/Io
开通前 -86.68 -6.82
开通后 -76.63 -3.62
2）室内覆盖效果分析
该路灯杆一体化轻站建成后，选取 10#、14#、27#楼的 1F、6F、11F 走廊进行 CQT 测试，检验楼宇内覆
盖效果。从测试结果看，满足了用户使用需求。14#楼为轻站直接覆盖楼宇，效果最佳；10#、27# 楼依靠
折射信号覆盖，效果稍弱。室内覆盖效果见表 5。
表5 室内覆盖效果表
楼宇
4G 3G平均
RSRP（dBm）
平均
SINR平均下载速
率（Mbps）平均
RSCP平均 Ec/
Io
10 号楼
1F-105.59 12.57 25.86 -99.16 -9.21
10 号楼
6F-103.7 13.05 27.41 -97.82 -8.85
10 号楼
11F-96.49 12.23 27.04 -87.3 -4.31
14 号楼
1F-103.14 6.53 32.72 -96.06 -9.15
14 号楼
6F-104.89 9.05 36.82 -93.99 -8.26
14 号楼
11F-104.28 6.65 33.5 -92.65 -8.16
27 号楼
1F-106.15 8.72 36.18 -86.84 -7.89
27 号楼
6F-109.44 3.82 26.65 -90.27 -8.26
27 号楼
11F-110.11 1.93 22.74 -89.53 -7.59
网络制式 4G 3G
日期总流量
(GB)
小区内
的最大
用户数
小区语音
话务量
（erl）
小区内
的最大
用户数
业务数据
吞吐量
（MBytes）星期一 4.709 49 196.28 17 1039.8星期二 6.378 42 180.85 15 1300.8星期三 4.813 46 183.38 15 1253.7星期四 6.102 46 190.7 16 1667.9星期五 5.389 48 188.72 18 1339.8星期六 6.497 42 187.58 20 1367.2星期日 5.022 37 196.68 15 1163.2
4 结束语
相比传统宏站，一体化轻站解决方案具有体积
小、重量轻、环境融合、适合快速部署等优势，且为多
系统、交直流可选，是城区新建、加密站的首选。路
灯杆在城区布局密集，具备可改造为通信杆式基站的
条件。
一体化轻站与路灯杆结合使用，可有效提升密集
城区深度覆盖能力，改善用户感知，吸收热点区域话
务，且具备建设周期短、形成网络能力迅速、建设和
维护投资均大幅降低的优势，适用于满足精细化、深
度化、容量类覆盖需求。
路灯杆一体化轻站因设备安装需使用吊车，后续
基站维护存在一定困难。
参考文献
伍岳.一体化小基站在4G深度覆盖中的应用研究.邮电设
计技术，2017（7）.
戚敏敏.小基站在4G网络建设中多场景应用的探讨.移动
通信，2016（40）.
1
2
3）业务量分析
该路灯杆一体化轻站建成后，取该基站一周连
续 7 天 3G/4G 业务量进行分析，结果显示：4G 共计
产生流量 38.91GB，下行 PRB 平均利用率 16.59%，
上行 PRB 平均利用率 36.82%；3G 共计产生语音
1324.192erl，流量 9132.472MB。业务量分析见表 6。
山 东 通 信 技 术39 2018年
1 引言
目前以 PTN 3900 为主要核心节点的传输网在带
宽容量、转发处理、高可靠性等方面渐渐显得力不从
心。新一代大容量、大带宽、业务智能和软件定义的
分组传送核心设备——OptiX PTN 7900 的出现，解
决了传输网的瓶颈问题，并且能够满足电信运营商在
LTE 时代对移动承载网的超大容量设备需求，以更好
地构建 LTE 承载网络。鉴于日益庞大的传输网络，某
运营商面临着大量的 PTN 3900 升级 PTN 7900 工程。
目前的设备升级方式有两种：
（1）华为软件方式：华为通过收费软件实现替换
工程。
（2）纯手工方式：通过人工配置大量业务数据实
现替换。
华为软件方式的优点在于较为简捷，能在短时间
内完成设备替换升级；缺点是技术受制于人，费用较
高（按升级设备个数收费）。
纯手工方式成本较低，但升级耗时较长，对于大
业务量的 PTN，占用端口在 70 个以上、落地业务加
串通业务达数千条，不可能在规定割接时间内顺利完
成，且业务配置量大，需要大量人力，易出现误操作
等问题。
华为PTN7900替换PTN3900创新工具
郝增勇 桑勇 王强 杨洋
（中国移动山东公司潍坊分公司，潍坊 261061）
本文针对现网面临大量PTN3900升级PTN7900工程的问题研发了PTN7900替换PTN3900的采集工具和转换
工具，有效完成了PTN3900所有Tunnel（包含带环网设备）、PTN3900专线业务和专网等业务正常迁移至
7900设备，实现了PTN7900替换PTN3900中的业务快速迁移，减少了人工业务配置工作量，提高了设备替
换效率。 PTN7900 PTN3900 设备升级
摘 要：
关键词：
综合考虑以上两种方案的优缺点，最优策略是熟
练掌握替换升级工具技术，实现较便捷升级替换设
备，既有效规避人工操作的不规范，又显著节约成本，
本文研发了 PTN 7900 替换 PTN 3900 的采集工具和
转换工具，应用后效果显著。
2 工具实现原理及方法
（1）实现原理
如图 1 所示，经过对整个功能流程的分析、梳理，
确定本项目通过以下几个步骤实现。
图1 PTN7900替换PTN3900工具功能
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
1）基础数据准备：填写 PTN 7900 替换 PTN 3900端 口 对 应 关 系 表。 此 部 分 为 厘 清 PTN 7900 与
PTN 3900 端口对应关系，为后面生成 PTN 7900 配置
脚本做好准备。
2）采集现网 PTN 3900 网元侧数据。
本部分主要自动调用远程登录软件 navigator, 执行查询脚本进而获得 PTN 3900 侧网元数据。
伪代码如图 2 所示。
5）将 生 成 好 的 PTN 7900 替 换 脚 本 注 入 到
PTN 7900 设备中，准备升级。 （2）具体实现方法
1）PTN 3900/PTN7900 端口对应关系表生成
依据割接设计文件，将割接前后 PTN 3900/PTN 7900 端 口 对 应 关 系，填 写 PTN 7900 替 换
PTN 3900 端口对应关系模板（表 1）。
3）采集 PTN 7900 设备的配置数据。
4）生成升级脚本：根据端口对应关系表和
PTN 3900 网元侧数据，对 PTN 7900 设备的配置数据
依据相应算法进行填充。此部分需要程序自动调用
前面生成的配置数据和端口对应关系。
自动读取配置文件的伪代码如图 3 所示。
表1 PTN3900/PTN7900端口对应关系表
图2 查询脚本伪代码
图3 自动读取配置文件伪代码
2）采集现网 PTN 3900 网元侧数据
使 用 PTN 3900 采 集 脚 本 通 过
Navigator7.0 对现网需替换 PTN 3900 设备
进行数据采集，
V5.0 版本采集 23 项配置数据内容，
包 含 Tunnel、Tunnel APS、PW、PW APS、Eline、Elan 业务及端口信息等数据，在后
续版本中将陆续加入设备 15m/24h 性能数
据等信息。
PTN 3900 采集脚本为 Navigator 批处
理命令，对于业务量较大网元（Tunnel 业务大于 500条）进行采集时，将命令等待时间 sleep 5 中 5 改为
10，时间单位默认为 s，即每条命令执行等待时间为
10s，以保证所有数据能正常采集。
3）采集待入网 PTN 7900 配置文件
通过 putty 等 SSH 工具软件，登陆待入网 PTN 7900 设备执行 dis cur 命令。执行命令前，打开软件
保存日志到文件，将 PTN 7900 配置信息存
储为 .log 文件，待程序读取。执行此采集前，
需将软件生成的 PTN 7900 接口 IP 配置脚本
刷入 PTN 7900 设备中。
4）生成升级脚本
依据设备替换前、后端口对应关系，并
按照 PTN 7900 设备命令规则对处理脚本做
进一步处理，生成 PTN 7900 替换 PTN 3900的运行脚本。
41 第1期郝增勇等：华为PTN7900替换PTN3900创新工具
3 工具功能演示
PTN 7900 替换 PTN 3900 工具使用 C-sharp 语言
实现，工具主菜单如图 4 所示。
4 结束语
华为 PTN 7900 替换 PTN 3900 工具大大加快了
PTN 核心、汇聚网的替换效率，为网络提速和 4G 精
品网络建设打下了坚实基础。
该工具已在某市进行实践，实现了（无环网下）
PTN3900设备Tunnel、PWE3业务的采集和完成转换，
减少了人工业务配置工作量以及因人为失误所导致
的错误配置，大大提高了割接、替换效率，同时打破
了厂家对割接工具的垄断，推广后将大量节省购买厂
家割接服务费用。该工具使用便捷，替换过程工具化、
流程化，利用工具生成升级脚本，无需人工手动业务
配置。工具采用 C# 语音自主开发，适应性广，能在
Win10、Win8、Win7、Winxp 系统上运行，不涉及硬
件投资。工具部署简单、操作方便，使用方只需准备
好PTN3900与PTN7900端口对应关系表等基础信息，
就可以用工具便捷地生成升级脚本进行替换，具有较
强的可借鉴性和可推广性。
如 图 6 所 示，2017 年 山 东 规 划 继 续 替 换
PTN 3900 设备 100 余台，计划利用自有替换工具进行
实施，可节省投资约 100 余万。PTN 7900 设备替换
是为了适应业务发展需求，未来几年仍会持续实施，
目前山东省汇聚 PTN 3900 设备计 3000 余台，如果全
部采用此工具进行替换，可节约投资 3000 余万元。
图5 网管导入替换脚本操作界面
图6 PTN7900计划替换数量以及投资分析
陈满荣，黄巍巍，赵涛等. LTE时代传送网络面临的挑战
和建设策略.互联网天地，2013（9）.
黄晓强.移动PTN-L3 核心层 POOL 模式的应用研究.技术
交流，2015（10）.
邓旭.PTN网络架构中L2转L3设置方案.运营技术广角，
2017（6）.
1
2
3
参考文献
图4 替换工具主菜单
设备替换过程可以分解为四个主要步骤：
（1）开始采集：本接口为采集 PTN3900 配置文件，
工具生成采集脚本后自动调用 Navigator，运行采集脚
本，进行 PTN 3900 网元侧数据采集。
（2）读取采集日志接口，工具读取 PTN 3900 的
采集日志，选择 out*.log 文件，生成 PTN 3900 配置文
件脚本。
（3）读 取 PTN 7900 端 口 对 应 关 系 表，生 成
PTN 7900 设 置 配 置 文 件：工 具 读 取 PTN 7900 与
PTN 3900 替换端口对应表，生成 PTN 7900 配置文件
及 Tunnel、OAM、保护、专线、专网等业务，命令执行
完成，弹出串通及落地 Tunnel 数量统计，用于二次核
实确认。
（4）注入设备，如图 5 所示，在 U 2000 网管选
择 - 系统 - 网元软件管理 - 网元数据备份 / 恢复（图
3），选择新入网 PTN 7900，点击 - 恢复按钮 - 点击浏
览，选择替换工具生成的 PTN 7900 配置文件进行激
活。激活后备份 PTN 7900 数据库，再次使用备份完
成的 .dat 恢复 PTN 7900 数据库，完成设备替换。
山 东 通 信 技 术 422018年
1 引言
随着移动网络建设规模的不断扩大，维护工作
量日益增加 , 尤其是机房发电方面。如何实现机房
发电的有效管控，一直困扰着电信运营商。
为提高维护效率，减少非正常发电导致的发电
费用增加，某电信运营商创造性地进行油机发电改
造，实现了移动网发电过程闭环化管理、发电费用可
管可控。
2 基站油机发电监控改造方案
（1）基站动环监控系统构成
目前基站机房均安装动环监控系统，主要监控
动环监控系统油机发电管理功能解决方案探讨
孟超 1 崔希民 2 付震生 2 孔祥文 2
本文探讨了基站机房油机发电管理及成本管理模式，采用现场安装中间继电器等设施，通过动环监控系统和现场
电源状态相结合的方式对油机发电过程进行有效管控，以期对运营商类似发电管理项目起到借鉴作用。
油机发电 动环监控系统 降本增效
摘 要：
关键词：
项目 内容实现方
式告警输出
环境监测
门磁告警开关量传感器
声光、远程
红外告警开关量传感器
声光、远程
烟感告警开关量传感器
声光、远程
水浸告警开关量传感器
声光、远程
温湿度监测
机房温度监测温度传感器
声光、远程
机房湿度监测湿度传感器
声光、远程
配电设备监测
交直流相关设备数据监测模拟量传感器
远程
门禁系统
进出机房管理 RS485 远程
（1 中国联通山东省分公司，济南 2500012 中国联通济南市分公司，济南 250002）
表1 机房动环系统监控主要内容
内容（表 1）包括：
1）环境监测：包括门磁、红外、烟感、水浸、震动
等告警。
2）温湿度监测：包括机房温度、湿度监测。
3）配电设备监测：包括交、直流相关设备数据监
测。
4）门禁系统：主要是实施机房进出管理。
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
（2）机房油机发电监控改造方案
目前基站机房动环监控系统中普遍缺失油机发
电管理手段，无法及时、精确地统计基站发电时长，
增加了基站发电油料支出成本的管控难度。
机房油机发电监控改造方案原理，是在基站现场
加装 2 只中间继电器，作为基站市电、油机供电监测
传感器，利用动环监控系统冗余的 2 个 DI 接口，实
时监测基站市电、油机供电状态，记录油机有效供电
时长（市电停电时段油机发电时长）、油机无效供电
时长（市电恢复后油机发电时长）；当市电恢复正常
后，通过短信方式通知抢修人员及时关闭油机。全网
所有基站油机发电有效供电时长、无效供电时长等数
据均可以通过动环监控系统导出，实现基站发电管理
的精细化目标。
（3）技术原理及硬件安装
基站现场硬件电路原理如图 1 所示。
由图 1 可见，正常情况下（基站市电正常供电、
油机未发电），DI- 1、DI- 2 两组端口均处于开路状
态，基站油机有效发电时长、无效发电时长两个遥信
量均为“0”。当基站市电停电、油机供电时，J1 处于
吸合状态、J2 保持释放状态，使得 J1-2、J2-1 构成
的 DI- 1 端口由开路变为导通，动环监控系统记录的
DI- 1 端口导通时长就是油机有效发电时长；当基站油
机供电、市电恢复正常后，J1、J2 均处于吸合状态，
DI- 1 端口由导通变为开路，系统停止记录油机有效
发电时长，而由 J2-2 常开端、公共端构成的 DI- 2 端
口则由开路变为导通，动环监控系统记录的 DI- 2 端
口导通时长就是油机无效发电时长（市电恢复后油机
仍在供电的时长）。当基站市电恢复、油机关闭后，
DI- 1、DI- 2 端口均处于开路状态，油机发电管理电路
重新恢复到基站正常运行状态。如果现场将 J1、J2继电器任何一个或全部拔除，则动环监控系统将不会
产生油机有效供电时长数据，可有效规避人为因素产
生的非正常的油机发电时长数据。
（4）动环监控系统后台数据制作与功能实现
在动环监控系统报表台“基站环境”页面中增加
“油机市电告警”遥信量告警标识，此告警触发条件
是：基站油机供电期间市电恢复后状态为“1”，其他时
段状态为“0”。动环监控网管集中平台实时监测基站动环监控
系统“油机市电告警”遥信量，当出现此遥信量状态
为“1”，即表明该站点目前采用油机供电且市电已恢
复，则通过短信通知基站包区维护人员现场切换市电
供电、停止油机发电。
图1 基站机房硬件原理图
在基站交流配电箱内安装导轨，2 只继电器（含
底座）固定在导轨上；3 根 2.5 护套线一端分别与市
电油机转换开关进线侧一根市电相线、一根油机相
线、交流配电箱零线排相接，另外一端与 2 只继电器
对应端子连接。2*0.2 护套线一端与继电器相关端子
连接，另一端与基站动环监控系统数据采集器 2 个
DI采集口及12V电源连接。现场硬件安装如图2所示。
图2 基站机房内现场硬件安装图
44第1期 孟超等：动环监控系统油机发电管理功能解决方案探讨
5 结束语
根据两组参数对比效果研究，可以得到如下结论：
方案 1 在上下行 IBLER 改善方面更为显著，
方案 2 在上下行 MCS 和频谱利用率等方面提升较
大。综合考虑，对于高铁特殊场景下的 SFN 功能参
数运用，在覆盖良好区域，开启上行层 2 选择性接收
+SFN 上行目标 RRU 自适应选择方案，可以最大化地
提升网络效率；针对个别弱覆盖、强干扰路段，建议
开启上行层 2 选择性接收 +SFN 上行目标 RRU 选择
增强方案，可以有效改善 IBLER 以保障网络质量。
参考文献
1 郭涛.SFN在提升LTE网络性能方面的研究.数字通信世
界，2016（04）.
下行平均
DL IBLER(%) Avg MCS DL (%)
DL 频谱效率 (%)
单用户上行速率 (%)
调整前 8.97 12.69 1155.37 8.55
方案 1 8.46 14.03 1256.74 9.71
增降比例
-5.62% 10.56% 8.77% 13.52%
方案 2 8.67 15.16 1328.58 10.23
增降比例
-3.32% 19.52% 14.99% 19.65%
表2 两种方案下行指标波动情况
综合对比，方案 2 对下行指标提升更为明显。两
种方案下行指标波动情况见表 2。
张蓉.基于动环实现基站油机发电按次计费研究.电信工
程技术与标准化，2016（29）.
李浩，吴川.基于基站动环监控系统的发电管理应用研
发.通信电源技术，2014（31）.
1
2
基站维护管理人员通过集中监控平台“油机市电
告警”遥信量历史告警查询功能，可以检索任意一段
时间内该站点市电恢复且油机运行出现的次数及每
次历时时长。
3 实施效果和效益分析
（1）实施效果分析
1）自留站点：安装该系统后，可以有效缩短无效
发电时长，降低发电成本，提升维护人员工作效率。 2）铁塔公司站点：准确有效地核对铁塔公司发电
费用，做到每笔发电费用支出均有凭有据。
（2）实施效益分析
根据现场实测情况，普通标准最小配置的 2/3/4G基站发电一小时的费用约为 25 元（包括油费和油机
保养费用）；采用本方案后，一个基站材料费不足 50元，含人工费单站改造综合费用 150 元。
按照上述标准测算，压缩 6 个小时无效发电时长
就能节省出 1 个基站的改造费用。
4 结束语
通过基站动环系统发电监控系统的改造、完善，
形成了发电故障调度闭环化、系统化、自动化管理，
避免了市电来电后仍然用油机无效发电的问题，实现
了基站维护精细化管理，达到了降本增效、提升维护
效率的目的。
参考文献
（上接第28页）
山 东 通 信 技 术45 2018年
1 引言
某运营商 IPRAN 网络承载着 3G/4G 基站业务，
随着移动网络发展，单个网元的承载量越来越大，网
络重要性不言而喻。夏季到来，基站 IPRAN 设备温
度明显上升，相当多的网元出现高温越限现象。而
IPRAN 设备长期处于高温状态运行，设备稳定性、器
件寿命将明显降低，误码率等指标明显劣化，严重时
会引起设备宕机、基站业务中断。本文经过分析出现
的问题，成功地低成本解决了 IPRAN 高温问题。
2 改造方案与实施
（1）问题发现与分析
2017 年 6 月某日高温天气下，基站 IPRAN 设备
高温网元遍布该市各区域，其中单网元承载 10 个以
上基站业务的告警设备占比 35.5%，网络风险巨大。
针对以上问题，先后通过降低机房环境温度、改善
机架通风效率等措施进行处理，其中近 50% 的网元内
部板卡温度很快降至正常范围，但仍有 54 个网元在采
取多种措施以后，网元内部板卡温度仍然偏高。
进一步统计分析发现，这 54 块高温单板分布
在 54 台设备上，54 台设备分别为某设备厂商的
6220/6200 两种型号。高温网元所处的同一机房、
同一机架内的其他设备板卡温度均正常；同一台
6220/6200 设备内仅部分板卡高温。
6220 型号的设备硬件如图 1 所示，其中最右侧
低成本解决IPRAN高温问题方案探析
张文亮 1 王元杰 2 尹逊伟 1
本文通过优化 IPRAN 设备机框风扇吹风方向，使机框散热方向更加合理，成功地低成本解决了 IPRAN 高
温问题。
IPRAN 风扇 高温 低成本
摘 要：
关键词：
（1 中国联通烟台市分公司，烟台 2640002 中国联通山东省分公司，济南 250002）
图1 6220型号的设备硬件图
6200 型号设备布局与 6220 型号设备布局相反，
风扇位于在设备左侧，高温板卡也集中出现在机框靠
近风扇的左侧部分。
拆开一台 6220 设备，加电后观察设备运行情况，
发现 6220 设备采用风扇吸风工作模式，散热风向从
机框左侧进入，导向风扇所在的右侧（图 2）。
图2 6220设备吸风散热方向
继续观察 6200 设备运行情况，发现其风扇工作
模式与 6220 型号相同，也采用吸风方式。
初步分析，冷空气进入 6220 设备，吸收热量、降
低机框左侧板卡温度后，变成热风继续吹向右侧板
卡，不能有效带走右侧板卡热量，反而导致右侧板卡
温度越限；6200 设备散热情况与此相同。6220/6200设备板卡温度越限的症结在于风扇风量不足，造成设
备内部热量不能有效散发。
为设备风扇（无防尘网），高温板卡均集中出现在机
框靠近风扇的右侧部分（图中正方形标注部分）
第38卷 第1期2018年3月
山 东 通 信 技 术Shandong Communication Technology
Vol.38 No.1Mar. 2018
如图 5 所示，翻到风扇组件背后，将风扇固定螺
丝卸下，依次取出 4 只风扇。
联系设备厂商，要求立即改进 6220/6200 散热系
统，提高散热效率。继续思考，在其他条件相同的情
况下，向固定空间内吹风造成的风压明显大于抽风风
压，那么，如果改变风扇风向、变向机箱内吸风为向
机箱内吹风，是不是能够明显增大通风压力、提高散
热效率呢？
随后，调整一台 6220 设备风扇，使设备散热模
式从吸风改为吹风，重新加电测试后发现，设备内部
风量明显增大，10 分钟内，原近风扇板卡温度下降
图3 6220设备吹风散热方向
图5 风扇组件后面图
2）反装风扇
如图 6 所示，将风扇依次反向安装，无标签面朝
上；按照原先线序，插好电源线，并整理好；拧紧固定
螺丝。改造完成，将风扇组件插回机框运行即可。
（3 ） 应用效果
2017 年 7 月将此改造方案在全市推广应用后，出
现过温度越限的 54 台设备全部恢复正常，其余 700多台设备也确保了稳定运行。
此改造方案有如下优势：
1）零成本，无需资金投入；
2）操作简单，一个人能轻松快速完成；
3）效果显著，降温迅速、高效，10 分钟降幅 10-22℃ ；
4）无业务影响，可在线操作，不中断业务。
3 结束语
本文通过更改 IPRAN 网络 6220/6200 设备风扇
的工作方向，使散热方式由吸风变为吹风，设备板卡
降温效果明显。该方案不仅消除了设备高温风险，提
高了 IPRAN 网络稳定性，保障了移动用户感知，而
且成本低，具有推广价值。
参考文献
进而在多个机房进行实地验证，结果表明，改变
6220/6200 型号设备风扇的工作方向，由吸风方式变
为吹风方式，设备板卡降温效果明显，简便易行，安
全可靠。
（2）方案实施6220/6200 设备散热改造方法简单、迅速，两步
即可完成：
1）拆卸风扇
如图 4 所示，6220/6200 设备风扇组件包括 4 只
图4 6220/6200设备风扇组件
图6 反装风扇
迟永生，王元杰，杨宏博，裴小燕.电信网分组传送技术
IPRAN/PTN.北京：人民邮电出版社，2017.
王光全，黄永亮，廖军 .城域综合承载传送技术及应
用.北京：人民邮电出版社，2016.
王元杰，杨宏博，方遒铿，邓宇.电信网新技术IPRAN/
PTN.北京：人民邮电出版社，2014.
1
2
3
10-20 ℃，远风扇板
卡温度也保持在正常
范围内。经 24 小时
运行测试，效果一直
保持稳定。对另一台
6200 设备进行改造，
也取得了圆满成功
（图 3）。
风扇。自设备
机框内拔出风
扇组件后，依
次拆下 4 只风
扇电源线的插
头。
47 第1期张文亮等：低成本解决IPRAN高温问题方案探析
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