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关键词:ODN 规划 目标 原则
中图分类号:TN913.7 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)11-0000-00
ODN网络的规划是FTTH建设非常关键的一步,ODN光缆网络是面向所有客户群和业务网络的基础网络,直接或间接使用光缆承载业务的客户群都可以认为是ODN光缆的用户。对于不同的用户,因为采用的组网技术和对网络安全性要求不同,对光缆结构的要求和纤芯数量的需求也有较大差异。
1 ODN光缆网规划的目标
ODN光缆网的布局和结构,应在满足全业务需求的前提下,保证整体网络建设成本最优。在以FTTH接入模式为网络发展目标的趋势下,ODN光缆网承载的主体将从政企客户转向家庭客户,OLT节点的布局会极大的影响网络建设成本。
FTTH网络整体建设成本由两部分构成:局房建设成本和光缆建设成本。简单来说,OLT节点越多,局房的建设投资越高;但同时光缆长度越短,光缆投资越少。也就是说,对于由局房建设成本和光缆建设成本两个随机变量组成的函数来说,存在这么一个极值点,使得函数的值最小。从实际上来看,对于条件一定的规划区来讲,理论上会存在一个最优的OLT布局方案,可使整体的建设成本最低[1]。
同样的,因为存在物理上的汇聚功能和光节点投资,在一定的用户分布情况下,配线光节点的设置也存在一个最优方案,使得配线光缆、引入光缆和配线设施的总投资最低。
2 ODN光缆网规划总体流程和原则
ODN光缆网实际上由光节点和光缆构成,光节点的设置直接与用户分布相关,光缆路由和结构则与光节点的位置直接关联。因此,在进行接入光缆规划时,应首先确定光节点的位置和分布,再根据光节点的规划确定光缆路由的纤芯配置。
2.1 OLT节点规划
OLT节点的设置应根据覆盖区域内的用户密度,按照建设成本最低的覆盖半径来规划服务区内的OLT节点数量以及单个OLT覆盖的范围。OLT位置的选择要满足如下原则:目前大部分设备厂家的OLT的交换能力已经达到了A类汇聚交换机的能力,因此应该将OLT定位在IP城域网的汇聚层,按照“大容量,少局所”的原则来设置OLT。在条件允许的情况下,尽量集中设置OLT。在市区,每个OLT的最终覆盖半径应按2-4公里考虑,终局容量按2-5万考虑,在网格化规划和街坊配线的原则下,一个OLT覆盖的街坊数一般为4-16个。对于用户密度较低的乡镇区域,每个OLT的终局用户数应不低于5000用户。OLT节点机房在光缆网上的层次应在IP城域网的骨干光缆节点之下而在ODN网络的主干光节点之上(至少不能低于主干光节点)。
2.2配线光节点规划
配线光节点的表现形式为光缆交接箱或ODF架,对于在室外设置配线光节点,可以选择光缆交接箱的形式,对于配线光节点的用户密度中心附近有现成机房的情况,可以选择安装ODF架的方式。配线光缆在网络拓扑上适宜采用树形结构,在对安全性要求较高的情况下可以考虑与主干光节点组环。
2.3主干光节点设置和组网要求
主干光节点在网络中的作用是对下层网络提供接入,对上层网络而言是提供光缆的汇聚。一般情况下一个主干光节点收敛6-10个配线光节点,主干光节点适合选择光交界间或大容量光交接箱的形式。对于已有主干光缆环覆盖的地方,新增的主干光缆适宜采用树形结构,环上光纤逐步递减[2]。如图1所示。
2.4 ODN的分光方式
FTTH的ODN网络的分光方式可以分为一级分光和二级分光,其中一级分光又可以分为一级集中分光和一级分散分光。一级集中分光,一般将分光器集中安装在园区交接箱(免跳接光缆交接箱)中,在楼宇的楼道内采用光缆分纤箱来实现光缆到每个用户的分纤。二级分光具有分光灵活,扩容方便,对环境变化适应性强等优点,适合在用户不确定的区域和外部环境经常发生变化的区域采用,如城中村,乡镇,别墅区,拟拆迁区域等。
分光方式的选择及分光器的设置对ODN的建设成本及维护难度均有较大影响,实际工作中可根据实际情况制定分光方式的总体原则,在设计施工中根据总体原则灵活选择。一般来讲,新建小区适合采用一级分光,因为在新建小区用户需求比较确定,网络施工完成后一般轻易不会发生改变。对于城中村和城市老小区,由于用户需求不确定,网络线路在以后很可能会发生迁改,为了提高网络的灵活性,以适应这种用户需求和网络结构的不确定性,对于这种场景适宜采用二级分光的方式。
FTTH场景下ODN网络的规划是在ODN网络规划数学模型的指导下,结合现网情况和现场情况,因地制宜,不断寻求最佳规划结果的过程。
参考文献
关键词 频率规划;天线增强;干扰抑制;容量规划;参数规划
中图分类号TN929.5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)93-0212-02
1网络规划的流程
1.1 覆盖规划
1) TD-LTE覆盖能力与设备性能系统带宽,小区的用户数,天线模式,调度算法,边缘用户所分配到的RB数,小区间干扰协调算法,多天线技术选取有很大的关系;
2) 室外覆盖的策略,可以采用双流波束赋形技术,它是TD-LTE的多天线增强型技术,是TD-LTE建网的主流技术,结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术,大大的提升了吞吐量,提升了覆盖半径,有效的降低了小区间的干扰;
3) 室内分布系统的策略,一是针对现有的室内分布系统采用单缆分布实现MIMO方案。可以将TD-LTE的一个通道与原系统末端合路,并单独增加一个LTE通道,原来的天线更换为现在的双极化吸顶天线,就可以实现单用户的MIMO,工程施工量相对较小。因此,双极化吸顶天线的性能很大程度上影响了系统的性能,需严格控制天线质量和各种参数值。
二是采用上下行分缆实现MIMO方案。将TD-LTE MIMO两个通道信号分别与分缆方式的室分系统的Tx与Rx进行末端合路,构成单用户MIMO模式。该方案无需对原室内分布系统进行任何改动,成本相对较低;
4) 覆盖规划的方法,一是链路预算,主要考虑系统资源配置,包括载波带宽时隙配比,天线类型,边缘MCS,信道接收机解调门限和干扰余量等,通过对系统中前反向信号传播途径中各种影响因素进行考察,对系统的覆盖能力进行估计,获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。二是RS信号进行覆盖性能预测;三是上下行控制信道的覆盖性能进行预测;四是根据使用的区域边缘业务速率,评定有效的覆盖范围。
室外覆盖的估算过程,上行下分别进行计算,先计算发端EIRP,接着计算收端天线入口所需要的最低接收电平,两者相减(考虑相应的余量)得到路径损耗,再根据传播模型计算成本出相应的上、下行小区半径;比较上下行半径,取较小值作为实际小区的半径(链路预算完成)根据小区半径计算站点覆盖面积。所需站点数=规划目标区域面积/单基站覆盖面积。下图说明了三种形式的站的覆盖面积。
室内覆盖链路预算分成无线传播部分和有线分布系统两部分。室内覆盖边缘场强的确定需要同时考虑两个方面:一方面边缘场强应满足连续覆盖业务的最小接收信号强度(需要考虑所承载业务的接收灵敏度、不同场景的慢衰落余量、干扰余量、人体损耗等因素),另一方面应大于室外信号在室内的覆盖强度,即:设计余量,其典型经验值为5~8dB(不同的场景要求会有差异,比如办公楼、酒店余量可以适当取大一些,相反停车场可以适当小一些)。
目前室内传播模型应用较广的有:Keenan-Motley模型和ITU-RP.1238室内传播模型,我们使用ITU-R P.1238室内传播模型,公式为:
其中,f频率MHZ,d移动台与发射机间的距离,穿透损耗系数,慢衰落余量。
室内覆盖系统有线部分的分布损耗是指从信号源到天线输入端的损耗,包括馈缆传输损耗、功分器耦合器的分配损耗和介质损耗(插入损耗)三部分;
5) 覆盖规划的要点是传播模型校正。不同频段传播校正结果差异主要体现在传播模型的K1参数上,其中GSM900比TD1880频段路损均值低12dB左右,比TD-LTE2.6路损均值低16.77dB左右。另外,高频段的信号波动性大于低频信号。针对不同城市,典型的地物地貌,必须进行专项的传播模型校正,确保覆盖规划的精准性。
1.2 容量规划
1)系统容量规划的方法,系统仿真和实测统计数据相结合的方法,得到小区吞吐量和小区边缘吞吐量;
2) TD-LTE容量规划,是在一定网络负载条件下,对网络承载能力的规划,重点在于网络仿真。 网络仿真整体的流程和TD-SCDMA规划仿真没有本质的区别,但是仿真的实现是有明显的区别的,其中核心区别是各种业务速率、调制方式并不固定,都需要基于用户分布和用户信道实际状况进行调度,以获得网络容量的实际情况。所以TD-LTE容量规划必须通过仿真获得。
1.3参数规划
1) 频率规划核心思想是频率复用。频率复用距离以内的小区使用不同频点,避免同频干扰;频率复用距离以外的小区可使用相同频点,提高频谱效率。
同频组网的特点是频率利用率高,小区间的干扰强,边缘性能差,干扰抑制也是很困难的。所以在实际的设计工作中,我们要做好干扰抑制,具体的我们可以通过如下方法:干扰随机化通过比如加扰、交织,跳频、扩频、动态调度等方式,使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化;干扰消除利用干扰的有色特性,对干扰进行一定程度的抑制,即:通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制,波束成形是一种,在空间维度,通过估计干扰的空间谱特性,进行多天线抗干扰合并;在频率维度,通过估计干扰的频谱特性,优化均衡参数,进行单天线抑制如:IRC;干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制,正交化或半正交化,是一种主动的控制干扰技术,理想的协调,分配正交的资源,但这种资源通常有限;非理想的协调,控制干扰的功率,降低干扰,如:SFR。
异频组网的特点是频率利用率低,但是干扰比较弱,边缘性能很好,干扰抑制也比较容易,因此也是备受青睐的。在实际的设计工作中,需要合理的进行频率规划,确保网络的干扰最小,同样由于频带资源受限,也要做好干扰控制与频带使用的平衡问题。
下图是两种组网的简单拓扑结构图,相同的颜色表示相同频率,反之不同;
2) 码资源规划主要是对物理小区ID进行规划。PCI(Physical Cell ID),即物理小区ID,是TD-LTE系统中小区的标识。PCI和RS的位置有一定的映射关系:
相同PCI的小区,其RS位置一定相同,在同频情况下会产生干扰, PCI不同,也不一定能完全保证RS位置不同,在同频的情况下,如果单天线端口两个小区PCI 模6相等或两天线端口两个小区PCI 模3相等,这两个小区之间的RS位置也是相同的,同样会产生严重的干扰,导致SNR急剧下降;
3) 邻区规划,保证在小区服务边界的终端能及时切换到信号最佳的邻小区,以保证通信质量和整个网络性能;
4)TD-LTE参数规划原则
TD-LTE网络中, PCI规划要结合频率、RS位置、小区关系统一考虑,才能取得合理的结果,物理小区标识规划应遵循以下原则:不冲突原则:保证同频邻小区之间的PCI不同;
不混淆原则:保证某个小区的同频邻小区PCI值不相等,并尽量选择干扰最优的PCI值,即PCI值模3和模6不相等;最优化原则:保证同PCI的小区具有足够的复用距离,并在同频邻小区之间选择干扰最优的PCI值;为避免出现未来网络扩容引起PCI冲突问题,应适当预留物理小区标识资源。当然针对不同生产厂家的设备,也是需要结合实际情况来确定的。
2 TD-LTE规划的关键问题
TD-LTE网络规划指标体系是决定网络建设质量最重要的因素之一,应结合LTE技术特点制定科学合理的规划指标。TD-LTE规划指标体系主要包括覆盖和容量两大类指标,覆盖指标除关注场强指标RSRP外还应重点关注信干噪比RS-SINR指标,容量指标应重点关注边缘用户速率以及小区平均吞吐量指标。中国移动TDD频率规划方案仍存在变数,不同频率配置的组网方案直接关系到网络的实际性能。TD-LTE天馈系统的建设存在挑战,对网络布局、业务性能等都存在较大影响。从TD-SCDMA的升级演进可实现快速部署LTE网络,是需要重点验证的一个技术方案。
3 结论与展望
随着移动互联网业务的快速发展,以及LTE技术的逐渐成熟,国内外运营商纷纷开始考虑向4G网络演进,一方面是借助LTE带宽优势缓解网络压力;另一方面是实现技术和市场领先。TD-LTE是中国移动的未来,要坚持TDD/FDD融合的发展方向,将主要承载高速数据业务,并具备承载话音业务功能。随着OFDM技术,MIMO技术,干扰抑制技术和调度技术的完善,LTE真正走向大众已是近在咫尺了。
参考文献
[1]吴伟陵.移动通信中的关键技术.北京邮电大学出版社,2000.11.
[2]孙雨彤.WCDMA无线网络设计.电子工业出版社,2007.2.
[3]华为技术有限公司.中移动TD-LTE组网技术交流,2011-2-27.
本文分析了某IP城域网的流量特点,指出根据流量特点在网络规划中的注意事项。
【关键词】IP城域网 流量 网络规划
随着宽带用户的稳步发展,以及各种高带宽应用的不断普及,网络流量对网络带宽的要求越来越迫切。因此,了解用户、流量、网络中继带宽之间的一些关系,对网络规划和优化工作是很有帮助的。本文就此问题谈一下长沙电信城域网在日常工作中积累的一些经验。
1 IP城域网网络结构
1.1 核心层
长沙城域网出口为两个CRS集群,BAS和SR设备通过2条10G链路分别上行至两集群,如图1。
1.2 接入层
目前长沙IP城域网接入设备直挂BAS无级联:宽带业务和IPTV业务通过1条或多条中继上行至BAS;语音业务通过1条中继上行至SR;静态IP专线通过1条或多条中继上行SR。
根据图1网络结构,网络规划和优化时对网络流量和带宽主要考虑:
(1)城域网出口带宽与用户流量
(2)业务控制层(BAS\SR)至城域网出口(CR)中继带宽流量
(3)接入设备上行至业务控制层(BAS\SR)中继带宽流量。
2 城域网用户分类
如表1所示。
3 用户流量特点
下面我们分析某典型BAS的流量特点:
2.1 每日流量高峰在22:00左右
如图2所示。
2.2 每周流量高峰在星期六、日
如图3所示。
2.3 忙时流量、用户数,平均用户流量特点:(22:00左右采集)
BAS上行端口用户与流量分析:
设备上行端口总流量:
GigabitEthernet4/0/0 current state : UP
Last 300 seconds input rate: 6586890632 bits/sec, 959749 packets/sec
Last 300 seconds output rate: 3751226328 bits/sec, 824886 packets/sec
GigabitEthernet7/0/0 current state : UP
Last 300 seconds input rate: 7155660008 bits/sec, 1009794 packets/sec
Last 300 seconds output rate: 3424102328 bits/sec, 777951 packets/sec
总下行流量为:13742 M
总上行流量为:7151 M
设备用户数:
dis access-user
Domain-name Online-user
cs-pppoe : 30262
vod : 3520
mvod : 2151
即拨号用户30262,IPTV用户数5671,总计35933
平均每用户流量:
下行:0.382M
上行:0.199M
关键词:城市轨道交通;网络化;客流特征;客流强度
中图分类号:F570 文献标识码:A
Abstract: With the speed of urban rail transit construction, some cities in China have entered the network operation stage in China, such as Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen, Nanjing and so on. Therefore, it is important to summarize the characteristics of passenger flow in the process of urban rail transit, which will play an important role in further grasping the development trend of passenger flow and improving the planning and operation and management of urban rail transit. This paper mainly analyzes the time characteristics, spatial characteristics and intensity of passenger flow of urban rail transit passenger traffic under network conditions.
Key words: urban rail transit; network operation; characteristics of passenger flow; intensity of passenger flow
近年来,随着城镇化速度的加快,中国城市轨道交通建设进入快速发展期。截止2016年末,中国大陆地区共有28个城市开通城市轨道交通,共计112条线路,运营线路总长度达3 778.8公里(如图1所示)。随着城市轨道交通建设速度的加快,我国部分城市已进入网络化运营阶段,如北京、上海、广州、深圳、南京等。因此,总结城市轨道交通网络化进程中的客流特征,对于今后进一步把握客流发展趋势、提高城市轨道交通规划设计与运营管理水平具有重要作用。本文主要分析城市轨道交通线网网络化条件下,城市轨道交通客流在时间、空间及客运强度三方面所表现出的特征。
1 网络化条件下城市轨道交通客流时间特征分析
1.1 日客流变化分析
日客流量变化规律是指一个昼夜循环内的运营时间内,不同时间段内网络客流量变化情况。对国内北京、西安等大量数据对比分析可知,路网客流量呈现明显双峰突变情况,客流在峰值处集中突发增长,峰值时段客流量明显高于其它时段客流量,表现出明显的早、晚高峰突变,其中一般线路早高峰时段为7:00~9:00,晚高峰时段为17:00~19:00。对东京、首尔城市轨道交通典型线路各年度日均客流变化情况分析,可以发现,位于建成区范围的轨道交通线路将遵循“客流追随型”成长的一般规律;而位于新开发区域的轨道交通线路将遵循“客流引导型”成长的一般规律[1-2]。
1.2 周客流变化分析
周客流量变化规律是指一周内各工作日客流量变化情况。
在工作日,绝大部分居民需要上下班、上下学,居民在这两个时间段集中出行,使客流急剧增加,线路及网络客流量发生突变形成峰值。在非工作日,城市轨道交通吸引的上下班、上下学客流明显少,不会出现由于上下班、上下学引起的两次客流集中现象。由图2可以看出,大部分线网均呈现工作日客流量明显高于非工作日客流特征,但机场线因其特殊性,工作日与非工作日客流变化较小,呈平稳波动。
1.3 月客流变化分析
城市轨道交通月客流量变化分析主要是指对城市轨道交通路网内各线网各月客流量变化情况进行对比。目前,我国大多数城市的城市轨道交通网络只是初步形成,网络吸引的客流量呈现快速增加的态势。而像北京城市轨道交通路网已成规模,本文以北京市部分线网月客流为例进行分析。
由图3、图4可以看出,年初各条线网客流量均会呈现出明显下降的特点,而后月客流量处于平缓波动,在7月又有明显上涨趋势。从2013~2015年各线网同月份数据对比来看,客流量呈逐年增加趋势。
2 网络化条件下城市轨道交通客流空g特征分析
在空间分布上,主要分析路网中各线路客流特征、高峰断面客流特征及进出站客流特征。
2.1 线网客流分布特征分析
在城市轨道交通网络中,由于各线路的网络结构位置、辐射范围、沿线交通走廊等方面各不相同,因此不同线路的客流量不同,甚至差异很大,网络客流分布呈现不均衡状态,以北京市为例进行分析。截至2016年12月31日,北京地铁共有19条运营线路(包括18条地铁线路和1条机场轨道),组成覆盖北京市11个市辖区,拥有345座运营车站(换乘车站重复计算,不重复计算换乘车站则为288座车站)、总长574千米运营线路的轨道交通系统[3](如表1、图5所示)。
从图6中2014年北京市轨道交通部分线网全日客流量分布情况可以看出:(1)穿越城市中心区域的线路客流量明显高于郊区线路客流量,如1、5、6号线;(2)在路网中,与中心区线网相连接的线路客流量明显高于未连接线网的线路客流量,如未连接中心区线网的八通线、房山线等;(3)特殊用途线路(如机场线)客流量较小[1];(4)路网中的环形线路全日客流量高于大部分放射线,如线网中的2、10号环形线路。主要由于环线连接路网中的各个放射线,且环线通过城市主要活动区域,通达性较好,为乘客换乘提供便利,因此环线承担客流量较高。
2.2 断面客流分布特征分析
断面客流量是指在单位时间内,沿同一方向通过轨道交通线路某断面的乘客数量,即通过该断面所在区间的客流量,分为上行断面客流量和下行断面客流量。城市轨道交通网络化进程中,随着新线的开通,可能导致路网中原有线路断面客流分布形态、最大断面客流量的变化。而实际影响高峰小时最大断面客流量对应的是其高峰小时系数。
通过剖析东京、大阪、上海城市轨道交通的高峰小时最大客流断面高峰系数:(1)东京、大阪城市轨道交通近阶段系数值基本在20%~35%,部分线路曾经超过40%;上海系数值基本在20%~24%,相对较小,仍应处于增长状态中;(2)连接多个商业中心的线路系数值较小,其非高峰时期的商务客流量较大;(3)断面前有连接城市轨道交通换乘站的系数值较小,断面前的换乘站从一定程度上可能改变断面客流;(4)城市轨道交通线网密度较小处断面系数值较大,在线网基本构成后有所缓解;(5)位于进入市中心第一个换乘点的断面系数值较大,高峰时在此断面聚集了大量的客流;(6)线路延伸、环线贯通,高峰时段列车及全日列车运行调整,可能改变系数值[4]。
由此可见,网络化进程中,断面客流会随着线网规模的扩大而增加,而后趋于稳定,且路网中换乘车站的增加会改变线网断面客流分布形态。
2.3 进出站客流分布特征分析
线网中各车站进出站客流量与车站性质、车站所处区位及时间等因素有关。在城市轨道交通网络化进程中,线网中各站日均进站量尤其是早晚高峰进站量通常会有所增加,但高峰小时进站量占全日进站量的比例会发生变化,且早晚高峰变化规律并不相同[5]。
车站性质的不同会导致进出站客流分布的不同,如可以将城市轨道交通网络中车站划分为六种类型,主要包括居住区车站、办公区车站、居住办公组团车站、商业区车站、站场区车站、枢纽区车站[1]。由于车站用地类型不同,进站客流的规模和时间分布,特别是工作日与周末的客流特征存在较大差异,商业及文体景区类、对外枢纽类、高校类等车站周末进站量高于工作日,且决定车站规模的进站客流最大时段并非全部发生于工作日[1,6]。
以北京为例,4号线进、出站客流量较大的站点有中关村、动物园、西直门及北京南站,与站点周边地区承载的用地功能有关系。例如,中关村及动物园的商业客流量较大,西直门及北京南站的枢纽功能使其往返于城区与郊区的客流量或长途客流量较大[7]。
同一线路上车站所处区位的不同,各车站进出站客流峰值时间点会有较大差异。北京地铁1号线为例,车站的早高峰时间随区位有所不同,如四环以内高峰时间为8:00~9:00,四环至五环高峰时间为7:00~8:30,五环外为7:00~8:00;四环以内在高峰前的1h产生客流激增的现象,并随着高峰小时结束而迅速下降到某一恒定的客流量范围直至晚高峰开始。四环以外,客流变化相对平缓;晚高峰中,高峰客流峰值明显小于早高峰,高峰时间延长。而5号线客流总体状态呈双峰型,具有明显的潮汐现象[8]。
从车站性质、区位等进行分析,不同性质、不同区位的车站进出站客流早晚高峰规律不同,商业性、枢纽性车站非工作日客流量较大,而办公区车站工作日客流较大;总体来说,通勤客流对高峰时段的影响最大。
3 网络化条件下城市轨道交通客流强度特征分析
客流是指单位时间内,轨道交通线路上一定方向(上行或下行)的乘客流动人数。它指明了乘客的数量和所对应乘客移动的方向[9]。城市轨道交通客流强度是指轨道交通网络或线路每公里每H平均承担的客运量,是反映轨道交通线网运营效率和经济效益的一个重要指标[10]。
K=P/L
Process Project Management for The Course of Data Network Planning
ZHAO Wei
(Shen Zhen Institute of Technology, Shenzhen 518045, China)
Abstract: Project-based teaching has been popularized in the vocational education field. The "network planning and design" course further promotes the project teaching by performing process-managed project management based on the actual project operation mode of the enterprise. The article fully defines the role function of the students in the course of the project running, and tries to correspond with the role function of the enterprise project. The three-layer evaluation mechanism of key process points is proposed to ensure that each project in the course is controlled and exported according to the fixed process criterion. The program is tested in practical teaching, the students' participation is high, the implement ability is strong, and the quality of teaching is improved.
Key words: vocational education; integrated curriculum; process project management; evaluation of key process points; definition of work role
1 引言
?槭视ι钲诓?业转型升级和经济社会发展需要,提高人才培养质量,深圳技师学院在总结“工作过程导向的项目课程改革”基础上,对所有专业进一步深化“一体化”课程教学改革。一体化课程教学改革是“项目课程”的深化与发展、传承与提高。一体化课程教学改革要体现“理论教学和实践教学融通合一、专业学习和工作实践学做合一、技能训练与职业素养育人合一、能力培养和就业创业对接合一”。
本文以职业教育院校计算机网络专业的《网络规划与设计》课程为教学改革目标,合理选取以深圳技师学院校园网络的规划与设计为依托项目,定义教学项目的项目流程,实施项目的流程化管理,引入企业管理对项目的三级评审制度,结合企业的职业角色定义学生的角色的职能,引导学生输出有质量的网规课程报告。
2 流程化管理项目
流程化管理是指以流程为主线的管理方法。强调以流程为目标,以流程为导向来设计项目化课程。在公司化运作过程中,完成项目一定是以规范的项目运作流程来实现的。所有的项目分解工作都在流程描述的范畴之内。以此为借鉴,在职业教育过程中,在项目式教学模式下,《网络规划与设计》课程中选取的项目,以流程化管理的方式,提炼出流程的每个阶段对应网络规划与设计需要完成的分解任务。
考虑到网络系统的生命周期,一个网络系统从构思开始,到最后被淘汰的过程,这个周期至少应该包括网络系统的构思和计划、分析和设计、运行和维护的过程。网络设计的五阶段周期是较为常见的划分方式:需求规范、通信规范、逻辑网络设计、物理网络设计、实施阶段。考虑到网络规划与设计课程选取的项目多是中等规模的网络,考虑到现实情况下应用范围较广的中小企业网络建设,因此这里设计的项目流程是以五阶段的工作内容为模型,详见图1。
在“项目立项”启动项目后,五个主要业务流程环节中,每个业务环节都必须依据上一阶段的成果作为本阶段的工作,并形成本阶段的工作成果,作为下一个环节的工作依据。这就形成了项目的流程化管理。在这五阶段流程中,各个流程中的主要工作在这里做个描述:
(1) 需求/通信规范分析:是计算机网络设计过程中最关键的起步,确定项目需求,包括商业、用户、应用、计算机平台、网络等需求分析,完成通信规范的分析;
(2) 网络结构设计:通过分析网络的各类资源,选取网络系统的层次结构,完成网络拓扑图的概要设计;
(3) 逻辑网络设计:完成网络技术的评价及选择,确定网络资源――IP地址与路由的分配,确定网络的安全管理方案,完成网络拓扑图的详细设计;
(4) 设备选型:根据详细的网络拓扑图,完成网络设备的合理选型,输出网络设备清单;
(5) 网络实施工程设计:完成网络的施工工程设计,包括工程的物理结构设计,完成相关技术参数的配置方案设计。
上述五阶段的流程满足大部分网络规划与设计的项目工作范畴,当然有些项目会有侧重点不同的规范要求,可根据项目本身对流程进行细化和扩展。本流程是基于中型企业为和校园网局域网的规划与设计而定义的。每个项目结束的标志是设计文档的归档化。
3 合理的工作角色设计
项目流程要被顺利的执行,需要合理设计项目组内的学生工作分工。流程与参与项目的每一个人都息息相关。因此规范《网络规划与设计》中的项目角色与职能非常重要。
在网络规划与设计项目中,力求按照企业工程师的职责定义学生的工作角色,这里概要地定义了角色在项目组中的职责:
(1) “项目组长”角色:能够按照项目流程管理好项目的运作,制定工作计划,督促各模块的工作输出,整合工作文档,并通过关键点的审核保证项目的输出质量;
(2) “产品技术”人员的技能:能够掌握主流网络技术,理解计算机网络的通信原理;理解网络设备的工作原理;
(3) “产品市场”人员的技能:能够掌握主流网络设备的产品系列,能够比较主流设备厂商的产品优缺点;
(4) “产品售后”人员的技能:能够掌握主流设备厂商之间的互联互通的约束条件,熟悉至少一家主流厂商的产品配置方案;
(5) “行政”人员的技能:熟练掌握文档的编辑技巧和文档的整合技巧,熟练使用绘图软件制作网络拓扑图,以及工程施工图。
为保证项目小组的成功组建,在课程初始阶段,教师要参与其中,了解学生的特点,合理分配学生资源,使项目角色的职能可以在小组内部得以顺利运转,充分锻炼学生的职业技能。
以流程4《设备的选型》阶段为例,该流程的各个角色的工作职责如图2《设备选型》阶段的各角色工作范畴。
(1) 项目组长负责设备选型的工作分工,输出工作计划安排;
(2) 产品经理负责设备的技术方案的制定;
(3) 市场经理负责同类型设备的产品报价的对比;
(4) 售后服务经理负责设备提供的服务等级的选择;
(5) 行政人员负责项目汇报文档的整理,报价表的整理及产品清单的输出。
项目组最终在设备选型阶段输出设备选型的方案报告。
4 关键流程点的项目评审机制
为保证学生项目组能够输出一份有竞争力的网络规划与设计方案,在传统教学的基础上,按照流程端到端的管理,课程设计了三层评审架构。在项目的关键流程点执行三层评审,明确了小组内的评审,班级的综合评审,和教师的决策评审环节。如图3网络规划与设计的关键流程点的三层评审机制所示。
针对每个项目,项目组在关键流程点需要输出《需求分析报告》,《网络拓扑图报告》,《逻辑网络的规划报告》,《设备选型报告》,《网络施工方案设计报告》。
关键流程点的评审机制是保证每个网络规划与设计项目成功的有效手段,是有效进行项目风险管理的方法。三层评审机制各层的工作评审范畴侧重点不一样:
(1) 学生小组内的评审:组长对报告的完整性进行审核,项目负责人检查各个模块的工作完整性,做到模块分工合理,报告要点不遗漏。
(2) 班级的评审:做到班级内部小组的互评,互评的双方要做到:评审方提出问题列表,被评方给出问题的解答,问题的澄清过程需要作为报告文档的一部分。课程实施过程中,在课程时间安排充裕的前提下,尽量全部小组能够互评。
(3) 教师的决策点:审核班级所有小组的报告,列出存在的共性问题,同时,教师应独立的输出项目的各阶段报告,作为学生参考的模板。
为提高评审质量,课程整理了流程各阶段评审表模板,进一步细化了流程各阶段的评审要点,使评审过程更为简单和实用。
以《设备选型》阶段为例,小组内各角色的工作评审要点如表1 :
5 结论
《网络规划与设计》是计算机网络专业的核心课程,综合性高、实践性强,根据职业教学特点,项目的实施过程复杂;因为课程涉及的知识面广,不易控制教学质量;另外项目的角色设计职能界定不清,多数同学的角色工作内容一致,职业技能锻炼的面窄,参与度不高。
【关键词】 网络规划 数据融合
1 背景介绍
随着通讯业务的不断发展,网络制式的不断增加,移动网络用户数和业务量在持续增加,需要对移动网络进行持续的扩容和网络调整。为了实现网络覆盖、业务承载能力的不断提升和优化,需要每年对移动网络进行新站点规划建设、基站割接替换等。新站点的规划、建设以及基站割接等工作的一个重要内容是进行全面的站点规划评估、入网评估、以及基站替换验证评估,从路测数据、CQT数据、投诉数据、话务量、数据流量、现网站点资源等多个维度对新建站点、替换站点进行全面整体评估,并能对规划、建设和替换结果进行一定时期的持续跟踪分析,从而发现站点建设和替换过程中潜在的问题,并能从侧面反映出工程建设质量。然而缺乏有效的自动评估手段和规划流程管控机制,规划的合理性和落地质量难以得到保证,为后期网络问题的出现埋下了隐患。
无线网络规划支撑需要分析路测数据、CQT数据、投诉数据、话务量、数据流量、现网站点资源等多维度数据对新建站点规划过程提供全面完整、持续的辅助支撑与管控。其包括几个主要过程:
(1)规划前规划方案评估
(2)规划建设过程流程化管控
(3)单站点建设前后评估
在规划建设前期,依据多维度的管控数据对规划方案的可行性以及预期的建设后效果进行评估分析,给出规划站点位置选择依据;在规划建设过程中,将现有的网络规划管控流程落地固化,实现规划建设过程的统一化、流程化管理;在规划建设完成之后,将站点建设与规划信息相比较,评估站点建设结果是否满足预期规划的内容,评估站点运行状况是否符合规划的要求,评估站点自身的运行状况及稳定性,确认站点建设的完成度以及侧面反映工程建设质量状况。
通过对无线网络规划关键流程管控、规划资料统一管理,综合路测数据、CQT数据、投诉数据、话务量、数据流量、现网站点资源等多维度数据实现规划前的选址支撑分析以及规划建设后的评估比较,对无线网络规划过程做到全方位、深层次的辅助支撑,实现对规划质量的多维管控。
2 系统简介
无线网络规划支撑系统主要为无线网络规划工作提供技术支撑手段和方法,通过分析测试数据、投诉数据、话务量、数据流量以及现网站点资源等信息,实现对无线网络规划立项过程做到全方位、深层次的辅助支撑,实现对规划质量的多维管控,促进无线网络规划过程管理精细化,提高无线网络规划效率和质量。
系统采用目前最具扩展性的3层系统架构,由下至上分为数据层、业务层和表现层。
(1)数据层:提供平台数据支持,包括数据采集、适配以及存储等功能。
(2)应用层:具体业务功能的承载,主要包括查询、统计、分析和管理等功能。
(3)表现层:用户界面,包括B/S客户端及部分C/S功能,通过具体的表现形式来呈现具体业务,主要包括表单、报表、统计图、脑图、GIS图等。系统架构如图1所示。
系统由PC客户端及服务端组成,采用B/S、C/S结合方式实现。系统服务端由WEB服务器、数据库及应用服务器和互联网专用测试服务器构成。PC终端通过浏览器实现系统配置、系统管理及统计分析等操作。系统组网图如图2所示。
3 功能介绍
本系统主要以无线网络规划支撑软件为主,系统主要功能如下:
(1)多维数据整合。综合分析现网资源、性能统计、路测扫频、MR结构、用户投诉等多维度的运营数据,为网络规划提供全方位的支撑。
(2)基础数据管理。网络优化、规划分析所需的各种基础数据,通过对这些数据进行结构化的梳理,以关系数据库管理的模式替代原来Excel的管理模式,确保基础数据的准确性。
(3)网络资源预警。以BSC/RNC为单位,可针对一段时间的性能统计数据,系统给出包括GSM和TD网络资源预警。
(4)网络结构评估。针对GSM、TD两种网络类型、宏站和室分两类建设对象,分别给出与规划有关的结构评估报告。
(5)规划流程管理。通过对GSM/TD/LTE无线网络规划过程中的主要管控流程进行梳理和落地,将其在系统中进行固化,并能根据实际的管控过程的需要对现有的流程进行迅速的调整和修改。
(6)规划评估模型。通过对网络规划评价要素的梳理,最终建立基于覆盖、容量、投诉、物业和场景的五维评价体系,根据给定的评价体系对网络规划模型进行评估。具体评估模型可根据本地实际情况后确定,模型中的各种权重系数可灵活设置,在同一期工程中采取同一套权重系数。
(7)规划评估管理。通过不同维度的规划评估分析,采取不同的规划评估手段对规划质量进行全面的提升。
客户端功能布局界面如图3。
4 应用举例
4.1 规划评估管理
包括方案概要、方案前评估、方案后评估和对比评估。
方案概要包括:站点明细、需求来源、场景分布、站址偏移等四张报表;
前评估包括:网络资源、业务承载、业务分布、路测覆盖、MR覆盖指数、基站布局高差指数、容量指数等报表;
【关键词】规划仿真 覆盖预测 传播模型 测量报告 话务分布
1 引言
无线网络规划是移动通信网络规划当中最重要的工作,因为它的准确性直接影响到移动网络的建设成本和未来服务质量。无线网络规划用于指导移动网络的建设,以实现综合建网成本最小、盈利业务覆盖最佳、有限资源容量最大、核心业务质量最优、网络未来可升级能力最强等目标。
规划仿真是无线网络规划的核心工作,它利用仿真工具模拟无线网络,通过对规划方案的循环验证和反复优化,得到良好的基站布局和优化的工程参数,以取得网络设计预期的性能目标。本文针对两类不同原理的GSM规划方法展开详细的论述和分析,并从理论和实际的角度归纳出各自的特点与适用情形。
2 传统的无线规划方法
2.1 原理和流程
传统规划方法基于无线传播模型的覆盖预测原理,即计算三维数字地图上各像素点的来自所有基站信号的路径损耗,从而对覆盖范围、干扰矩阵、最好服务小区等结果进行仿真,最终由迭代算法给出频率规划方案。覆盖预测的准确性关系到仿真环境与实际网络的切合程度,是无线网络规划的核心。同时,无线覆盖的规划精度将决定网内平均的干扰水平,是网络建设的基础。
以GSM系统为例,给出使用传统规划软件进行小区规划的一般流程。整个规划流程中,影响仿真精度的主要因素有基础数据的准确性、传播模型选用的正确与否以及基础数据与数字地图的匹配程度。目前,工程上比较常用的几种规划软件如Asset、Tornado、Atell等,尽管有不同的操作系统或数据库要求,也在仿真算法或操作使用上略有差别,但规划的原理和流程都基本相同。
2.2 传播模型校正
无线传播模型是针对无线信道的传播特性和电波传播方式建立的模型,用于对传播路径损耗做出预测。传播预测的准确性直接影响系统的覆盖和其它性能分析结果的可信程度,它是无线规划工作的关键和难点。
传播模型校正是根据实际无线环境的地形地貌、环境特征与系统参数,校正现有经验模型公式,使其计算出的小区内收发两点间的传播损耗接近实测值。传播模型校正分设计测试、数据处理、模型校正三个步骤,其中修正原模型参数的迭代过程,可以采用仿真工具的自动模型校正模块实现,也可以手工完成。
以Aircom公司Asset软件的模型校正为例,对标准宏蜂窝模型进行校正时先调整与视距传播有关的参数,再调整非视距传播的参数。参数校正的顺序如图3:
这里要指出的是,不同的规划软件有不同的模型参数定义、参数校正顺序和收敛算法,但不同软件的模型校正收敛准则基本相同,即统计均值与均方差(公式(1)),当均值趋于0、均方差小于8即认为模型收敛。通常来说,使用某一种规划软件校正出来的模型对该软件而言是收敛最佳的方案,校正以后的规划仿真也是最逼近实际网络的。
2.3 模型校正实例
某中型城市的模型校正项目,采用Rohde&Schwartz发射接收设备T995XAssei规划软件,生成了密集市区DCS 1 800的传播模型。经过校正,迭代收敛于均值0、均方差7.0。是将实际路测的采样点和校正后的预测值进行的比较统计,可以看到,在数据量采集充分的情况下,校正后的模型预测电平与实际路测电平的吻合度很高,只有极个别点的差异在20dB以上(红色)。
3 基于测量的无线规划方法
3.1 原理和流程
基于测量的无线规划方法突破了传统的纯仿真环境,利用实际的上下行测量报告对网络干扰进行分析和仿真。相对基于覆盖预测原理的传统规划,这种方法有一定的优越性,一方面,它基于实际统计数据而非覆盖预测数据,能较真实地反映现网的用户话务分布;另一方面,规划平台以现网配置和性能数据作为输入,得到使统计数据最优化的无线网络方案。由于移动网络发展对质量和容量的高要求,越来越多的运营商和设备厂家倾向用这种方法进行全网或区域的频率规划或日常优化,例如增删邻区、干扰分析、故障排查等。
目前。Nokia、Ericsson、Schema、Moto r0Ia等公司都开发了基于测量报告的规划平台,尽管它们在安装模式、测量数据收集的方法与格式、多厂商支持率和自动优化算法方面有较大差异,但是频率规划的流程基本相同(如图5),大致分为测量、质量评估和频点优化三个子模块。其中,测量模块需要针对网络的不同厂家设备进行,质量评估模块评估预测和真实的网管统计值之间的匹配程度,而频点优化模块则根据网络模型和定义好的频率规划原则生成最佳频点分配方案。规划流程中干扰矩阵的验证是判断测量准确度的重要步骤,诸如测量数据收集的时间、测量小区的遍历性、每个小区的统计数据量、有无盲点或过覆盖等因素都将影响话务分布
3.2 测量报告的收集
新方法的主要输入是上下行链路中手机的测量报告,收集的方法与复杂度通常和不同厂家的设备有关。测量报告每480ms通过Abis接口上传一次,除上报服务小区的RxLevel(接收信号电平)之外,手机上报最多6个BSIC可解码的BCCH测量频点的RxLevel、6个BSIC可解码的最强的BCCH及允许使用的NCC。报告映射在空口的信令逻辑信道SACCH(慢速随路控制信道)上,手机在上行发射时隙和下行接收时隙之间完成测量。
利用测量报告建立网络模型,需测量网络中每对小区间的干扰电平,通过比较服务小区与每个测量报告中的小区的RxLevel,估计干扰电平大小。为提供全面充分的干扰模式图,手机应能报告所有可能的干扰源,而标准GSM过程仅测量定义为邻区的BCCH频点,所以需要通过新的频点扫描方法识别所有可能的干扰源。2G系统测量收集的过程是先在BSC上开启测量功能。然后为当前服务小区定义所有相邻小区的全部BCCH频点,由BSC通过BTS告知手机,在长度为32的BCCH分配列表中作频点轮循测量。
3.3 基于测量的规划项目实例
某特大城市的密集市区,曾用Ultima Fort 6“软件进行过GSM900网络的翻频。图6是软件对翻频前后的干扰情况的仿真比较,可见翻频后的干扰话务比例降至翻频前的11%。翻频割接后,实际的话务统计指标确有较大程度的提高。
4 两类规划方法的比较
基于两种无线规划方法的不同原理,再结合项目中的多次运用经验,笔者在此做了较全面的归纳和比较,根据各自的特点提出网络适用条件的合理性建议,具体如表2。