面向LTE的傳送網發展策略

黃宇　郭棟　勞松均

1 概述

LTE是3G的演進，始于2004年3GPP的多倫多會議，這種以OFDM和MIMO為核心的技術可以被看作“準4G”技術。國內運營商對LTE的關注度持續上升，采取課題研究、測試等方式推進LTE發展。與此同時，運營商越來越重視傳送網的建設，傳送網作為電信網絡的基礎，其規劃和建設對網絡的發展有著重要的影響。因此，在LTE商用之前，面向LTE的傳送網絡的演進就顯得重要而緊迫。

本文通過LTE對傳送網的需求以及承載方案進行分析，提出了面向LTE技術的傳送網發展策略。

2 LTE對傳送網的需求

（1）調度能力需求

傳統的3GPP接入網由Node B和RNC兩層節點構成，而LTE中省去了RNC這一層，eNB（演進型Node B）直接接入EPC設備；因此E-UTRAN主要由eNB構成，eNB除了具有原來Node B的功能外，還承擔了原來RNC的大部分功能。采用這種扁平化結構的目的，在于簡化網絡結構、減小網絡延遲。而網絡結構的改變要求傳送網有更加靈活的調度能力。

（2）高帶寬需求

LTE基站的接入帶寬相對3G網絡有了非常顯著的提高。根據經驗估算，以TD-LTE S111站型為例，eNB的傳輸帶寬為440～590M。如果采用S222站型，傳輸帶寬將加倍，即880～1180M，這幾乎是3G基站帶寬的10～20倍。

（3）L3需求

由于LTE網絡引入了S1-flex概念和X2接口，eNB需要建立與不同的SGW/MME之間的接口，以及相鄰eNB之間的X2接口，傳送網絡需要支持L3功能才能對LTE的流量進行疏導。

（4）統一承載需求

LTE和2G、3G網絡共存，傳送網需要考慮多場景統一接入，現有承載網需要向分組網絡平滑演進。

3 LTE傳送網承載方案

基于當前各種技術現狀，LTE RAN承載技術有以下幾種解決方案：

3.1PTN＋CE方案

本方案以PTN為主，PTN采用兩層或三層網絡結構，仍采用端到端的L2功能，L3 VPN功能由新引入的1對CE（客戶邊緣路由器）負責。CE路由器負責將X2接口信息按照IP地址轉發相鄰基站，將S1接口信息按照IP地址轉發給SGW/MME或SGW/MME pool中相應的SGW、MME，以實現多歸屬需求。

考慮到管理維護的方便、網絡安全性和流量控制等因素，建議CE設備單獨配置。

本方案的網絡結構如圖1所示：

對于核心網多機房組網應用，還需考慮機房、局站間的通信實現，具體解決方案和網絡中各個連接關系詳見圖2。

3.2PTN支持L3 VPN方案

以PTN設備建設端到端的LTE RAN承載網，PTN核心層設備具備L3 VPN功能，實現基于IP地址的電路調度，匯聚層/接入層仍采用L2功能。PTN核心層設備負責將X2接口信息按照IP地址轉發給相鄰基站，將S1接口信息按照IP地址轉發給SGW/MME或SGW/MME pool中相應的SGW、MME，以實現多歸屬需求。

本方案的網絡結構如圖3所示。

對于多局站組網應用，還需考慮局站間的通信實現，具體解決方案和網絡中各個接口詳見圖4。

3.3全路由器方案

如圖5所示，從核心層到接入層，全網采用動態路由協議承載IP類業務，采用PWE3管道方式承載TDM/ATM等傳統業務。顯然此方案處理LTE的動態業務具有天然的優勢，具有端到端靈活業務調度能力，無需像L2那樣需要預先建立很多的通道。但全路由器方案存在的最大問題是建網成本較高、設備功耗較大，另外在組網規模上也受限。

3.4方案比較

PTN+CE方案利用路由器實現三層功能，增加了系統的處理環節，傳輸、數據分專業維護，對各自專業維護人員要求低，網絡規模適用性強；但是PTN與CE之間的保護機制尚不完善，投資成本較高。

PTN支持L3 VPN方案要求核心PTN設備具備三層VPN功能，組網簡單，網絡規模適用性強，故障維護容易，時延很小，PTN端到端保護性強，設備成本投資小，只需要對現有的核心層PTN設備進行軟件升級。

全路由器方案規模適用性弱，不適合大規模建網，設備功耗大，維護要求最高，網絡保護、OAM能力比PTN設備弱，投資成本高，國內的運營商不適合這種組網模式。

4 傳送網發展策略

通過以上分析，面對LTE技術的發展，針對傳送網的發展，筆者提出以下幾點策略：

（1）采用PTN設備承載。PTN支持多種基于分組交換業務的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細顆粒業務的端到端的組網能力，以及豐富的保護方式，遇到網絡故障能實現基于50ms的電信級業務保護倒換，實現傳輸級別的業務保護和恢復；具有完善的OAM體系，保證網絡設備保護切換、錯誤檢測和通道監控能力；網管系統可以控制連接信道的建立和設置，實現了業務QoS的區分和保證等。面對LTE帶來的高帶寬、扁平化、低時延、嚴格QoS等承載需求，PTN仍然是目前最佳的承載解決方案。

（2）升級現網PTN傳輸系統。根據經驗估算，如果采用S222型站型，傳輸寬帶將達到3G基站的10～20倍，這將給現網PTN傳輸系統造成巨大壓力——不僅會給2G/3G/WLAN帶來比較大的傳輸壓力，也難以滿足LTE的傳輸需求。 為此，PTN傳輸系統在部署新設備時，應結合未來網絡發展進行前瞻性規劃布局，根據需要對現有PTN設備進行升級擴容及改造。

（3）采用PTN支持L3 VPN方案作為長期建設策略。這種方案采用端到端組網，PTN機制的保護能力強；統一網管充分利用PTN網管優勢，提高管理效率；全部采用靜態方式，配置簡單，對運維人員要求低，可維護性非常好；通過對核心層PTN設備進行軟件升級的方式支持簡化L3能力，無設備硬件投資，建網成本低。它是LTE網絡長期發展的最佳解決方案，也為PTN的技術演進指明了方向。

（4）頻率同步采用同步以太網方式實現；時間同步以GPS為主用、1588v2備用，對于安裝GPS困難的基站可完全采用1588v2時間同步，以滿足LTE的同步要求。

參考文獻：

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