LTE承載網PTN建設方案

中國移動通信集團設計院有限公司陜西分公司 王亞輝

1.引言

在LTE的推動過程中，承載網作為電信網的基礎，其規劃和建設優先于業務的發展和演進。承載網分組化是未來網絡發展的必然趨勢，而移動業務的需求變化也決定了網絡的演進方式。中國移動大力推動TD-LTE網絡的建設，是PTN技術的主要倡導和推動者，PTN設備承載TD-LTE的相關業務已成為必然，面對TD-LTE的承載需求，PTN如何建設才能迎接新的挑戰。

2.LTE對承載網的影響和需求

LTE（Long Term Evolution）俗稱為3.9G技術，具有百M數據下載能力，是未來所有2G/3G/3.5G技術殊途同歸演進的趨勢，對承載網的影響如下：

(1)移動應用帶寬化

從2G至LTE階段，業務承載以語音為主向數據、視頻轉變，帶寬需求由幾M向幾百M發展，業務需求多樣化，對傳送網設備接口類型、接口速率提出了更高的要求。如表1所示。

全IP化的數據業務，流量具有高突發性和不確定性，LTE空口技術的發展對傳輸網絡的帶寬需求越來越大，傳統的傳輸方式很難適應來來帶寬的需求。

(2)網絡架構扁平化

相比2G、3G的業務承載，LTE網絡最大的變化在于兩點：取消了RNC層，將其功能分解至eNB和aGW。S1接口是eNB和aGW之間的接口，需要靈活的調度能力，使eNB可以靈活的歸屬到多個aGW；為保證用戶數據直接進行交換，降低轉發時延，出現相鄰eNB基站之間互連的X2接口承載需求。

(3)網絡自管理功能和網絡承載要求高

LTE網絡結構復雜化需要有網絡自管理能力，要求承載網在靈活配置的基礎上，保證網絡的安全與可靠，實現網絡的易維護和易管理。

3.兩種承載方案的對比分析

LTE的承載方案主要有兩種：PTN L3 VPN與PTN+CE路由器。中國移動經過6輪測試工作，驗證了L3 PTN方案的L2/L3橋接、L3 VPN、保護、網管功能性能，多廠家PTN設備互通功能以及組網長期穩定性。測試結果L3 PTN各項功能指標滿足LTE時期的各種需求。兩種承載方案對比如下：

其一，網絡維護。LTE承載網絡的維護管理趨于端到端的模式，PTN L3 VPN方案，可保證在同一網管系統下維護便利；PTN+CE的模式需要傳輸及數據專業人員在不同的網管系統下維護不同部分，難度較高，維護開通、故障定位相對復雜。

其二，QoS保障。PTN L3 VPN方案能夠有效支持50ms以內的保護機制，而PTN+CE方案在網絡邊界會出現保護超標的情況。

其三，部署成本。PTN L3 VPN方案，是在核心層中添加3層VPN的功能，部署成本小，而PTN+CE方案，則需要在核心網中重新部署路由器，無法利用原有的核心路由器，對于運營商而言成本壓力較大。如表2所示。

4.LTE承載網PTN建設方案

以下針對PTN L3 VPN方案，對承載網各個層面的建設方案進行論述。

4.1 核心層方案

核心層采用PTN+OTN組網架構，現網核心層PTN設備升級為具有L3功能的設備，后期根據業務需求新建，滿足TD-LTE橫向流量轉發。核心層PTN設備交換容量不小于320G。

4.2 匯聚層方案

匯聚層10GE匯聚環與OTN接口升級為10GE，單節點雙掛的改造為雙節點。有兩種方案，分別為10GE 設備疊加組環和40GE新建環，設備交換容量不小于160G。

(1)組建PTN N*10GE匯聚環

疊加PTN N*10GE匯聚環解決LTE業務承載需求，并且OTN下沉至匯聚層，進行OLT上行業務和PTN的承載。2G/3G/LTE業務通過N*10GE PTN承載，OLT上行業務通過OTN承載(如圖1所示)。

(2)組建PTN 40GE匯聚環

部署PTN 40GE匯聚環解決LTE和部分OLT上行業務承載，根據計算近期完全可以滿足LTE與OLT的業務帶寬需求，遠期根據實際業務量可考慮OTN部分下沉至匯聚層(如圖2所示)。

從表3中兩種方案的比較，可知，采用PTN 40GE設備組網，會在建網成本、光纖資源、實施風險、維護難度各方面均優于疊加N個10GE PTN設備組網方案。

表1 LTE帶來的帶寬高需求

表2 兩種承載技術的對比

表3 兩種方案的比較

圖1 PTN N*10GE匯聚環組網示意圖

圖2 PTN 40GE匯聚環組網示意圖

4.3 接入層方案

TD-LTE基站利用已建PTN網絡資源，根據業務需求進行擴容、調整、升級。接入環上聯至同一匯聚環的兩個匯聚節點，采用雙掛的方式，室分系統采用鏈狀組網。基站接入PTN設備與eNodeB連接使用GE/10GE光接口。單環城區6到8個節點，鄉村區域不超過15個點。 現網GE環帶寬不足時，應優先通過調整接入環節點數量滿足帶寬需求。調整方式如下：

(1)跳點組環：保持原有結構不變，通過多用一對纖芯，跳點組環，主要用于纖芯資源充裕的場景。

(2)裂環組環：充分利用主干接入光纜重新組環或按照主干接入光纜規劃新建光纜，減少環上節點連通組環，主要用于纖芯資源緊張的場景。

(3)業務密集區，環網改造調整難度大或成本高，可將GE接入環升級為10GE。為降低建設成本，優先選擇10Km的光模塊，傳輸距離較長時可選擇40Km光模塊，不建議選擇80Km的光模塊。

5.結論

PTN產業體系日趨完善，相較IP RAN具有定向的端到端的特性，在LTE基站無線業務的回傳方面優勢明顯。PTN已成為城域網的主流技術，通過核心層的L3功能不僅能承載LTE業務，且在全業務承載上也有優勢，未來40GE、100GE PTN設備的成熟商用將更加助力發揮PTN作為承載網的優勢。

[1]張家良.基于T-MPLS的分組傳送網中以太網業務接入的研究與實現[M].人民郵電出版社,2010.

[2]吳偉陵等.移動通信原理[M].電子工業出版社,2009.

[3]張海君,鄭偉等.大話移動通信[M].清華大學出版社,2011.

[4]馬華興.大話移動通信網絡規劃[M].人民郵電出版社,2011.

[5]中國移動城域傳送網建設指導意見(2012版).