黃柳山等
【摘要】 傳統的OTN和PTN組網模式難以滿足LTE的承載要求,本文重點分析面向LTE的OTN+PTN組網模型改進要點,并要結合實例給出應用參考。
【關鍵詞】 LTE OTN PTN 組網模型
一、引言
隨著我國4G牌照的正式發放,國內通信行業正式迎來LTE時代,傳送網如何有效承載成為重要的現實課題。面對LTE的業務流向和網絡結構變化、帶寬容量增長和時延要求提高,傳統OTN+PTN網絡模型已難以滿足要求,需要提出改進措施、探討可選方案。
二、LTE對傳送網提出新的要求
據GSA《Evolution to LTE》報告,目前全球已有81個國家地區超過213張LTE商用網絡。中國移動業已部署約20萬個TD-LTE基站、下一步計劃將覆蓋城市擴展到300個以上,其他運營商也陸續開展了有關組網試驗。
LTE相較于2G/ 3G網絡存在幾方面變化:一是核心網采用全IP的EPC,取消電路域(CS),實現網絡全IP化;二是網絡結構更加扁平化,取消了BSC/RNC,eNodeB直接接入EPC,提升傳送效率;三是實現控制與承載的分離,MME、S-GW、P-GW各司其職,完成各自處理功能;四是引入從eNodeB到EPC的動態接口S1-Flex和相鄰eNodeB間的分布式接口X2,需實現多點到多點的連接;五是業務帶寬大幅提升,回傳業務將以數據業務為主、傳輸帶寬需求增激增。
因而,LTE基站移動回傳對傳送網提出了更高要求,包括三個必要條件:首先,傳送網內核必須IP化,即傳輸顆粒必須是packet;其次,傳送網必須引入L3路由功能,可以實現S1和X2接口動態建立;最后,傳送網必須具備超大容量和擴展能力,滿足未來LTE基站數據業務的爆炸式增長需求。
目前, OTN(光傳送網)和PTN(分組傳送網)技術已廣泛應用于運營商的城域傳送網絡建設中。OTN擅長解決長距離、大帶寬的傳輸問題,PTN擅長小顆粒業務的綜合接入和匯聚收斂,采用OTN+PTN聯合組網模式,滿足多種業務的靈活接入匯聚和大容量調度能力。但傳統的OTN+PTN組網模型,主要是面向3G/2G基站和集團專線/自營電路業務為主的全業務承載網絡,面對規模化部署LTE的承載需求,還存在瓶頸。
三、面向LTE的OTN+PTN組網模型改進建議
為了應對LTE時代的新變化,OTN+PTN組網需要重點考慮以下幾點的改進:
(1)在落地層PTN引入L3 VPN功能
由于LTE相鄰基站之間增加X2接口建立邏輯連接,且逐步引入S1-Flex、基站同時歸屬到核心網多個 MME/SGW,所以傳送網建設須考慮在PTN核心落地層面引入L3 VPN功能,滿足LTE基站接入中的S1和X2業務承載。
考慮到PTN設備L3 VPN實現機制,為便于有效區隔L2和L3業務,建議引入L3 VPN功能時,采用L2轉L3 PTN與純L3 PTN設備分離的方式,分別完成L2到L3的橋接功能和靜態L3 VPN功能,并提供OAM和網絡保護。
(2)補充10GE/40GE PTN核心調度層建設
實際建設中,往往存在同一PTN匯聚環所帶基站有去往多個不同核心節點的需求,或者同一基站由于無線歸屬BSC/RNC變更而導致業務流向需要調整。傳統PTN+OTN組網中各核心節點之間落地層PTN相互獨立、由OTN進行轉發,難以完成靈活調度。
建議補充PTN核心調度層建設,有助于對2G/3G/專線等小顆粒業務在核心機房之間的靈活調整和調度;同時引入核心層PTN設備完成匯聚環上行業務的收斂轉發,也降低落地PTN的壓力,增強網絡可擴展性。
(3)新增LTE業務與原有2G/3G/專線業務傳送分離
LTE業務與2G/3G/專線業務,在下層PTN網絡中必定是統一接入統一承載的。但考慮到LTE業務與其他業務的不同屬性,建議從匯聚層PTN往上的承載中,將新增LTE業務與原有2G/3G/專線業務傳送分離,以減少開通維護時不同業務間的相互干擾。
新型PTN+OTN組網模式中,PTN核心環與OTN核心環需區別定位,PTN核心環主要調度以2G/3G/專線業務為主的GE及以下小顆粒且歸屬不單一的業務,OTN核心環主要調度以LTE為主的GE以上大顆粒業務(含IP承載網等局間電路)。
(4)進一步下沉部署匯聚層OTN
由于LTE基站業務帶寬大,后期PTN接入層GE環所帶基站數量有限(初期以6-8個為宜);而LTE相比2G/3G將有1.5-2倍的建站密度,所以PTN接入環、匯聚環網絡需要進一步拆分和補充。PTN匯聚片區的細化,對OTN進一步下沉提出需求。
OTN匯聚層建設,必須規劃好OTN匯聚層與OTN核心調度層面的轉接關系,以及OTN匯聚層、OTN核心層與PTN核心層的結構關系,滿足業務的容量需求和靈活調度要求,滿足網絡未來升級和補充的可擴展性。
四、OTN+PTN組網新模型的應用參考
下面,以某省會城市為例進行OTN+PTN聯合組網的探討分析。該城域網共有4個核心機房,根據位置劃分為東核心、西核心、南核心、北核心。其中2G/3G的交換局包括東核心和北核心,同時東核心和北核心均為省干和國干節點;LTE的EPC部署在西核心,南核心作為EPC備選、后期也分攤東核心裝機壓力。
經過對現網梳理和業務分析得出結論,現有的OTN和PTN網絡難以滿足未來LTE大規模部署階段的全業務承載需求,討論演進目標架構如圖1所示。
OTN匯聚層與OTN核心層相對分離,采用L2設備建設PTN核心調度環,采用L2轉L3設備組件“匯聚對”。其中L2轉L3“匯聚對”用以收斂匯聚OTN調度上來LTE業務, L2核心PTN調度環收斂其他業務。
2G/3G/專線業務流向:匯聚層PTN(L2)將2G/3G/專線業務通過N*GE(N≤4)上行匯聚層OTN,經OTN調度至四點核心PTN(L2),由核心PTN進行業務整理、分流;分流后專線/2G/3G業務通過核心PTN環內部調度、轉接至業務歸屬各局的落地PTN(L2)。
LTE業務流向:匯聚層PTN(L2)將LTE業務通過10GE上行匯聚層OTN(與2G/3G /專線業務分開),經OTN調度至四點核心“匯聚對”PTN(L2轉L3);“匯聚對”PTN再通過10GE上行核心層OTN,經OTN調度至EPC所在核心的本地網落地PTN(純L3 ),最后經同機樓省干LTE落地PTN(純L3)轉發至MGW/MME設備。
五、總結
由于OTN、PTN各自的技術優勢和廣泛的應用經驗,未來傳送網將繼續以OTN+PTN聯合組網為主導。通過補充核心調度層PTN建設、PTN引入L3 VPN功能、進一步下沉部署匯聚層OTN、適當考慮新增LTE業務與原有2G/3G/專線業務傳送分離,改進優化的OTN+PTN聯合組網新模型,完全能夠應對LTE帶來的承載挑戰,綜合承載LTE和2G/3G/專線等業務,滿足更大帶寬、更長距離、更靈活調度、更安全傳送的需求。
參 考 文 獻
[1] 代謝寅,章小軍. 面向LTE的分組傳送網解決方案[J]. 郵電設計技術,2013,3:62-64
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