LTE時代的OTN+PTN組網新模型探討

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

[2] 吳杰. 面向3G和全業務的PTN及OTN聯合組網新思路[J]. 電信工程技術與標準化，2010，23（149）：44-47