面向4G的回傳網規劃與建設

陳明

我國在2013年底正式發布了4G牌照，三大電信運營商終于拿到4G網絡運營的牌照。各家部署4G相關工作的腳步也因此加快，其中之一就是回傳網的建設。

一、4G網絡介紹

按國際電信聯盟的標準，凡是符合100M無線傳輸數據的速度的通信技術，都可以稱之為4G。現階段的主要技術有LTE-TDD、LTE-FDD、WiMAX，以及HSPA+四種，我國主要采用的是LTE技術。

二、4G網絡的特點對回傳網的要求

移動回傳網絡的實際接入帶寬已從2G時代的2M，經過3G發展初期的15M，提高到3G成熟期HSPA+業務的28M，而4G的基站物理接口將會達到GE，實際業務帶寬可能達到300M以上。所以4G回傳網與2G/3G網絡有很大不同，具體為：

（1）網絡拓普。2G/3G 網絡的每個BTS/NodeB只歸屬于一個BSC/RNC，各個BTS/NodeB之間沒有網絡連接，只存在點對點的網絡模式，一般采用SDH/PTN網絡進行回傳。4G網絡中，每個eNB可同時歸屬多個S-GW/MME（S1- FLEX），即4G基站與多個核心網元（SGW/MME）通過S1接口實現業務和信令互聯。同時為了疏導4G基站之間的流量，引入了各個eNB之間的X2直連接口。4G回傳網在技術和組網上既要滿足“點到多點”的4G基站業務轉發和長距離、大容量跨城域基站業務回傳需要，還要解決4G對業務的分類管理和質量保障問題。

（2）流量變化。對于2G/3G 網絡，基站側的流量最多在30M-40M左右，其匯聚節點也只要1000M左右的帶寬。而在4G網絡，光基站側就需80M-320M帶寬，匯聚節點則需10000M以上的帶寬。

（3）連接方式。2G/3G 網絡的基站只有Iub接口，只有點到多點的靜態連接。4G網絡存在SGW/MME與 eNodeB間的S1接口，eNodeB與eNodeB之間還存在X2接口，形成了多點到多點的復雜邏輯關系，其中X2接口的連接始終處于動態變化中。

三、4G本地回傳網的規劃及建設

4G本地回傳網的規劃原則是：回傳網絡的建設需向基站負責，保證每個基站在任何時候達到峰值時都能正常工作。所以在接入層不做帶寬收斂，帶寬測算方式為：N個基站所需帶寬=（N-1）* 平均帶寬+ 峰值帶寬，即當接入環所有接入基站達到平均帶寬的同時，仍然允許至少一個基站達到峰值。

4G基站與2G/3G基站對回傳帶寬的要求不同，2G/3G基站回傳帶寬的峰值出現在接入基站用戶最多的時候，而4G基站的峰值帶寬出現在接入用戶最少的時候。

4G基站忙時一個扇區接入多個用戶，這些用戶的頻譜效率因為無線信道的不同形成一定的分布，各用戶頻譜效率有高有低，整個扇區的頻譜效率處在一個中間狀態。所以忙時扇區平均帶寬=平均頻譜效率 x 系統頻寬。

4G基站閑時一個扇區如僅接入一個用戶，且無線信號足夠好，整個扇區可以達到峰值頻譜效率。所以閑時4G基站的帶寬=峰值頻譜效率 x 系統頻寬，理論上可達到100M（單扇區，不加擾）。

根據仿真及試驗，按系統頻寬20M、3扇區、支持4*2 MIMO，對于同頻組網：一個扇區的平均帶寬約為27M，S111的站即為27x3=80M，理論峰值220M。如采用異頻組網，理論峰值可達240M。

基站流量明確后，可結合路網、業務點分布，分區制定方案。逐步明確匯聚節點位置和面積，細化主干接入光纜路由和纖芯配置等。

4G回傳網建設時，還要分析各類業務、各個區域的特點，根據所在區域的客戶價值、業務密集程度、業務發展的，合理選擇差異化管線覆蓋策略及接入技術和組網模式。

四、4G回傳網建設案例

以南方某省為例，根據4G中期目標，用戶規模預計2000萬。核心層出口帶寬測算模型：戶均單向流量 500kbps，并發比例10%，包頭冗余1.204，帶寬冗余1.15。可得測算出小型本地網約需20G帶寬，中型本地網約需60G帶寬，大型本地網約需300G帶寬。

匯聚層可部署OTN或以OTN+PTN的組網方式，其中OTN作為傳輸通路，PTN作為業務匯聚收斂。利用兩種設備的優勢互補，可提升匯聚環帶寬，節省匯聚機房空間，保障4G的可持續發展。

接入層可采用GE設備或10GE設備，其中10GE接入擴展能力強，但接入環中節點多，故障隱患大。GE組網采用總線方式，組網靈活，開通速度快，但部分熱點區域存在未來帶寬不足的風險。在實際組網時要根據區域情況區別使用兩種接入方式。

4G是未來高速移動通信系統的發展方向，也對回傳網絡提出了新的需求。我們在網絡建設中研究和制定了一系列的規劃建設方案，并進行了相關測試和現網試點，也推動了傳輸技術向更大容量、更高速率接口方向發展。同時借助統計復用、多業務承載、QoS能力，保證4G回傳網所需高帶寬、低時延要求。

以上只是做的初步的研究和嘗試，隨著4G進程的不斷推進，各項解決方案將進一步豐富完善，助力4G網絡的建設和應用。