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LTE組網與PTN技術

2014-10-29 21:06:40張克剛
中國新通信 2014年19期

張克剛

【摘要】 隨著移動用戶對數據流量的巨大需求以及LTE的建設,現網中的SDH網絡已經很難滿足其需求,因此需要對現網進行擴容升級。PTN網絡采用分組技術可以提供大容量的傳輸網絡從而支持LTE網絡的組建。

【關鍵詞】 LTE網絡 L3 PTN 組網原則

LTE作為4G移動技術在為用戶提供高速率接入和豐富業務應用的同時,對傳輸承載網絡的組網和業務傳送入如:新布接入傳輸節點(布點)、擴容網絡帶寬容量(容量)、解決LTE核心網元集中化部署,大面積、長距離的LTE基站業務的回傳(組網、技術)、構建業務分類管理和QoS質量保障策略和支撐手段(管理、手段)提出了更新、更高的要求。PTN是基于全IP化分組內核的新一代傳送網技術,繼承了SDH端到端連接、高性能、高可靠、易部署、好維護的傳送特性,具有良好的網絡管理能力;多業務承載平臺和強大的QoS管理機制為全業務發展提供了高效可靠的保證;高精度時間同步技術提供地面傳送能力,擺脫了對GPS的依賴,提高網絡安全性;PTN分層的網絡體系架構,能夠很好地契合中國移動網絡和業務發展的需求。

一、LTE及PTN基本原理

LTE網絡架構主要由無線側和核心網側兩部分構成:(1)無線側eNodeB除具有原NodeB功能外,還承擔了RNC的大部分功能;(2)核心網側主要包括4種功能實體:MME(Mobility Management Entity,移動管理實體)、S-GW(Serving Gateway,服務網關)、P-GW(PDN Gateway,分組數據網網關)和HSS(Home Subscriber Server 歸屬簽約用戶服務器)。

LTE RAN的主要連接接口包括:(1)相鄰eNodeB之間的接口-X2接口;(2)每個eNodeB與核心網元之間接口-S1接口,引入S1-Flex功能與多個MME/SGW相連。

TD-LTE的無線回傳網(RAN)需要解決LTE基站與多個核心網元(SGW/MME)S1接口業務和信令互聯,同時疏導LTE基站間的X2接口流量。為滿足LTE建設所帶來的流量需求,基于現網狀況采用PTN網絡進行組網。

PTN網絡是IP/MPLS、以太網和傳送網三種技術相結合的產物,具有以下技術特點: (1)基于全IP分組內核; (2)采用優化的面向連接的增強以太網、IP/MPLS傳送技術,通過PWE3仿真適配多業務承載,包括以太網幀、MPLS(IP)、ATM、PDH、FR(Frame Relay)等; (3)為L3(Layer3)/L2(Layer2)乃至L1(Layer1)用戶提供符合IP流量特征而優化的傳送層服務,可以構建在各種光網絡/L1/以太網物理層之上; (4)具有電信級的OAM能力和完善的QoS保障能力。

PTN解決LTE的相關需求:

S1接口承載需求:S1-flex實現eNB和pool中的多個MMEs and SGWs連接;引入IP路由轉發功能方便完成不同基站到不同SGW的靈活轉發。

X2接口承載需求:eNB通過X2接口和相臨的eNBs的信令轉發,需引入L3靈活轉發功能,以避免相鄰基站之間因X2連接而產生的N平方連接問題。

靈活調度運維需求:引入L3功能方便基站歸屬調整、減少開通工作量、降低基站維護工作量等。如果在核心、匯聚、接入層都引入L3功能,一方面網絡改造量大、投資成本高,另一方面還會導致網絡復雜,無法發揮MPLS-TP的管理維護優勢。僅在核心層引入L3功能,匯聚接入層仍保持L2 VPN,既發揮MPLS-TP的優勢又有L3靈活轉發的優點。

在核心層引入L3 PTN方案:PTN的匯聚層和接入層設備不變,在核心層PTN設備引入L3功能,由PTN設備完成S1和X2橫向流量轉發。

L3 PTN的技術特征如表1所示。

表1 L3 PTN技術特征

二、LTE傳輸網組網原則

相較于GSM或者TD-SCDMA,LTE的站點密度和單個基站的帶寬需求均成倍增加,如何“充分利用傳輸現網資源,合理補網、擴容建設”滿足LTE網絡建設要求,是傳輸網絡規劃建設面臨的重大挑戰。

如何從“傳輸技術上和組網上”解決“點到多點”的LTE基站業務轉發和長距離、大容量跨城域基站業務回傳是傳輸組網面臨的重大挑戰。 如何從“傳輸技術上、業務管理策略上和網管支撐手段上”解決LTE對業務的分類管理和質量保障,是傳輸網絡高效支撐LTE業務運營面臨的重大挑戰。

2.1接入環建設原則

1)接入環按照80%利用率計算,統計環上LTE、TD、2G、專線各類業務帶寬需求 ;2)LTE站點絕大多數可共址站點,新增接入設備和光纜較少;主要以擴容為主;3)需求為2*GE的,通過拆環方式實現LTE基站接入;4)需求為3*GE及以上的,通過環升級到10GE方式解決LTE基站接入 ;5)在城區,PTN接入環應以單層環或環帶鏈結構為主,單個GE接入環接入的基站站址數建議為6-8個。

TD-LTE基站接入環擴容調整可采用兩種方案:

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。主要用于有剩余纖芯的場景; 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。主要用于無剩余纖芯的場景。

2.2匯聚環建設原則

1)匯聚層按照80%利用率,統計2G/TD/LTE/專線帶寬需求,全部業務按照75%收斂估算; 2)匯聚環節點數為3-5個的環,需要2-3個10GE通道,通過現有匯聚環擴容1個10GE通道; 3)匯聚環節點數為6-8個的環,需要4個10GE通道,通過部署匯聚層OTN實現承載;4)LTE基站業務回傳傳輸網應首選利用已建PTN網絡接入,容量不足升級改造;不具備PTN接入網的LTE基站,應新建PTN網絡;5)現階段,PTN系統建設應以GE 接入環為主,不建議規模引入10GE接入環;面向TD-LTE、重點集團客戶等需求,應優先通過調整接入環節點數量滿足帶寬需求; 6)匯聚環的節點數量(不包括核心節點)建議控制在4-6個。

2.3網絡保護

1)PTN匯聚環、接入環應采用雙掛結構,并對所有電路配置1:1或1+1保護; 2)對于PTN與業務節點之間的保護: 3)核心層基站業務落地節點應采用基于手工捆綁或靜態捆綁方式的LAG保護; 4)在單廠家組網情況下可按需引入雙歸保護機制實現對核心節點保護; 5)為提升網絡抗多點失效能力,在單廠家組網情況下可逐步引入環網保護。

三、總結

PTN是基于全IP化分組內核的新一代傳送網技術,繼承了SDH端到端連接、高性能、高可靠、易部署、好維護的傳送特性,具有良好的網絡管理能力,PTN分層的網絡體系架構,能夠很好地契合中國移動網絡和業務發展的需求。利用PTN組網從而更好的支持LTE的組網建設,促進LTE的加快推廣應用。

參 考 文 獻

[1] 徐榮. 移動基站回傳:MSTP將向PTN演進.通信產業報 2008.12.08

[2] 章堅武. 移動通信.西安.西安電子科技大學出版社,2007

[3] 黃曉慶、唐劍峰 PTN:IP分組化傳送 北京郵電大學出版社 2009.4

[4] 余少華. 城域網多業務傳送理論與技術 人民郵電出版社 2004.1

[5] 余征然. 面向LTE的城域傳送網網絡架構分析及演進策略研究[J]. 郵電設計技術,2012(5):38-42.

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