OTN設備承載LTE 4G回傳業務的淺析

經守強 胥鋒 薛金明

【摘要】 本文結合新的C-RAN（集中式/協作式/云計算無線接入網）網絡架構，提出了基于OTN的LTE 4G回傳業務承載解決方案，從而降低移動無線網絡的建設成本和網絡運營成本，為新一代C-RAN接入匯聚傳送網提供一種可靠的解決方案。

【關鍵詞】 LTE 4G回傳業務 網絡結構 承載模式 OTN/IPRAN

一、前言

隨著無線寬帶的快速發展及國家戰略對寬帶提速的需求，移動互聯網+將成為無線數據寬帶應用的主要推手和動力，與數據流量的爆發式增長所導致的網絡建設成本飆升相比，運營商的業務經營收入卻沒能形成正比，所以嚴重削弱了運營商的盈利能力。隨著LTE 4G時代的開啟，移動無線網絡擴容，擴站頻繁，但由于人們環保意識的提高，移動站址選擇困難重重。站點的投資、建設和搬遷成本巨大，投資回報率增長緩慢，運營商正面臨前所未有的運營壓力。在此背景下，采用OTN承載LTE回傳業務的解決方案應運而生，該方案既能實現“大容量、少局所”的規劃要求，同時完全滿足節能減排，減少投資的方案，給網絡建設帶來很大限度的成本節約。

最新無線網絡架構中，要求BBU基帶設備集中放置，將集中布置在中心機房、一級匯聚機房和重要的綜合業務接入機房，減少新建機房的投資，也可確保集中放置的BBU設備安全性。同時，通過網絡負載均衡，采用拉遠的方式完成RRU的部署，提高RRU頻譜效率，設置BBU集中的基帶池，適應潮汐效應的業務處理，提高基站利用率，節約了機房及動力資源。

二、LTE 4G業務對城域傳送網的帶寬挑戰

在3G階段，基站和接入層MSTP傳輸設備接口主要是E1&FE，而LTE 4G單基站典型下行帶寬需求約100Mb/s，峰值約300Mb/s，上行帶寬需求約50Mb/s，峰值約75Mb/s，基站和接入層傳送網設備不可能采用FE對接，只能采用GE光口對接，接口配置呈10倍以上的增長。LTE 4G的回傳業務的接入層IPRAN網絡一般需采用10GE組網，典型的LTE 4G回傳網絡接入環接入站點約6～8個，匯聚環匯聚站點約4～6個，每個匯聚節點帶2個接入環，考慮到一定的帶寬收斂比，單個匯聚層帶寬約20～30Gb/s，對于中等發達地市一般存在多個匯聚平面，這樣匯聚層總帶寬將乘N倍，當前IPRAN匯聚層10GE帶寬已經難以滿足LTE 4G大規模建網需求，需要考慮網絡升級改造。

三、技術選擇

3.1傳統的BBU+RRU承載網模式

在2G/3G傳統的移動回傳接入匯聚網絡中，通常采用MSTP的承載方案。原有的MSTP設備可以滿足語音業務和小帶寬數據業務的傳輸需求，同時可以提供豐富的開銷字節以滿足QoS的映射。MSTP時鐘同步的功能、固定的剛性通道等，可滿足無線網絡的各項要求。

3.2 BBU集中式組網承載模式

為了降低移動無線網絡的運營成本，C-RAN的解決方案將BBU設備集中到了中心機房、一級匯聚機房和重要的綜合業務接入機房。此時，移動回傳承載網的解決方案如下圖1所示。在傳送網的核心網絡中，通常采用IPRAN/MSTP over WDM的解決方案。IPRAN/MSTP設備解決了豐富業務類型的接入，靈活調度和保護，OTN設備滿足了大容量的業務匯聚傳輸。（圖1）

在BBU集中放置的組網模式中，在光纖資源充裕的情況下。可以采用光纖直驅的方式，光纖直驅的方式有如下優點：

組網簡單、快速部署；

接入網為環網時可保護

具備基本的OAM（故障判斷、統一管理等）能力。

但該方式有如下主要缺點： 光纖資源使用較多，特別是需要保護方式下，需要大量的光纖資源。其帶寬可以滿足基本GSM網絡的需求。

3.3 BBU集中式組網OTN承載模式

C-RAN是面向LTE時代的先進架構，符合網絡發展趨勢，在C-RAN建網中，集中式的BBU拉遠很多個RRU，其間所需傳輸的IQ數據量，遠超傳統的宏基站幾個數量級；IQ數據的延時要求和時鐘同步要求決定分組解決方案的不可行。現有的承載方案中主要是采用光纖直驅，隨著BBU集中數量較多，傳統的光纖直驅方式（每個RRU占據一對光纖）將極大的消耗光纖資源，帶來接入層光纖資源緊張，另一方面光纖直驅鏈路沒有保護，BBU處光纖跳線維護困難；而OTN波分設備方案都可以在不增加光纖資源的情況下，解決C-RAN的傳輸保護和維護問題。（圖2）

RAN網絡CPRI業務（CPRI業務是BBU&RRU間業務）具有如下特性：大顆粒、低時延承載；采用OTN承載，可以平滑實現對LTE業務承載；

高帶寬需求

移動回傳設備從2G到3G、4G具有不同的業務帶寬需求

單純GSM承載：傳統上GSM每個站按照3個RRU級聯，級聯后CPRI接口速率為1.25G，如果是6個RRU級聯，級聯后CPRI接口速率2.5G；

GSM+WCDMA混合組網承載：GSM同上，WCDMA典型站型每站按照3個RRU級聯，級聯后（3個級聯）CPRI接口速率為6G，如果不級聯，每個RRU出兩個2.5G CPRI接口；

WCDMA+LTE混合承載：按照每RRU兩個9.8G速率計算，每站3個RRU不級聯

時鐘精度&抖動、時間同步的要求；

低時延的要求；

精品業務需提供高可靠保護。

四、總結

面對LTE業務不斷發展的帶寬需求，OTN設備會繼續在核心匯聚層部署，同時接入層的OTN部署也是大勢所趨，OTN下沉可以充分利用3G時代IPRAN的網絡設備投資，同時匯聚層OTN能夠實現對固網寬帶業務高效承載，并能夠對后LTE時代業務實現透明傳輸。

總之，OTN是LTE 4G高速發展時期匯聚層最主要承載技術。