淺談4G載波聚合技術引入對分組傳輸網絡的容量及結構

李志東 林 慰 吳海權

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淺談4G載波聚合技術引入對分組傳輸網絡的容量及結構

李志東1林 慰1吳海權2

1.廣東宜通世紀科技股份有限公司，廣東 廣州 510630 2.中國移動通信集團廣東有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510635

隨著電子技術的快速發展，通信技術的發展也是日新月異。簡要介紹了4G載波技術的發展，以及對分組傳輸網絡的影響。

載波聚合技術；網絡；分組傳輸

1 載波聚合技術簡介

我們當今所提倡的4G網絡，在給人們提供便利的同時，也有更多與之相關的新技術浮出水面，比如載波聚合（Carrier Aggregation）[1]。

從LTE到LTE-Advanced系統的演進過程中，頻譜越寬，傳輸的速度等各個方面都會得到更快的體現。以鏈接其他頻譜或者修復的形式彰顯自身的優勢。載波聚合技術還能很好地滿足LTE和LTE-Advanced系統頻譜兼容性的要求，可以重復使用LTERel-8的解決方案，在加快原有的網絡服務性能的基礎之上，也可以讓LTE設備性能得到最大體現中國移動也正在進行載波聚合測試，包括基于2.6GHz的D頻段、F+D頻段的載波聚合，以及室內的E頻段，速率已經達到220Mbps。

從LTE到LTE-Advanced演進過程中，更寬頻譜的需求是影響演進的最重要因素，為此3GPP標準提出了載波聚合技術。

通俗來講，它可以給系統內部帶來更多的方便，不僅可以把許多不同的頻譜放在一起組成一個寬頻的譜，也可以粘結一些斷裂的頻譜，能很好地滿足LTE、LTE-Advanced系統頻譜兼容性的要求，不僅能加速標準化進程，還能最大限度地利用現有LTE設備和頻譜資源。在這個基礎之上，我們的無線網絡傳輸的速度更快，掉包的概率也會大幅度降低，中國移動已經很好地證明了這一點，除此之外，載波之間的組合可以幫助我們更好地保障網絡的質量，讓彼此之間的交互更加完善，當網絡和在較重的情況下，這種優勢更加明顯[2]。

2 4G業務的需求分析

LTE網絡架構主要由演進型NodeB（eNodeB）和aGW兩部分構成，LTERAN的主要連接接口包括：（1）相鄰基站之間的接口——X2接口，eNodeB之間出現用于切換的邏輯連接X2接口；（2）每個基站與aGW之間接口—S1接口，eNodeB直接和核心網連接，引入S1-Flex功能而需要與多個MMF/SGW相連。LTE基站部署對傳輸帶寬需求劇增，短期需求約200Mb/s，保證均值帶寬（CIR）達到100Mb/s。各運營商現有分組傳輸網接入層容量基木為GE接入環，少量密集城區采用10GE；匯聚層以上容量均為Nx10GE，部分發達省會城市開始試點升級支持40GE和100EE分組傳輸設備。從2015年開始，各運營商陸續提出4G載波聚合技術，用戶最大接入帶寬由現有的110Mb/s提升一倍至220Mb/s，由此對分組傳輸網的承載帶寬需求將呈現集合式增長，現有的GE/10GE環網將無法應對，應盡快采取升級系統容量、減少環網節點數量或疊加新建環網系統等方式，提升系統容量并優化環網結構。

3 4G業務承載網技術介紹

目前，4G業務承載網的建設主要有IPRAN和PTN兩種技術其中：

（1）IPRAN（無線網接入IP化，Internet Protocol Radio Access Network）：指以路由器方案承載無線接入網（RAN）的技術。IPRAN技術利用現有IP/MPLS協議族，MPLS是基于標記的IP路由選擇方法，在此基礎上對網絡保護、OAM、網管等功能進行擴展，標準成熟度較好，設備互通性好、IPRAN網絡上聯城域網業務控制點，可實現對包括基站回傳、電路仿真、寬帶接入、二三層VPN/VPDN業務、組播等多種業務的綜合接入和承載。

（2）PTN（分組傳送網，Packet Transport Network）：指基于MPLS轉發平面，具有端到端OAM，QOS、端到端保護、類SDH管理等功能的分組傳送技術、從標準上看，PTN（MPLS-TP）是傳統MPLS的傳輸升級版本，是MPLS的子集；從功能上看，PTN與IPRAN具備相同的2層業務功能，IPRAN同時具備3層業務功能；從設備實現上看，PTN與IPRAN具備基本相同的體系架構，但各有特點，IFRAN基于路由器模式，功能更強，PTN結構簡化，成本更低，同時，隨著4G基站S1電路基于IP地址的3層路由轉發功能的承載要求，PTN網絡的核心層也已具備3層業務功能、IFRAN和PTN都具備向承載大容量需求的4G基站業務升級40/100GE的能力[3]。

4 分組傳輸網改造建議

把SDN技術和目前使用的傳輸網絡連接到一起，讓信息的各項操作都能實現真正意義上的分離，用智能化的手段實現各項重要的服務，并實施全程的監控。城域網核心層分組傳輸設備應積極升級40/100GE，匯聚層應基于現有IOGE系統[4]，并根據實際業務發展需求規劃，并結合現有分組傳輸設備情況，合理選擇升級方式，可平滑升級40GE時，應建設40GEPTN系統，如原分組傳輸設備不支持升級40GE的能力，應優先考慮疊加建設NxlOGE系統、骨干層分組傳輸設備應采用大容量、支持L2-L3轉換功能，根據卜掛基站數按需進行L2/L3分組傳輸設備的建設，并在每個核心節點成對配置支持L3功能的大容量分組傳輸設備，交叉容量應不低于640G，大城市應不低于1T。同時，應優化完善城域核心層L3分組傳輸系統建設；持續開展接入環優化改造，快速提升站址IP化覆蓋率，確保LTE基站快速接入。

分組傳輸網新建接入環容量建議仍以GE為主，但具備平滑升級10GE能力；載波聚合4G基站集中區域以及以S222站型為主、集團客戶專線接入密集等區域，當現網設備支持組建10GE接入環時，優先考慮組建10GE接入環。當現網設備不支持組建10GE接入環時，應通過插板擴容或跳點方式組建雙GE接入環。接入環以單層環或環帶短支鏈結構為主，單個接入環上的基站站址數控制在6～8個，最大不超過10個。鄉鎮農村區域最大不超過15個[5]。

分組傳輸網應積極啟用流量統計復用功能，根據業務QoS優先級提供差異化服務，實現帶寬收斂，對業務電路進行CIR（保證帶寬）和PIR（峰值帶寬）配置，超出CIR但低于PIR的流量可在網絡擁塞時限制轉發。

另外，還應及時清理SDH傳輸系統離散電路，對閑置電路進行資源整合，協同分組傳輸網規劃使用，提高整個傳輸系統電路利用率，也要統籌考慮機房布局、業務歸屬，合理部署節點設備、完善管道、光纜建設；梳理城域傳送網結構，提升業務承載效率和網絡安全。

[1]葉亞偉.4G載波聚合技術引入對分組傳輸網絡的容量及結構改造分析[J].通訊世界月刊，2015（11）：10-11.

[2]劉海林，華程，陳震.多載波技術在LTE網絡中的應用策略[J].電信快報：網絡與通信，2014（10）：22-25.

[3]楊本臣，汪洋.基于比例公平的下行聯合分組調度算法[J].計算機工程，2013（6）：138-141.

[4]邵琪萍，葛萬成.LTE-A系統中比例公平調度算法的改進[J].通信技術，2014（11）：1300-1303.

[5]劉瑩，鄭黎，黎遠松.認知無線電傳感器網絡CSMA協議中主用戶和次用戶的性能分析[J].電信科學，2016（4）：33.

Introduction to 4G Carrier Aggregation Technology is Introduced into the Capacity and Structure of the Packet Transmission Network

LiZhidong1LinWei1WuHaiquan2

1.Guangdong Yi-Century Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630 2.China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou Branch, Guangdong Guangzhou 510635

With the rapid development of electronic technology, communication technology development is also changing. This paper briefly introduces the development of 4 g carrier technology, and its influence to the packet transmission network.

carrier aggregation technology; Network; packet transmission

TN929.5

A

1009-6434(2016)07-0066-02