LTE RAN承載網建設方案

文/王長武

LTE RAN承載網建設方案

文/王長武

TD-SCDMA是由某移動運營商主導運營的通信技術。本文是在分析TD-LTE網絡架構新變化的基礎上，提出LTE RAN承載網的建設方案。

LTE RAN L3PTN CE

1 引言

LTE（Long Term Evolution長期演進）是提供更高的帶寬、更低的時延以及更好的服務質量（Quality of Service，QoS）保障。實現全IP、網絡架構扁平化、傳輸帶寬更大、QoS和時延更高，對現有承載網提出了新的挑戰。

2 TD-LTE網絡整體架構及現階段承載網結構描述

2.1 TD-LTE網絡整體架構

TD-LTE網絡架構主要由演進型NodeB（eNB）和接入網關（aGW）兩部分構成。

2.2 承載網現階段網絡架構

2.2.1 承載網網絡架構

某移動運營商承載網有兩個系統，一個為以承載GSM基站及專線業務為主的SDH/ MSTP系統，另一套為以承載TD-SCDMA基站及IP化業務為主的PTN系統。

2.2.2 基站電路回傳路徑

承載網作為基礎網絡資源，根據移動網絡整體架構并結合承載網網絡結構，基站電路基本可分為以下兩種業務回傳路徑。

（1）本局落地業務電路：基站業務在接入點接入承載網接入層，匯聚層完成所有接入節點業務的匯聚并轉發至核心骨干層。

（2）跨局落地業務電路：跨局落地業務電路與本局落地業務電路的路徑主要在核心骨干層有區別。

3 TD-LTE網絡對承載網的需求分析

3.1 TD-LTE承載需求與3G網絡的主要差異點

3.1.1 網絡架構扁平化

傳統的接入網由Node B和RNC兩層節點構成，而TD-LTE中取消了RNC這一層，eNB（演進型NodeB）直接接入EPC設備，。

3.1.2 接入高速化

TD-LTE基站的接入帶寬相對3G網絡有了非常顯著的提高，理論100M的用戶峰值速率，相比2G/3G制式的峰值速率提高了幾十倍。

3.1.3 更高的QoS要求

TD-LTE提供更多種類的數據業務（多媒體、視頻、交互類等）。

3.2 TD-LTE承載網電路類型

LTE引入了兩個新的接口，一個是eNB和MME/SGW之間的接口S1，一個是相鄰eNB間的分布式接口X2。

3.2.1 S1接口

S1接口是TD-LTE eNB 與 EPC之間的通訊接口，用戶的高清視頻點播、高清視頻監控、實時RGB在線游戲、音樂下載和移動電視、等業務通過eNB-aGW的S1連接承載。

3.2.2 X2接口

為保證UE在不同eNB漫游時，用戶數據可以在eNB之間直接進行交換，引入X2接口，每個eNB可定義32個X2接口。

3.3 TD-LTE基站回傳業務帶寬需求

TD-LTE基站回傳業務帶寬主要指S1和X2接口的空口速率，單小區空口速率與基站的調制技術 （16QAM/64QAM）、無線帶寬（5～20MHz）、天線配置（單天線、2*2、4*4MIMO）、空口頻率效率等參數密切相關。

4 TD-LTE承載網解決方案

IP over WDM/OTN是滿足當前及未來發展趨勢的最佳骨干層解決方案。可以采用以下兩種解決方案。

4.1 PTN+CE解決方案

某移動運營商已大規模部署基于T-MPLS技術的PTN網絡，其核心是二層分組轉發網絡，研究LTE RAN承載網應盡量考慮利用現有資源，保護投資。

具體解決方案為：在接入和匯聚層，利用現有PTN網絡L2 VPN分組轉發功能，以ETH PW方式提供基站提至核心節點的管道傳輸。

4.2 L3 PTN解決方案

L3 PTN解決方案是PTN端到端解決方案， 對于S1流量：經接入層PTN統一送到核心層PTN，由核心層PTN根據目的IP地址（S-GW/MME）查找L3VPN的路由表，經由核心層設備間的轉發到達歸屬的S-GW/ MME。

5 TD-S和TD-L統一承載解決方案

5.1 統一承載需求分析

5.1.1 TD-S與TD-L網絡架構的異同

在TD-SCDMA網絡中，基站回傳電路全部連接至RNC，再連接至核心網；TD-LTE網絡中基站回傳電路直接連接至核心網。

5.2 TD-S與TD-L統一承載建設方案

5.2.1 承載網組織架構

現階段某移動運營商城域傳送網采用的是骨干層、匯聚層、接入層三層網絡架構。

5.2.2 網絡保護方案

（1）PTN+CE業務保護方案

PTN+CE方案的業務保護總體策略是PTN內部、PTN與CE間，以及CE和無線主設備采用分布式保護，從而實現端到端的無縫覆蓋保護。

如果在PTN和CE互連上存在故障時，則需要兩種設備進行互通。下面分析兩種可能存在互通問題的情況：

PTN邊界節點故障：

這種情況下的故障，CE1路由器需要檢測P4節點故障來啟動下行流量的切換。

CE主用節點故障：

這種情況下，CE的VRRP發生倒換，CE2會發出免費ARP報文，此免費ARP發送給P1，P1的MAC轉發表被刷新，上行流量切換到P5。

（2）PTN L3 VPN業務保護方案

在L3 VPN的方案中，核心節點的保護可以采用雙節點的方式。

對于上行流量：接入層和匯聚層（L2網絡）采用同源不同宿的雙歸保護。

對于下行流量：從MME/SGW到核心層PTN之間采用VRRP保護。

6 結束語

為了應對網絡架構變化給承載網提出的新需求，各大主流基礎網絡設備提供商均已推出相關承載網產品，需要研究并分析了就是哪種承載網解決方案更加適合LTE RAN，更加適合TD-SCDMA與TD-LTE統一承載。

[1]黃曉慶,唐劍峰,徐榮 編著.PTN-IP化分組傳送[M].北京:北京郵電大學出版社,2005.

[2]高峰等.TD-LTE技術標準與實踐[M].人民郵電出版社,2012.

[3]龐韶敏,李亞波.3G UMTS與4G LTE核心網-CS,PS,EPC,IMS[M].北京:電子工業出版社,2011.

[4]TD-SCDMA研究開發和產業化項目專家組TD-LTE工作組[Z].TD-LTE技術實驗系統設備測試規范,2001.

作者單位中國電信吉林公司 吉林省長春市 130033

王長武（1965-），男，吉林省長春市人。研究生學歷。現為中國電信股份有限公司吉林分公司高級工程師。