LTE承載網(wǎng)PTN建設(shè)方案

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司陜西分公司 王亞輝

1.引言

在LTE的推動(dòng)過程中，承載網(wǎng)作為電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，其規(guī)劃和建設(shè)優(yōu)先于業(yè)務(wù)的發(fā)展和演進(jìn)。承載網(wǎng)分組化是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而移動(dòng)業(yè)務(wù)的需求變化也決定了網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方式。中國(guó)移動(dòng)大力推動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，是PTN技術(shù)的主要倡導(dǎo)和推動(dòng)者，PTN設(shè)備承載TD-LTE的相關(guān)業(yè)務(wù)已成為必然，面對(duì)TD-LTE的承載需求，PTN如何建設(shè)才能迎接新的挑戰(zhàn)。

2.LTE對(duì)承載網(wǎng)的影響和需求

LTE（Long Term Evolution）俗稱為3.9G技術(shù)，具有百M(fèi)數(shù)據(jù)下載能力，是未來所有2G/3G/3.5G技術(shù)殊途同歸演進(jìn)的趨勢(shì)，對(duì)承載網(wǎng)的影響如下：

(1)移動(dòng)應(yīng)用帶寬化

從2G至LTE階段，業(yè)務(wù)承載以語音為主向數(shù)據(jù)、視頻轉(zhuǎn)變，帶寬需求由幾M向幾百M(fèi)發(fā)展，業(yè)務(wù)需求多樣化，對(duì)傳送網(wǎng)設(shè)備接口類型、接口速率提出了更高的要求。如表1所示。

全I(xiàn)P化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，流量具有高突發(fā)性和不確定性，LTE空口技術(shù)的發(fā)展對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求越來越大，傳統(tǒng)的傳輸方式很難適應(yīng)來來帶寬的需求。

(2)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化

相比2G、3G的業(yè)務(wù)承載，LTE網(wǎng)絡(luò)最大的變化在于兩點(diǎn)：取消了RNC層，將其功能分解至eNB和aGW。S1接口是eNB和aGW之間的接口，需要靈活的調(diào)度能力，使eNB可以靈活的歸屬到多個(gè)aGW；為保證用戶數(shù)據(jù)直接進(jìn)行交換，降低轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，出現(xiàn)相鄰eNB基站之間互連的X2接口承載需求。

(3)網(wǎng)絡(luò)自管理功能和網(wǎng)絡(luò)承載要求高

LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化需要有網(wǎng)絡(luò)自管理能力，要求承載網(wǎng)在靈活配置的基礎(chǔ)上，保證網(wǎng)絡(luò)的安全與可靠，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的易維護(hù)和易管理。

3.兩種承載方案的對(duì)比分析

LTE的承載方案主要有兩種：PTN L3 VPN與PTN+CE路由器。中國(guó)移動(dòng)經(jīng)過6輪測(cè)試工作，驗(yàn)證了L3 PTN方案的L2/L3橋接、L3 VPN、保護(hù)、網(wǎng)管功能性能，多廠家PTN設(shè)備互通功能以及組網(wǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果L3 PTN各項(xiàng)功能指標(biāo)滿足LTE時(shí)期的各種需求。兩種承載方案對(duì)比如下：

其一，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。LTE承載網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)管理趨于端到端的模式，PTN L3 VPN方案，可保證在同一網(wǎng)管系統(tǒng)下維護(hù)便利；PTN+CE的模式需要傳輸及數(shù)據(jù)專業(yè)人員在不同的網(wǎng)管系統(tǒng)下維護(hù)不同部分，難度較高，維護(hù)開通、故障定位相對(duì)復(fù)雜。

其二，QoS保障。PTN L3 VPN方案能夠有效支持50ms以內(nèi)的保護(hù)機(jī)制，而PTN+CE方案在網(wǎng)絡(luò)邊界會(huì)出現(xiàn)保護(hù)超標(biāo)的情況。

其三，部署成本。PTN L3 VPN方案，是在核心層中添加3層VPN的功能，部署成本小，而PTN+CE方案，則需要在核心網(wǎng)中重新部署路由器，無法利用原有的核心路由器，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言成本壓力較大。如表2所示。

4.LTE承載網(wǎng)PTN建設(shè)方案

以下針對(duì)PTN L3 VPN方案，對(duì)承載網(wǎng)各個(gè)層面的建設(shè)方案進(jìn)行論述。

4.1 核心層方案

核心層采用PTN+OTN組網(wǎng)架構(gòu)，現(xiàn)網(wǎng)核心層PTN設(shè)備升級(jí)為具有L3功能的設(shè)備，后期根據(jù)業(yè)務(wù)需求新建，滿足TD-LTE橫向流量轉(zhuǎn)發(fā)。核心層PTN設(shè)備交換容量不小于320G。

4.2 匯聚層方案

匯聚層10GE匯聚環(huán)與OTN接口升級(jí)為10GE，單節(jié)點(diǎn)雙掛的改造為雙節(jié)點(diǎn)。有兩種方案，分別為10GE 設(shè)備疊加組環(huán)和40GE新建環(huán)，設(shè)備交換容量不小于160G。

(1)組建PTN N*10GE匯聚環(huán)

疊加PTN N*10GE匯聚環(huán)解決LTE業(yè)務(wù)承載需求，并且OTN下沉至匯聚層，進(jìn)行OLT上行業(yè)務(wù)和PTN的承載。2G/3G/LTE業(yè)務(wù)通過N*10GE PTN承載，OLT上行業(yè)務(wù)通過OTN承載(如圖1所示)。

(2)組建PTN 40GE匯聚環(huán)

部署PTN 40GE匯聚環(huán)解決LTE和部分OLT上行業(yè)務(wù)承載，根據(jù)計(jì)算近期完全可以滿足LTE與OLT的業(yè)務(wù)帶寬需求，遠(yuǎn)期根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量可考慮OTN部分下沉至匯聚層(如圖2所示)。

從表3中兩種方案的比較，可知，采用PTN 40GE設(shè)備組網(wǎng)，會(huì)在建網(wǎng)成本、光纖資源、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)難度各方面均優(yōu)于疊加N個(gè)10GE PTN設(shè)備組網(wǎng)方案。

表1 LTE帶來的帶寬高需求

表2 兩種承載技術(shù)的對(duì)比

表3 兩種方案的比較

圖1 PTN N*10GE匯聚環(huán)組網(wǎng)示意圖

圖2 PTN 40GE匯聚環(huán)組網(wǎng)示意圖

4.3 接入層方案

TD-LTE基站利用已建PTN網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行擴(kuò)容、調(diào)整、升級(jí)。接入環(huán)上聯(lián)至同一匯聚環(huán)的兩個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，采用雙掛的方式，室分系統(tǒng)采用鏈狀組網(wǎng)?；窘尤隤TN設(shè)備與eNodeB連接使用GE/10GE光接口。單環(huán)城區(qū)6到8個(gè)節(jié)點(diǎn)，鄉(xiāng)村區(qū)域不超過15個(gè)點(diǎn)。 現(xiàn)網(wǎng)GE環(huán)帶寬不足時(shí)，應(yīng)優(yōu)先通過調(diào)整接入環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)量滿足帶寬需求。調(diào)整方式如下：

(1)跳點(diǎn)組環(huán)：保持原有結(jié)構(gòu)不變，通過多用一對(duì)纖芯，跳點(diǎn)組環(huán)，主要用于纖芯資源充裕的場(chǎng)景。

(2)裂環(huán)組環(huán)：充分利用主干接入光纜重新組環(huán)或按照主干接入光纜規(guī)劃新建光纜，減少環(huán)上節(jié)點(diǎn)連通組環(huán)，主要用于纖芯資源緊張的場(chǎng)景。

(3)業(yè)務(wù)密集區(qū)，環(huán)網(wǎng)改造調(diào)整難度大或成本高，可將GE接入環(huán)升級(jí)為10GE。為降低建設(shè)成本，優(yōu)先選擇10Km的光模塊，傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)可選擇40Km光模塊，不建議選擇80Km的光模塊。

5.結(jié)論

PTN產(chǎn)業(yè)體系日趨完善，相較IP RAN具有定向的端到端的特性，在LTE基站無線業(yè)務(wù)的回傳方面優(yōu)勢(shì)明顯。PTN已成為城域網(wǎng)的主流技術(shù)，通過核心層的L3功能不僅能承載LTE業(yè)務(wù)，且在全業(yè)務(wù)承載上也有優(yōu)勢(shì)，未來40GE、100GE PTN設(shè)備的成熟商用將更加助力發(fā)揮PTN作為承載網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)。

[1]張家良.基于T-MPLS的分組傳送網(wǎng)中以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入的研究與實(shí)現(xiàn)[M].人民郵電出版社,2010.

[2]吳偉陵等.移動(dòng)通信原理[M].電子工業(yè)出版社,2009.

[3]張海君,鄭偉等.大話移動(dòng)通信[M].清華大學(xué)出版社,2011.

[4]馬華興.大話移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[M].人民郵電出版社,2011.

[5]中國(guó)移動(dòng)城域傳送網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見(2012版).