面向TD—LTE建設(shè)的接入層組網(wǎng)方法

王昌廷

【摘要】 面對(duì)TD-LTE的迅速發(fā)展和工程建設(shè)需求，如何穩(wěn)定、高速、節(jié)約的實(shí)現(xiàn)接入層組網(wǎng)，是傳輸網(wǎng)絡(luò)新的挑戰(zhàn)。本文對(duì)現(xiàn)有中國移動(dòng)接入網(wǎng)的進(jìn)行分析、研究，最終提出面向TD-LTE建設(shè)的接入層組網(wǎng)新方法。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE PTN 接入層 組網(wǎng) 控制模型

一、前言

TD-LTE 無論在技術(shù)層面還是產(chǎn)業(yè)成熟度方面都加快成熟，我國和國際運(yùn)營商市場(chǎng)的布局速度也同樣在加快。中國移動(dòng)計(jì)劃2014年建成全球規(guī)模最大的4G網(wǎng)絡(luò)，在年底建成50萬基站的規(guī)模。在部分大中城市，4G基站的網(wǎng)絡(luò)覆蓋已經(jīng)超過了2G的水平。隨著中國移動(dòng)TD-LTE建設(shè)如火如荼的展開，在數(shù)量巨大的基站接入壓力下，如何應(yīng)對(duì)今后LTE建設(shè)對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求？探討這一問題，對(duì)目前的4G建設(shè)有重大實(shí)用意義。

本文通過對(duì)TD-LTE承載網(wǎng)接入層的組網(wǎng)策略進(jìn)行分析與討論，提出了新的組網(wǎng)思路和方法，有效解決了TD-LTE建設(shè)對(duì)現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)的沖擊，能夠成為大中城市4G傳輸組網(wǎng)的參考與借鑒。

二、TD-LTE基站傳輸建設(shè)原則

2.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

目前各大中城市的傳輸網(wǎng)絡(luò)，基本已形成包括核心層、匯聚層和接入層三層清晰的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠承載無線、有線、轉(zhuǎn)型等各種業(yè)務(wù)需求，本文將論述接入層的組網(wǎng)方法。

2.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)存在的問題

面對(duì)LTE建設(shè)，傳輸網(wǎng)絡(luò)主要存在的問題有以下幾點(diǎn)：（1）匯聚點(diǎn)布署滯后，導(dǎo)致接入環(huán)形成雙匯困難，影響網(wǎng)絡(luò)安全策略，并且部分形成超大接入環(huán)。（2）組GE PTN接入環(huán)對(duì)光纜纖芯占用率很高，并且由于環(huán)路只能連續(xù)搭接到匯聚點(diǎn)，形成接入層跳點(diǎn)過多。（3）假環(huán)數(shù)量較多，影響業(yè)務(wù)安全性，并且難以改造。（4）PTN設(shè)備的業(yè)務(wù)接口不能滿足要求，需要進(jìn)一步提升傳輸設(shè)備的接入能力。（5）部分微蜂窩和室外一體化站點(diǎn)電源無法保證安全供電，導(dǎo)致組環(huán)后影響整個(gè)環(huán)路的安全性。（6）基站接入光纜建設(shè)比較盲目，達(dá)不到理想效果并且造成資源浪費(fèi)。

2.3 需求分析

根據(jù)中國移動(dòng)4G一、二期的數(shù)據(jù)，TD-LTE建網(wǎng)初期單小區(qū)實(shí)測(cè)下行數(shù)據(jù)流量約80M，單站需求≈20M×3×1.3～1.4（開銷）≈80M。室內(nèi)分布初期帶寬達(dá)到60M?，F(xiàn)網(wǎng)各種基站類業(yè)務(wù)的帶寬需求為2G宏/微蜂窩，16M/4M；TD宏/微蜂，28M/5M；LTE宏/微蜂窩，80M/60M。

2.4 整體建設(shè)原則

先期制訂總體建設(shè)原則有重要的指導(dǎo)意義，隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的全面鋪開，對(duì)本地傳輸網(wǎng)帶來新的問題。若不制定切實(shí)可行，一步到位的建設(shè)原則，會(huì)導(dǎo)致大量資源的浪費(fèi)，對(duì)后期優(yōu)化帶來極大壓力，而且會(huì)嚴(yán)重影響LTE基站的正常接入。

（1）在匯聚層建設(shè)OTN網(wǎng)絡(luò)，LTE業(yè)務(wù)通過PTN接入環(huán)到匯聚節(jié)點(diǎn)PTN設(shè)備收斂后用GE顆粒經(jīng)過OTN網(wǎng)絡(luò)到達(dá)核心機(jī)房落地。（2）TD-LTE基站傳輸接入層組網(wǎng)采取GE PTN設(shè)備承載，環(huán)容量為1個(gè)GE，雙匯上聯(lián)至匯聚點(diǎn)。建設(shè)中要充分考慮PTN網(wǎng)絡(luò)的整體部署策略，兼顧TD-SCDMA、GSM等的接入需求，充分利用已建PTN傳輸資源。（3）TD-LTE基站傳輸接入應(yīng)采用光纜接入方式，可適當(dāng)采用微纜，在光纜無法到達(dá)的情況下，可考慮采用分組化微波實(shí)現(xiàn)單鏈組網(wǎng)。（4）從安全可靠性出發(fā)，接入層系統(tǒng)盡量采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在地理?xiàng)l件和光纜建設(shè)確有困難的情況下可少量采用鏈型結(jié)構(gòu)。對(duì)不具備后備電源條件的基站，主要是微蜂窩站點(diǎn)，不宜入環(huán)或者混合組網(wǎng)。

三、TD-LTE接入層組網(wǎng)方法

3.1 GE PTN接入環(huán)組網(wǎng)基本策略

在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，已經(jīng)開始采用GE PTN接入環(huán)組網(wǎng)方式，對(duì)傳輸?shù)男枨笫?0M帶寬，F(xiàn)E接口。組網(wǎng)的基本策略是：（1）要求GE接入環(huán)必須雙節(jié)點(diǎn)上連，上連的兩個(gè)匯聚點(diǎn)應(yīng)位于同一匯聚環(huán)。（2）GE接入主環(huán)內(nèi)網(wǎng)元數(shù)，城區(qū)不超過4個(gè)，郊區(qū)不超過6個(gè)。（3）GE接入環(huán)不允許下掛二級(jí)子環(huán)/子鏈。（4）環(huán)路采用tunnel 1：1雙端保護(hù)。

但在4G建設(shè)中，需求已經(jīng)提升為80M帶寬，GE接口，這樣不僅加大了組網(wǎng)的難度，而且對(duì)整體原則也有不小的影響。本文通過TD-LTE建設(shè)中的實(shí)踐與理論分析，在以上策略的基礎(chǔ)上，提出以下新的組網(wǎng)方法。

3.2 宏蜂窩與微蜂窩站點(diǎn)分別組網(wǎng)

從網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀存在的問題可知，微蜂窩站點(diǎn)普遍存在供電不穩(wěn)的問題，宏微混合組網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成較大的隱患。因此，在有可能的情況下，一個(gè)接入環(huán)盡量保持所有網(wǎng)元同為宏站或者同為微站，這樣能大大加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

如果微站機(jī)房無傳輸專用48V直流電，可采取加40AH整流器和電池組的方式，保證系統(tǒng)供電。

3.3 GE接入環(huán)網(wǎng)元數(shù)量及需求控制

本地傳輸網(wǎng)一般有GE接入主環(huán)內(nèi)網(wǎng)元數(shù)城區(qū)不超過4個(gè)，郊區(qū)不超過6個(gè)的控制要求。但隨著LTE站點(diǎn)的大量建設(shè)，這一控制要求也需要進(jìn)一步細(xì)化。主要原因是TD-LTE基站本來傳輸帶寬需求就高，再加上大量密集建設(shè)，導(dǎo)致一個(gè)機(jī)房出現(xiàn)3個(gè)以上4G基站需求的情況大大增加。使一臺(tái)PTN設(shè)備經(jīng)常要滿足400M以上的業(yè)務(wù)需求，這樣接入環(huán)的容量已經(jīng)無法再容納環(huán)內(nèi)網(wǎng)元使用，需要新的控制方法。

目前大中城市基站推行的是2G、3G、4G三網(wǎng)共建，因此，每個(gè)機(jī)房的PTN設(shè)備，我們宏站最少預(yù)留16+28+80=124M的帶寬，微站最少預(yù)留4+5+60=69M的帶寬，也就是說給三網(wǎng)共建留下各一個(gè)需求的余地。在此基礎(chǔ)上，如果新增第二個(gè)或更多的無線需求，則視為活動(dòng)帶寬需求，根據(jù)整個(gè)接入環(huán)的容量進(jìn)行控制。同時(shí)需要注意的是，由于目前PTN設(shè)備接口所限，每個(gè)PTN節(jié)點(diǎn)的LTE需求不能超過4個(gè)。請(qǐng)見表1容量控制的模型：

由表1可看到，一個(gè)GE PTN接入環(huán)，保持三網(wǎng)需求的同時(shí)，還能接入多個(gè)其它需求而總帶寬不超過1G。

因此， GE接入環(huán)網(wǎng)元數(shù)量仍限定為不超過4個(gè)，但接入業(yè)務(wù)需求的多少要根據(jù)容量控制模型決定，防止由于接入多個(gè)4G BBU，導(dǎo)致接入環(huán)無法開啟業(yè)務(wù)，或者嚴(yán)重降低用戶數(shù)據(jù)使用感知度的情況。

3.4 接入環(huán)光纜纖芯使用方法

PTN 設(shè)備組網(wǎng)，需要占用大量纖芯組雙匯，并且由于TD-LTE基站的密集建設(shè)，對(duì)光纜的需求增長較快，因此我們建議大中城市配線層采用48芯光纜，同時(shí)纖芯規(guī)劃必須先行，才能滿足網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

首先，在TD-LTE建設(shè)中我們大力推廣使用主干光交組網(wǎng)。隨著這些年全國都在建設(shè)光纜網(wǎng)，各大城市形成了以主干光交為基礎(chǔ)的一張光纜網(wǎng)，可以承載多種業(yè)務(wù)?；窘M網(wǎng)通過這些主干光交進(jìn)行連接，不僅可以提高接入的速度，也大大降底了維護(hù)的難度。避免了原來通過大量基站光纜跳接，耗費(fèi)人力物力，造成故障點(diǎn)較多并難以發(fā)現(xiàn)的情況。其次，如果沒有條件利用主干光交組網(wǎng)，接入配線層光纜建設(shè)應(yīng)避免長鏈情況。為配合設(shè)備組網(wǎng)規(guī)范，城區(qū)建設(shè)配線層光纜在一條鏈上不應(yīng)該超過6個(gè)中繼段，郊區(qū)不應(yīng)該超過8個(gè)中繼段。這樣可以規(guī)范光轉(zhuǎn)的情況，使PTN接入環(huán)的組網(wǎng)跳點(diǎn)得到有效控制。在實(shí)際建設(shè)中，我們要盡量避免這種光纜長鏈的產(chǎn)生。

3.5 一個(gè)機(jī)房多個(gè)BBU組網(wǎng)的方法

在建設(shè)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)機(jī)房有多個(gè)（大于4個(gè)）BBU需求的情況，絕大多數(shù)發(fā)生在TD-LTE微蜂窩建設(shè)需求中，這樣就導(dǎo)致無法使用網(wǎng)元數(shù)量控制模型。遇到這種情況，我們推薦兩種方式，一種是采取雙GE環(huán)的方式建設(shè)，用兩臺(tái)PTN設(shè)備使該點(diǎn)的接入能力翻倍。另一種是采用多業(yè)務(wù)端口PTN設(shè)備（一臺(tái)設(shè)備可以支持8-16個(gè)BBU），單獨(dú)組環(huán)解決問題。這個(gè)接入環(huán)不再允許接入其它PTN設(shè)備，直接雙上聯(lián)到匯聚點(diǎn)。

3.6 其它網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法

（1）繼續(xù)進(jìn)行PTN接入層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整，對(duì)原有超大環(huán)和層次不清的接入環(huán)進(jìn)行改造，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)超標(biāo)的環(huán)路，建議采取裂環(huán)拆環(huán)的方式，拆成2個(gè)或多個(gè)環(huán)路。對(duì)于超長鏈、通過新建部分光纜，將能成環(huán)的鏈路盡量成環(huán)。對(duì)于假環(huán)，重新規(guī)劃搭纖路由，使其形成正常的物理環(huán)路。（2）對(duì)接入主干光纜和組網(wǎng)經(jīng)常使用的配線光纜，進(jìn)行預(yù)升級(jí)工作，如果某段光纜纖芯用率大于60%，原則上需新放此段光纜的第二路由，以提供足夠纖芯。（3）盡量少用微波設(shè)備組網(wǎng)，如果要用，盡量將微波改造到網(wǎng)絡(luò)的末端或不重要的站點(diǎn)。（4）加大管道建設(shè)，尤其是溝通紅線內(nèi)外的接入管道，豐富戰(zhàn)略資源，優(yōu)化傳輸通路。（5）對(duì)光纜難以進(jìn)入的建筑物，采取微管、ADSS光纜等多種靈活建設(shè)方式，進(jìn)行前期光纖預(yù)覆蓋，以保證TD-LTE傳輸接入的成功率和響應(yīng)速度。

四、總結(jié)

TD-LTE是中國移動(dòng)高速通信系統(tǒng)的發(fā)展方向，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)引進(jìn)了全新的S1接口和X2接口，也對(duì)傳輸承載網(wǎng)絡(luò)提出了前所未有的高帶寬、低時(shí)延及靈活的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)和調(diào)度能力的要求，PTN網(wǎng)絡(luò)擁有完善的業(yè)務(wù)承載、QoS和統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，能夠滿足TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低時(shí)延要求，是TD-LTE承載網(wǎng)絡(luò)的重要解決方案。本文通過對(duì)TD-LTE建設(shè)中PTN接入層組網(wǎng)的討論，提出新的組網(wǎng)策略，建設(shè)方法。介紹了目前傳輸網(wǎng)存在問題，分析了面向TD-LTE組網(wǎng)的一些新因素，并對(duì)這些因素提出了優(yōu)化的措施和改進(jìn)的方法。為大中城市的PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了有益的參考經(jīng)驗(yàn)，為配合蓬勃發(fā)展的4G建設(shè)的傳輸網(wǎng)絡(luò)提供了有力的指導(dǎo)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李忻，胡勇. 《LTE城域光纜網(wǎng)的應(yīng)用與分析》，2013

[2] 《中國移動(dòng)TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)工程傳送網(wǎng)建設(shè)要求》，2013