LTE組網(wǎng)與PTN技術(shù)

張克剛

【摘要】 隨著移動用戶對數(shù)據(jù)流量的巨大需求以及LTE的建設(shè)，現(xiàn)網(wǎng)中的SDH網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很難滿足其需求，因此需要對現(xiàn)網(wǎng)進行擴容升級。PTN網(wǎng)絡(luò)采用分組技術(shù)可以提供大容量的傳輸網(wǎng)絡(luò)從而支持LTE網(wǎng)絡(luò)的組建。

【關(guān)鍵詞】 LTE網(wǎng)絡(luò) L3 PTN 組網(wǎng)原則

LTE作為4G移動技術(shù)在為用戶提供高速率接入和豐富業(yè)務(wù)應(yīng)用的同時，對傳輸承載網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和業(yè)務(wù)傳送入如：新布接入傳輸節(jié)點（布點）、擴容網(wǎng)絡(luò)帶寬容量（容量）、解決LTE核心網(wǎng)元集中化部署，大面積、長距離的LTE基站業(yè)務(wù)的回傳（組網(wǎng)、技術(shù)）、構(gòu)建業(yè)務(wù)分類管理和QoS質(zhì)量保障策略和支撐手段（管理、手段）提出了更新、更高的要求。PTN是基于全IP化分組內(nèi)核的新一代傳送網(wǎng)技術(shù)，繼承了SDH端到端連接、高性能、高可靠、易部署、好維護的傳送特性，具有良好的網(wǎng)絡(luò)管理能力；多業(yè)務(wù)承載平臺和強大的QoS管理機制為全業(yè)務(wù)發(fā)展提供了高效可靠的保證；高精度時間同步技術(shù)提供地面?zhèn)魉湍芰?，擺脫了對GPS的依賴，提高網(wǎng)絡(luò)安全性；PTN分層的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，能夠很好地契合中國移動網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。

一、LTE及PTN基本原理

LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由無線側(cè)和核心網(wǎng)側(cè)兩部分構(gòu)成：（1）無線側(cè)eNodeB除具有原NodeB功能外，還承擔(dān)了RNC的大部分功能；（2）核心網(wǎng)側(cè)主要包括4種功能實體：MME（Mobility Management Entity，移動管理實體）、S-GW（Serving Gateway，服務(wù)網(wǎng)關(guān)）、P-GW（PDN Gateway，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）和HSS（Home Subscriber Server 歸屬簽約用戶服務(wù)器）。

LTE RAN的主要連接接口包括：（1）相鄰eNodeB之間的接口-X2接口；（2）每個eNodeB與核心網(wǎng)元之間接口-S1接口，引入S1-Flex功能與多個MME/SGW相連。

TD-LTE的無線回傳網(wǎng)（RAN）需要解決LTE基站與多個核心網(wǎng)元（SGW/MME）S1接口業(yè)務(wù)和信令互聯(lián)，同時疏導(dǎo)LTE基站間的X2接口流量。為滿足LTE建設(shè)所帶來的流量需求，基于現(xiàn)網(wǎng)狀況采用PTN網(wǎng)絡(luò)進行組網(wǎng)。

PTN網(wǎng)絡(luò)是IP/MPLS、以太網(wǎng)和傳送網(wǎng)三種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有以下技術(shù)特點： （1）基于全IP分組內(nèi)核； （2）采用優(yōu)化的面向連接的增強以太網(wǎng)、IP/MPLS傳送技術(shù)，通過PWE3仿真適配多業(yè)務(wù)承載，包括以太網(wǎng)幀、MPLS（IP）、ATM、PDH、FR（Frame Relay）等； （3）為L3（Layer3）/L2（Layer2）乃至L1（Layer1）用戶提供符合IP流量特征而優(yōu)化的傳送層服務(wù)，可以構(gòu)建在各種光網(wǎng)絡(luò)/L1/以太網(wǎng)物理層之上； （4）具有電信級的OAM能力和完善的QoS保障能力。

PTN解決LTE的相關(guān)需求：

S1接口承載需求：S1-flex實現(xiàn)eNB和pool中的多個MMEs and SGWs連接；引入IP路由轉(zhuǎn)發(fā)功能方便完成不同基站到不同SGW的靈活轉(zhuǎn)發(fā)。

X2接口承載需求：eNB通過X2接口和相臨的eNBs的信令轉(zhuǎn)發(fā)，需引入L3靈活轉(zhuǎn)發(fā)功能，以避免相鄰基站之間因X2連接而產(chǎn)生的N平方連接問題。

靈活調(diào)度運維需求：引入L3功能方便基站歸屬調(diào)整、減少開通工作量、降低基站維護工作量等。如果在核心、匯聚、接入層都引入L3功能，一方面網(wǎng)絡(luò)改造量大、投資成本高，另一方面還會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，無法發(fā)揮MPLS-TP的管理維護優(yōu)勢。僅在核心層引入L3功能，匯聚接入層仍保持L2 VPN，既發(fā)揮MPLS-TP的優(yōu)勢又有L3靈活轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)點。

在核心層引入L3 PTN方案：PTN的匯聚層和接入層設(shè)備不變，在核心層PTN設(shè)備引入L3功能，由PTN設(shè)備完成S1和X2橫向流量轉(zhuǎn)發(fā)。

L3 PTN的技術(shù)特征如表1所示。

表1 L3 PTN技術(shù)特征

二、LTE傳輸網(wǎng)組網(wǎng)原則

相較于GSM或者TD-SCDMA，LTE的站點密度和單個基站的帶寬需求均成倍增加，如何“充分利用傳輸現(xiàn)網(wǎng)資源，合理補網(wǎng)、擴容建設(shè)”滿足LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求，是傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)面臨的重大挑戰(zhàn)。

如何從“傳輸技術(shù)上和組網(wǎng)上”解決“點到多點”的LTE基站業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)和長距離、大容量跨城域基站業(yè)務(wù)回傳是傳輸組網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn)。 如何從“傳輸技術(shù)上、業(yè)務(wù)管理策略上和網(wǎng)管支撐手段上”解決LTE對業(yè)務(wù)的分類管理和質(zhì)量保障，是傳輸網(wǎng)絡(luò)高效支撐LTE業(yè)務(wù)運營面臨的重大挑戰(zhàn)。

2.1接入環(huán)建設(shè)原則

1）接入環(huán)按照80%利用率計算，統(tǒng)計環(huán)上LTE、TD、2G、專線各類業(yè)務(wù)帶寬需求 ；2）LTE站點絕大多數(shù)可共址站點，新增接入設(shè)備和光纜較少；主要以擴容為主；3）需求為2*GE的，通過拆環(huán)方式實現(xiàn)LTE基站接入；4）需求為3*GE及以上的，通過環(huán)升級到10GE方式解決LTE基站接入 ；5）在城區(qū)，PTN接入環(huán)應(yīng)以單層環(huán)或環(huán)帶鏈結(jié)構(gòu)為主，單個GE接入環(huán)接入的基站站址數(shù)建議為6-8個。

TD-LTE基站接入環(huán)擴容調(diào)整可采用兩種方案：

1）跳點組環(huán)：保持原有結(jié)構(gòu)不變，通過多用一對纖芯，跳點組環(huán)。主要用于有剩余纖芯的場景； 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)點連通組環(huán)。主要用于無剩余纖芯的場景。

2.2匯聚環(huán)建設(shè)原則

1）匯聚層按照80%利用率，統(tǒng)計2G/TD/LTE/專線帶寬需求，全部業(yè)務(wù)按照75%收斂估算； 2）匯聚環(huán)節(jié)點數(shù)為3-5個的環(huán)，需要2-3個10GE通道，通過現(xiàn)有匯聚環(huán)擴容1個10GE通道； 3）匯聚環(huán)節(jié)點數(shù)為6-8個的環(huán)，需要4個10GE通道，通過部署匯聚層OTN實現(xiàn)承載；4）LTE基站業(yè)務(wù)回傳傳輸網(wǎng)應(yīng)首選利用已建PTN網(wǎng)絡(luò)接入，容量不足升級改造；不具備PTN接入網(wǎng)的LTE基站，應(yīng)新建PTN網(wǎng)絡(luò)；5）現(xiàn)階段，PTN系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)以GE 接入環(huán)為主，不建議規(guī)模引入10GE接入環(huán)；面向TD-LTE、重點集團客戶等需求，應(yīng)優(yōu)先通過調(diào)整接入環(huán)節(jié)點數(shù)量滿足帶寬需求； 6）匯聚環(huán)的節(jié)點數(shù)量（不包括核心節(jié)點）建議控制在4-6個。

2.3網(wǎng)絡(luò)保護

1）PTN匯聚環(huán)、接入環(huán)應(yīng)采用雙掛結(jié)構(gòu)，并對所有電路配置1：1或1+1保護； 2）對于PTN與業(yè)務(wù)節(jié)點之間的保護： 3）核心層基站業(yè)務(wù)落地節(jié)點應(yīng)采用基于手工捆綁或靜態(tài)捆綁方式的LAG保護； 4）在單廠家組網(wǎng)情況下可按需引入雙歸保護機制實現(xiàn)對核心節(jié)點保護； 5）為提升網(wǎng)絡(luò)抗多點失效能力，在單廠家組網(wǎng)情況下可逐步引入環(huán)網(wǎng)保護。

三、總結(jié)

PTN是基于全IP化分組內(nèi)核的新一代傳送網(wǎng)技術(shù)，繼承了SDH端到端連接、高性能、高可靠、易部署、好維護的傳送特性，具有良好的網(wǎng)絡(luò)管理能力，PTN分層的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，能夠很好地契合中國移動網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。利用PTN組網(wǎng)從而更好的支持LTE的組網(wǎng)建設(shè)，促進LTE的加快推廣應(yīng)用。

參 考 文 獻

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