淺析4G載波聚合技術(shù)引入對(duì)分組傳輸網(wǎng)絡(luò)的容量及結(jié)構(gòu)改造分析

吳林彬

【摘要】 隨著科技的不斷深化和其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，寬帶需求程度和業(yè)務(wù)承載模式等方面都發(fā)生了巨大的變化，在此背景下，本地傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用和整體的信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)都需要得到較大發(fā)展和提升.近年隨著4G技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，載波聚合技術(shù)受到廣泛關(guān)注，分組傳送網(wǎng)的特征發(fā)生顯著變化，分組傳輸網(wǎng)絡(luò)寬帶容量和結(jié)構(gòu)改造成為必然的趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)4G業(yè)務(wù)的基本需求、4G業(yè)務(wù)承載網(wǎng)技術(shù)的分析，對(duì)分組傳輸網(wǎng)改造提出建議，為推動(dòng)我國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展作出努力。

【關(guān)鍵詞】 4G載波聚合技術(shù) 分組傳輸網(wǎng)絡(luò) 容量及結(jié)構(gòu)改造

一、前言

載波聚合技術(shù)作為4G演進(jìn)技術(shù)LTE-A的重要構(gòu)成，將4G網(wǎng)絡(luò)和諸多載波捆綁，使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男蚀蠓嵘?G載波聚合技術(shù)的應(yīng)用可以使網(wǎng)絡(luò)上行和下行速率大幅提升，而為保證4G載波聚合技術(shù)功能的充分發(fā)揮，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商需要對(duì)分組傳輸網(wǎng)絡(luò)的容量及結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性的改造。

二、4G業(yè)務(wù)的基本需求分析

在4G業(yè)務(wù)的LTE網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中，存在相鄰基站之間的X2接口和基站與aGW之間的S1接口兩種主要連接接口，隨著近年來(lái)傳輸寬帶需求規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要實(shí)現(xiàn)短期需求每秒鐘達(dá)到200Mb，均值寬帶要實(shí)現(xiàn)每秒鐘100Mb，在運(yùn)營(yíng)商將4G載波聚合技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中后，用戶最大接入寬帶需要提升至每秒鐘220Mb，大部分運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有分組傳輸層接入層將難以滿足實(shí)際需要，所以需要對(duì)分組傳輸網(wǎng)的容量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造[1]。載波聚合，如圖1所示，是單用戶對(duì)峰值速率和系統(tǒng)容量的不斷提出新的要求的刺激下，通過(guò)增加系統(tǒng)傳輸帶寬的形式男足實(shí)際需要的現(xiàn)代技術(shù)，將其與4G業(yè)務(wù)相結(jié)合，使傳輸?shù)男矢觾?yōu)越，但對(duì)現(xiàn)有分層傳輸設(shè)備也提出了新的要求。

三、4G業(yè)務(wù)承載網(wǎng)技術(shù)分析

3.1 IPRAN

IPRAN即無(wú)線接入網(wǎng)的承載功能由路由器方案實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，其以IP/MPLS協(xié)議族為主要的工具，其中MPLS以標(biāo)記的IP路由選擇為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展操作維護(hù)管理、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與管理等方面的功能，現(xiàn)階段互通性。標(biāo)記成熟度等方面均達(dá)到較高的水平，將此技術(shù)應(yīng)用于4G業(yè)務(wù)承載網(wǎng)中，對(duì)實(shí)現(xiàn)寬帶接入、組播、電路仿真等業(yè)務(wù)綜合載入、承載等方面具有積極的作用，可見要實(shí)現(xiàn)針對(duì)4G載波聚合技術(shù)的改造，需要針對(duì)性的合理應(yīng)用此技術(shù)。

3.2 PTN

PTN技術(shù)直接以MPLS轉(zhuǎn)發(fā)平面作為功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)分組傳送不同端點(diǎn)之間的操作維護(hù)管理、服務(wù)質(zhì)量管理、保護(hù)、類同步數(shù)字體系管理等功能，現(xiàn)階段通常將此技術(shù)視為其基礎(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)平面的升級(jí)[2]。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，4G業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的兩種主要技術(shù)既有共性又有個(gè)性，其雖然在業(yè)務(wù)功能和體系構(gòu)架方面具有相似處，但后者的業(yè)務(wù)層次明顯更多，而且以路由器為基礎(chǔ)，功能相對(duì)更穩(wěn)定，前者在造價(jià)方面占有一定的優(yōu)勢(shì)，要實(shí)現(xiàn)4G載波聚合技術(shù)的要求，兩者的容量都需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上升級(jí)，達(dá)到40/100GE的要求[3]。

四、分組傳輸網(wǎng)改造建議

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代進(jìn)行分組傳輸網(wǎng)的改造是滿足4G業(yè)務(wù)需要的必然選擇，而且現(xiàn)代已經(jīng)具備改造分組傳輸網(wǎng)的技術(shù)能力，在實(shí)際改造的過(guò)程中要充分尊重城域網(wǎng)和農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀，融合SDN技術(shù)結(jié)合改造的能力合理選擇改造方式。

4.1積極升級(jí)城域網(wǎng)核心層分組傳輸設(shè)備

要滿足4G載波聚合技術(shù)的實(shí)際需要，需要對(duì)城域網(wǎng)核心層分組傳輸設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)完善，使其達(dá)到40/100GE的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有10GE匯聚層系統(tǒng)的基礎(chǔ)上要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，結(jié)合具體的分組傳輸設(shè)備設(shè)置情況，進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)改造，具體的升級(jí)方式要結(jié)合實(shí)際情況，例如實(shí)際情況決定可以實(shí)現(xiàn)平滑40GE升級(jí)，需要在城域網(wǎng)內(nèi)建設(shè)40GPTN系統(tǒng)；當(dāng)實(shí)際情況決定其不能直接實(shí)現(xiàn)40GE升級(jí)，需要在原網(wǎng)絡(luò)界谷中進(jìn)行N×10GE系統(tǒng)的疊加建設(shè)[4]。與此同時(shí)城域網(wǎng)骨干層分組傳射設(shè)備的容量、轉(zhuǎn)換功能等也需要結(jié)合4G載波聚合技術(shù)進(jìn)行改造，以下掛基站的數(shù)量為基礎(chǔ)對(duì)L2/L3分組傳輸設(shè)備進(jìn)行改造，并將允許L3功能的大容量分組傳輸設(shè)備以組的形式在改造的核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安裝，以此滿足交叉容量和大城市分組傳輸網(wǎng)容量分別在640G和1T以上，在此基礎(chǔ)上，城域核心層L3分組傳輸系統(tǒng)需要引起足夠的重視，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其加大建設(shè)力度，通過(guò)對(duì)接入環(huán)和站址IP覆蓋率的優(yōu)化升級(jí)，可以使LTE基站的接入速度得以提升，可見城域網(wǎng)核心層分組傳輸設(shè)備的升級(jí)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，其以區(qū)域?qū)嶋H情況為基礎(chǔ)，分層次進(jìn)行。

4.2分組傳輸網(wǎng)新建接入環(huán)容量

4G載波聚合技術(shù)要求環(huán)容量可平滑升級(jí)到10GE，所以分組傳輸網(wǎng)中的重點(diǎn)區(qū)域在目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備允許10GE接入環(huán)建設(shè)的情況下應(yīng)積極建設(shè)此類型的接入環(huán)，例如4G基站聚集地區(qū)、集團(tuán)客戶專線密集區(qū)域等，現(xiàn)階段實(shí)際情況決定并不是所有的分組傳輸網(wǎng)重點(diǎn)區(qū)域都滿足10GE接入環(huán)建設(shè)的需要，此時(shí)需要實(shí)現(xiàn)插板容量擴(kuò)大或以跳點(diǎn)的形式進(jìn)行雙GE接入環(huán)的建設(shè)，以此滿足4G載波聚合技術(shù)的實(shí)際需要，通過(guò)大量實(shí)踐證明，接入環(huán)的形式不宜過(guò)多，單層環(huán)、環(huán)帶短支鏈結(jié)構(gòu)是較理想的接入環(huán)形式，另外，接入接入環(huán)的基站站址數(shù)量也不應(yīng)盲目求多常規(guī)在6至8個(gè)為宜，最多也要在10個(gè)以內(nèi)，現(xiàn)階段部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村受基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平的限制，接入基站的數(shù)量相對(duì)更多，但也要嚴(yán)格的限制在15個(gè)以內(nèi)，超過(guò)此數(shù)量，正常運(yùn)行將受到嚴(yán)重影響。

4.3分組傳輸網(wǎng)積極啟用流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能

分組傳輸網(wǎng)保證寬帶收斂作用的發(fā)揮，需要以業(yè)務(wù)Qos為基礎(chǔ)，積極開展差異化、個(gè)性化的服務(wù)，例如針對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)業(yè)務(wù)電路中保證寬帶和峰值寬帶的實(shí)際組合，在網(wǎng)絡(luò)阻塞的情況下有意識(shí)的對(duì)處于兩者之間的流量轉(zhuǎn)發(fā)操作進(jìn)行限制，以此提升分組傳輸?shù)膶?shí)際效率。

4.4及時(shí)清理SDH傳輸系統(tǒng)離散電路

對(duì)傳輸系統(tǒng)利用效率的提升是保證4G載波聚合技術(shù)功能發(fā)揮的有效途徑，其需要對(duì)各分組傳輸網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同規(guī)劃，對(duì)電路資源進(jìn)行有效的整合配置，同時(shí)需要對(duì)分組傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所涉及的機(jī)房、業(yè)務(wù)、節(jié)點(diǎn)設(shè)備、管道、光纜、送網(wǎng)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，對(duì)離散電路進(jìn)行有效的清理，以此保證承載效率和網(wǎng)絡(luò)整體的安全性能得到提升。

五、結(jié)論

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度等方面的性能要求不斷提升，引入4G載波聚合技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商滿足人們實(shí)際需要的具體體現(xiàn)，但要充分發(fā)揮其功能，需要對(duì)分組傳輸網(wǎng)絡(luò)的容量及結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，這是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展的必然要求。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]葉亞偉.4G載波聚合技術(shù)引入對(duì)分組傳輸網(wǎng)絡(luò)的容量及結(jié)構(gòu)改造分析.通訊世界，2015

[2]張麗娟.LTE-Advanced中機(jī)會(huì)載波聚合技術(shù)的研究.南京：南京郵電大學(xué)，2013

[3]劉朝生.OFDM系統(tǒng)中的載波聚合技術(shù)研究.電子科技大學(xué)，2010

[4]伉沛川.LTE-A載波聚合關(guān)鍵技術(shù)研究.北京郵電大學(xué)，2013