PON承載LTE室分回傳技術(shù)探討

肖文鵬

（中國鐵塔股份有限公司漢中市分公司 陜西 漢中 723000）

1 引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)總量急劇增長，如何提高數(shù)據(jù)的傳播效率成為熱門課題，同時(shí)人們對(duì)數(shù)據(jù)無線通信的要求也越來越高，PON技術(shù)和LTE技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展則很好地滿足了時(shí)代的發(fā)展要求。

經(jīng)過多年互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE技術(shù)的積累，LTE技術(shù)在國際上得到了成熟的應(yīng)用。目前中國移動(dòng)、移動(dòng)聯(lián)通以及中國電信已相繼獲得5G牌照，通信技術(shù)的快速革新在一定程度上也是大規(guī)模的LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的結(jié)果。作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成之一，基站回傳網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平、網(wǎng)絡(luò)模式以及日常運(yùn)行維護(hù)水平對(duì)整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的管理成本、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和運(yùn)行效率有著直接的影響。早期3G網(wǎng)絡(luò)與LTE網(wǎng)絡(luò)使用的IP RAN技術(shù)、PTN技術(shù)等可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大帶寬，強(qiáng)化OMA功能，還能保證較高的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，極大地促進(jìn)了3G技術(shù)與LTE技術(shù)的發(fā)展。由于各種因素的影響，無線基站的建設(shè)存在客觀上的困難，通過室分系統(tǒng)的建設(shè)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量成為一個(gè)具有可行性的方案。PON作為一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠在低成本的前提下保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，并且其網(wǎng)絡(luò)搭建周期短，PON技術(shù)與LTE技術(shù)的融合，對(duì)于室分回傳技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的價(jià)值。

2 PON技術(shù)與LTE技術(shù)概述

2.1 PON技術(shù)

PON作為一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其主要技術(shù)基礎(chǔ)是一點(diǎn)指向多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，主要包括OLT、ODN以及ONU等。由于該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中采用的均為光分路器等無源電子器件，因此PON也是一種具有代表性的無源光纖網(wǎng)絡(luò)。

與傳統(tǒng)的有源網(wǎng)絡(luò)相比，PON憑借其組成中的無源器件能夠隔離外部環(huán)境中的電磁干擾，降低雷電的影響，因此可保證較好的可靠性，還可以減少日常運(yùn)行管理中的資金投入。與有源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比，PON在光纜資源利用、帶寬資源共享以及設(shè)備安全性方面體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）建設(shè)與維護(hù)成本低，具有良好的擴(kuò)展性。PON傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不需要電子部件和電源，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)容易，長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益較好。

（2）PON因其純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，受強(qiáng)電磁干擾與雷電影響很小，可以建設(shè)在惡劣的外部環(huán)境中。

（3）EPON在上行和下載方面都能夠?qū)崿F(xiàn)1.25 Gb/s的帶寬，最高可支持10 gGb/s的帶寬，GPON可以提供2.5 Gb/s的帶寬。

（4）PON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠在有限的CO資源條件下通過扇形結(jié)構(gòu)為更多的用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

（5）能夠靈活地分配帶寬，可以有效地提高服務(wù)質(zhì)量。

2.2 LTE技術(shù)

LTE技術(shù)是由3G技術(shù)發(fā)展而來的，是當(dāng)前無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)的應(yīng)用主要包括TDD模式和FDD模式，F(xiàn)DD-LTE模式在國際上較為通用，TD-LTE模式在我國的應(yīng)用相對(duì)較多。經(jīng)過不斷創(chuàng)新和實(shí)踐積累，LTE通過技術(shù)和調(diào)制方法的優(yōu)化顯著地提高了無線數(shù)據(jù)通信的傳輸質(zhì)量和傳輸效率，還通過簡化和升級(jí)網(wǎng)絡(luò)體系的架構(gòu)，為IP化網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了極大的便利[1]。在早先的3G時(shí)代，LTE技術(shù)的發(fā)展極大地優(yōu)化了3G的空中接入性能，該技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)是OFDM與MIMO。LTE技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)峰值速率，能夠在20 MHz頻譜帶寬條件下實(shí)現(xiàn)100 Mbit/s的下載速率和50 Mbit/s的上傳速率，還可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)延遲，提升網(wǎng)絡(luò)容量。

3 PON承載2G、3G以及LTE室分業(yè)務(wù)

從網(wǎng)絡(luò)安全角度來說，PTN網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)能力要優(yōu)于PON網(wǎng)絡(luò)，中國移動(dòng)、中國電信以及中國聯(lián)通等電信運(yùn)營商一般是通過建設(shè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)宏站的網(wǎng)絡(luò)回傳。與宏站相比，無線室分業(yè)務(wù)在安全性方面的要求彈性更好，因此PON網(wǎng)絡(luò)承載室分業(yè)務(wù)能夠較好地滿足當(dāng)前無線通信業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)需求和安全性要求。

就室分站點(diǎn)回傳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，2G網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)流向和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面相似度較高，都屬于從基站流向交換側(cè)的集聚型業(yè)務(wù)，兩者主要的差別在于：（1）2G基站一般情況下使用的為E1接口，而3G基站使用FE接口更多；（2）2G基站一般與BSC設(shè)備相連，而3G基站一般與RNC設(shè)備相連。

LTE網(wǎng)絡(luò)扁平化的結(jié)構(gòu)不需要BSC設(shè)備和RNC設(shè)備，S1接口能夠?qū)崿F(xiàn)基站向核心網(wǎng)的匯聚業(yè)務(wù)，X2接口能夠與附近基站建立連接。OLT兼容三層路由功能，同時(shí)一個(gè)OLT下的室分站點(diǎn)可以不經(jīng)過城域網(wǎng)直接通過OLT完成互通。PON網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)LTE室分站點(diǎn)的回傳，還能實(shí)現(xiàn)同一站點(diǎn)內(nèi)2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)以及LTE網(wǎng)絡(luò)室分站點(diǎn)的回傳，PON連接結(jié)構(gòu)圖見圖1所示。

圖1 室分站點(diǎn) PON 連接結(jié)構(gòu)圖

4 PON和PTN承載室分業(yè)務(wù)的比較

PON承載室分業(yè)務(wù)與PTN承載室分業(yè)務(wù)相比，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）光分配網(wǎng)基礎(chǔ)性設(shè)施覆蓋面較廣，現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)資源與室分站點(diǎn)的分布匹配性較好。

（2）PTN技術(shù)采用的是點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，PON技術(shù)點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在分布零散、位置未知的室內(nèi)站點(diǎn)的回傳應(yīng)用效果更好。

（3）在光網(wǎng)絡(luò)單元的成本方面，PON設(shè)備比PTN設(shè)備要低，還能減少光纖接入距離。同時(shí)，PON設(shè)備功耗更低，對(duì)外部環(huán)境要求更低，便于維護(hù)管理工作的開展，因此PON承載LTE小基站回傳網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本較低。此外，PTN承載室分業(yè)務(wù)站點(diǎn)較多，會(huì)增加接入層光纖網(wǎng)絡(luò)冗余度，還會(huì)占用更多的系統(tǒng)資源[2-3]。

5 結(jié)語

與傳統(tǒng)的宏基站相比，LTE室分站點(diǎn)具有明顯的離散性和不確定性，因而LTE室分站點(diǎn)對(duì)回傳技術(shù)與回傳網(wǎng)絡(luò)的要求具有一定的特殊性。得益于點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，PON承載室分站點(diǎn)回傳業(yè)務(wù)在成本、施工難度、工程建設(shè)周期方面均具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有較好的可行性和廣闊的應(yīng)用前景。