試論lte承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、<p>　　試論LTE承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)</p><p>　　摘要：本文介紹了LTE的承載需求，提出兩種PTN+CE及PTN 端到端的解決方案。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：LTE技術(shù)；承載網(wǎng)絡(luò)；解決方法 </p><p>　　中圖分類號：G250.72 文獻標識碼：A </p><p>　　LTE技術(shù)使用關(guān)鍵的正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFD

2、M）、“多進多出（MIMO）”技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)扁平化的方法使得在20MHz的頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，與3G技術(shù)相比，LTE具有高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、降低時延、廣域覆蓋和向下兼容等優(yōu)勢。在這些技術(shù)優(yōu)勢和3GPP的大力推動下，截止2012年2月就已經(jīng)在81個國家的242個通信運營商處于LTE商用、試商用、測試或部署階段。我國也早在2010年12月28日，工信部對電信研究院上報的《關(guān)于開展TD—L

3、TE規(guī)模技術(shù)試驗的請示》進行了批復(fù)（工信部科函【2010】612號），在上海，杭州，南京，廣州，深圳，廈門六城市TD- LTE規(guī)模技術(shù)試驗，測試需要按照當前區(qū)域進行測試分為北部和南部地區(qū)，城市已增加至13座，TD—LTE的測試工作正在順利進行。 </p><p>　　LTE承載需求特點1.1網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大 </p><p>　　LTE實現(xiàn)廣域深度覆蓋，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目將是現(xiàn)有覆蓋區(qū)域基站數(shù)量的3倍

4、左右。1.2 L3需求 </p><p>　　由于LTE網(wǎng)絡(luò)引入了相鄰eNodeB之間的分布式X2接口和eNodeB與SGW/MME間的動態(tài)S1接口，承載網(wǎng)絡(luò)需要支持L3功能才能疏導(dǎo)LTE流量。1.3高帶寬 </p><p>　　由于LTE需要為用戶提供高帶寬業(yè)務(wù)服務(wù)，因此對承載網(wǎng)的帶寬有更高的要求。LTE接入帶寬最高可以達到200Mb/s。1.4高可靠性 </p><

5、p>　　實現(xiàn)承載網(wǎng)全IP化需要保證網(wǎng)絡(luò)高可靠性，故障切換小于50ms。1.5統(tǒng)一承載要求 </p><p>　　由于考慮承載網(wǎng)多場景（2G/3G/LTE）統(tǒng)一接入，現(xiàn)有承載網(wǎng)應(yīng)該向分組網(wǎng)絡(luò)平滑演進。1.6網(wǎng)絡(luò)QoS。時延要求小于20ms。 </p><p>　　2、LTE對承載網(wǎng)的需求 </p><p>　　LTE網(wǎng)絡(luò)引進了S1與X2接口，取消了原來的2G/3

6、G網(wǎng)絡(luò)中的RNC。 </p><p>　　在核心網(wǎng)引進了SGW pool與MME pool，一個eNB同一時間歸屬于多個SGW、MME，用來實現(xiàn)負載均衡、負載重分配、過載控制等。 </p><p>　　LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的扁平化、IP化,需要承載網(wǎng)提供三層路由功能實現(xiàn)X2的橫向轉(zhuǎn)發(fā)；提升端到端網(wǎng)絡(luò)容量滿足大帶寬及大規(guī)模組網(wǎng)需求；50ms以內(nèi)的保護倒換時間。如圖1所示 </p>&

7、lt;p>　　圖1 LTE 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型圖 </p><p>　　3、LTE 承載方式 </p><p>　　LTE承載網(wǎng)的需求特點是：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，支持L3功能，高帶寬，高可靠性，統(tǒng)一承載請求（2G/3G/LTE）、低延時。因此，基于SDH/ MSTP技術(shù)的城域傳送網(wǎng)已不能滿足LTE承載的需求。技術(shù)選項包括四種解決方案： </p><p>　　Native

8、IP、Native ETH、L2-VPN、L3-VPN。 </p><p>　　Native Eth和Native IP的方式，在LTE網(wǎng)絡(luò)安全性與可維護性方面難以滿足要求；L 3 - V P N 不適合大規(guī)模部署，因為它到eNodeB的建設(shè)和維護成本比較高。L2-VPN僅適合小規(guī)模的LTE網(wǎng)絡(luò)，因為它到eNodeB缺乏業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性。所以LTE承載的主流技術(shù)方案是在接入層和匯聚層采用L2-VPN，在核心層采用

9、L3-VPN的方式，滿足業(yè)務(wù)靈活調(diào)度,同時也保證業(yè)務(wù)的安全性以及網(wǎng)絡(luò)的可維護性，這也是當前LTE承載的主流技術(shù)方案。根據(jù)核心層支持L3功能的方式不同，LTE承載的解決方案又可以分為兩種：PTN+CE(客戶邊緣路由器)解決方案；PTN端到端解決方案。 </p><p>　　3.1 PTN+CE 解決方法 </p><p>　　解決方案在核心層使用路由器組成的IP專網(wǎng)來進行L3-VPN的轉(zhuǎn)發(fā)，

10、接入?yún)R聚層E-line在核心節(jié)點終結(jié)，以L2方式與核心節(jié)點路由器接起來，路由器啟用L3-VPN，實現(xiàn)S1/X2基于目的地址的路由轉(zhuǎn)發(fā)，如圖2所示。 </p><p>　　圖2 PTN+CE 解決方法 </p><p>　　路由器在引入PTN 網(wǎng)絡(luò)核心層后，由于它具備很強的L3 -VPN 能力，S1和X2接口在承載網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的可以實現(xiàn)靈活調(diào)度。不過PTN比起路由器在OAM（操作、管理、維護）、保

11、護能力、時間同步等方面還是要強許多。PTN和路由器混合組網(wǎng)，由于缺乏端到端特性，統(tǒng)一管理較難實現(xiàn)，業(yè)務(wù)的開放和網(wǎng)絡(luò)的維護需傳輸、數(shù)據(jù)專業(yè)配合完成，定位故障難度較大，也限制了端到端保護能力。 </p><p>　　3.2 PTN 端到端解決方法 </p><p>　　PTN支持L3-VPN解決方案主要有：接入、匯聚層L2-VPN，使用L3-VPN的核心調(diào)度。接入、匯聚層和核心層均采用PTN調(diào)

12、度，PTN調(diào)度層核心節(jié)點采用L3-VPN的配置,實現(xiàn)靈活性配置需求,支持動態(tài)路由與靜態(tài)路由。PTN相對于路由器,對L3功能進行了簡化,即把IP作為一種業(yè)務(wù),承載于靜態(tài)隧道之上,IP業(yè)務(wù)和L2的業(yè)務(wù)基本上是一樣的。 </p><p>　　PTN核心層支持L3-VPN方案采用PTN端到端組網(wǎng)，核心層中的PTN設(shè)備支持L3-VPN功能，滿足對X2接口的IP轉(zhuǎn)發(fā)需求以及對S1的靈活調(diào)度。S1流量由核心層PTN根據(jù)目的IP

13、地址（S-GW/MME）查找L3-VPN的路由表，封裝LSP和L3-VPN的標簽，經(jīng)由核心層設(shè)備間的轉(zhuǎn)發(fā)到達歸屬的S-GW/MME；X2流量由核心層PTN根據(jù)目的IP地址（相鄰的基站）查找L3-VPN的路由表，以決定流量是經(jīng)由核心層送往非本地歸屬的基站還是向下轉(zhuǎn)發(fā)經(jīng)由本地L2-VPN封裝送往相鄰基站。如圖2所示 </p><p>　　圖3 PTN 核心層支持L3-VPN 方法 </p><p&

14、gt;　　4、LTE承載需求的應(yīng)對方式4.1大帶寬，低時延，多服務(wù)：提高100G的平滑演進，使用大緩存路由型設(shè)備，進行環(huán)網(wǎng)樹形改造，執(zhí)行路由型方案。4.2點到多靈活組網(wǎng)：實現(xiàn)IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，建成L3和L3的為S1接口邊緣X2接口的核心。 </p><p>　　4.3維護超大規(guī)?；荆涸O(shè)計L3自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)可視化基站接入設(shè)備運維。4.4相位同步的新要求：實現(xiàn)頻率同步，相位同步以及環(huán)自動補償。 <

15、;/p><p><b>　　5、結(jié)語 </b></p><p>　　隨著全球移動通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，運營商，設(shè)備制造商用戶增加財政實力，深化國際交流與合作，將不斷促進LTE承載網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)、應(yīng)用及推廣，滿足LTE承載網(wǎng)絡(luò)需求的技術(shù)將會大大加快下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。但同時，LTE承載網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備平滑演進、相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新革命以及實現(xiàn)很大的提升空間。 </p>&