面向LTE的传送网发展策略

黄宇　郭栋　劳松均

1 概述

LTE是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议，这种以OFDM和MIMO为核心的技术可以被看作“准4G”技术。国内运营商对LTE的关注度持续上升，采取课题研究、测试等方式推进LTE发展。与此同时，运营商越来越重视传送网的建设，传送网作为电信网络的基础，其规划和建设对网络的发展有着重要的影响。因此，在LTE商用之前，面向LTE的传送网络的演进就显得重要而紧迫。

本文通过LTE对传送网的需求以及承载方案进行分析，提出了面向LTE技术的传送网发展策略。

2 LTE对传送网的需求

（1）调度能力需求

传统的3GPP接入网由Node B和RNC两层节点构成，而LTE中省去了RNC这一层，eNB（演进型Node B）直接接入EPC设备；因此E-UTRAN主要由eNB构成，eNB除了具有原来Node B的功能外，还承担了原来RNC的大部分功能。采用这种扁平化结构的目的，在于简化网络结构、减小网络延迟。而网络结构的改变要求传送网有更加灵活的调度能力。

（2）高带宽需求

LTE基站的接入带宽相对3G网络有了非常显著的提高。根据经验估算，以TD-LTE S111站型为例，eNB的传输带宽为440～590M。如果采用S222站型，传输带宽将加倍，即880～1180M，这几乎是3G基站带宽的10～20倍。

（3）L3需求

由于LTE网络引入了S1-flex概念和X2接口，eNB需要建立与不同的SGW/MME之间的接口，以及相邻eNB之间的X2接口，传送网络需要支持L3功能才能对LTE的流量进行疏导。

（4）统一承载需求

LTE和2G、3G网络共存，传送网需要考虑多场景统一接入，现有承载网需要向分组网络平滑演进。

3 LTE传送网承载方案

基于当前各种技术现状，LTE RAN承载技术有以下几种解决方案：

3.1PTN＋CE方案

本方案以PTN为主，PTN采用两层或三层网络结构，仍采用端到端的L2功能，L3 VPN功能由新引入的1对CE（客户边缘路由器）负责。CE路由器负责将X2接口信息按照IP地址转发相邻基站，将S1接口信息按照IP地址转发给SGW/MME或SGW/MME pool中相应的SGW、MME，以实现多归属需求。

考虑到管理维护的方便、网络安全性和流量控制等因素，建议CE设备单独配置。

本方案的网络结构如图1所示：

对于核心网多机房组网应用，还需考虑机房、局站间的通信实现，具体解决方案和网络中各个连接关系详见图2。

3.2PTN支持L3 VPN方案

以PTN设备建设端到端的LTE RAN承载网，PTN核心层设备具备L3 VPN功能，实现基于IP地址的电路调度，汇聚层/接入层仍采用L2功能。PTN核心层设备负责将X2接口信息按照IP地址转发给相邻基站，将S1接口信息按照IP地址转发给SGW/MME或SGW/MME pool中相应的SGW、MME，以实现多归属需求。

本方案的网络结构如图3所示。

对于多局站组网应用，还需考虑局站间的通信实现，具体解决方案和网络中各个接口详见图4。

3.3全路由器方案

如图5所示，从核心层到接入层，全网采用动态路由协议承载IP类业务，采用PWE3管道方式承载TDM/ATM等传统业务。显然此方案处理LTE的动态业务具有天然的优势，具有端到端灵活业务调度能力，无需像L2那样需要预先建立很多的通道。但全路由器方案存在的最大问题是建网成本较高、设备功耗较大，另外在组网规模上也受限。

3.4方案比较

PTN+CE方案利用路由器实现三层功能，增加了系统的处理环节，传输、数据分专业维护，对各自专业维护人员要求低，网络规模适用性强；但是PTN与CE之间的保护机制尚不完善，投资成本较高。

PTN支持L3 VPN方案要求核心PTN设备具备三层VPN功能，组网简单，网络规模适用性强，故障维护容易，时延很小，PTN端到端保护性强，设备成本投资小，只需要对现有的核心层PTN设备进行软件升级。

全路由器方案规模适用性弱，不适合大规模建网，设备功耗大，维护要求最高，网络保护、OAM能力比PTN设备弱，投资成本高，国内的运营商不适合这种组网模式。

4 传送网发展策略

通过以上分析，面对LTE技术的发展，针对传送网的发展，笔者提出以下几点策略：

（1）采用PTN设备承载。PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务的端到端的组网能力，以及丰富的保护方式，遇到网络故障能实现基于50ms的电信级业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复；具有完善的OAM体系，保证网络设备保护切换、错误检测和通道监控能力；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证等。面对LTE带来的高带宽、扁平化、低时延、严格QoS等承载需求，PTN仍然是目前最佳的承载解决方案。

（2）升级现网PTN传输系统。根据经验估算，如果采用S222型站型，传输宽带将达到3G基站的10～20倍，这将给现网PTN传输系统造成巨大压力——不仅会给2G/3G/WLAN带来比较大的传输压力，也难以满足LTE的传输需求。 为此，PTN传输系统在部署新设备时，应结合未来网络发展进行前瞻性规划布局，根据需要对现有PTN设备进行升级扩容及改造。

（3）采用PTN支持L3 VPN方案作为长期建设策略。这种方案采用端到端组网，PTN机制的保护能力强；统一网管充分利用PTN网管优势，提高管理效率；全部采用静态方式，配置简单，对运维人员要求低，可维护性非常好；通过对核心层PTN设备进行软件升级的方式支持简化L3能力，无设备硬件投资，建网成本低。它是LTE网络长期发展的最佳解决方案，也为PTN的技术演进指明了方向。

（4）频率同步采用同步以太网方式实现；时间同步以GPS为主用、1588v2备用，对于安装GPS困难的基站可完全采用1588v2时间同步，以满足LTE的同步要求。

参考文献：

[1] 杨鹏,李波. LTE关键技术及其标准演进[J]. 电信网技术, 2009(1).

[2] 陈晓明,高军诗,李勇. TD-LTE RAN承载网技术方案研究[J]. 电信工程技术与标准化, 2010(11).

[3] 沈嘉,等. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2008.

[4] 乔旸. 浅析LTE及回传网解决方案[J]. 电信网技术, 2012(7).