新竹网站建设技术解决方案篇(8)
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:
3.1 PTN+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。
3.2 PTN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。
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