信息通信

TD-LTE回传网

作者:电子信息产业网来源:人民邮电报发布时间:2013-06-24 14:51我要评论

2013年是TD-LTE发展的关键年。在TD-LTE商用渐行渐近的时刻,TD-LTE技术准备好了吗?回传网、核心网、话音技术、小基站、网规网优以及终端芯片,这些推动TD-LTE产业巨轮前行的关键技术的发展现状究竟如何?从今日起本报推出“TD-LTE技术巡礼”系列专题,邀请产业界各方畅所欲言,全面展示TD-LTE核心技术的发展概貌,深入探讨制约产业发展的技术难题。

随着LTE网络的大规模部署及多业务发展战略的推进,无线宽带化趋势越来越明显,IP化业务的承载需求成为主导。2012年年初,中国移动宣布TD-LTE将全面进入试商用阶段,确定在全国13个城市进行试点,试点规模约25000个基站,标志着LTE时代已经来临。作为第四代移动通信技术标准,TD-LTE具有显著的先进性,无论是在用户接入速率、业务类型等方面都实现了提升。与此同时,TD-LTE也对承载技术提出了更高的要求。在技术和市场的强力驱动下,TD-LTE移动回传技术正在快速发展。

面向TD-LTE演进

移动回传网适应新挑战

与2G、3G网络相比,TD-LTE技术实现了网络结构全IP化、网络架构扁平化以及引入了S1和X2接口这三大明显的变化。而为了适应TD-LTE网络的变化,TD-LTE承载网也需要进行相应的调整,在接口、时延、QoS、横向转发等多个方面实现“变身”。

TD-LTE回传网首先需要具备更大的带宽。LTE基站的接入带宽相对3G网络有了非常显著的提高,因此回传网的带宽也需作出相匹配的提升,对大容量业务的开展实现良好支撑。

TD-LTE回传网需要满足更高的承载需求。S1的传输带宽需求是满足小区上下行的吞吐率,X2的带宽需求,占S1带宽的3%%~5%%,因此X2和S1可共享承载通道,利用承载网汇聚核心调度层的IP转发能力实现支持。

LTE时期,回传网需要提供灵活的QoS和更严格的端到端时延,其传输时延需要在20ms以内。 同时,为了适应LTE深度覆盖需求,网络节点数为现网的2~3倍,承载网规模也应满足此需求。

多网共存的模式也对TD-LTE回传网提出了统一承载要求。LTE 和2G、3G网络的共存,使得承载网需要考虑多场景统一接入,现有承载网应具备向分组网络平滑演进的能力。同时,LTE需要承载网提供高可靠性的电信级保护,倒换时间小于50ms。传输路径出现故障时,承载网需要完成eNodeB至aGW的双路径保护。网关设备出现故障时,eNB自身可实现倒换至不同网关的功能(网关池多归属组网),也可通过承载网实现。

LTE时代,回传网还需要重视同步要求。TD-SCDMA、CDMA和LTE都存在对时间同步的需求,目前只有GPS或者IEEE 1588v2可以满足要求。LTE由于受频点影响,在覆盖能力上小于2G和3G,意味着将来需要更多的基站来补充覆盖,如果全网采用GPS则意味着投资的上升,而采用IEEE 1588v2地面同步技术可以减少GPS投资,并可作为在GPS失效时的同步保护方案,从而保障电信基础设施的安全性。

总体而言,TD-LTE的无线回传网(RAN)需要实现LTE基站与多个核心网元(SGW/MME)S1接口业务和信令互联,同时疏导LTE基站间的X2接口流量;在传输技术和组网上需要满足“点到多点”的LTE基站业务转发和长距离、大容量跨城域基站业务回传需要,同时需要解决LTE对业务的分类管理和质量保障问题。

技术日渐成熟

PTN成为主流承载模式

PTN(分组传送网)是一种以分组作为传送单位,承载电信级以太网业务为主,兼容TDM、ATM和FC等业务的综合传送技术。PTN技术基于MPLS-TP 协议,而MPLS-TP 对现有的MPLS 技术进行了裁减,并补充了少量机制,将MPLS 的分组特征与传统传送网络的运维能力相结合,以满足传送网络简单有效地支持分组业务的传送需求。

伴随着移动通信技术迈入LTE时代,面对回传网的新要求及承载的特点,现阶段PTN承载LTE主要采用L3 PTN和PTN+CE路由器两种方案实现。而从实际应用情况上看,L3 PTN方案已进行多轮实验室及现网试点测试,发展较成熟。同时,L3 PTN方案也成为中国移动TD-LTE回传方案,目前正在推进L3保护实现方式的统一、互通及成熟。

L3 PTN是IP技术和传送技术的深度融合。PTN的L3功能体现在业务层上,通过VRF业务实例体现,VRF之间采用MPLS-TP传送管道连接。L3 PTN具备一些显著的特点:PTN引入L3 VPN不会破坏PTN的网络和设备架构,更不会影响其他业务;现有设备可平滑升级支持L3功能,提高PTN设备对IP业务的承载能力和灵活性;同时在核心层引入L3功能,汇聚接入层仍然保持L2 VPN,对运营商现网影响小、投资成本少、网络简洁,能够既发挥MPLS-TP的优势又能兼得L3灵活转发的优点。L3 PTN是PTN技术的一大创新和发展,目前已在国内CCSA PTN行业标准中体现。

同时,L3 PTN可完成LTE业务灵活调度,PTN承载LTE解决方案采用L2 VPN+L3 VPN(静态)组网,即在网络接入汇聚层仍然采用Line的组网技术,在核心PTN节点终结接入汇聚的Line业务,内部完成L2到L3的桥接,进入L3 VPN转发处理。

在L3 PTN方案的实际部署中,S1流量通过接入汇聚层的隧道送到核心PTN节点,然后通过PTN核心节点的L3 VPN转发到相应的sGW或MME;对于X2接口,先通过接入汇聚层的隧道送到核心PTN节点,然后通过L3 VPN(包括本地转发和远端VPN转发)转发到接入汇聚层的隧道,向下传送到目的基站。

满足应用需求,PTN应采用分层部署策略

虽然目前,中国移动在TD-LTE承载上已经有比较完善的PTN解决方案和网络覆盖,但是由于TD-LTE的承载仍然是一个新的课题,需要在应用过程中不断改进完善,因此,现有的PTN技术和方案还需要在流量、流向以及同步三大领域实现进一步优化和提升。

流量是首先需要应对的问题,LTE需要更大的带宽,未来在核心汇聚层希望能够引入更高速率的接口和更高容量的PTN设备,比如40GE。而在接入层,希望能够有小型化、低成本的10GE PTN方案;其次是流向问题,主要是针对S1-Flex和X2,需要在PTN核心层引入L3功能,使用L3 VPN进行业务疏导;最后是同步问题,需要进一步推动IEEE 1588v2地面传送时间同步的应用。

中国移动已经确立采用PTN技术进行TD-LTE的承载,在进行LTE承载网规划和建设时,应充分考虑PTN网络的整体部署策略,兼顾TD-SCDMA、GSM等接入需求。TD-LTE时期,城域网仍采用三层结构,在核心层PTN设备引入L3功能,可满足S1-Flex和X2业务调度需求。在实际的网络部署中,PTN可采用以下分层部署策略:

核心层――PTN核心层设备(含业务落地的PTN设备)原则上通过升级方式支持L3 VPN功能,实现基于IP地址的电路调度。PTN核心层设备负责将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。核心层PTN设备交换容量不小于320G。对于省会、计划单列市或部分业务发达的城市,该区域传送网内大颗粒业务需求量大,核心层可根据业务需求情况建设多套OTN系统进行业务分担。对于一般城市,当已配置波道数超过最大可配置波道数的70%%时,可开展OTN新系统建设。

汇聚层――汇聚层仍采用L2 VPN分组转发功能。汇聚层采用10GE PTN设备组建环网,节点交换容量不小于160G,后续根据汇聚层带宽需求逐步引入40GE PTN设备。汇聚环带宽利用率超过70%%时,可扩容一套10GE PTN系统。对于城市区域,当纤芯资源受限,且PTN+OTN的建设成本具有一定优势时,可考虑新建OTN系统;对于县市环网,因传输距离较长,综合考虑未来业务需求和网络建设成本,可采用PTN+OTN方式建设。

接入层――PTN接入层建设应以GE 接入环为主,现网GE环带宽不足时,应优先通过调整接入环节点数量满足带宽需求。对于局部业务密集区,环网改造调整难度较大或成本较高时,可将现有GE接入环升级为10GE。基站接入环应考虑上联至同一汇聚环的两个汇聚节点。基站接入PTN设备与eNodeB连接应使用GE光接口。

结束语

在电信业务分组化的驱动下,PTN产业链和网络应用规模均得到较大的发展,业务承载能力从2G、3G延伸到LTE、大客户等业务,技术上已具备全面取代SDH的能力。未来随着业务和技术的发展,PTN发展的主要方向是优化多业务的承载能力,简化网络的管理和运维,通过分组和光融合进一步提供更大的带宽、更大的容量,优化网络的结构和层次。


责任编辑:李侠
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