试论LTE承载网络技术.doc

1、试论 LTE 承载网络技术摘要：本文介绍了 LTE 的承载需求，提出两种 PTN+CE 及 PTN 端到端的解决方案。 关键词：LTE 技术；承载网络；解决方法 中图分类号：G250.72 文献标识码：A LTE 技术使用关键的正交频分复用技术（OFDM） 、 “多进多出（MIMO） ”技术以及网络扁平化的方法使得在 20MHz 的频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s 与上行 50Mbit/s 的峰值速率，与 3G 技术相比，LTE 具有高数据速率、分组传送、降低时延、广域覆盖和向下兼容等优势。在这些技术优势和 3GPP 的大力推动下，截止 2012 年 2 月就已经在 81 个国家的24

2、2 个通信运营商处于 LTE 商用、试商用、测试或部署阶段。我国也早在2010 年 12 月 28 日，工信部对电信研究院上报的关于开展 TDLTE 规模技术试验的请示进行了批复（工信部科函【2010】612 号） ，在上海，杭州，南京，广州，深圳，厦门六城市 TD- LTE 规模技术试验，测试需要按照当前区域进行测试分为北部和南部地区，城市已增加至 13 座，TDLTE 的测试工作正在顺利进行。 LTE 承载需求特点 1.1 网络规模大 LTE 实现广域深度覆盖，网络节点数目将是现有覆盖区域基站数量的3 倍左右。1.2 L3 需求 由于 LTE 网络引入了相邻 eNodeB 之间的分布式 X

3、2 接口和 eNodeB 与SGW/MME 间的动态 S1 接口，承载网络需要支持 L3 功能才能疏导 LTE 流量。1.3 高带宽 由于 LTE 需要为用户提供高带宽业务服务，因此对承载网的带宽有更高的要求。LTE 接入带宽最高可以达到 200Mb/s。1.4 高可靠性 实现承载网全 IP 化需要保证网络高可靠性，故障切换小于50ms。1.5 统一承载要求 由于考虑承载网多场景（2G/3G/LTE）统一接入，现有承载网应该向分组网络平滑演进。1.6 网络 QoS。时延要求小于 20ms。 2、LTE 对承载网的需求 LTE 网络引进了 S1 与 X2 接口，取消了原来的 2G/3G 网络中的

4、 RNC。 在核心网引进了 SGW pool 与 MME pool，一个 eNB 同一时间归属于多个 SGW、MME，用来实现负载均衡、负载重分配、过载控制等。 LTE 网络架构的扁平化、IP 化,需要承载网提供三层路由功能实现 X2的横向转发；提升端到端网络容量满足大带宽及大规模组网需求；50ms以内的保护倒换时间。如图 1 所示 图 1 LTE 网络架构模型图 3、LTE 承载方式 LTE 承载网的需求特点是：网络规模较大，支持 L3 功能，高带宽，高可靠性，统一承载请求（2G/3G/LTE） 、低延时。因此，基于 SDH/ MSTP技术的城域传送网已不能满足 LTE 承载的需求。技术选项

5、包括四种解决方案： Native IP、Native ETH、L2-VPN、L3-VPN。 Native Eth 和 Native IP 的方式，在 LTE 网络安全性与可维护性方面难以满足要求；L 3 - V P N 不适合大规模部署，因为它到 eNodeB 的建设和维护成本比较高。L2-VPN 仅适合小规模的 LTE 网络，因为它到eNodeB 缺乏业务调度的灵活性。所以 LTE 承载的主流技术方案是在接入层和汇聚层采用 L2-VPN，在核心层采用 L3-VPN 的方式，满足业务灵活调度,同时也保证业务的安全性以及网络的可维护性，这也是当前 LTE 承载的主流技术方案。根据核心层支持 L3

6、 功能的方式不同，LTE 承载的解决方案又可以分为两种：PTN+CE(客户边缘路由器)解决方案；PTN 端到端解决方案。 3.1 PTN+CE 解决方法 解决方案在核心层使用路由器组成的 IP 专网来进行 L3-VPN 的转发，接入汇聚层 E-line 在核心节点终结，以 L2 方式与核心节点路由器接起来，路由器启用 L3-VPN，实现 S1/X2 基于目的地址的路由转发，如图 2所示。 图 2 PTN+CE 解决方法 路由器在引入 PTN 网络核心层后，由于它具备很强的 L3 -VPN 能力，S1 和 X2 接口在承载网络内的可以实现灵活调度。不过 PTN 比起路由器在OAM（操作、管理、维

7、护） 、保护能力、时间同步等方面还是要强许多。PTN 和路由器混合组网，由于缺乏端到端特性，统一管理较难实现，业务的开放和网络的维护需传输、数据专业配合完成，定位故障难度较大，也限制了端到端保护能力。 3.2 PTN 端到端解决方法 PTN 支持 L3-VPN 解决方案主要有：接入、汇聚层 L2-VPN，使用 L3-VPN 的核心调度。接入、汇聚层和核心层均采用 PTN 调度，PTN 调度层核心节点采用 L3-VPN 的配置,实现灵活性配置需求,支持动态路由与静态路由。PTN 相对于路由器,对 L3 功能进行了简化,即把 IP 作为一种业务,承载于静态隧道之上,IP 业务和 L2 的业务基本上

8、是一样的。 PTN 核心层支持 L3-VPN 方案采用 PTN 端到端组网，核心层中的 PTN设备支持 L3-VPN 功能，满足对 X2 接口的 IP 转发需求以及对 S1 的灵活调度。S1 流量由核心层 PTN 根据目的 IP 地址（S-GW/MME）查找 L3-VPN的路由表，封装 LSP 和 L3-VPN 的标签，经由核心层设备间的转发到达归属的 S-GW/MME；X2 流量由核心层 PTN 根据目的 IP 地址（相邻的基站）查找 L3-VPN 的路由表，以决定流量是经由核心层送往非本地归属的基站还是向下转发经由本地 L2-VPN 封装送往相邻基站。如图 2 所示 图 3 PTN 核心层

9、支持 L3-VPN 方法 4、LTE 承载需求的应对方式 4.1 大带宽，低时延，多服务：提高100G 的平滑演进，使用大缓存路由型设备，进行环网树形改造，执行路由型方案。4.2 点到多灵活组网：实现 IP/MPLS 网络结构扁平化，建成L3 和 L3 的为 S1 接口边缘 X2 接口的核心。 4.3 维护超大规模基站：设计 L3 自适应网络，实现可视化基站接入设备运维。4.4 相位同步的新要求：实现频率同步，相位同步以及环自动补偿。 5、结语 随着全球移动通信产业的快速发展，运营商，设备制造商用户增加财政实力，深化国际交流与合作，将不断促进 LTE 承载网络的实现、应用及推广，满足 LTE 承载网络需求的技术将会大大加快下一代移动通信网络的发展。但同时，LTE 承载网络在设备平滑演进、相关技术的创新革命以及实现很大的提升空间。 参考文献 1金晓聪.面向 LTE 时代的分组承载网J.邮电设计技术,2012(6) 2何伟,吴中平,徐大伟.LTE 时代移动业务承载网组网研究J.邮电设计技术,2012(1):32-36.