TD－LTE传输承载方式的思考

刘维均

（广州逸信电子科技有限公司，广东 广州 510000）

随着我国移动通信网络的不断发展，人们的生活越来越离不开通信网络提供的网络服务。TD－LTE作为我国自主知识产权的移动通信技术标准，是新一代宽带移动通信技术，较之前GSM、TD－SCDMA技术具有显著的无线带宽优势，能够为用户提供高清视频点播、视频会议和在线游戏互动的业务种类。PTN是一种光传送网络架构，对于 TD－LTE带来的高带宽、低时延、扁平化等承载需求，PTN可以借助其多业务承载及统计复用功能，充分满足TD－LTE所需的高带宽、低时延的要求。同时，PTN强大的保护机制和OAM能力以及升级后支持静态L3VPN功能，确保了TD－LTE的S1－Flex和X2接口转发需求。但国内目前并没有PTN承载TD－LTE的成熟案例，因此，TD－LTE承载网络方案将成为未来一段时间内电信运营商重点研究的热点。

1 城域传送网整体组网方案

目前中国移动在多个城市已基本完成了PTN城域传送网的建设，并实现了GSM、TD－SCDMA、集团大客户专线业务在PTN上的承载。为保证现网的平滑演进，TD－LTE将与现网各类业务共传输和传输网管。

1.1 承载需求分析

TD－LTE业务与现网业务相同的传输需求主要包括 50ms内的网络保护倒换、端到端的可视化网管、实时的告警监测和性能管理、频率和时间同步等，新增的传输需求主要在带宽、时延、横向转发等方面。

1.2 带宽分层规划

按照以上TD－LTE宏站和室分站的带宽需求，在PTN接入环上统一按每站点80Mbit/s规划带宽，并在每个接入环上再预留240 Mbit/s的带宽，确保每个接入环的TD－LTE基站达到平均带宽的基础上，还至少能够保证一个TD－LTE基站达到峰值带宽。由于TD－LTE网络用户发展是一个逐步增长的过程，且数据业务可以进行统计复用，因此，建议在PTN中采用收敛方式提高承载效率，其中规划汇聚层收敛比按照接入层的75%进行设置，核心层收敛比按照接入层的50%进行设置。

1.3 PTN的整体方案

根据三类无线基站业务的带宽需求，针对城域 PTN的组网方式，对接入、汇聚、核心层的带宽和接口配置进行分析和规划。

接入层采用小容量的盒式PTN设备组建GE接入环，接入环应尽量考虑上联至同一汇聚环的两个汇聚节点，接入设备与eNodeB的连接使用GE光口。根据以上建立的业务带宽模型，接入环节点数量（总带宽 1000 Mbit/s－预留 240 Mbit/s÷20 Mbit/s×50%＋20 Mbit/s＋80 Mbit/s≈7个）在市区可取值6～8个，郊区可取值8～12个。对于业务密集区域GE环带宽不足的情况，应通过裂环割接调整接入环节点数量满足带宽需求。

2 “PTN＋CE”和“L3PTN”方案配置对比

在核心层引入 L3功能的两种实现方案“PTN＋CE”和“L3PTN”各有其优缺点。对现有城域PTN进行扩容和改造，并联合厂商进行了两种方案承载TD－LTE的现网试点测试，通过业务配置、仪表模拟流量和带TD－LTE业务测试验证两种方案在组网、调度、传输性能、可靠性、运维等方面的差异。

2.1 “PTN＋CE”方案

“PTN＋CE”承载方案采用城域PTN的结构和业务配置，核心层PTN业务落地节点与新增的两台CE设备对接，实现主备保护。

每个TD－LTE基站配置一个IP地址和一个VLAN。从接入点PTN到核心层业务落地的PTN设备之间建立端到端的L2以太网专线业务，并采用MCPWAPS1∶1的保护方式，在两台核心层PTN设备之间连接一对10GE光路并配置DNIPW，实现网络故障隔离。CE上批量终结 VLAN。在两台 TN与两台CE之间，以及两台CE与SGW/MME之间配置两组VRRP保护。主备CE之间的链路通过运行两组管理VRRP，来分别管理两组业务VRRP。PTN与CE之间通过启用IEEE802.3ah来检测链路故障（包括链路单通故障）和对端设备挂死故障。CE路由器具备很强的L3VPN能力。当PTN核心层引入CE后，在承载网络内可实现S1和X2业务的灵活调度。

2.2 “L3PTN”方案

“L3PTN”方案采用现网PTN的主体结构，其核心层10GE骨干环上的节点与4台启用L3功能的PTN设备对接。由4台PTN设备组成的L3VPN可看成是业务落地节点。

每个TD－LTE基站配置一个IP地址和一个VLAN。将PTN中L2与L3桥接节点的“L3PTN－1”和“L3PTN－2”网元分别划分为VSI和VRF的两个逻辑功能块，并将两个逻辑功能块相应的光口用光纤对接起来。在接入点PTN到核心层L2与L3桥接节点PTN设备之间，配置端到端的以太网专线业务，在桥接节点上终结，并完成L2VPN虚拟子接口与L3VPN虚拟子接口的桥接，再把IP业务承载在L3VPN的静态隧道上。S1流量和X2流量由L3PTN设备根据目的IP地址查找L3VPN的路由表，通过封装LSP和L3VPN的标签，转发到相应的目标网元。在4台L3PTN设备上，配置L3VPNFRR保护节点故障，其链路采用LSP1∶1保护，L3VPNFRR的触发条件为主备LSPOAM故障。

2.3 方案验证对比

以上两种方案承载的业务在 TD－LTE规模试验网无线测试过程中未出现因承载故障引起的中断，其业务运行正常，通话质量、数据下载、网络时延、切换速度等指标均满足预定标准。两种方案的差异，在各方面的分析、对比情况见表1。

“PTN＋CE”方案的主要优势在于传输网改造难度、设备成熟度、对维护人员的技术要求等方面，而“L3PTN”方案的优势在于统一组网、保护机制、故障定位等方面。在带业务的保护倒换测试中，模拟现网常见的 5种故障场景发现，“L3PTN”方案的业务倒换时间均在50 ms以内，而“PTN＋CE”方案在涉及PTN和CE互连相关的故障场景上业务倒换时间则达到了数百毫秒。随着L3VPN技术的发展成熟，“L3PTN”方案将会是TD－LTE承载网更好的技术选择。

3 城域传送网的后期演进方案

随着后期TD－LTE的正式商用和全面部署，其基站数量将大大增加；随着用户数量的增加，每基站的接入带宽也将继续增大；同时为了提高核心网的可靠性，将启用多台MME、SGW形成pool，网络进一步复杂化，这些都对承载网的带宽能力、业务灵活调度能力提出了更高的要求。

当现有的GE环网带宽利用率达到80%时，则考虑扩容到10GE。由于接入点一般为面积较小的基站机房，甚至是监控杆基站上的壁挂机柜，空间极其有限，因此要求设备厂商能够提供安装于综合柜内的10GEPTN盒式设备或可以升级到10GE的GEPTN盒式设备。

随着后期汇聚层接入环扩容，可以逐步在有需求的汇聚节点叠加OTN设备，将OTN环下沉到汇聚层面，以提高主干光缆纤芯资源利用率。利用汇聚层OTN上的波道，根据业务带宽发展情况按需扩容汇聚层PTN节点之间的GE或10GE链路的数量。

核心层一般为基于OTN的PTN10GE环或网状网组网。若后期确定采用“L3PTN”方案，可在城域传送网核心层采用L3PTN设备新建一个调度环，并与原有PTN的核心层骨干环设备对接，实现三层转发的功能，最大限度降低了对现网业务的影响。

4 结束语

TD－LTE是今后我国最主要的宽带移动通信系统，对促进国内电信行业的发展具有重要的作用，同时TD－LTE的承载网络方案也会成为未来业界人士研究的热点。通过以上分析可知，PTN能够充分确保 TD－LTE无线网络所需的高带宽、低时延要求，也可以满足TD－LTE对于基站同步的要求，是目前中国移动TD－LTE承载网络重要解决方案。

表1 两种方案的分析比较

[1]王令侃，林晓轩. TD－LTE传输承载方式分析[J].移动通信，2011（21）.

[2]钟强，沈周晖，喻浩.杭州移动TD－LTE传输承载网策略研究[J].中国新通信，2012（15）.