TD-LTE跨城域回传方案浅析

夏彰，吴亮，杨界

（中国移动通信集团设计院有限公司陕西分公司， 西安 710077）

随着LTE时代的到来，无线网络对带宽、接口、时延、QoS、安全性、网络管理等方面均比2G/3G时代提出更高的要求。城域内业务的接入与回传，经过近几年PTN网络的建设已趋于成熟与完善；但是，跨城域大流量、多流向的调度与回传，对省干提出了新的要求，如何构建一张高效、可靠、低成本，实现全业务统一承载的省干传送网络，已成为目前关键及迫切的问题。

1 LTE承载网特点分析

相对于GSM/TD-SCDMA，LTE网络架构发生了显著的变化：整个无线网络由eNode B和SGW/MME两部分构成，网络趋于扁平化;原RNC/BSC消失，其功能分解到eNode B和SGW/MME上，网络由“点到点”演变成为“多点到多点”的架构其网络结构。

TD-LTE承载网络除需继承2G/3G所需OAM、保护和时间同步等功能外，关键的新需求包括L3 VPN和大带宽，具体特点要求如下：

流量：LTE带宽比3G增加数十倍，流量中绝大多数是数据流，具有突发性的特点，刚性管道无法满足需求；

流向：S1-Flex与X2横向流量引入，原有2G/3G汇聚型架构不能满足需求；LTE核心层设备(SGW/MME)可能集中化设置，对传输提出跨城域的挑战；

时延：更加严格的时延要求，S1业务时延小于10 ms，X2时延小于20 ms，对长距离、多节点组网提出新要求；

同步：需要±1.5 μs高精度时间同步。需要对现网进行新建与扩容，网络结构调整较大，其回传方案如下：

方案1：OTN直联。

在跨城域的电路调度，充分利用省内干线OTN网络的长距离、大容量的特性， LTE 业务S1流量由城域内核心层PTN设备进行汇聚收敛后与省干OTN进行对接，在省会或集中设置地市新增落地PTN设备，满足业务的调度与回传，具体网络架构如图1所示。

图1 方案1具体网络架构图

2 建设方案

对于LTE需求的变化，在跨城域的调度与回传，主要集中于LTE核心网设备的集中化设置、S1-Flex与X2横向流量的转发以及时延要求等方面。在承载传送技术的选择方面结合网络现状，OTN主要完成长距离、大容量的调度与回传，L3 PTN、 IP承载网实现业务的承载与横向流量的转发。

根据LTE的特点与多种传送技术相结合提出如下几种承载回传方案。由于LTE控制面网元一般集中部署，但SGW仍具有地市分布部署和省会集中部署两种场景。

(1) 当SGW地市分布部署时，X2与S1用户面流量在城域内进行疏导，只需在核心层引入L3 PTN，跨城域的流量较小，仅作S1信令面流量回传，此种场景跨城域流量可通过现网资源进行承载，网络结构简单，现网不做调整即可满足。

(2) 当SGW省中心集中部署时，跨城域流量较大，包括S1信令和用户流量，此种场景由于业务流量较大，

方案特点：

① 网络结构简单，只需新增落地PTN设备，扩容OTN波道资源；

② 与其他专业维护界面清晰，只需传输专业维护；

③ 长距离异厂家PTN设备对接，业务需要在PTN侧终结后与OTN进行对接，在落地端业务再次终结然后至落地侧PTN，存在保护倒换时延问题。

方案2：OTN+PTN组网。

充分利用现有省干OTN资源，依托OTN网络搭建省干具备L3功能的PTN传送网，LTE业务S1流量由城域内核心层PTN设备进行汇聚收敛后与省干PTN进行对接，通过省会或集中设置地市落地PTN设备，满足业务的调度与回传，具体网络架构如图2所示。

方案特点：

① 新建PTN省干网络，扩容OTN波道资源，不仅可满足LTE业务，随着集团客户业务的开展，PTN网络可满足全业务的承载与运营；

图2 方案2具体网络架构图

② 与其他专业维护界面清晰，只需传输专业维护；

③ 业务端到端配置，满足时延要求，但是异厂家组网对接成熟度有待验证。

方案3：OTN+IP专用承载网。

由于在省干层面调度流量的网络需具备L3功能，故可以选择现网中IP专用承载网结合OTN网络进行业务的承载与回传。业务由城域内核心层PTN设备进行汇聚收敛后与IP专用承载网进行对接承载，通过OTN网络进行回传，在省会或集中设置地市新增落地PTN设备，满足业务的调度与回传，具体网络架构如图3所示。

图3 方案3具体网络架构图

方案特点：

① 网络结构成熟，需要新增落地PTN设备，扩容IP专网资源，OTN波道资源；

② 维护界面复杂，需要传输专业与IP数据专业跨专业共同维护；

③ 增加CR或者AR接口或者节点，占用IP地址资源。

3 模型分析

根据某省传送网情况，全省10个地市（包括省会城市）有9个地市围绕省会城市建设3个OTN省干传送网，建立模型如下：每个地市1 000个LTE基站，带宽流量按照40 Mbit/s/站进行估算，LTE核心网设备(MME/MGW)统一集中设置于省会，故每个地市与省会之间的流量为40 Gbit/s，考虑保护则流量为每地市80 Gbit/s，按照上述模型分别结合3种建设方案从网络规模、投资成本等方面进行分析。

3.1 方案1模式(OTN直联)

网络规模：OTN扩容波道点到点4波/地市，全省需36波，考虑保护需72波，省会落地PTN设备考虑主备共需大容量(640 Gbit/s)设备2端。

投资成本：72×30万元/波道+2×35万元/端=2 230万元

3.2 方案2模式(OTN+PTN组网)

网络规模：OTN扩容波道点到点4波/地市，全省需36波，考虑保护需72波，省会PTN设备新增24端，落地设备2端。

投资成本：72×30万元/波道+24×20万元/端+2×35万元/端=2 710万元

3.3 方案3模式(OTN+IP专用承载网)

网络规模：OTN扩容波道点到点4波/地市，全省需36波，考虑保护72波，IP专用承载网需36个10 Gbit/s。

投资成本：36×30万元/波道+36×70万元/端=4 680万元

表1 3种建设方案分析比较

4 方案比较

上述对跨城域回传的3种建设方案，分别进行了方案特点、投资成本等方面的分析，具体总结如表1所示。

5 结束语

TD-LTE跨城域回传方案的选择，需要综合考虑各个层面的因素，选取最佳且适应网络发展要求，通过对三个方案的对比分析，OTN直联存在时延，OTN+IP承载网投资成本高、维护界面较为复杂，推荐方案2：OTN+PTN。

[1] 龚倩. PTN规划建设与运维实践[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.

[2] 谢桂月. 有线传输通信工程设计[M]. 北京：人民邮电出版社, 2010.

[3] 彭木根. 下一代宽带无线通信系统[M]. 北京：机械工业出版社，2007.