一种基于IPRAN承载网的LTE基站部署优化方法探讨

李意平，李 江，黄伟锋，张凯渠，胡 迪

（中国电信广东无线网络运营中心，深圳 518029）

一种基于IPRAN承载网的LTE基站部署优化方法探讨

李意平，李 江，黄伟锋，张凯渠，胡 迪

（中国电信广东无线网络运营中心，深圳 518029）

本文对LTE网络设计目标和承载网IPR AN的实现进行了分析，提出了一种基于IPR AN承载网的LTE基站部署优化方案。该方案的应用能够节省IPRAN网络带宽，减少X 2接口时延和故障点，为LTE性能实现提供更可靠的承载。

基站部署；LTE；IPRAN；X 2接口；A设备

1 引言

LTE是3GPP标准化组织于2005年3月启动的空口技术工作，已被公认为全球下一代通用标准。它并非人们普遍误解的4G技术，而是3G到4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准，能够提供更宽的带宽，为用户带来良好的无线宽带上网感知，其网络性能的实现依赖于承载网的性能。

2 LTE简介

LTE目标是以OFDMA多址接入和多天线为主要技术基础，由3GPP开发出的一套满足更低传输时延、提供更高用户传输速率、增加容量和覆盖、减少运营费用、优化网络架构、采用更大载波带宽，并以优化分组数据域业务传输为目标的新一代移动通信标准。

LTE系统设计目标和需求非常明确：降低时延、提高用户传输数据速率、提高系统容量和覆盖范围、降低运营成本：

⊙ 带宽灵活配置：支持1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz，20MHz多带宽配置；

⊙ 20MHz带宽的峰值速率：下行100Mb/s，上行50Mb/s；

⊙ 显著减小控制面延时小于100ms，用户面延时小于5ms（单向）；

⊙ 能为速度＞350km/h的用户提供100kb/s的接入服务；

⊙ 取消CS域，CS域业务在PS域实现，如VoIP；

⊙ 系统结构简单化，低成本建网；

⊙ 支持增强型MBMS（E-MBMS）。

整个LTE系统（或称EPS系统）由核心网（EPC）、基站（eNodeB）和用户设备（UE）三部分组成，如图1所示。其中，EPC信令处理部分称为MME，数据处理部分包括SGW（SAE Gateway）和PGW（PDN Gateway）；基站eNodeB，也称E-UTRAN，UE指用户终端设备。

在LTE系统架构中，有Uu，S1，X2等重要接口。其中，S1接口连接eNodeB与核心网边缘节点MME及SGW，分为控制平面的S1-MME和用户平面的S1-U接口；X2接口提供eNodeB之间的互相连接，分别提供控制平面和用户平面的功能，为切换、小区间的RRM等功能提供支持。X2接口是一个开放的逻辑接口，在E-UTRAN内的eNodeB之间提供点对点连接，若两个eNodeB没有直接物理连接，则可通过逻辑连接连通。

图1 LTE系统架构

为了达到LTE网络的设计目标，3GPP标准中E-UTRAN对承载网做了如表1所示要求：

表1 LTE网络对承载网的要求

3 承载网IPRAN的介绍

LTE网络性能的实现依赖于承载网的性能。承载网的网络架构有多种方式，IP RAN是业界较为典型的一种，它基于灵活IP通信的设计理念，以传统的路由器架构为基础，增强OAM机制，业务保护机制以及分组时钟传输能力，更好地支持多业务承载。

IPRAN中的RAN指的是Radio Access Network，相对于传统的SDH传送网，IPRAN 的意思：“IP化无线接入网”，是基于IP/MPLS的传送网。网络IP化趋势是近年来电信运营商网络发展中最大的一个趋势，在该趋势的驱使下，移动网络的IP化进程也在逐步展开，作为移动网络重要的组成部分，移动承载网络的IP化是一项非常重要的内容。

传统的基站回传网络是基于TDM/SDH建成的，但是随着LTE等业务的部署与发展，数据业务已成为承载主体，其对带宽的需求在迅猛增长。SDH传统的TDM独享管道的网络扩容模式难以支撑，分组化的承载网建设已经成为一种不可逆转的趋势。

IPRAN组网灵活，在不同网络层有不同的网络拓扑，接入层有链型、环形组网，汇聚ER存在双上联、口字型组网等多种方式，下面我们就业界采用的一种比较典型的IP RAN组网架构进行分析。

在这种承载网中，IPRAN由接入A、汇聚B、核心ER三层组成，其中接入层环形组网，汇聚层口字型组网，核心层双上行组网（见图2）。LTE基站eNodeB通过连接接入层A设备接入承载网。

为了满足LTE网络对承载网的性能要求，在IPRAN承载网的设计中，一般都会有如下的要求：

⊙ 设备互联的带宽要求：包括接入环、汇聚层、核心层等各层互联带宽要求，如图2所示的GE，10GE；

图2 一种典型的IPRAN架构

⊙ 接入环上基站数量要求：LTE时代，上行流量在50M左右，下行流量在150M左右，峰值带宽会在150M～200M之间，则一个接入环带基站数控制在6～8，密集地区最大6个，其他区域最大8个；

⊙ 汇聚层上的环数量及总的基站数量要求：LTE业务汇聚核心层需要提供10GE以上链路，汇聚口字上行，按照10GE计算，轻载50%，收敛比1∶2，一对汇聚设备所带LTE基站数控制在50个以内比较合适，最大不超出60个，所带接入环＜10个；

⊙ 核心ER下挂的基站数量及所需带宽要求：汇聚ER带多个汇聚对，汇聚ER双上行互联核心ER，4×10GE，核心层业务按照集团要求1∶6收敛比，50%轻载，则每对ER可以带6～10对汇聚设备，LTE基站300～500个，如果带基站较多，需要考虑10GE捆绑；

⊙ 核心ER到CN2 PE的带宽要求：根据带宽，需要考虑采用10GE捆绑或者IPv4 ECMP承载，根据需要进行选择；

⊙ 现有光路资源的要求：现有光路管道资源很大程度上决定了基站成环的部署。

4 基于IPRAN承载网的LTE基站部署优化方案

一般而言，能够按照上述标准进行承载网建设，能够满足LTE网对承载网的基本要求。但是结合LTE的网络架构和承载网的网络架构，我们提出一种基于IPRAN承载网的LTE基站部署优化方案。

从LTE系统架构的介绍中我们了解到，有邻区关系的eNodeB之间通过X 2接口互联，进行控制平面和用户平面的信息交互；如果没有X 2接口，就通过EPC进行逻辑互联。显然，存在X 2接口更加有利于eNodeB间信息的交互。

承载网实现如图3所示，基站业务采用PWE3+L3VPN承载，汇聚节点做L2/L3 VPN桥接，并通过VRF路由实现LTE基站eNodeB之间X 2流量转发。

图3 基站业务实现示意图

IPRAN承载网中，两个eNodeB的位置关系有三种：一种是同环；第二种是不同环但在同一对B设备下；第三种是在不同对B设备下。当相邻两基站eNodeB1和eNodeB 2位于同一对B设备下面，如果eNB1需要同eNB2交互，则是通过B设备在VRF中路由转发到环上的eNB 2如图4的流程1，2所示。当两个基站没有位于同一对B设备下面，如果eNB1需要同eNB 2交互，则需要 B设备在VRF中路由转发到核心ER，如流程2所示。也就是说，同一对B设备下的基站X 2交互只需通过B设备就能实现，不同对B设备下的基站X 2交互还需上联到汇聚ER。

图4 基站间数据流交互示意图

综上所述，我们可以得出一种基于IPRAN承载网的LTE基站部署方案：在接入层将具有邻区关系配置X 2接口的基站尽量部署在同一对B设备下面（可以称之为“邻聚B对”），X 2接口流量大的基站部署在同一个接入环上（可以称之为“近邻环”）。从数量上来看，一个接入环可以接入不超过8个eNodeB基站，一对B设备下面可以承载不超过60个eNodeB基站，这完全可以满足LTE网络上有数据流交互的基站数量的要求。超过这个数量的相邻基站，尽量选取相邻区域小、话务量小即X 2流量小的部署在不同“邻聚B对”下。这样就可以达到优化LTE网络X 2接口性能的目的。

通过B设备交互实现eNodeB之间X 2接口功能，有以下的优点：减少X 2交互时延；节省承载网的带宽；尤其是承载网核心层的带宽；减少网络故障点，方便故障定位。

上面这种基于IPRAN承载网的基站部署方案情况不适用于现有的2G/3G网络，原因是3G网络的基站之间没有互联接口。

5 结束语

随着LTE时代的来临，对承载网的带宽、时延、可靠性提出更高的要求。本文介绍了LTE网络的设计目标，分析了一种业界常用的承载网IPRAN的实现方案。现有LTE承载网IPRAN设计中，一般仅从网络带宽、基站数量等方面进行要求，而未考虑eNodeB间信息交互的路径优化。本文结合基站业务在承载网的实现，提出了以“近邻环”和“邻聚B对”这种基于IPRAN承载网的LTE基站eNodeB部署的优化方案。该优化方案在减少X 2时延、节省承载网核心层带宽、减少故障点等方面有明显的优势，有效提升了LTE网络承载网的性能。

[1] 赵训威，林辉，张明 等．3GPP长期演进（LTE）系统架构与技术规范（第一版）．北京：人民邮电出版社，2010

[2] 中国电信综合业务接入网（IP RAN）实施与维护指引．中国电信股份有限公司，2013

[3] 中国电信IP RAN组网与策略规范．中国电信股份有限公司，2013

[4] http://www.3gpp.org

IMT-2020（5G）推进组频率组第15次会议召开

4月25日，IMT-2020（5G）推进组（以下简称推进组）频率组第15次会议在京召开。频率组组长由国家无线电监测中心副总工程师黄标担任。

频谱战略是推动5G需求落地、技术全面发展的关键内容。会上，推进组频率组、需求组、技术组在5G发展需求、关键技术、频率格局及组间对接等方面深入交换了意见，并就有关工作方法初步达成一致。会议还就频率组若干重要议题展开了研讨。

更高频段、更大带宽、更灵活的频谱使用方式将成为未来移动通信发展的必然趋势。在频谱资源供需矛盾日益突出的今天，加强各无线电行业频谱资源战略与规划研究，妥善处理好资源总量与结构问题，是新形势下推动行业持续、健康发展不可或缺的环节。

国家无线电监测中心、工业和信息化部电信研究院、公安部第一研究所、大唐电信、中国移动、中国联通、中国电信、华为、中兴、中国普天、上海贝尔、北京邮电大学、北京交通大学等单位的近40名代表参加了会议。（王坦）

亚洲银行应强化其网络安全

Ixia亚太地区副总裁兼总经理Bhat认为，在运营和产品数字化发展背景下，亚洲银行应加强对网络安全的关注。数字化为计算机网络犯罪渗透打开了更多的入侵点，银行不得不监视并保护越来越宽的安全周界。在理解这一点的基础上，亚洲银行加大了在网络安全上的投入。但是，大部分银行仍然对其网络安全放心不下。他解释说，这是因为大部分银行根据他们自己对网络的认识程度和掌握的知识，在保密委托和假设的基础上进行投入。

A Research on the Way of Disposition of LTE eNodeBs based on IPRAN

Li Yiping, Li Jiang, Huang Weifeng, Zhang Kaiqu, Hu Di
（China Telecom Guangdong wireless network operations center, Shenzhen, 518029）

After analyzed the design objective of LTE and the realization of the carrier network IPRAN, thetext provides a piece of prioritization scheme on the disposition of LTE eNodeBs which based on IPRAN. Theusage of the scheme can save the bandw idth of IPRAN, reduce the time delay of X 2 interface and fault points,provide the reliable support of LTE performance.

disposition of LTE eNodeBs; LTE; IPRAN; X 2 interface; A

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.05.003

TN929.53文献标示码：A

1672-7274（2014）05-0010-04

李意平，男，1979年6月生，湖南邵东人，无线网络维护工程师，主要负责深圳CDMA网络BSS系统，LTE网络及IPRAN A设备的运营工作。

李 江，男，1977年2月生，四川成都人，中国电信深圳无线网络运营中心副总经理，主要负责深圳CDMA网络和LTE网络移动网络资源管理和设备运行管理等工作。

黄伟锋，男，1974年8月生，中国电信深圳无线网络运营中心运营部经理，主要负责深圳CDMA网络和LTE网络移动网络资源和设备运行等工作。

张凯渠，男，1981年3月生，网络维护管理工程师，主要负责广东LTE网络维护管理等工作。

胡 迪，男，1982年5月生，中国电信深圳无线网络运营中心运营部副经理，主要负责深圳CDMA网络和LTE网络移动网络资源和设备运行等工作。