面向4G的回传网规划与建设

陈明

我国在2013年底正式发布了4G牌照，三大电信运营商终于拿到4G网络运营的牌照。各家部署4G相关工作的脚步也因此加快，其中之一就是回传网的建设。

一、4G网络介绍

按国际电信联盟的标准，凡是符合100M无线传输数据的速度的通信技术，都可以称之为4G。现阶段的主要技术有LTE-TDD、LTE-FDD、WiMAX，以及HSPA+四种，我国主要采用的是LTE技术。

二、4G网络的特点对回传网的要求

移动回传网络的实际接入带宽已从2G时代的2M，经过3G发展初期的15M，提高到3G成熟期HSPA+业务的28M，而4G的基站物理接口将会达到GE，实际业务带宽可能达到300M以上。所以4G回传网与2G/3G网络有很大不同，具体为：

（1）网络拓普。2G/3G 网络的每个BTS/NodeB只归属于一个BSC/RNC，各个BTS/NodeB之间没有网络连接，只存在点对点的网络模式，一般采用SDH/PTN网络进行回传。4G网络中，每个eNB可同时归属多个S-GW/MME（S1- FLEX），即4G基站与多个核心网元（SGW/MME）通过S1接口实现业务和信令互联。同时为了疏导4G基站之间的流量，引入了各个eNB之间的X2直连接口。4G回传网在技术和组网上既要满足“点到多点”的4G基站业务转发和长距离、大容量跨城域基站业务回传需要，还要解决4G对业务的分类管理和质量保障问题。

（2）流量变化。对于2G/3G 网络，基站侧的流量最多在30M-40M左右，其汇聚节点也只要1000M左右的带宽。而在4G网络，光基站侧就需80M-320M带宽，汇聚节点则需10000M以上的带宽。

（3）连接方式。2G/3G 网络的基站只有Iub接口，只有点到多点的静态连接。4G网络存在SGW/MME与 eNodeB间的S1接口，eNodeB与eNodeB之间还存在X2接口，形成了多点到多点的复杂逻辑关系，其中X2接口的连接始终处于动态变化中。

三、4G本地回传网的规划及建设

4G本地回传网的规划原则是：回传网络的建设需向基站负责，保证每个基站在任何时候达到峰值时都能正常工作。所以在接入层不做带宽收敛，带宽测算方式为：N个基站所需带宽=（N-1）* 平均带宽+ 峰值带宽，即当接入环所有接入基站达到平均带宽的同时，仍然允许至少一个基站达到峰值。

4G基站与2G/3G基站对回传带宽的要求不同，2G/3G基站回传带宽的峰值出现在接入基站用户最多的时候，而4G基站的峰值带宽出现在接入用户最少的时候。

4G基站忙时一个扇区接入多个用户，这些用户的频谱效率因为无线信道的不同形成一定的分布，各用户频谱效率有高有低，整个扇区的频谱效率处在一个中间状态。所以忙时扇区平均带宽=平均频谱效率 x 系统频宽。

4G基站闲时一个扇区如仅接入一个用户，且无线信号足够好，整个扇区可以达到峰值频谱效率。所以闲时4G基站的带宽=峰值频谱效率 x 系统频宽，理论上可达到100M（单扇区，不加扰）。

根据仿真及试验，按系统频宽20M、3扇区、支持4*2 MIMO，对于同频组网：一个扇区的平均带宽约为27M，S111的站即为27x3=80M，理论峰值220M。如采用异频组网，理论峰值可达240M。

基站流量明确后，可结合路网、业务点分布，分区制定方案。逐步明确汇聚节点位置和面积，细化主干接入光缆路由和纤芯配置等。

4G回传网建设时，还要分析各类业务、各个区域的特点，根据所在区域的客户价值、业务密集程度、业务发展的，合理选择差异化管线覆盖策略及接入技术和组网模式。

四、4G回传网建设案例

以南方某省为例，根据4G中期目标，用户规模预计2000万。核心层出口带宽测算模型：户均单向流量 500kbps，并发比例10%，包头冗余1.204，带宽冗余1.15。可得测算出小型本地网约需20G带宽，中型本地网约需60G带宽，大型本地网约需300G带宽。

汇聚层可部署OTN或以OTN+PTN的组网方式，其中OTN作为传输通路，PTN作为业务汇聚收敛。利用两种设备的优势互补，可提升汇聚环带宽，节省汇聚机房空间，保障4G的可持续发展。

接入层可采用GE设备或10GE设备，其中10GE接入扩展能力强，但接入环中节点多，故障隐患大。GE组网采用总线方式，组网灵活，开通速度快，但部分热点区域存在未来带宽不足的风险。在实际组网时要根据区域情况区别使用两种接入方式。

4G是未来高速移动通信系统的发展方向，也对回传网络提出了新的需求。我们在网络建设中研究和制定了一系列的规划建设方案，并进行了相关测试和现网试点，也推动了传输技术向更大容量、更高速率接口方向发展。同时借助统计复用、多业务承载、QoS能力，保证4G回传网所需高带宽、低时延要求。

以上只是做的初步的研究和尝试，随着4G进程的不断推进，各项解决方案将进一步丰富完善，助力4G网络的建设和应用。