LTE RAN承载网建设方案

文/王长武

LTE RAN承载网建设方案

文/王长武

TD-SCDMA是由某移动运营商主导运营的通信技术。本文是在分析TD-LTE网络架构新变化的基础上，提出LTE RAN承载网的建设方案。

LTE RAN L3PTN CE

1 引言

LTE（Long Term Evolution长期演进）是提供更高的带宽、更低的时延以及更好的服务质量（Quality of Service，QoS）保障。实现全IP、网络架构扁平化、传输带宽更大、QoS和时延更高，对现有承载网提出了新的挑战。

2 TD-LTE网络整体架构及现阶段承载网结构描述

2.1 TD-LTE网络整体架构

TD-LTE网络架构主要由演进型NodeB（eNB）和接入网关（aGW）两部分构成。

2.2 承载网现阶段网络架构

2.2.1 承载网网络架构

某移动运营商承载网有两个系统，一个为以承载GSM基站及专线业务为主的SDH/ MSTP系统，另一套为以承载TD-SCDMA基站及IP化业务为主的PTN系统。

2.2.2 基站电路回传路径

承载网作为基础网络资源，根据移动网络整体架构并结合承载网网络结构，基站电路基本可分为以下两种业务回传路径。

（1）本局落地业务电路：基站业务在接入点接入承载网接入层，汇聚层完成所有接入节点业务的汇聚并转发至核心骨干层。

（2）跨局落地业务电路：跨局落地业务电路与本局落地业务电路的路径主要在核心骨干层有区别。

3 TD-LTE网络对承载网的需求分析

3.1 TD-LTE承载需求与3G网络的主要差异点

3.1.1 网络架构扁平化

传统的接入网由Node B和RNC两层节点构成，而TD-LTE中取消了RNC这一层，eNB（演进型NodeB）直接接入EPC设备，。

3.1.2 接入高速化

TD-LTE基站的接入带宽相对3G网络有了非常显著的提高，理论100M的用户峰值速率，相比2G/3G制式的峰值速率提高了几十倍。

3.1.3 更高的QoS要求

TD-LTE提供更多种类的数据业务（多媒体、视频、交互类等）。

3.2 TD-LTE承载网电路类型

LTE引入了两个新的接口，一个是eNB和MME/SGW之间的接口S1，一个是相邻eNB间的分布式接口X2。

3.2.1 S1接口

S1接口是TD-LTE eNB 与 EPC之间的通讯接口，用户的高清视频点播、高清视频监控、实时RGB在线游戏、音乐下载和移动电视、等业务通过eNB-aGW的S1连接承载。

3.2.2 X2接口

为保证UE在不同eNB漫游时，用户数据可以在eNB之间直接进行交换，引入X2接口，每个eNB可定义32个X2接口。

3.3 TD-LTE基站回传业务带宽需求

TD-LTE基站回传业务带宽主要指S1和X2接口的空口速率，单小区空口速率与基站的调制技术 （16QAM/64QAM）、无线带宽（5～20MHz）、天线配置（单天线、2*2、4*4MIMO）、空口频率效率等参数密切相关。

4 TD-LTE承载网解决方案

IP over WDM/OTN是满足当前及未来发展趋势的最佳骨干层解决方案。可以采用以下两种解决方案。

4.1 PTN+CE解决方案

某移动运营商已大规模部署基于T-MPLS技术的PTN网络，其核心是二层分组转发网络，研究LTE RAN承载网应尽量考虑利用现有资源，保护投资。

具体解决方案为：在接入和汇聚层，利用现有PTN网络L2 VPN分组转发功能，以ETH PW方式提供基站提至核心节点的管道传输。

4.2 L3 PTN解决方案

L3 PTN解决方案是PTN端到端解决方案， 对于S1流量：经接入层PTN统一送到核心层PTN，由核心层PTN根据目的IP地址（S-GW/MME）查找L3VPN的路由表，经由核心层设备间的转发到达归属的S-GW/ MME。

5 TD-S和TD-L统一承载解决方案

5.1 统一承载需求分析

5.1.1 TD-S与TD-L网络架构的异同

在TD-SCDMA网络中，基站回传电路全部连接至RNC，再连接至核心网；TD-LTE网络中基站回传电路直接连接至核心网。

5.2 TD-S与TD-L统一承载建设方案

5.2.1 承载网组织架构

现阶段某移动运营商城域传送网采用的是骨干层、汇聚层、接入层三层网络架构。

5.2.2 网络保护方案

（1）PTN+CE业务保护方案

PTN+CE方案的业务保护总体策略是PTN内部、PTN与CE间，以及CE和无线主设备采用分布式保护，从而实现端到端的无缝覆盖保护。

如果在PTN和CE互连上存在故障时，则需要两种设备进行互通。下面分析两种可能存在互通问题的情况：

PTN边界节点故障：

这种情况下的故障，CE1路由器需要检测P4节点故障来启动下行流量的切换。

CE主用节点故障：

这种情况下，CE的VRRP发生倒换，CE2会发出免费ARP报文，此免费ARP发送给P1，P1的MAC转发表被刷新，上行流量切换到P5。

（2）PTN L3 VPN业务保护方案

在L3 VPN的方案中，核心节点的保护可以采用双节点的方式。

对于上行流量：接入层和汇聚层（L2网络）采用同源不同宿的双归保护。

对于下行流量：从MME/SGW到核心层PTN之间采用VRRP保护。

6 结束语

为了应对网络架构变化给承载网提出的新需求，各大主流基础网络设备提供商均已推出相关承载网产品，需要研究并分析了就是哪种承载网解决方案更加适合LTE RAN，更加适合TD-SCDMA与TD-LTE统一承载。

[1]黄晓庆,唐剑峰,徐荣 编著.PTN-IP化分组传送[M].北京:北京邮电大学出版社,2005.

[2]高峰等.TD-LTE技术标准与实践[M].人民邮电出版社,2012.

[3]庞韶敏,李亚波.3G UMTS与4G LTE核心网-CS,PS,EPC,IMS[M].北京:电子工业出版社,2011.

[4]TD-SCDMA研究开发和产业化项目专家组TD-LTE工作组[Z].TD-LTE技术实验系统设备测试规范,2001.

作者单位中国电信吉林公司 吉林省长春市 130033

王长武（1965-），男，吉林省长春市人。研究生学历。现为中国电信股份有限公司吉林分公司高级工程师。