基于LTE传送网的承载技术方案

时间:2022-04-19 05:45:43

基于LTE传送网的承载技术方案

摘要:移动网络通信系统的不断发展, 3G 移动通信系统也不再已经是一个不可实现的梦想。我国的 3G 网络建设规模力度已经全面升级, 一个全新的名词进入到我们的视线之中, 这个名词就是 LTE。本文介绍了LTE对传送网的要求与挑战,并分析对比了几种承载方案,最后针对LTE的技术的未来发展提出了相对措施。

关键词:LTE;传送网;PTN;策略

中图分类号:D045文献标识码: A

1、 LTE的传送要求与挑战

LTE网络架构主要由无线侧和核心网侧两部分构成。无线侧eNB除具有原Node B功能外,还承担了RNC的大部分功能;核心网侧主要包括4种功能实体:MME(Mobility Management Entity,移动管理实体)、S-GW(Serving Gateway,服务网关)、P-GW(PDN Gateway,分组数据网网关)和HSS(Home Subscriber Server,归属签约用户服务器)。

LTE RAN的主要连接接口包括:相邻eNB之间的接口――X2接口;每个eNB与核心网元之间的接口――S1接口。在LTE网络中,引入S1-Flex功能,eNB与多个MME/SGW相连。

相比2G/3G组网,LTE减少了BSC/RNC一层网络,流量需集中汇聚到多个核心网元;同时,相比2G/3G业务流向的点到点汇聚型,LTE业务流向为点到多点(X2,S1-Flex),因此,面向LTE的传送网必须支持基于IP地址的路由转发功能;另外,由于其业务仍然具有较高的安全性要求,需要保留传统传输网络在安全保护和OAM方面的优势。

考虑到现有存量的PTN网络的资源利用,采用L2与L3相结合作为城域传送网建设基本原则;考虑到保护核心汇聚层设备投资,以及维护一致性等因素,采用PTN升级支持L3的路由转发及VPN等功能的方案,实现S1和X2需求的灵活调度。

同时,采用PTN静态三层的技术,封装L3作为PW的承载报文,在PW上实现IP业务的承载能力,IP PW采用静态配置的方式,通过VRI作为基本的IP转发实例。这同时保证了PTN L3在网管配置及业务保护上对传输设备的延续性。

在L3节点上,配置VRI(Virtual Route Instance),并配置关联的IP PW标签,在VRI下实现路由转发能力。在VRI下,对每个基站配置一个虚拟VLAN子接口,并配置和基站属于同一网段的IP地址,实现了远端核心节点的路由能力。

2、 LTE传送网承载的几种方案

基于当前各种技术现状,LTE RAN 承载技术有以下几种解决方案:

2.1 PTN+CE方案

本方案以PTN 为主,PTN 采用两层或三层网络结构,仍采用端到端的L2功能,L3VPN 功能由新引入的1对CE(客户边缘路由器)负责。C E路由器负责将X 2接口信息按照IP地址转发相邻基站,将S1接口信息按照IP 地址转发给SG W/MME或SGW/MM Epool中相应的SGW 、MME,以实现多归属需求。

考虑到管理维护的方便、网络安全性和流量控制等因素,建议CE设备单独配置。本方案的网络结构如图1所示:

图1 PTN+CE网络结构图图2 PTN+CE网络连接示意图

对于核心网多机房组网应用,还需考虑机房、局站间的通信实现,具体解决方案和网络中各个连接关系详见图2。

2.2 PTN支持L3 VPN方案

以PTN 设备建设端到端的LTE RA N 承载网,PTN核心层设备具备L3 VPN 功能,实现基于IP地址的电路调度,汇聚层/接入层仍采用L2功能。PTN 核心层设备负责将X2接口信息按照IP地址转发给相邻基站,将S1接口信息按照IP地址转发给SGW/MME或SGW/MME pool中相应的SGW、M M E,以实现多归属需求。

本方案的网络结构如图3所示。

图3 PTN支持L3 VPN方案网络结构图

2.3全路由器方案

如图4所示,从核心层到接入层,全网采用动态路由协议承载IP类业务,采用PWE3管道方式承载TDM/ATM 等传统业务。显然此方案处理LTE的动态业务具有天然的优势,具有端到端灵活业务调度能力,无需像L2那样需要预先建立很多的通道。但全路由器方案存在的最大问题是建网成本较高、设备功耗较大,另外在组网规模上也受限。

图4 全路由器方案网络连接示意图

2.4方案比较

PTN + CE方案利用路由器实现三层功能,增加了系统的处理环节,传输、数据分专业维护,对各自专业维护人员要求低,网络规模适用性强;但是PTN 与CE之间的保护机制尚不完善,投资成本较高。PTN 支持L3VPN方案要求核心PTN设备具备三层VPN功能,组网简单,网络规模适用性强,故障维护容易,时延很小,PTN 端到端保护性强,设备成本投资小,只需要对现有的核心层PTN 设备进行软件升级。全路由器方案规模适用性弱,不适合大规模建网,设备功耗大,维护要求最高,网络保护、OAM 能力比PTN 设备弱,投资成本高,国内的运营商不适合这种组网模式。

3、 LTE移动回传技术的应对策略

LTE 移动回传对于传动网的要求较高,一般有两方面的要求必须要满足。

(1)传动网内核一定要实现 IP化,简单的说,就是传输的颗粒需要保证是 packet 的形式;

(2)传送网一定要接入进 L3 的路由能力, 能够有效的将 S1 以及 X2 的接口功能构建和实现。

如图 5 所示,为了能够更好的实现传送网络从 3G 时代转变成为 LTE 的过程,大部分的运营公司使用的传送网解决方式是静态的 L2 配合 L3VPN的方式。 在图中能够看出网络的聚集以及接入范围中使用的现存的 L2VPN的分组转发形式, 其就是为基站供应核心层节点的二层传输渠道和方式 PW。在网络的聚集于接入层中,使用的通信设备是 PTN。

图 5 LTE 面向传送网的应对策略图

4、结语

我国的全部业务承载模式以及建网思路已经朝着明确的方向发展,而4G LTE 也将慢慢地取代传统的模式,这些都能够促使分组传送网的性能以及功能要求更加的清晰,这也能达到 PTN 以及 IP RAN 朝着相互融合发展的目的。也能够变

相的促使PTN的功能等更加完善, 同样的也能够促进IP RAN未来更健康更方便等优势的完善。虽然 PTN 和 IPRAN 的功能实现方式并不相同,但是伴随着其两种设备形态的逐步融合,从而在未来其运维的方式上会逐渐地趋同。

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