OTN设备承载LTE 4G回传业务的浅析

【摘要】 本文结合新的C-RAN（集中式/协作式/云计算无线接入网）网络架构，提出了基于OTN的LTE 4G回传业务承载解决方案，从而降低移动无线网络的建设成本和网络运营成本，为新一代C-RAN接入汇聚传送网提供一种可靠的解决方案。

【关键词】 LTE 4G回传业务 网络结构 承载模式 OTN/IPRAN

一、前言

随着无线宽带的快速发展及国家战略对宽带提速的需求，移动互联网+将成为无线数据宽带应用的主要推手和动力，与数据流量的爆发式增长所导致的网络建设成本飙升相比，运营商的业务经营收入却没能形成正比，所以严重削弱了运营商的盈利能力。随着LTE 4G时代的开启，移动无线网络扩容，扩站频繁，但由于人们环保意识的提高，移动站址选择困难重重。站点的投资、建设和搬迁成本巨大，投资回报率增长缓慢，运营商正面临前所未有的运营压力。在此背景下，采用OTN承载LTE回传业务的解决方案应运而生，该方案既能实现“大容量、少局所”的规划要求，同时完全满足节能减排，减少投资的方案，给网络建设带来很大限度的成本节约。

最新无线网络架构中，要求BBU基带设备集中放置，将集中布置在中心机房、一级汇聚机房和重要的综合业务接入机房，减少新建机房的投资，也可确保集中放置的BBU设备安全性。同时，通过网络负载均衡，采用拉远的方式完成RRU的部署，提高RRU频谱效率，设置BBU集中的基带池，适应潮汐效应的业务处理，提高基站利用率，节约了机房及动力资源。

二、LTE 4G业务对城域传送网的带宽挑战

在3G阶段，基站和接入层MSTP传输设备接口主要是E1&FE，而LTE 4G单基站典型下行带宽需求约100Mb/s，峰值约300Mb/s，上行带宽需求约50Mb/s，峰值约75Mb/s，基站和接入层传送网设备不可能采用FE对接，只能采用GE光口对接，接口配置呈10倍以上的增长。LTE 4G的回传业务的接入层IPRAN网络一般需采用10GE组网，典型的LTE 4G回传网络接入环接入站点约6～8个，汇聚环汇聚站点约4～6个，每个汇聚节点带2个接入环，考虑到一定的带宽收敛比，单个汇聚层带宽约20～30Gb/s，对于中等发达地市一般存在多个汇聚平面，这样汇聚层总带宽将乘N倍，当前IPRAN汇聚层10GE带宽已经难以满足LTE 4G大规模建网需求，需要考虑网络升级改造。

三、技术选择

3.1传统的BBU+RRU承载网模式

在2G/3G传统的移动回传接入汇聚网络中，通常采用MSTP的承载方案。原有的MSTP设备可以满足语音业务和小带宽数据业务的传输需求，同时可以提供丰富的开销字节以满足QoS的映射。MSTP时钟同步的功能、固定的刚性通道等，可满足无线网络的各项要求。

3.2 BBU集中式组网承载模式

为了降低移动无线网络的运营成本，C-RAN的解决方案将BBU设备集中到了中心机房、一级汇聚机房和重要的综合业务接入机房。此时，移动回传承载网的解决方案如下图1所示。在传送网的核心网络中，通常采用IPRAN/MSTP over WDM的解决方案。IPRAN/MSTP设备解决了丰富业务类型的接入，灵活调度和保护，OTN设备满足了大容量的业务汇聚传输。（图1）

在BBU集中放置的组网模式中，在光纤资源充裕的情况下。可以采用光纤直驱的方式，光纤直驱的方式有如下优点：

组网简单、快速部署；

接入网为环网时可保护

具备基本的OAM（故障判断、统一管理等）能力。

但该方式有如下主要缺点： 光纤资源使用较多，特别是需要保护方式下，需要大量的光纤资源。其带宽可以满足基本GSM网络的需求。

3.3 BBU集中式组网OTN承载模式

C-RAN是面向LTE时代的先进架构，符合网络发展趋势，在C-RAN建网中，集中式的BBU拉远很多个RRU，其间所需传输的IQ数据量，远超传统的宏基站几个数量级；IQ数据的延时要求和时钟同步要求决定分组解决方案的不可行。现有的承载方案中主要是采用光纤直驱，随着BBU集中数量较多，传统的光纤直驱方式（每个RRU占据一对光纤）将极大的消耗光纤资源，带来接入层光纤资源紧张，另一方面光纤直驱链路没有保护，BBU处光纤跳线维护困难；而OTN波分设备方案都可以在不增加光纤资源的情况下，解决C-RAN的传输保护和维护问题。（图2）

RAN网络CPRI业务（CPRI业务是BBU&RRU间业务）具有如下特性：大颗粒、低时延承载；采用OTN承载，可以平滑实现对LTE业务承载；

高带宽需求

移动回传设备从2G到3G、4G具有不同的业务带宽需求

单纯GSM承载：传统上GSM每个站按照3个RRU级联，级联后CPRI接口速率为1.25G，如果是6个RRU级联，级联后CPRI接口速率2.5G；

GSM+WCDMA混合组网承载：GSM同上，WCDMA典型站型每站按照3个RRU级联，级联后（3个级联）CPRI接口速率为6G，如果不级联，每个RRU出两个2.5G CPRI接口；

WCDMA+LTE混合承载：按照每RRU两个9.8G速率计算，每站3个RRU不级联

时钟精度&抖动、时间同步的要求；

低时延的要求；

精品业务需提供高可靠保护。

四、总结

面对LTE业务不断发展的带宽需求，OTN设备会继续在核心汇聚层部署，同时接入层的OTN部署也是大势所趋，OTN下沉可以充分利用3G时代IPRAN的网络设备投资，同时汇聚层OTN能够实现对固网宽带业务高效承载，并能够对后LTE时代业务实现透明传输。

总之，OTN是LTE 4G高速发展时期汇聚层最主要承载技术。