基于ipran的E1承载方案的讨论

【摘　要】随着IPRAN设备的大规模入网，各种专线业务已经在网络中大规模运营已经提到运营商的议事日程，IPRAN网络的组网应该如何实现是目前讨论的一个热点。本文就IPRAN网络E1承载方案进行讨论，总结了几种IPRAN网络E1承载的方法。

【关键词】IPRAN；E1承载；承载网

近些年随着移动数据业务的告诉发展，对移动基站的承载有了新的要求。具体表现在以下三个方面：设备终端、业务应用、带宽流量。终端销售方面，2010年底～2015年，智能手机年复合增长（CAGR）23%，平板电脑年复合增长65%，产业链方面逐渐成熟。应用方面，移动用户的消费模式向固定向固定互联网趋同，大量数据业务出现。为了适应人们对移动互联网的消费需求，无线技术不断创新。目前，3G网络已经开始大规模部署，下载速率从2.8Mbps～40Mbps不等；LTE网络开始试商用，4G网络标准在加速进展中。无线带宽的增加、LTE网络的部署都会带来新的承载需求：无线带宽成倍增长，LTE阶段更加注重网络的灵活性和可扩展性。

1.现有的移动基站承载技术及发展要求

1.1现有的移动基站承载技术

目前移动基站的承载主用采用MSTP/SDH技术，该技术本质上是纯物理层时隙交换技术，没有统计复用功能，不能适应大带宽的数据洪水冲击。具体表现在：

1）统计复用效率低：MSTP刚性管道，没有统计复用共享功能，汇聚核心层业务流量压力大。

2）网络调整困难：基站插花式扩容或归属调整，每个节点都要调整，涉及大量割接工作。

3）无法应对LTE阶段：X2接口需要mesh连接和本地交换，LTE大带宽冲击MSTP网络。

4）E1组网效率低：基站出大量的E1，需要BSC预留相应的E1容量。

5）不利于网络扁平化：三层环状网络浪费网络带宽，不利于扁平化组网。

移动互联网的飞速发展，对下一代移动回程网提出了诸多需求，包括：带宽容量、安全可靠、多业务承载、服务质量、时钟同步、操作维护等。

1.2新一代承载技术的要求

为适应大带宽数据流量的发展，从全球范围来看，核心网部分逐渐向分组化10GE/40GE迁移。新建3G基站多以FE/GE接口为主，便于向LTE阶段演进。　基站分组化，核心网分组化后，已经能够提供足够的带宽，满足移动数据业务的发展，从目前现状看，无线回程网形成了制约移动互联网发展的关键瓶颈。长远来看，回程网带宽容量将向GE/10G/40G甚至100G发展。

LTE时生了很大的变化，RNC主要功能下移到eNB，将RNC和NodeB合并为eNB，核心网则演进到EPC，eNB直接连接到EPC。核心网演进到单节点体系框架，除HSS（Home　Subscriber　Server）外所有功能均演进到统一的EPC，原PS　域节点GGSN、SGSN　以及CS域节点MSC、MSC　server被EPC中的MME和S-GW取代。采用新的IMS核心网络架构，同时通过MME节点也能够与原有UMTS　PS域实现业务互通。LTE采用Flat　AII-IP网络架构，大大降低用户面和控制面的延迟，减少系统中的协议转换。

LTE的扁平化形成了更强的业务连接灵活性，以实现网络资源充分共享，这就要求承载网在原有基础上支持三层转发功能，并减小对现有网络和业务的冲击。

2.IPRAN与PTN技术概述

IPRAN技术为多业务统一承载，实现整体网络的扁平化。传统的电信运营商通常采用两种不同的网络来承载不同的业务，也就是说一种业务一张网。比如通过专门的TDM网络来承载话音业务或移动业务，专用的数据网络来承载家庭宽带，大客户VPN等数据业务。

统一承载网络结构把多种业务统一承载到一张网络上来，一方面使得网络更加趋于扁平化，提升了网络的可扩展性，利于长期演进；另一方面，降低了网络设计的复杂性，提高了网络运行和管理的效率，大大减少了运营商的建设和维护成本而且有效地降低了整网TCO，适应未来业务发展的要求。

传统的IP化网络，使用命令行配置界面，故障定位困难。未来的移动回程网使用IP技术，必须避免这些问题。可参考MSTP网络的管理手段，使用图形化界面、端到端向导式配置方式、完善的性能统计等，降低运维难度。同时面对大量终端，为了减少运维工作量，终端必须支持即插即用功能。

移动回程网承载技术多种多样，当前主流标准有两种，分别是IETF定义的IP/MPLS和IETF联合ITU-T共同定义的MPLS-TP。相应的，设备形态表现为路由器形态和PTN形态。传统上，两种设备形态各有优势，都有自己典型的应用场景

PTN和IPRAN的融合趋势：PTN如果增强L3功能，传统路由器如果在可靠性、时钟、网管OAM上得到增强，两者将殊途同归，具备统一形态。

PTN作为一种分组传送技术，对于承载3G/LTE业务具有良好的适配性。可提供大容量带宽、高可靠性、完善的QOS机制、精确时钟同步等。由于PTN采用L2管道承载业务，在L3功能上存在一定的不足。不过该问题已得到设备厂商的重视，PTN的L3能力正在逐步增强。

IPRAN网络相对于城域网，处于业务接入层的位置，但IPRAN本身也分成了接入、汇聚、核心的层次。其中接入设备位于基站侧，汇聚设备位于基站和城域网之间，核心设备位于城域网边缘，通常由城域SR担任。IPRAN网络主要用来承载基站业务，同时也可以兼顾专线、VOIP等其他高价值业务。全网采用IP/MPLS技术承载，可选择从核心设备注入时钟信号。如果光纤资源紧张或传输距离较远，可考虑使用OTN作为传输介质。

3.IPRAN承载网络规划方案

第一种E1业务承载方式：端到端伪线防止。本方案类似于PTN方案，需要全网支持PWE3功能。实现端到端业务承载和保护。（如图一）

E1基站第二种承载方案：PW　Overlay，适用于城域网不支持PWE3的场景。承载基站业务的PWE3作为城域网的“客户”业务，城域网上开启L2VPN，透传PWE3报文。城域网L2VPN可采用vll，配置2条隧道，同时承载主备PWE3，2条隧道可选择不同路由，防止单点故障。（如图二）

E1基站的第三种承载方案：TDM和以太异构，对接入设备要求比较高，需要支持异构功能。E1基站业务送至接入设备后，直接提取出payload，然后在外层封装以太MAC帧，从上行链路送出。汇聚或核心设备到BSC-CE之间可开启L3VPN功能，通过VRF承载基站业务。

X2业务可在AGG或SR进L3VPN进行转发。接入方式灵活，最大化满足X2业务的快速本地交换。

方案充分考虑对现有网络利旧，现有的2G/3G业务配置方式不受影响。

端到端层次化保护机制，保证50ms电信级可靠性。（如图三）

4.结束语

本文主要介绍了IPRAN承载移动回传业务E1业务的承载，重点说明了它的新应用场景。对各种E1业务的应用进行了说明和讨论。随着全网IP化业务的发展，IPRAN必将成为未来承载技术的核心。

作者简介：

才岩峰（1982－），男，黑龙江绥化人，讲师/工程师，硕士，研究方向：通信理论与技术。