PTN网络承载LTE方案研究

摘要：本文从LTE对承载网需求分析入手，提出ptn承载LTE的方案，重点分析了L3 PTN方案的网络各层组网方案。

关键词：PTN LTE 组网方案

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0087-01

1 引言

LTE是由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进，采用OFDM和多天线MIMO等关键传输技术，频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖显著提升。LTE无线网络架构更加扁平化，具有高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等特点。在降低用户感知时延的同时，也对现有承载网提出了更高的要求。

2 lte对承载网的需求

LTE网络引入了S1和X2接口，取消了原有2G/3G网络中的RNC。在核心网引入了SGW pool和MME pool，一个eNB同时归属于多个SGW、MME，以此来实现负载均衡、负载重分配、过载控制等。

LTE网络架构的扁平化、IP化，需要承载网提供三层路由功能实现X2的横向转发；提升端到端网络容量满足大带宽及大规模组网需求；50ms以内的保护倒换时间。图1为LTE网络架构模型图。

3 L3 PTN承载LTE方案

LTE阶段，PTN网络提供三层路由功能目前主要有L3 PTN方案和PTN+CE方案。从目前来看，L3 PTN方案设备配置比较简单，可以通过PTN统一组网实现，PTN+CE方案需要在网络中引入路由器，增加了网络成本以及系统复杂度；L3 PTN方案核心层设备可以通过软件升级支持三层路由转发功能，PTN+CE方案虽然可以通过新增路由器实现该功能，但PTN与CE的互通保护机制尚不完善；L3 PTN方案采用端到端管理，能够保证50ms以内的保护倒换时间，而PTN+CE方案由于采用分段管理，需要PTN和路由器配合，故无法保证。L3 PTN方案网络维护仅需传输专业人员，PTN+CE方案则还需要数据专业人员。综上可得，L3 PTN在保护倒换功能、成本和端到端维护等方面更有优势，业界目前倾向于选择该方案。

中国移动已明确表示新启动的TD-LTE实验网建设采用L3 PTN方案，即核心层PTN设备引入L3功能，汇聚和接入层仍然采用L2 VPN。以下为该方案各层的组网方案。

3.1 接入层组网方案

LTE网络建设初期，基站带宽需求还未达到最大值，PTN接入层建设以GE接入环为主，环路节点数一般不超过12个，所有接入环均以双节点接入。当现网带宽不足时，应优先考虑调整接入环节点数，主要方法有以下两种：

（1）跳点组环：保持原有结构不变，通过多用一对纤芯，将接入环原有的多个节点跳点组环。该方法主要用于接入环有剩余纤芯的应用场景。

（2）裂环组环：充分利用主干接入光缆或新建主干光缆，通过对某些节点进行跳纤，变多节点的接入环为较少节点的接入环，减少环上原有节点数量，满足业务接入需求。该方法主要用于接入环没有剩余纤芯或纤芯紧张的应用场景。

对于局部业务密集区或LTE网络建设中后期，当GE环满足不了LTE带宽需求时，考虑将接入层GE环升级为10GE环。

3.2 汇聚层组网方案

汇聚层仍然采用L2-VPN分组转发功能，以10GE光口组环，环路节点数一般为4-8个，节点交换容量不小于160G，汇聚环带宽利用率不应超过70%。主要方案有以下两种：

（1）N*10GE方案：叠加PTN 10GE环承载2G、3G和LTE业务，OTN下沉至汇聚层进行OLT上行业务和PTN业务承载。短期内该方案可以利用现有网络中的10GE环网进行组网。后期需考虑多个10GE环的叠加，维护工作量大、难度较高，以及与OTN联合组网涉及到的诸多问题。

（2）40GE PTN方案：新建PTN 40GE汇聚环承载LTE和OLT业务，后期跟据业务量需求可考虑OTN下沉至汇聚层。40GE PTN方案相对网络投资成本较低，短期内不用考虑新建OTN网络即可满足网络承载需求。后期可根据网络需求，将OTN下沉至汇聚层。

两种方案各具利弊，实际应用中应根据投资成本、承载需求和技术可行性等因素进行选择。

3.3 核心层组网方案

现网核心层设备（包括业务落地的PTN设备）通过升级支持L3 VPN功能，实现基于IP地址的电路调度。核心层PTN设备交换容量不小于320G。核心层采用PTN+OTN组网架构，LTE建设初期仍然组建10GE环网，后期根据带宽需求，考虑组建40GE PTN环网。

4 IP地址、VLAN和网络保护规划方案

IP地址规划以省为单位，采用IPV4地址。每个LTE基站分配两个不同网段的IP地址，分别用于网管和业务（S1和X2）。其中网管地址由各省自行规划，业务地址由总部统一分配。

一个LTE基站规划两个VLAN，其中一个分配给网管，另一个分配给业务。建议一个VLAN对应一个PW，一个基站的2个PW对应2个LSP。

接入层到核心层之间的PTN设备采用LSP 1：1保护，不同站址的核心层PTN之间采用VPN FRR保护方式，两个核心节点之间运行VRRP。

5 结束语

随着移动电视、移动下载、高清视频点播和视频监控等业务需求的增长，原有3G 网络已无法支持这些业务。引入LTE，不仅在带宽方面可以满足上述业务的发展，同时还可以真正实现无线宽带化。PTN作为下一代传送网的主流技术，已大规模商用。LTE时代的到来以及多业务统一承载的需求，分组业务带宽需求将进一步增长。PTN对LTE网络的承载是目前热点的话题。PTN现有的简化三层功能还有待进一步的加强以及通过40GE/100GE PTN设备的引入提升网络带宽，以满足LTE后期更高带宽的需求。

参考文献：

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