面向LTE的傳輸網(wǎng)建設(shè)探討

張領(lǐng) 王磊

【摘要】 LTE網(wǎng)絡(luò)是目前運營商重點規(guī)劃和設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，本文針對LTE網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)提出的新要求和新挑戰(zhàn)進(jìn)行了詳細(xì)探討，并從高帶寬、橫向流量、低時延、精確時間同步、高安全數(shù)據(jù)傳送、站點密度等6個方面給出了解決方案，以便為運營商提供可持續(xù)演進(jìn)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的移動通信體驗。

【關(guān)鍵詞】 高帶寬 橫向流量 低時延

Discussion on the Build Of LTE Transmission Network

ZHANG Ling Zhongrui Planning and Designing of Communication Co.， Ltd.

WANG Lei Samsung Guangzhou Mobile R&D Center

Abstract：Operators are currently focused on the planning and design of the LTE network，So this paper disscuss the new problems and new challenges of the existing transmission network on LTE raised，and give a solution from High Bandwidth、Across Flow、Low Latency、Precise Time Synchronization、High security of data transmission、Site Density，I expect provide a sustainable network for operators and gives the best mobile communications experience for users.

Key words： High Bandwidth Across Flow Low Latency

隨著4G牌照的發(fā)放， 各大運營商都開始部署LTE商用，LTE網(wǎng)絡(luò)的高速率接入和豐富業(yè)務(wù)也對傳輸網(wǎng)提供了更高的要求，本文將探討面對LTE的傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

一、面向LTE的傳輸網(wǎng)解決方案

1.1 LTE網(wǎng)絡(luò)與2/3G區(qū)別

1.1.1基本參數(shù)

相較于2/3G ，LTE網(wǎng)絡(luò)在引入了OFDM和MIMO等關(guān)鍵傳輸技術(shù)后，頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率有了顯著提高，在20M帶寬2X2MIMO/ 64QAM情況下，，下行峰值速率達(dá)到100Mbps，上行達(dá)到50Mbp，同時它支持的帶寬也更靈活，它不僅能支持：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等頻段，也能支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，系統(tǒng)容量和覆蓋顯著提升。

1.1.2組網(wǎng)架構(gòu)

相較于2/3G ，LTE網(wǎng)絡(luò)更加扁平化，LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

LTE的扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)了很多優(yōu)于 2/3G網(wǎng)絡(luò)的性能，主要有以下幾方面：

1. 控制與承載的分離：MME負(fù)責(zé)移動性管理、信令處理等功能，S-GW負(fù)責(zé)媒體流處理及轉(zhuǎn)發(fā)等功能；控制與承載的分離。

2. 全業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入： 全I(xiàn)P的EPC（Evolved Packet Core，移動核心網(wǎng)演進(jìn)）取消了CS（電路域），支持各類技術(shù)統(tǒng)一接入，實現(xiàn)固網(wǎng)和移動融合（FMC），靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業(yè)務(wù)。

3. 提升用戶體驗： LTE取消了RNC， eNodeB和網(wǎng)關(guān)（SGW/PDN GW）負(fù)責(zé)原有RNC功能，eNodeB直接接入EPC，降低了用戶的可感知時延，提升了用戶的通信體驗；

4.點到多點的全連接：LTE網(wǎng)絡(luò)引入S1-Flex和X2接口實現(xiàn)了點到多點的全連接，S1-Flex提高網(wǎng)絡(luò)冗余性以及實現(xiàn)負(fù)載均衡；X2使用戶移動性管理更加智能化。

1.2 LTE傳送網(wǎng)需求分析

LTE傳輸網(wǎng)需求與2/3G不同，新需求如下：

1.2.1高帶寬需求

LTE網(wǎng)絡(luò)提供比2/3G網(wǎng)絡(luò)更多種類、更高帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（包括實時視頻、交互類、多媒體等），因此LTE網(wǎng)元傳輸帶寬能力大幅提升，以現(xiàn)有LTE基站為例， S111站型eNB的傳輸帶寬至少在440～590M左右，而S222站型eNB傳輸帶寬將加倍，相當(dāng)于 3G帶寬的10～20倍，因此具備高帶寬是LTE傳輸網(wǎng)的基本要求。

1.2.2橫向流量需求

LTE網(wǎng)絡(luò)是點到多點的全連接網(wǎng)絡(luò)，相較于GSM或者TD-SCDMA的無線網(wǎng)絡(luò)，LTE網(wǎng)絡(luò)增加了S1-Flex和X2接口，因此增加了LTE基站與多個核心網(wǎng)元之間S1-Flex接口業(yè)務(wù)和信令互聯(lián)流量和LTE基站間的X2接口流量，這些橫向流量也是LTE傳輸網(wǎng)建設(shè)必須考慮的問題。

1.2.3低時延要求

LTE對于時延要求比2/3G嚴(yán)格。3GPP對各類業(yè)務(wù)的端到端時延和丟包率都有嚴(yán)格規(guī)定，例如規(guī)定S1≤10ms，X2≤20ms， NGMA（下一代移動聯(lián)盟）對時延要求則更為嚴(yán)格，規(guī)定傳送網(wǎng)端到端最大時延為10ms，重點區(qū)域時延應(yīng)不超過5ms，因此LTE傳輸網(wǎng)需具備強大的低時延數(shù)據(jù)傳送與處理能力。

1.2.4精確時間同步需求

時間同步是LTE網(wǎng)絡(luò)（包括LTE TDD和LTE FDD）內(nèi)在要求，傳統(tǒng)的GPS不僅投資成本高而且安裝有一定的局限性（不適合室內(nèi)部署），因此采用何種技術(shù)實現(xiàn)精確時鐘同步是LTE傳輸網(wǎng)必須解決的問題。

1.2.5高安全數(shù)據(jù)傳送需求

LTE網(wǎng)絡(luò)相比2/3G網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳送安全也被提到了一個新的高度，高安全數(shù)據(jù)傳送也是LTE傳輸網(wǎng)建設(shè)必須考量的因素。

1.2.6站點密度需求

由于受頻點影響，LTE基站在覆蓋能力上遠(yuǎn)小于2/3G基站，因此LTE網(wǎng)絡(luò)需要更多的基站來補充覆蓋，預(yù)計LTE eNB數(shù)量將是現(xiàn)有基站數(shù)量的2～3倍，LTE站點加密也對傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)提出了新的需求。

1.3 LTE傳送網(wǎng)解決方案

上節(jié)分析了LTE網(wǎng)絡(luò)對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求，本節(jié)將對以上提出的各種需求提供解決方案。

1.3.1高帶寬解決方案

為解決LTE網(wǎng)絡(luò)的高帶寬需求，建議傳輸網(wǎng)選擇PTN over OTN模式，核心層可通過現(xiàn)網(wǎng)部署的大容量OTN進(jìn)行調(diào)度疏通；，匯聚層采用雙平面保護，實現(xiàn)業(yè)務(wù)匯聚，接入環(huán)應(yīng)以10G環(huán)為主。匯聚、接入層可通過帶寬規(guī)劃提升帶寬利用率。

為了提高帶寬利用率， LTE站點傳輸平均帶寬一般按照以下取定：

1）帶寬配置收斂比，接入、匯聚、核心為：4：3：2；

2）每個接入環(huán)可根據(jù)業(yè)務(wù)預(yù)測額外預(yù)留240Mb/s帶寬，對于只有室分站的接入環(huán)，額外預(yù)留90Mb/s帶寬，確保每個接入環(huán)的LTE基站在達(dá)到平均帶寬的基礎(chǔ)上，仍能夠保證一個LTE基站達(dá)到峰值帶寬；

3）每個接入環(huán)上LTE基站節(jié)點平均帶寬之和小于環(huán)上總?cè)萘康?0%。

1.3.2橫向流量解決方案

在組環(huán)規(guī)劃上，核心層選擇支持L3功能的PTN設(shè)備，LTE業(yè)務(wù)與2/3G業(yè)務(wù)可以同網(wǎng)承載，考慮到LTE流量大，建議L3層使用不同的物理鏈路，利舊的傳輸網(wǎng)絡(luò)在匯聚骨干節(jié)點要將LTE業(yè)務(wù)與2/3G業(yè)務(wù)分端口傳送，LTE業(yè)務(wù)上送到L3層的PTN設(shè)備上。

1.3.3 低時延解決方案

LTE傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備針對不同的業(yè)務(wù)分類管理和識別功能，在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，將時延敏感的業(yè)務(wù)設(shè)置為高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，優(yōu)先處理，保證端到端時延。

1.3.4 精確時間同步解決方案

在LTE傳輸網(wǎng)建設(shè)中可以采用1588v2實現(xiàn)端到端的精確時間同步傳送，這種技術(shù)不僅能夠減少網(wǎng)絡(luò)的投資成本，而且可以在GPS失效時提供同步保護方案，保證電信基礎(chǔ)設(shè)施的安全性。

1.3.5 高安全數(shù)據(jù)傳送解決方案

針對LTE網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)安全的更高要求，傳送網(wǎng)需要加入更加可靠的數(shù)據(jù)加密方案，如IPSEC等加密方案等。

1.3.6 站點密度解決方案

為應(yīng)對LTE網(wǎng)絡(luò)的站點密度，應(yīng)提前根據(jù)LTE站點信息，全面梳理現(xiàn)網(wǎng)傳輸資源，并盡快啟動新的LTE站點接入光纜建設(shè)和環(huán)網(wǎng)的擴容調(diào)整規(guī)劃，滿足新的LTE站點接入需求。

二、結(jié)語

規(guī)劃好、建設(shè)好LTE網(wǎng)絡(luò)，將是4G時代各運營商迫切需要解決的問題。因此，本文對LTE對現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)提出的新問題和新挑戰(zhàn)進(jìn)行了詳細(xì)探討，并給出了解決方案，希望為運營商提供可持續(xù)演進(jìn)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的移動通信體驗。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉凱. LTE傳輸網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略探討[J]. 移動通信， 2013.（16）.

[2] 王青郁.TD_LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)傳輸技術(shù)交流[Z].2012.

[3] 胡恒杰，梁璟，朱強. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的引入策略研究[J].移動通信，2010，（03）：64-68.