面向TD-LTE的城域传送网建设策略研究

乐垠 梅仪国 孙运明

【摘要】随着移动互联网的深入发展，移动数据业务将呈现爆炸式增长，现有的移动网承载技术将很难满足未来数据业务的需求，移动数据业务市场的需求和竞争是TD-LTE技术产生与发展的源动力。文章深入分析了TD-LTE技术目前的发展情况及其对传送网络的需求，提出对于TD-LTE业务的传输承载方案。

【关键词】TD-LTEPTNCIRPIR

编者按

经过十多年建设，国内运营商都拥有大规模的传送承载网。当前，全业务运营背景之下竞争激烈、业务纷呈，用户体验日趋细致、2G逐渐向3G过渡、未来3G／LTE业务的高带宽需求等问题，都呼唤传统基础网络的加强与提升。压力和动力并存下，如何将传统传送承载网弃弊扬优，充分应用新技术，以高瞻远瞩地规划和部署新一代承载网，实现对不同业务的综合承载，推动分组化、业务等级划分、带宽高利用率，是亟待解决的问题。近年，SDH网络建设规模逐年降低，PTN网络启动大规模建设，本期专题重点关注PTN的规划、部署和建设，希望可以为国内运营商未来建设统一的IP承载网之借鉴。

1前言

中国移动作为世界规模最大的运营商，在3G时代积极承担起自主知识产权标准TD-SCDMA第三代移动通信网络的建设与运营任务，至2010年扩容工程完成后，TD-SCDMA网络将覆盖全国337地市，基站规模达22万个，大大拉动了TD产业链发展。然而，受技术特性、产业链规模能力等因素影响，TD-SCDMA在覆盖成本、传输速率、无线带宽、用户体验、运营成本方面同中国电信、中国联通等竞争对手相比均存在着一定劣势。

TD-LTE(Long Term Evolution)是新一代宽带移动通信技术，是我国拥有自主知识产权的TD-SCDMA后续演进技术，在继承其TDD优点的同时又与时俱进地引入了多天线MIMO与频分复用OFDM技术。相比于3G，TD-LTE在系统性能上有了跨越式提高，能够为用户提供更加丰富多彩的移动互联网业务。为此，尽快将TD-SCDMA网络向TD-LTE网络演进，提升TD-SCDMA网络的宽带能力，真正有效地建立起TD系统在未来宽带移动市场、移动互联网市场、物联网市场的竞争力，是中国移动新时期应对竞争、保持技术领先优势的重要举措。

若要进一步缩短产品成熟周期，推进TD-LTE产业链尤其是使终端产品尽快成熟，加速商用化进展，缩短与FDD-LTE的产业发展差距，应该加快推进面向运营商商用为目的的TD-LTE规模网络试验建设。在我国，工业和信息化部于2010年12月批复同意TD-LTE规模试验总体方案，由中国移动承担上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门六城市TD-LTE规模技术试验网和北京演示网建设。

2TD-LTE技术特点及其对传送网的需求

2.1TD-LTE的关键技术

如表1所示，TD-LTE通过引入OFDM、多天线MIMO、64QAM、全IP扁平的网络结构、优化的帧结构、简化的LTE状态以及小区间干扰协调等新技术，实现了更高带宽，更大容量、更高数据传输速率和更低传输时延的效果。

2.2无线基站对传输网的需求

由于TD-LTE系统相对于2G／3G的峰值速率有了飞跃性的提升，因此其引入对机房的传输条件也提出了非常高的要求，按照宏基站配置为S1门门，室内覆盖站配置为O1计算，各类基站对于S1／X2接口的带宽要求如表2。

2.3传输网络的带宽规划

传输网络带宽规划的时候需充分考虑网络的可扩展性、满足业务的突发性，因此需要按照峰值带宽来测算外，还要考虑适当的冗余带宽。如表3所示，试验网工程分为主测区域和非主测区域，传输网络带宽规划也应采取不同的策略。

如表4所示，对于PTN传输网络的各个层面，需综合考虑业务量的统计分布特性、满足业务质量和传输效益等因素。在满足CIR带宽的基础上，分别取定不同比例的预留量。

目前的收敛比是根据PTN网络现状及以往经验设置，在后续运营阶段积累运行数据和经验后再行调整。

3TD-LTE业务的传送网承载方案

移动网络向TD-LTE阶段演进，其传送网承载模式发生了很大的变化，TD-LTE采用了一种革命性的架构，RNC主要功能下移到eNodeB，将RNC和NodeB合并为eNodeB，核心网则演进到EPC，eNodeB直接连接到EPC，网络逐渐向扁平化和网状网演进，其对带宽、接口、时延、QoS、安全性等均有新的需求。如何顺应IP化的发展趋势，构建一张高效、融合3G／LTE的承载网络，降低网络建设和运维成本，成为承载网建设中业界最关注的问题。

TD-LTE业务的带宽需求主要来源于移动数据业务，数据业务具有流量的不确定性和突发性等特性，因此需要传输网具备业务的收敛汇聚能力，有效利用网络带宽资源，节省网络建设成本。而MSTP采用刚性管到承载分组业务，汇聚比受限，统计复用效率低，承载IP化业务成本高。目前中国移动采用的方案是端到端PTN解决方案，PTN突出可视化、图形化维护和管理，最大程度地降低接入网的TCO；全网部署LSP Tunnel、高质量高可靠性业务承载，同时在适合的地方、适合的时机部署L3VPN网关，能最大程度地实现网络的灵活性和可扩展性。

3.1TD-LTE的传输承载方案一：PTN+CE

如图1所示，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，L3 VPN功能由新引入的1对CE路由器负责。cE路由器负责将X2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S-GW／MME或S-GW／MME Pool中相应的S-GW、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原因，CE设备建议单独配置。

3.2TD-LTE的传输承载方案二：具备L3 VPN功能的PTN

如图2所示，以PTN设备建设端到端的LTE RAN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地址转发相邻基站，将S1接口信息按照IP地址转发给S-GW／MME或S-GW／MME Pool中相应的S-GW、MME，以实现多归属需求。

3.3TD-LTE的传送网建设策略

TD-LTE基站传输接入应采用光缆接入方式，应选择PTN设备承载，并充分考虑PTN网络的整体部署策略，充分利用已建PTN传输资源。

从安全可靠性出发，接入层系统尽量采用环网结构，在地理条件和光缆建设确有困难的情况下可少量采用链型结构。对于不具备后备电源条件的基站，宜单独组织传输系统。

PTN传输系统的建设需要综合考虑节点布局、光缆情况和网络安全等多种因素，合理安排系统制式和环上节点数量。

主测区域接入层配置10GE PTN设备，非主测区域接入层配置可以升级为10GE的GE PTN设备，交叉容量不小于30G，与eNodeB连接应使用GE光接口。

接入层系统尽量采用环网结构，每个接入环3～8个节点。

汇聚层采用10GE组环，单个设备交叉容量不小于160G。

核心层采用10GE组环，单个设备交叉容量不小于320G。

4结论

TD-LTE是一个中国主导的并具有“国际化”特征的标准，TD-LTE的技术优势体现在速率、时延和频谱利用率等多个领域，使运营商能够在有限的频谱带宽资源上具备更强大的业务提供能力，而这正是全球移动通信产业孜孜以求的目标所在。LTE将是任何一个运营商都需要考虑的长远技术，且这种技术在最近几年内存在爆发式增长的可能。这种爆发式的增长将会推动整个产业链的发展。作为基础承载网络的传送网，运营商应整体规划，提前布局。