LTE承载网PTN建设方案

中国移动通信集团设计院有限公司陕西分公司 王亚辉

1.引言

在LTE的推动过程中，承载网作为电信网的基础，其规划和建设优先于业务的发展和演进。承载网分组化是未来网络发展的必然趋势，而移动业务的需求变化也决定了网络的演进方式。中国移动大力推动TD-LTE网络的建设，是PTN技术的主要倡导和推动者，PTN设备承载TD-LTE的相关业务已成为必然，面对TD-LTE的承载需求，PTN如何建设才能迎接新的挑战。

2.LTE对承载网的影响和需求

LTE（Long Term Evolution）俗称为3.9G技术，具有百M数据下载能力，是未来所有2G/3G/3.5G技术殊途同归演进的趋势，对承载网的影响如下：

(1)移动应用带宽化

从2G至LTE阶段，业务承载以语音为主向数据、视频转变，带宽需求由几M向几百M发展，业务需求多样化，对传送网设备接口类型、接口速率提出了更高的要求。如表1所示。

全IP化的数据业务，流量具有高突发性和不确定性，LTE空口技术的发展对传输网络的带宽需求越来越大，传统的传输方式很难适应来来带宽的需求。

(2)网络架构扁平化

相比2G、3G的业务承载，LTE网络最大的变化在于两点：取消了RNC层，将其功能分解至eNB和aGW。S1接口是eNB和aGW之间的接口，需要灵活的调度能力，使eNB可以灵活的归属到多个aGW；为保证用户数据直接进行交换，降低转发时延，出现相邻eNB基站之间互连的X2接口承载需求。

(3)网络自管理功能和网络承载要求高

LTE网络结构复杂化需要有网络自管理能力，要求承载网在灵活配置的基础上，保证网络的安全与可靠，实现网络的易维护和易管理。

3.两种承载方案的对比分析

LTE的承载方案主要有两种：PTN L3 VPN与PTN+CE路由器。中国移动经过6轮测试工作，验证了L3 PTN方案的L2/L3桥接、L3 VPN、保护、网管功能性能，多厂家PTN设备互通功能以及组网长期稳定性。测试结果L3 PTN各项功能指标满足LTE时期的各种需求。两种承载方案对比如下：

其一，网络维护。LTE承载网络的维护管理趋于端到端的模式，PTN L3 VPN方案，可保证在同一网管系统下维护便利；PTN+CE的模式需要传输及数据专业人员在不同的网管系统下维护不同部分，难度较高，维护开通、故障定位相对复杂。

其二，QoS保障。PTN L3 VPN方案能够有效支持50ms以内的保护机制，而PTN+CE方案在网络边界会出现保护超标的情况。

其三，部署成本。PTN L3 VPN方案，是在核心层中添加3层VPN的功能，部署成本小，而PTN+CE方案，则需要在核心网中重新部署路由器，无法利用原有的核心路由器，对于运营商而言成本压力较大。如表2所示。

4.LTE承载网PTN建设方案

以下针对PTN L3 VPN方案，对承载网各个层面的建设方案进行论述。

4.1 核心层方案

核心层采用PTN+OTN组网架构，现网核心层PTN设备升级为具有L3功能的设备，后期根据业务需求新建，满足TD-LTE横向流量转发。核心层PTN设备交换容量不小于320G。

4.2 汇聚层方案

汇聚层10GE汇聚环与OTN接口升级为10GE，单节点双挂的改造为双节点。有两种方案，分别为10GE 设备叠加组环和40GE新建环，设备交换容量不小于160G。

(1)组建PTN N*10GE汇聚环

叠加PTN N*10GE汇聚环解决LTE业务承载需求，并且OTN下沉至汇聚层，进行OLT上行业务和PTN的承载。2G/3G/LTE业务通过N*10GE PTN承载，OLT上行业务通过OTN承载(如图1所示)。

(2)组建PTN 40GE汇聚环

部署PTN 40GE汇聚环解决LTE和部分OLT上行业务承载，根据计算近期完全可以满足LTE与OLT的业务带宽需求，远期根据实际业务量可考虑OTN部分下沉至汇聚层(如图2所示)。

从表3中两种方案的比较，可知，采用PTN 40GE设备组网，会在建网成本、光纤资源、实施风险、维护难度各方面均优于叠加N个10GE PTN设备组网方案。

表1 LTE带来的带宽高需求

表2 两种承载技术的对比

表3 两种方案的比较

图1 PTN N*10GE汇聚环组网示意图

图2 PTN 40GE汇聚环组网示意图

4.3 接入层方案

TD-LTE基站利用已建PTN网络资源，根据业务需求进行扩容、调整、升级。接入环上联至同一汇聚环的两个汇聚节点，采用双挂的方式，室分系统采用链状组网。基站接入PTN设备与eNodeB连接使用GE/10GE光接口。单环城区6到8个节点，乡村区域不超过15个点。 现网GE环带宽不足时，应优先通过调整接入环节点数量满足带宽需求。调整方式如下：

(1)跳点组环：保持原有结构不变，通过多用一对纤芯，跳点组环，主要用于纤芯资源充裕的场景。

(2)裂环组环：充分利用主干接入光缆重新组环或按照主干接入光缆规划新建光缆，减少环上节点连通组环，主要用于纤芯资源紧张的场景。

(3)业务密集区，环网改造调整难度大或成本高，可将GE接入环升级为10GE。为降低建设成本，优先选择10Km的光模块，传输距离较长时可选择40Km光模块，不建议选择80Km的光模块。

5.结论

PTN产业体系日趋完善，相较IP RAN具有定向的端到端的特性，在LTE基站无线业务的回传方面优势明显。PTN已成为城域网的主流技术，通过核心层的L3功能不仅能承载LTE业务，且在全业务承载上也有优势，未来40GE、100GE PTN设备的成熟商用将更加助力发挥PTN作为承载网的优势。

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