TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划工具的开发

朱武增，韩笑，胡淼

（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，哈尔滨 150080）

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划工具的开发

朱武增，韩笑，胡淼

（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，哈尔滨 150080）

文章从工程应用的角度出发，针对L3 VPN 承载网方案中TD-LTE基站IP地址和VLAN ID规划工作自主研发了TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划软件工具，详细叙述了自动规划工具的功能分配及主要算法的实现，并将实际工程中的基础数据应用于该软件，实现了预期功能。

TD-LTE；IP地址；VLAN ID

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID的规划是规划设计人员在工程中初次遇到的问题。

IP地址和VLAN ID的规划在LTE试验网初期是通过人工分配的，无线、传输与数据的融合，对规划设计人员提出新的要求。这项工作需要多专业、多部门配合及规划人员具备多专业知识的融合才能顺利完成，在人工分配和规划的过程中难免会出现一些错误。

如果将人工分配和规划基站IP地址和VLAN ID程序化、工具化，可以大大以减轻规划人员的工作量，提高工作效率。降低规划设计人员专业的门槛，提高分配和规划的准确率。

1 IP地址和VLAN ID自动规划工具功能分配

根据IP地址和VLAN ID规划原则及LTE承载网网络构架，将TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划工具划分为以下3个功能。

1.1 功能1：为全省各地市公司分配C类地址段

根据各省公司的每个地市公司的TD-LTE基站终期建设规模（可按2G基站数加TD基站数预估）为每个地市分配N个（N尽量为2x，即2、4、8…）个连续的C类地址段，这些连续C类地址段应符合IP地址VLSM(变长子网掩码)原则，以保证在地市出口能够聚合为一条或少数几条路由。

1.2 功能2：为每个城市的不同“片区”分配地址段

每个“片区”对应一对核心层PTN设备，目标接入TD-LTE基站的数量为1 000～2 000个，分配C类IP地址段4～8个。

同一厂家的“片区”地址段应确保连续，建议分配N（N尽量为2x，即2、4、8…）个连续的C类地址段，这些连续C类地址段应符合IP地址VLSM（变长子网掩码)原则，以保证每个厂家PTN设备出口能够聚合为一条或少数几条路由。

1.3 功能3：为“片区”内基站分配IP地址和VLAN ID

根据输入基站的经纬度和基站所属的PTN核心环、汇聚环等基础信息，按照分到的“片区”地址段，将“片区”内的基站自动规划为不同子网，并且为子网内每个基站和PTN子网网关自动分配IP地址，为每一个基站自动分配VLAN ID。其中本功能共有2种分配方案。

1.3.1 方案1

IP地址分配：每个基站分配2个IP地址，分别用于网管和业务（S1/X2），且两个IP地址属于不同的网段。基站侧按1/8C类地址段（27位掩码或根据各省情况不同进行设置）进行IP地址分配。L3 PTN设备作为网关，内部通过划分子接口连接子网，与该子网内的所有基站通信。

实际部署中，考虑一定预留，当前建议一个网段部署15个基站。为了减小广播域，避免广播风暴，建议同一子网内的基站尽量在物理位置上靠近，便于X2信号就近转发。无线网管地址分配原则相同，但处于不同的B类地址段。

VLAN ID分配：每个基站分配2个VLAN ID，1个VLAN分配给业务，1个VLAN分配给网管，各市地根据实际VLAN ID使用情况进行分配。相同子网内基站采用相同VLAN ID，如图1所示。

1.3.2 方案2

IP地址分配：每个基站分配2个IP地址，分别用于网管和业务（S1/X2），且两个IP地址属于不同的网段。基站侧按C类地址段（24位掩码）进行IP分配，L3 PTN设备作为网关，内部通过划分子接口连接子网，与该子网内的所有基站通信；无线网管地址分配原则相同，但处于不同的B类地址段。

VLAN ID分配：每个基站分配2个VLAN ID，1个VLAN分配给业务，1个VLAN分配给网管，每基站分配一个VLAN ID。各市地根据实际VLAN ID使用情况进行分配。因为不同厂家共享VLAN的原则不同，可根据不同厂家VLAN共享原则手工设置VLAN ID是否从起始值开始分配，如图2所示。

2 软件工具的开发与验证

基于以上功能分配，制定了TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划工具各个功能模块的算法及相应功能模块。

2.1 主要算法实现

2.1.1 功能1和功能2算法实现

功能1和功能2主要是为各地市及各片区分配N个足够的C类IP地址段，其中C类IP地址段的数量N由以下算法实现：分别取终期TD-LTE基站数量和各地市“片区”终期TD-LTE基站数量除以C类地址可用地址数量向上取2的整数倍。

原则上建议N尽量取2x，即2、4、8…等个连续的C类地址段，但考虑到当x取值越大，IP地址浪费越严重，且各省分配的IP地址数量有限，故N取2的整数倍，进而保证了地市出口和每个厂家PTN设备出口能够聚合为一条或少数几条路由。

图1 TD-LTE基站IP地址和VLAN规划实例1

图2 TD-LTE基站IP地址和VLAN规划实例2

功能1和功能2的输入信息表格如表1、表2所示。

表1 功能1输入信息表

表2 功能2输入信息表

2.1.2 功能3算法实现

功能3是为“片区”内基站分配IP地址和VLAN ID，主要有两种方案。

方案1算法实现：

首先对基础信息表内基站接入PTN汇聚环名称和PTN汇聚环上联的核心层单板或端口名称相同的一组基站进行小区域划分。如表3所示。

表3 输入基础信息表

小区域划分步骤如下：

（1）比较一组基站的经度和纬度，选取经度的最小值和纬度的最小值作为小区域划分的基点；

（2）选取距离基点最近的15个基站（基站数量也可根据子网大小自定义）划分为一个小区域，并对这15个基站进行区域编号；

（3）继续对这一组中剩余的基站的经度和纬度进行比较，选取经度的最小值和纬度的最小值作为小区域划分的新基点；

（4）选取距离新基点最近的15个基站（基站数量也可根据子网大小自定义）划分为一个小区域，并对这15个基站进行区域编号；

（5）如此循环，直至将该组基站小区域划分完毕。

按照方案1，对小区域内基站进行IP地址和VLAN ID的分配，一个小区域内的基站IP地址位于相同子网内，根据之前规划的该“片区”内的起始IP地址开始为划分好小区域的基站连续分配IP地址。根据起始VLAN ID连续为基站分配VLAN，一个小区域内的基站VLAN ID相同，在VLAN分配过程中判定核心层单板或端口名称是否变化，如变化，从起始值为基站分配VLAN。

方案2算法实现：

（1）将输入基础信息表内基站接入PTN汇聚环名称和PTN汇聚环上联的核心层单板或端口名称相同的基站排列一起。

（2）按照方案2，根据之前规划的该“片区”内的起始IP地址开始为基站连续分配IP地址，同时根据起始VLAN ID连续为基站分配VLAN，在VLAN分配过程中判定核心层单板或端口名称是否变化，如变化，从起始值为基站分配VLAN。

2.2 功能模块的开发

2.2.1 功能1模块

选择Excel源文件（本文件需要手动输入各省或直辖市TD-LTE基站建设规模）对话框内会提示选择文件的路径，便于验证。选择省份，进行地市的IP地址规划，处理状态提示各地市IP规划完成，如图3所示。

图3 功能1模块示意图

2.2.2 功能2模块

选择所要规划的地市名称，以地市为单位进行片区IP地址规划，处理状态提示片区IP规划完成，如图4所示。

图4 功能2模块示意图

2.2.3 功能3模块

功能3有两种方案可实现，可根据需求，选择方案1或方案2。如图5所示。

在相应的输入信息里分别填写设备厂家、片区、规划段数、规划基站数量、业务IP起始值和VLAN ID起始值及结束值、网管IP和VLAN ID起始值及结束值等信息，点击“分配IP地址”，软件就会自动为片区内基站分配小区域编号、业务及网管IP地址和VLAN ID，如表4所示。

与方案2输入信息不同之处在于方案1中划分了小区域，需要输入小区域中子网的掩码位数及子网中规划的基站个数信息，输出信息中增加了小区域编号信息。

2.3 软件工具的验证

本软件分别使用了天津扩大规模试验网和黑龙江省LTE传输接入工程中基础数据进行验证，输出信息与功能设想匹配。自动规划的IP地址和VLAN ID能够满足单独地市和全省的规划需求。

图5 功能3模块示意图

表4 功能3输出信息表

3 结束语

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自动规划工具的开发将人工分配和规划基站IP地址和VLAN ID程序化、工具化，避免了多专业配合提高了规划设计人员的工作效率，提高了分配和规划的准确率，在中国移动4G一期工程中具有较高的应用价值。本工具主要应用于对TD-LTE基站侧IP地址和VLAN ID的规划，用户侧及PTN异厂家对接的IP地址数量较少且各地市各省网络构架不一致不宜程序化和工具化，故不在本工具的功能开发内。

[1] 中国移动.TD-LTE扩大规模试验网工程传送网建设要求[Z]. 2012：5-6.

[2] 中国移动通信集团设计院有限公司.TD-LTE基站回传网络规模建设推广方案[Z]. 2012：23-24.

[3] 邵永平. LTE无线网络与核心网间网络组织及无线侧IP地址分配方案研究[J]. 电信工程技术与标准化, 2011,(9):19-22.

Development of automatic programming tool for the eNode B’s IP address and VLAN ID

ZHU Wu-zeng, HAN Xiao, HU Miao
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Heilongjiang Branch, Harbin 150080, China)

The automatic programming tool for the eNode B’s IP address and VLAN ID was development aimed at the L3 VPN bearer network from the view of engineering application.The main algorithm and function of the tool is detailed and the anticipate function is realized according to The basic data.

TD-LTE; IP address; VLAN ID

TN929.5

A

1008-5599（2014）01-0021-05

VoLTE高清音频通话实现在TD-LTE与2G商用网间切换

2013-10-06

2013年12月18日，中国移动在广州完成全球首个VoLTE高清音频通话在TD-LTE与2G商用网间的切换演示，现场中国移动沙跃家副总裁在车载移动环境下拨通了VoLTE语音电话，验证了VoLTE接通等待时间更短、更高质量音视频通话，体验了VoLTE与2G网络话音平滑切换效果。实现VoLTE与2G/3G网络的切换是VoLTE领域的一大难题，目前，全球LTE FDD网络仅有一家运营商于2013年9月实现该功能的正式商用。本次采用商用终端测试版本的成功演示，对VoLTE走向商用迈进了坚实的一步，是TD-LTE及VoLTE领域的又一重大进展。目前，广州大部分4G覆盖区域已初步具备VoLTE高清音视频通话能力。