LTE时代的OTN+PTN组网新模型探讨

黄柳山等

【摘要】 传统的OTN和PTN组网模式难以满足LTE的承载要求，本文重点分析面向LTE的OTN+PTN组网模型改进要点，并要结合实例给出应用参考。

【关键词】 LTE OTN PTN 组网模型

一、引言

随着我国4G牌照的正式发放，国内通信行业正式迎来LTE时代，传送网如何有效承载成为重要的现实课题。面对LTE的业务流向和网络结构变化、带宽容量增长和时延要求提高，传统OTN+PTN网络模型已难以满足要求，需要提出改进措施、探讨可选方案。

二、LTE对传送网提出新的要求

据GSA《Evolution to LTE》报告，目前全球已有81个国家地区超过213张LTE商用网络。中国移动业已部署约20万个TD-LTE基站、下一步计划将覆盖城市扩展到300个以上，其他运营商也陆续开展了有关组网试验。

LTE相较于2G/ 3G网络存在几方面变化：一是核心网采用全IP的EPC，取消电路域（CS），实现网络全IP化；二是网络结构更加扁平化，取消了BSC/RNC，eNodeB直接接入EPC，提升传送效率；三是实现控制与承载的分离，MME、S-GW、P-GW各司其职，完成各自处理功能；四是引入从eNodeB到EPC的动态接口S1-Flex和相邻eNodeB间的分布式接口X2，需实现多点到多点的连接；五是业务带宽大幅提升，回传业务将以数据业务为主、传输带宽需求增激增。

因而，LTE基站移动回传对传送网提出了更高要求，包括三个必要条件：首先，传送网内核必须IP化，即传输颗粒必须是packet；其次，传送网必须引入L3路由功能，可以实现S1和X2接口动态建立；最后，传送网必须具备超大容量和扩展能力，满足未来LTE基站数据业务的爆炸式增长需求。

目前， OTN（光传送网）和PTN（分组传送网）技术已广泛应用于运营商的城域传送网络建设中。OTN擅长解决长距离、大带宽的传输问题，PTN擅长小颗粒业务的综合接入和汇聚收敛，采用OTN+PTN联合组网模式，满足多种业务的灵活接入汇聚和大容量调度能力。但传统的OTN+PTN组网模型，主要是面向3G/2G基站和集团专线/自营电路业务为主的全业务承载网络，面对规模化部署LTE的承载需求，还存在瓶颈。

三、面向LTE的OTN+PTN组网模型改进建议

为了应对LTE时代的新变化，OTN+PTN组网需要重点考虑以下几点的改进：

（1）在落地层PTN引入L3 VPN功能

由于LTE相邻基站之间增加X2接口建立逻辑连接，且逐步引入S1-Flex、基站同时归属到核心网多个 MME/SGW，所以传送网建设须考虑在PTN核心落地层面引入L3 VPN功能，满足LTE基站接入中的S1和X2业务承载。

考虑到PTN设备L3 VPN实现机制，为便于有效区隔L2和L3业务，建议引入L3 VPN功能时，采用L2转L3 PTN与纯L3 PTN设备分离的方式，分别完成L2到L3的桥接功能和静态L3 VPN功能，并提供OAM和网络保护。

（2）补充10GE/40GE PTN核心调度层建设

实际建设中，往往存在同一PTN汇聚环所带基站有去往多个不同核心节点的需求，或者同一基站由于无线归属BSC/RNC变更而导致业务流向需要调整。传统PTN+OTN组网中各核心节点之间落地层PTN相互独立、由OTN进行转发，难以完成灵活调度。

建议补充PTN核心调度层建设，有助于对2G/3G/专线等小颗粒业务在核心机房之间的灵活调整和调度；同时引入核心层PTN设备完成汇聚环上行业务的收敛转发，也降低落地PTN的压力，增强网络可扩展性。

（3）新增LTE业务与原有2G/3G/专线业务传送分离

LTE业务与2G/3G/专线业务，在下层PTN网络中必定是统一接入统一承载的。但考虑到LTE业务与其他业务的不同属性，建议从汇聚层PTN往上的承载中，将新增LTE业务与原有2G/3G/专线业务传送分离，以减少开通维护时不同业务间的相互干扰。

新型PTN+OTN组网模式中，PTN核心环与OTN核心环需区别定位，PTN核心环主要调度以2G/3G/专线业务为主的GE及以下小颗粒且归属不单一的业务，OTN核心环主要调度以LTE为主的GE以上大颗粒业务（含IP承载网等局间电路）。

（4）进一步下沉部署汇聚层OTN

由于LTE基站业务带宽大，后期PTN接入层GE环所带基站数量有限（初期以6-8个为宜）；而LTE相比2G/3G将有1.5-2倍的建站密度，所以PTN接入环、汇聚环网络需要进一步拆分和补充。PTN汇聚片區的细化，对OTN进一步下沉提出需求。

OTN汇聚层建设，必须规划好OTN汇聚层与OTN核心调度层面的转接关系，以及OTN汇聚层、OTN核心层与PTN核心层的结构关系，满足业务的容量需求和灵活调度要求，满足网络未来升级和补充的可扩展性。

四、OTN+PTN组网新模型的应用参考

下面，以某省会城市为例进行OTN+PTN联合组网的探讨分析。该城域网共有4个核心机房，根据位置划分为东核心、西核心、南核心、北核心。其中2G/3G的交换局包括东核心和北核心，同时东核心和北核心均为省干和国干节点；LTE的EPC部署在西核心，南核心作为EPC备选、后期也分摊东核心装机压力。

经过对现网梳理和业务分析得出结论，现有的OTN和PTN网络难以满足未来LTE大规模部署阶段的全业务承载需求，讨论演进目标架构如图1所示。

OTN汇聚层与OTN核心层相对分离，采用L2设备建设PTN核心调度环，采用L2转L3设备组件“汇聚对”。其中L2转L3“汇聚对”用以收敛汇聚OTN调度上来LTE业务， L2核心PTN调度环收敛其他业务。

2G/3G/专线业务流向：汇聚层PTN（L2）将2G/3G/专线业务通过N*GE（N≤4）上行汇聚层OTN，经OTN调度至四点核心PTN（L2），由核心PTN进行业务整理、分流；分流后专线/2G/3G业务通过核心PTN环内部调度、转接至业务归属各局的落地PTN（L2）。

LTE业务流向：汇聚层PTN（L2）将LTE业务通过10GE上行汇聚层OTN（与2G/3G /专线业务分开），经OTN调度至四点核心“汇聚对”PTN（L2转L3）；“汇聚对”PTN再通过10GE上行核心层OTN，经OTN调度至EPC所在核心的本地网落地PTN（纯L3 ），最后经同机楼省干LTE落地PTN（纯L3）转发至MGW/MME设备。

五、总结

由于OTN、PTN各自的技术优势和广泛的应用经验，未来传送网将继续以OTN+PTN联合组网为主导。通过补充核心调度层PTN建设、PTN引入L3 VPN功能、进一步下沉部署汇聚层OTN、适当考虑新增LTE业务与原有2G/3G/专线业务传送分离，改进优化的OTN+PTN联合组网新模型，完全能够应对LTE带来的承载挑战，综合承载LTE和2G/3G/专线等业务，满足更大带宽、更长距离、更灵活调度、更安全传送的需求。

参 考 文 献

[1] 代谢寅，章小军. 面向LTE的分组传送网解决方案[J]. 邮电设计技术，2013，3：62-64

[2] 吴杰. 面向3G和全业务的PTN及OTN联合组网新思路[J]. 电信工程技术与标准化，2010，23（149）：44-47