A市PTN承载TD-LTE网络优化演进策略

张宗迟，李丹雪，姜天杭

（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，哈尔滨 150027）

1 引言

TD-LTE时代已经来临。TD-LTE作为新一代宽带移动通信技术，比之前GSM/TD-SCDMA技术具有显著的无线宽带优势，可以为终端用户提供高清视频点播，在线游戏互动，高清视频会议等丰富的业务和更顺畅的业务体验。同时，TD-LTE网络结构的扁平化推动基站承载网从“点对点”向“多点到多点”演进，对网络带宽、时延、QoS等能力提出了更高的要求。本文以A市为案例，具体分析由于LTE用户及业务大量发展对传输网带来的变化，对PTN承载LTE网络优化做出了分析。

2 PTN承载TD-LTE网络现状及存在问题分析

TD-LTE自商用以来，发展的如火如荼。随着4G用户的越来越多，原有初期搭建的网络架构已经不能满足日益增长的业务需求。首先，用户及流量增长，原有传输设备交叉和处理业务的能力将不能满足需求，需要考虑设备替换或者扩容。原有2G/3G网络架构在LTE网络叠加之后，也有不合理状况出现。其次，原有单EPC形式已经不能满足容灾需求，使用EPC Pool方式。即各区域MME根据覆盖情况组MME Pool；各区域SAEGW根据覆盖情况组SAE-GW Pool,所有的eNode B须与Pool内所有的MME、SAE-GW进行全连接。

A市将基于以上两个方面，对PTN承载TD-LTE网络优化演进策略进行分析。

2.1 A市PTN承载LTE方案现状

某省A市华为PTN承载LTE网络结构图如图1所示。

A市华为PTN网络整体结构由3个核心环组成，市区核心环、郊县核心环和承载LTE的PTN 6900核心环。LTE业务采用2对桥节点（701和东站）承载全网LTE基站业务，全负荷承载达到4700个LTE基站能力。TD-SCDMA业务采用4个机房，17个落地点同RNC对接承载3G业务；2G落地业务未与BSC直接，共计7个核心和12个市区汇聚点同通过SDH达到BSC达到2G业务落地。

图1 A市4G网络结构图

2.2 主要问题分析

首先，5 000多条2G业务分别与不同BSC对接，在43个核心汇聚节点同原SDH网络对接，每站平均承载116条业务，过于分散网络维护不便；第二，核心与调度互联不均衡，部分核心负载重；调度和落地交叉互联，结构复杂业务混乱；单落地同RNC对接，无法抵抗节点失效；第三，LTE业务落地对和桥接对都是共用一个机房，存在机房失效风险；桥接对下行骨干节点共单板，总线带宽50 GE，只能满足1 250个LTE基站带宽需求（含收敛比）。

3 演进方案及分析

3.1 方案1：异局安放主备设备+集客调度+2G/3G调度

随着TD-LTE的规模发展，为满足EPC的装机需求，以及网络容灾需要，EPC将增加新的机楼，不同机楼的EPC组Pool。采用“全双上连”方式，每对L3设备都与EPC上联，如图2所示。

图2 方案1

对于TD-LTE核心层，互为备份核心L3设备和L2/L3设备安装在不同机房，目的是避免机房失效。异局之间以及上联链路均走带保护的OTN以增加安全性。新增一套EPC机楼需要新增一对L3核心设备与其对接。

对于2G/3G/集客的落地，将原来的4对调度设备缩减为一对。这一对调度设备负责调度全网2G/3G业务，并将其汇聚上来的业务分流至2G/3G落地设备，分别与RNC和BSC对接。对于集客落地业务，新建一对集客调度设备，负责调度全网集客业务，将跨省大客户业务汇聚至省干集客PTN设备。网络优化之后，避免了原有2G业务在每个汇接局落地，业务分散管理不便的缺陷，同时也节省了机房空间。集中式管理使网络清晰，维护便捷，便于今后网络扩容和资源共享。

3.2 方案2：同局安放主备设备+集客/2G/3G调度设备+集客落地设备

在满足EPC Pool的情况下，仍然需要新增一对核心L3设备与另一组EPC对接。具体网络结构演进情况如图3所示。

将互为备份的L3或者L2/L3设备设置在同一机房，优势是可以将EPC组和L3核心设备安放到同一机房内，不用使用很多OTN波道，避免使用OTN带来的高成本。缺点是不能避免因机房失效带来的风险。

对于2G/3G/集客业务，缩减调度设备为1对，分别调度全网2G/3G/集客业务。将2G业务转向BSC，3G业务转向RNC，跨省集客业务汇聚到集客落地设备再转至省干集客落地设备。

图3 方案2

表1 两种方案优缺点对比表

与方案1相比，这种演进方案将集客，2G/3G业务在一对设备上调度，主要考虑跨省集客业务量比较小，仅仅1对设备就可以足够承载包含以上3种类型的业务，节省了设备光口以及OTN波道的使用，大大节约了成本。两种方案的对比如表1所示。

4 某省A市PTN承载LTE网络优化方案及分析

A市是某省的省会城市。A市预计在规划期内用华为平面承载8000个TD-LTE基站，发展4G用户100万户。因此，还需要扩容4端L2/L3设备以满足未来网络需要。基于以上方案1和方案2的分析，考虑到A市大客户业务有限，均衡有效性和可靠性，采取方案2作为A市PTN承载LTE网络优化的演进方案。

4.1 L2至L2/L3链路容量规划

对于这8 000个LTE基站，按照7:3的比例，分布在市区和郊区。按照单站流量为80 Mbit/s, 4:3:2的收敛比计算核心层的流量，市区核心层流量为224 Gbit/s，郊县核心层流量为96 Gbit/s。按照L2层设备在市区设置4对，在郊县设置2对，且平均分配的方案计算，市区核心层每对流量为56 Gbit/s,郊县核心层每对流量为48 Gbit/s。按照L2到L2/L3上联链路容量是核心层链路一半规划，上联链路采用40 Gbit/s带宽配置。

4.2 L2/L3至L3链路容量规划

图4 A市目标网络架构

对于L2/L3到L3之间上联链路容量规划，通过“下带用户数×单用户带宽/设备端数/配置率”计算带宽需求，再折算成10 GE或者40 GE电路统计端口需求。假设LTE用户平均单向流量 500 kbit/s，同时并发比例为10%，包头冗余1.204，带宽冗余1.15，则单LTE用户流量=500 kbit/s×10%×1.204×1.15=70 kbit/s/户，即0.7 G/万户。假设用户平均分布，每对L3所带的用户数相同，均为50万户。则上联链路容量=50万×0.7G/万户/2端/50%=35 Gbit/s。因此L2/L3到L3之间上联链路采用1×40 Gbit/s即可，每对L3设备对之间的链路按照上联链路带宽配置即可。

4.3 核心至2G/3G/集客调度设备链路容量规划

考虑到2G/3G,集客业务量不大，不是网络发展的重点，因此考虑这一段链路仍然沿用1×10 GE即可。

4.4 设备选型

通过以上分析，选用支持40 GE/100 GE的超大带宽处理能力的华为PTN7900作为新建设备。华为PTN7900设备具备采用300 mm深设计，能够大幅提升机房空间利用率。它从架构到芯片、从硬件到软件的全方位节能设计，单位功耗降低40%以上。

A市区经过优化后的网络结构图4所示。

对比A市原有网络，优化后的网络层次更清晰，业务流向更明确，便于传送网络今后健康发展。

5 结语

综上所述，结合某省A市传送网的实际情况，考虑相关宏观经济因素，针对不同的组网架构进行对比分析，选择最适用于A市传送网的技术与组网模式，为LTE回传网优化提出新思路和解决方案。随着LTE进程的不断推进，各项解决方案仍将进一步丰富完善，助力TD-LTE回传网络建设和应用。

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