面向TD-LTE的PTN接入层演进策略研究

方伟津，黄剑华，陈銮雄

（中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司，广州 510623）

1 引言

伴随着4G业务需求的高速增长以及LTE网络的大规模建设，中国移动也推进TD-LTE基站F+D双频组网和D1/D2/D3的载波聚合的建设，TD-LTE双频组网对传输网络的冲击主要在接入层[1]。目前中国移动基站的传输接入主要以PTN的GE接入环为主，现网GE接入环容量面临双频接入剧增的带宽压力，同时面临端口资源不足压力。而机房、管道、光缆等基础网络资源存在建设周期长，难度大的特点，和快速增长的传输网络带宽需求存在较大的冲突。为快速满足TD-LTE基站的传送要求，需要对原有的接入层带宽进行提升。

2 TD-LTE带宽需求

TD-LTE带宽测算方式为： N个基站所需带宽=（N-1）×平均带宽 + 峰值带宽。根据理论仿真及试验分析，按系统频宽20 MHz，3扇区，支持4×2 MIMO计算，对于同频组网：一个扇区的平均带宽约为27 Mbit/s，对于S111的站即为27×3≈80 Mbit/s，理论峰值220 Mbit/s。对于异频组网：一个扇区的平均带宽约为54 Mbit/s，对于S111的站即为54×3≈160 Mbit/s，理论峰值240 Mbit/s。根据无线TD-LTE的部署策略，近期及中远期，TD-LTE基站对接入层传送网的带宽需求预测如表1所示。

表1 单个TD-LTE带宽需求分析

3 接入层PTN现状

中国移动从2010年开始大规模建设PTN传送网承载GSM和TD-SCDMA业务，现网PTN接入系统以GE 接入环为主，接入环典型结构图如图1所示。

图1 现网PTN接入环拓扑图

随着F+D双频组网的部署、载波聚合技术的应用及大规模TD-LTE基站的建设，对现网PTN接入层带来了很大的冲击，具体表现在：

（1) 现网PTN GE接入环上的站点数量普遍为6～8个，无法满足近期TD-LTE基站对传输带宽的需求。

（2) 部分密集城区的PTN接入环虽然经过拆环，将PTN GE环的站点数降低到了6个以下，能满足近期F/D单频组网的带宽需求，但随着F+D双频组网，载波聚合技术的应用，单个TD-LTE基站对接入层传输的规划平均带宽从80 Mbit/s跃升到160 Mbit/s、240 Mbit/s、320 Mbit/s、400 Mbit/s，GE接入环显然难以满足TD-LTE对带宽的持续发展需求。

（3) 受物理位置、节点机房等因素影响，现网部分PTN GE接入环是单归接入，存在较大的安全隐患[3]。

4 接入层PTN的演进模式

接入层PTN的演进模式有3种：全面部署10 GE接入环，升级双GE接入环，10 GE接入骨干环[4]。

4.1 全面部署10GE接入环

为了应对LTE双频组网和载波聚合技术对宽带需求的冲击，提前全面部署10 GE接入环，将现网的GE接入环升级到10 GE接入环。全面部署10 GE接入环的优点是接入层带宽可以全面应对LTE业务发展带来的带宽冲击。但是对汇聚环设备的10 GE端口需求较大，导致需要增加投资进行汇聚设备端口的扩容。

4.2 升级双GE接入环

充分考虑业务的发展，把现网的GE环升级成双GE环，这种模式对现网的改动较少，成本也相对较低，但是无法完全地满足LTE业务发展带来的带宽冲击。

双GE接入环结构图如图2所示。

图2 双GE接入环结构图

4.3 部署10GE接入骨干环

结合综合业务汇聚区划分和普通汇聚机房规划，利用选取的普通汇聚机房节点在同一汇聚区内组建一个或多个接入骨干环，优先组建10 GE PTN环，覆盖汇聚区内的综合业务接入区。接入骨干环采用大容量的接入层设备进行组环。这种模式对现网的改动不大，相对全面部署10 GE接入环的成本较低，相对升级双GE接入环而言具有较大的带宽接入能力，能满足LTE业务发展带来的带宽冲击。

5 接入层PTN的演进策略

根据对TD-LTE不同阶段的带宽需求，结合中国移动接入层的现状问题分析，研究出不同场景（密集城区、一般城区、乡镇农村区域）部署接入层PTN的演进策略。

图3 10 GE接入主干环结构图

5.1 密集城区

近期根据“大容量、少局房”部署思路，优先部署10GE接入主干环为主，逐步推进10 GE接入主干环下挂二级GE接入环，缩短末端接入距离。其中，10 GE接入主干环采用大容量的接入层设备进行组环，接入主干环环上节点数量宜控制在4～6个（不含汇聚节点），覆盖汇聚区内2～3个综合业务接入区；同时，通过10 GE接入主干环下挂的GE业务接入环（或链）接入业务，组成接入层二级网络结构，二级的业务接入环GE环上节点数量宜控制在2～3个；单个10 GE接入主干环所带PTN节点（物理点）总数需结合具体业务流量需求及安全性考虑合理配置，建议单个10 GE接入主干环所带PTN节点数10～15个。由于10 GE接入主干环环上站点既要充当普通基站的作用，又要完成二级GE接入环的小汇聚，所以10 GE主干环环上站点的选点要求较高，具体可从以下几个方面考虑：

（1）10 GE接入主干环站点需依据业务接入区的覆盖范围，均衡分布；

（2）主干环站点需为非物业敏感站点，电源系统稳定；

（3）为方便下挂二级GE接入环，主干环上站点的出局光缆路由丰富，方便成环，且主干环站点间的路由应尽量短，中间跳纤点不宜超过2个；

（4）机房空间富余，具备后期扩展能力。

10 GE接入主干环结构图如图3所示。

5.2 一般城区

近期可保持现网单层环或环带短支链的PTN接入环结构不变，通过裂环优化将接入环的站点数量控制在4～6个，中期可以通过叠加GE环满足LTE双频站带宽需求。远期由于业务量增大如有部署10 GE PTN需求，则应优先考虑“10 GE PTN接入主干环+GE PTN业务接入环（链）”的二级组网架构，实现接入层带宽提升。

5.3 乡镇农村区域

近期可部署10 GE平台的GE接入层设备（例如华为PTN960、中兴ZXCTN6220、贝尔TSS-5R），环上节点数不超过4～6个，未来优先升级为双GE，根据业务发展需求也可升到10 GE。

6 总结

现网GE接入环带宽已经无法满足TD-LTE的发展需求，所以迫切需要对接入层网络结构进行升级改造来满足TD-LTE近期及中长远期发展需求。应对双频组网的新需求时，需根据现网资源情况，充分结合无线业务属性及业务紧急程度等，分析典型场景的需求，综合比选各种应对策略及方案，同时考虑实现目标网络架构的平滑演进，避免后续业务发展需调整全网网络架构或多次割接，最后确定最优解决方案或方案组合。在PTN汇聚层以上，应对10 GE接入主干环的发展需求，应积极推动“OTN＋PTN”网络架构，同时汇聚层PTN网络应该往大容量40 GE甚至100 GE发展。

[1]蒋远，汤利民.TD-LTE原理与网络规划技术[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[2]邓春胜，陈曦.PTN承载LTE解决方案与规划建议[J].电信网技术，2013（6):5－11.

[3]王东，韩健，等.接入层PTN网络优化方案研究[J].电信网工程技术，2014（5):16－19.

[4]冯伟，林德风，等.面向LTE深度覆盖的PTN接入层带宽提升方案[J].电信工程技术与标准化，2014（11):6－10.