E-Band微波在TD-LTE业务回传等传输接入层场景下应用分析



E-Band微波在TD-LTE业务回传等传输接入层场景下应用分析

王京飞

（中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 401147）

摘 要E-Band微波能够提供超大带宽，可用总频宽高达10 GHz，具有比常规微波频段更宽的可调制波道间隔，既是目前民用微波通信领域发布的最高传送频段，也是迄今为止ITU-R一次性发放的频谱资源中波道间隔最大的一次，E-Band微波通信系统能够传输吉比特以上容量的业务。本文重点对E-Band微波在TD-LTE基站回传，大客户集团专线接入及PTN接入层补环建设等各场景下应用可行性进行分析，并对E-Band微波商业化程度进行阐述。

关键词E-Band微波；TD-LTE业务回传；大客户专线接入；PTN接入层补环

随着中国移动TD-LTE建设的深入开展， TDLTE新建的业务回传面临巨大挑战。一方面，TD-LTE大带宽的业务需求使传输网承载至少提供GE以上的带宽，而另一方面，受施工协调及站点选址位置限制，部分新建站无法实现光纤方式接入。以某省移动为例，TD-LTE一期和二期工程因光缆无法到达导致建设受影响的站点比例已高达10%以上，且随着后期TD-LTE站点建设规模的不断增加和站点密度的提高，光缆无法到达站点的比例有不断增多的趋势，这使得TD-LTE基站回传业务及PTN光纤网络成环均面临巨大压力。以第二代E-Band为代表的毫米波频段微波技术能够提供超大带宽，并提供丰富的应用场景，能够在TD-LTE基站回传及PTN接入层补环等多种场景下替代光纤发挥重要作用。

1　E-Band微波特性及优势分析

E-Band是指ETSI标准组织在2000年时对高频段71～76 GHz和81～86 GHz微波的划分，这既是目前民用微波通信领域发布的最高传送频段，也是迄今为止ITU-R一次性发放的频谱资源中波道间隔最大的一次。E-Band可用总频宽高达10 GHz，按照ETSI的标准，可分为19对250 MHz的子频带，多个子频带可组合使用，具有比常规微波频段更宽的可调制波道间隔，使得E-Band微波通信系统能够传输吉比特以上容量的业务。采用高阶调制方式后，E-Band微波可以实现1～5 Gbit/s，甚至10 Gbit/s以上的高容量空口传输。ITU-R E-Band频谱划分频段区间如图1所示。

E-Band相比传统微波具有更大的优势，主要体现在如下方面。

（1）E-Band频谱资源丰富，单频段频谱资源达10 GHz，几乎是传统频谱资源的总和，可有效满足密集部署需求。

（2）E-Band能够实现更大带宽的空口容量，其波道宽度为N×250 MHz，由于拥有250 MHz甚至更大的波道间隔资源，E-Band最大单频点带宽可达2.5 Gbit/s，未来通过MIMO等手段可以最大支持40 Gbit/s。

（3）E-Band频谱资源更纯净，电磁环境干扰少，部署时无需扫频，加之频谱费用较低、备件种类大幅减少、全频段调谐、一体化设计、设备体积小、硬件安装简单等特点，E-Band可实现快速交付，并且大幅降低运营商TCO。

（4）E-Band基本不受云雾的影响。即使能见度为50m、密度为0.1 g/m3的浓雾，对 E-Band也仅能产生0.4 dB/km的衰落，基本可以忽略不计。从部分厂家实际的测试情况来看，E-Band微波可以稳定工作在2～3 km的传输距离范围内。

（5）目前国内使用的IP微波产品多采用简单调制技术，如QPSK（四相相移键控信号），占用1 GHz及以上频宽，传输带宽仅为1 Gbit/s，并在电信级以太特性及电信级稳定性等方面存在不足，因此以企业网应用为主。

而第二代E-Band两大核心特征就是高频谱效率的大带宽传送和完备的电信级设计，现阶段部分厂家已在使用的64QAM高调技术，可实现2.5 Gbit/s大带宽，提升了频谱效率，显著降低了频谱租赁成本。其次，第二代 E-Band微波引入了电信级设计，使其具备电信级的稳定性，支持各种场景下的同步以太和全模式IEEE 1588v2（BC/OC/TC）部署，具备丰富的网络和管理特性，设备/链路/网络级的保护机制，全面的L2以太特性；深层次的端到端QoS和SLA支持，特别是L2 OAM能够及时完成复杂网络中的各类故障排查和定位，支持MPLS-TP以提供可靠的端到端分组业务传送和管理。

2　E-Band应用场景及商业化进程

2.1 E-Band微波应用场景

综合对E-Band技术特点及优势分析，E-Band微波应用场景可以大致分为以下5种场景。

（1）TD-LTE末端基站接入：在城市密集地区，单基站S222配置模式下带宽最大需要达到660 Mbit/s以上，目前单站E-Band微波最大可提供2.5 Gbit/s传输带宽，能够满足TD-LTE对传输带宽的需求。在1～3 km短距场景下， E-Band微波拥有丰富的频谱资源，可以用来解决传统微波频段资源紧张、传输带宽小的问题，如图2所示，E-Band微波可解决末端TDLTE基站业务接入回传，解决新建站址光纤缺失的问题，实现TD-LTE基站快速部署。

图1　ITU-R E-Band频谱划分

图2　E-Band微波解决LTE基站业务回传

（2）PTN 接入层补网成环：环网能提高承载网络的可靠性和容灾能力，对追求网络高品质的中国移动而言，成环率是对网络质量考核的重要指标之一，但常常由于各种各样的现实困难，部分站点光纤资源缺失，接入层仍然有相当比例的网络面临成环压力。由于目前接入环带宽主要以GE容量为主，而E-Band微波产品容量完全可满足带宽要求。PTN分组微波的OAM功能，易于实现网络性能监测和故障定位排查；PTN分组微波的保护功能丰富且完善，除了微波链路的热备份保护（HSB）外，还可配置LSP线性保护和环网保护，完美匹配接入层PTN设备，保证TDLTE业务可靠传送；PTN分组微波设备可提供IEEE 1588V2功能，适用于TD-LTE业务的传送。如图3所示，E-Band微波可作为光纤的替代品，配合现网PTN 设备进行成环补网，解决光纤资源缺失导致 PTN网络无法成环的问题，为PTN网络提供环网保护能力，提升传输网络的可靠性。

（3）C-RAN：TD-LTE基站建设中，存在大量BBU＋RRU拉远方式的站点，两者间采用光纤传输，RRU再通过同轴电缆及功分器(耦合器)等连接至天线，实现对业务的传输。由于目前光缆建设难度的增大，TDLTE拉远站建设中，BBU和RRU间较多站点由于光缆无法实施导致站点建设不可行。而BBU和RRU二者间接口是基于开放式CPRI接口，且E-Band微波支持提供CPRI接口，如图4所示，E-Band微波可在TD-LTE基站建设中，解决TD-LTE BBU和RRU间连接应用。

在带宽满足上，现阶段E-Band微波产品可提供2.51 Gbit/s速率BBU与RRU间连接，在现阶段业务量较少的情况下，可满足紧急开站及4G网络信号覆盖需要。根据各微波厂家发布的E-Band微波产品研发最新进展情况，在2015年，部分厂家将推出支持10 Gbit/s带宽速率E-Band微波设备，并较传统微波大大降低时延，完全满足拉远站BBU与RRU间接口带宽速率及时延需求。

（4）大客户专线：对于数据业务互联专线、企业链路租赁等1 Gbit/s以上带宽需求的业务，有些大楼因光纤铺设困难、成本高、周期长而无法部署，E-Band微波可作为IP/MPLS路由器或L2交换机之间的光纤替代，解决光纤和部署困难问题。某省移动2014年公安专线采用了IP微波技术。

（5）通信应急抢险：当自然灾害如地震，洪水来临时，通信畅通是救灾的最基本保障；在灾难发生现场，原有的基站、光纤链路可能被摧毁，导致通信中断，在通信抢通实施中，分组微波设备的灵活安装，快速实施的特点可成为应急通信的有效传输手段。

2.2 E-Band微波商业化进程

E-Band全球商业应用已久，E-Band频谱目前在全球47个国家已经开放，E-Band微波已经在欧洲、中东等地区开始规模部署，华为、爱立信、NEC 、SIAE等都推出了成熟方案，陆续推出E-Band微波产品。据市场调研机构Dell’Oro2013年发布的报告显示：2013年1季度，以E-Band微波为主的毫米波传输市场产生井喷，同比增长94%，环比增长35%，显示出全球市场对超大容量微波传输系统的强烈需求。E-Band工作于71～86 GHz频段，相比传统分体式微波，能提供光纤级别的传输容量，广泛应用于移动回传、光纤补网及企业应用等场景。

图3　E-Band微波在PTN接入层补环应用

图4　E-Band微波在解决TD-LTE BBU和RRU间连接应用

华为2012年率先发布了第二代E-Band产品RTN380， 提供高达2.5 Gbit/s吞吐量，以及针对运营商市场特别定制的业务保护和简易运维特性。近3年第二代E-Band大量运用，其中西班牙沃达丰，沙特STC，德国TO2都规模运用部署，全球每年大概新增3万跳部署。

但E-Band微波在国内尚处于实验阶段，目前国内License还没有开放，日前中国移动和华为在北京移动现网建立了全国第一个E-Band试验局，已经完成了E-Band物理链路、业务测试以及可靠性验证，为频谱开放提供详细的实验数据和技术评估。目前，该试验局承载了现网TD-LTE业务和PTN混合组保护环网，提供高质量、大带宽保障。

3　总结

随着LTE网络的规模部署，大带宽业务的逐渐加载，支持更大带宽、丰富的QoS功能、完善的保护机制、高精度的时间同步功能以及支持端到端配置及维护的E-Band分组微波设备成为业内的重点发展方向，目前已经完成了E-Band的国际标准化，且新一代E-Band设备在国际市场上如欧美一些国家已开始规模应用。

国内常规频段分组微波设备的标准化工作已基本完成，且设备已开始实验应用于TD-LTE回传网络中，在E-Band频段标准化方面，CCSA已开展了包括频率分配、信道划分、设备技术要求和测试方法等内容的技术研究。我国应尽快完成毫米波传送相关的频谱规划、标准制定、设备准入等程序，尤其是尽快明确、完善频谱的开放政策，让毫米波传送产业链各环节可以更有针对性地推进产品研发和应用部署。

Application of E-Band microwave on TD-LTE business return and transmission access layer scene

WANG Jing-fei

(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Chongqing Branch, Chongqing 401147, China)

Abstract E-Band microwave can provide large bandwidth, the total available bandwidth of up to 10GHz, with a much wider than the conventional microwave frequency modulation channel interval, the highest transmission band is currently microwave communication field release, so far ITU-R one-time payment of the spectrum resource MW channel spacing of the largest one, capable of transmitting Gbit above capacity business E-Band microwave communication system. This paper focuses on the E-Band microwave in LTE base station back, carried on the analysis to the application feasibility of the scene big customer group dedicated access and PTN access layer reinforcing ring construction, and elaborated on the E-Band microwave commercial degree.

Keywords E-Band microwave; LTE business return; large customer access line; PTN access layer reinforcing ring

收稿日期：2015-02-26

文章编号1008-5599（2015）04-0058-04

文献标识码A

中图分类号TN929.5