浅谈4G载波聚合技术引入对分组传输网络的容量及结构

李志东 林 慰 吴海权



浅谈4G载波聚合技术引入对分组传输网络的容量及结构

李志东1林 慰1吴海权2

1.广东宜通世纪科技股份有限公司，广东 广州 510630 2.中国移动通信集团广东有限公司广州分公司，广东 广州 510635

随着电子技术的快速发展，通信技术的发展也是日新月异。简要介绍了4G载波技术的发展，以及对分组传输网络的影响。

载波聚合技术；网络；分组传输

1 载波聚合技术简介

我们当今所提倡的4G网络，在给人们提供便利的同时，也有更多与之相关的新技术浮出水面，比如载波聚合（Carrier Aggregation）[1]。

从LTE到LTE-Advanced系统的演进过程中，频谱越宽，传输的速度等各个方面都会得到更快的体现。以链接其他频谱或者修复的形式彰显自身的优势。载波聚合技术还能很好地满足LTE和LTE-Advanced系统频谱兼容性的要求，可以重复使用LTERel-8的解决方案，在加快原有的网络服务性能的基础之上，也可以让LTE设备性能得到最大体现中国移动也正在进行载波聚合测试，包括基于2.6GHz的D频段、F+D频段的载波聚合，以及室内的E频段，速率已经达到220Mbps。

从LTE到LTE-Advanced演进过程中，更宽频谱的需求是影响演进的最重要因素，为此3GPP标准提出了载波聚合技术。

通俗来讲，它可以给系统内部带来更多的方便，不仅可以把许多不同的频谱放在一起组成一个宽频的谱，也可以粘结一些断裂的频谱，能很好地满足LTE、LTE-Advanced系统频谱兼容性的要求，不仅能加速标准化进程，还能最大限度地利用现有LTE设备和频谱资源。在这个基础之上，我们的无线网络传输的速度更快，掉包的概率也会大幅度降低，中国移动已经很好地证明了这一点，除此之外，载波之间的组合可以帮助我们更好地保障网络的质量，让彼此之间的交互更加完善，当网络和在较重的情况下，这种优势更加明显[2]。

2 4G业务的需求分析

LTE网络架构主要由演进型NodeB（eNodeB）和aGW两部分构成，LTERAN的主要连接接口包括：（1）相邻基站之间的接口——X2接口，eNodeB之间出现用于切换的逻辑连接X2接口；（2）每个基站与aGW之间接口—S1接口，eNodeB直接和核心网连接，引入S1-Flex功能而需要与多个MMF/SGW相连。LTE基站部署对传输带宽需求剧增，短期需求约200Mb/s，保证均值带宽（CIR）达到100Mb/s。各运营商现有分组传输网接入层容量基木为GE接入环，少量密集城区采用10GE；汇聚层以上容量均为Nx10GE，部分发达省会城市开始试点升级支持40GE和100EE分组传输设备。从2015年开始，各运营商陆续提出4G载波聚合技术，用户最大接入带宽由现有的110Mb/s提升一倍至220Mb/s，由此对分组传输网的承载带宽需求将呈现集合式增长，现有的GE/10GE环网将无法应对，应尽快采取升级系统容量、减少环网节点数量或叠加新建环网系统等方式，提升系统容量并优化环网结构。

3 4G业务承载网技术介绍

目前，4G业务承载网的建设主要有IPRAN和PTN两种技术其中：

（1）IPRAN（无线网接入IP化，Internet Protocol Radio Access Network）：指以路由器方案承载无线接入网（RAN）的技术。IPRAN技术利用现有IP/MPLS协议族，MPLS是基于标记的IP路由选择方法，在此基础上对网络保护、OAM、网管等功能进行扩展，标准成熟度较好，设备互通性好、IPRAN网络上联城域网业务控制点，可实现对包括基站回传、电路仿真、宽带接入、二三层VPN/VPDN业务、组播等多种业务的综合接入和承载。

（2）PTN（分组传送网，Packet Transport Network）：指基于MPLS转发平面，具有端到端OAM，QOS、端到端保护、类SDH管理等功能的分组传送技术、从标准上看，PTN（MPLS-TP）是传统MPLS的传输升级版本，是MPLS的子集；从功能上看，PTN与IPRAN具备相同的2层业务功能，IPRAN同时具备3层业务功能；从设备实现上看，PTN与IPRAN具备基本相同的体系架构，但各有特点，IFRAN基于路由器模式，功能更强，PTN结构简化，成本更低，同时，随着4G基站S1电路基于IP地址的3层路由转发功能的承载要求，PTN网络的核心层也已具备3层业务功能、IFRAN和PTN都具备向承载大容量需求的4G基站业务升级40/100GE的能力[3]。

4 分组传输网改造建议

把SDN技术和目前使用的传输网络连接到一起，让信息的各项操作都能实现真正意义上的分离，用智能化的手段实现各项重要的服务，并实施全程的监控。城域网核心层分组传输设备应积极升级40/100GE，汇聚层应基于现有IOGE系统[4]，并根据实际业务发展需求规划，并结合现有分组传输设备情况，合理选择升级方式，可平滑升级40GE时，应建设40GEPTN系统，如原分组传输设备不支持升级40GE的能力，应优先考虑叠加建设NxlOGE系统、骨干层分组传输设备应采用大容量、支持L2-L3转换功能，根据卜挂基站数按需进行L2/L3分组传输设备的建设，并在每个核心节点成对配置支持L3功能的大容量分组传输设备，交叉容量应不低于640G，大城市应不低于1T。同时，应优化完善城域核心层L3分组传输系统建设；持续开展接入环优化改造，快速提升站址IP化覆盖率，确保LTE基站快速接入。

分组传输网新建接入环容量建议仍以GE为主，但具备平滑升级10GE能力；载波聚合4G基站集中区域以及以S222站型为主、集团客户专线接入密集等区域，当现网设备支持组建10GE接入环时，优先考虑组建10GE接入环。当现网设备不支持组建10GE接入环时，应通过插板扩容或跳点方式组建双GE接入环。接入环以单层环或环带短支链结构为主，单个接入环上的基站站址数控制在6～8个，最大不超过10个。乡镇农村区域最大不超过15个[5]。

分组传输网应积极启用流量统计复用功能，根据业务QoS优先级提供差异化服务，实现带宽收敛，对业务电路进行CIR（保证带宽）和PIR（峰值带宽）配置，超出CIR但低于PIR的流量可在网络拥塞时限制转发。

另外，还应及时清理SDH传输系统离散电路，对闲置电路进行资源整合，协同分组传输网规划使用，提高整个传输系统电路利用率，也要统筹考虑机房布局、业务归属，合理部署节点设备、完善管道、光缆建设；梳理城域传送网结构，提升业务承载效率和网络安全。

[1]叶亚伟.4G载波聚合技术引入对分组传输网络的容量及结构改造分析[J].通讯世界月刊，2015（11）：10-11.

[2]刘海林，华程，陈震.多载波技术在LTE网络中的应用策略[J].电信快报：网络与通信，2014（10）：22-25.

[3]杨本臣，汪洋.基于比例公平的下行联合分组调度算法[J].计算机工程，2013（6）：138-141.

[4]邵琪萍，葛万成.LTE-A系统中比例公平调度算法的改进[J].通信技术，2014（11）：1300-1303.

[5]刘莹，郑黎，黎远松.认知无线电传感器网络CSMA协议中主用户和次用户的性能分析[J].电信科学，2016（4）：33.

Introduction to 4G Carrier Aggregation Technology is Introduced into the Capacity and Structure of the Packet Transmission Network

LiZhidong1LinWei1WuHaiquan2

1.Guangdong Yi-Century Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630 2.China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou Branch, Guangdong Guangzhou 510635

With the rapid development of electronic technology, communication technology development is also changing. This paper briefly introduces the development of 4 g carrier technology, and its influence to the packet transmission network.

carrier aggregation technology; Network; packet transmission

TN929.5

A

1009-6434(2016)07-0066-02