TDLTE传送网专项方案探讨.doc

TD-LTE传送网方案探讨
摘要：依据中国移动TD-lTE试验网建设经验，结合LTE、PTN相关技术标准，关键从TD－LTE发展趋势、传输需求、组网对比、技术方案、建设标准、容量配置、报文封装、静态配置、QOS、网络保护、时间同时等高面进行描述，总结优质建设方案，为后期TD-LTE网络大规模建设提供参考。
关键字：TD-LTE、PTN、传输。

中图分类号 TN915.02 文件标识码 A
一. TD-LTE概述
伴随移动互联网发展，用户智能终端对于高速数据业务需求增加，移动互联网已经跳过互联网发展初级阶段，进入“应用为王，内容至上”时代。正因为应用为王引领，移动互联网发展对宽带业务提出了越来越高要求，那就是“宽带化、视频化、智能化”，到时用户将能够享受 “高速上网、高清视频点播（VOD）、3D手机随拍随传、高清视频监控、多点触摸点播、即摄即传、高清视频通话” 等移动高速数据业务，所以LTE发展也极其迫切。
TD-LTE 即 TimeDivisionLong TermEvolution（分时长久演进），是由中国移动、阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯等业者，所共同开发第四代（4G）移动通信技术和标准，即中国移动第四代（4G）移动通信技术。TD-LTE采取三大关键技术为：TDD（时分双工）、OFDM（正交频分复用）、MIMO（多天线接入）。
表1.1.1-1 无线蜂窝技术速率对比表
无线蜂窝
制式
GSM
（EDGE）
CDMA
(EVDO RA)
TD-SCDMA
(HSPA)
WCDMA
(HSPA)
TD-LTE
FDD-LTE
下行速率
236Kbps
3.1Mbps
2.8Mbps
14.4Mbps
100Mbps
150Mbps
上行速率
118Kbps
1.8Mbps
2.2Mbps
5.76Mbps
50Mbps
40Mbps

二. 中国移动传送网现实状况
1. 2G/3G业务发展
截止12月底中国移动已建设成GSM基站80万个、TD基站28万个、LTE基站2万个。中国移动用户数量达7.07亿户，3G用户总数达0.82亿户。
7月22日，中国移动今天公布6月份运行数据，当月新增用户497.8万，累计总用户达成7.40亿；其中新增3G用户848.3万，累计用户数达1.38亿（今年上六个月新增3G用户4995万）。
2. 2G/3G业务传送
2G关键为TDM业务，基站侧接口E1（带宽4~16M），BSC侧接口STM-1（带宽155M）；3G关键为ATM/IP业务，基站侧接口FE（带宽大于30M），BNC侧接口GE（带宽N*1G）。
以前，2G/3G业务关键由SDH/MSTP网络传送至BSC/RNC。伴随PTN（分组传送网）技术成熟，及中国移动PTN大规模建设使用，大部分2G/3G业务逐步转向由PTN网络承载，全部3G站点及业务也逐步向IP化演进。
三. TD-LTE传送网方案探讨
1. TD-LTE发展趋势
5月瑞典推出全球首个LTE(FDD-LTE)商用站点以来，日本、美国、韩国等相继推出商用FDD-LTE服务。由中国主导4G国际移动通信标准术TD-LTE在12月率先在香港正式商用，该网采取LTE TDD/FDD融合组网方法，早期运行将提供高速移动数据业务为主。同时在中中国地,中国移动TD-LTE规模试验网布署项目在北京、上海、广州、南京、杭州、深圳、厦门、成全部已经完成2万个基站，其中成全部试验网建设TD-LTE站点1194个（其中共址新建926个、新址新建268个）。中国移动计划建20万个LTE基站，为发展LTE用户奠定坚实基础。
四川移动计划建设10067个基站(7932个共址站，2155个新建站)，其中成城市计划新建3323个LTE站点(2412个共址站，911个新址站)，将占成全部移动物理站址25%左右。
2. TD-LTE传输需求
LTE传输关键在E-UTRAN传输，关键是S1、X2接口需求，其中S1是eNB和MME、S-GW连接。X2关键是针对相邻eNB之间连接，用于控制信令和切换，降低转发时延。S1、X2接口按控制平面和用户平面划分子接口，即S1-c和MME连接、S1-u和S-GW连接；X2也可划分为X2-c 、X2-u。S1下行带宽估量130M*3（扇区）/2=200M ，S1上行带宽约90M，X2流量估量占S1下行带宽5%。传送网在承载LTE时还需考虑以下几点：
2.1. S1接口采取Flex方法，eNB同时连接到个MME、S-GW，关键网元采取POOL（池）设置；
2.2. 传统RNC功效下移至eNB,基站之间需要支持X2接口连接，采取MESH方法；
2.3. 基站传输带宽：单站带宽需求峰值超100Mbits,跟调制方法、站型配置、利用率等相关；
2.4. S1接口时延不超出10ms，X2接口时延不超出20ms，LTE需要传送网提供时间同时。
3. TD-LTE传送网方案

图3.3.1-1 TD-LTE传送网4种建设方案
8月中国移动经过对方案1和方案2试验测试：
1、 烽火、华为、中兴经过方案1测试，阿朗、UT不支持方案1；
2、 烽火、华为、中兴、阿朗、UT经过方案2测试，但烽火、UT无CE设备（采取中兴华为CE设备）。
经过以上测试，仅部分厂家PTN设备不支持L3功效，下面关键介绍成全部移动LTE“PTN关键层引入L3功效方案”，系统图以下：

图3.3.1-2 PTN关键层引入L3功效方案
3.2. 技术方案
PTN端到端统一组网，全部采取静态VPN（关键层也采取L3 VPN）；接入层、汇聚层仍采取L2 E-line，和3G回传方案一致；关键层PTN经过软件方法支持IP地址识别、处理和路由转发等简化L3功效，路由转发采取静态网管或L3 BGP协议来实现，以此满足S1、X2接口需求；在NNI侧仍将IP业务承载在MPLS-TP静态PW或LSP上，并沿用其OAM、保护技术。
3.3. 建设标准
LTE基站应采取光传输、PTN设备承载，组网尽可能采取环网结构，双节点上联接入。因中国移动LTE计划站点数量庞大，计划覆盖大部分市城区，仅成全部移动计划新增LTE站点有3323个，占成全部移动物理址25%，给现已承载2G/3GPTN网络带来巨大压力。
接入层：主测区域采取可升级10GEPTN设备，非主测区采取GEPTN设备，交叉容量大于30G，和eNB连接采取GE口，每接入环为3-6个网元。对本期LTE站点集中市城区或后期LTE站点计划密集区域，需新组建PTN接入环，可独立承载LTE站点接入，环上PTN设备进行优化或新增；对LTE计划稀少或市县城区，在满足容量情况下，可在纳入原PTN接入环。
汇聚层：依据业务需求，汇聚层采取10GE PTN设备（交叉容量大于160G），每个汇聚环可处理100个左右基站传输需求，汇聚层均启用业务收敛功效，提升传输效率，依据接入规模合适进行扩容。
关键层：关键层采取10GE PTN设备，交叉容量大于320G，支持L3功效，建设关键环，能够依据业务终端情况，在关键业务机房建设专用落地设备。
3.4. 容量配置
无线专业在LTE选点时充足考虑了基站属性，确定其带宽需求。传输网络带宽计划时需充足考虑网络可扩展性、业务分布、业务突发性等，所以需要根据峰值带宽来进行测算，并合适考虑冗余带宽。
表3.3.4-1 基站属性带宽计划表1
区域
项目
宏站（M）
室分（M）
主测区
确保带宽（CIR）
160
120
峰值带宽（PIR）
640
210
非主测区
确保带宽（CIR）
80
60
峰值带宽（PIR）
320
110
表3.3.4-2 PTN系统带宽计划表2

区域
接入层
汇聚层
关键层
宏站（M）
室分（M）
宏站（M）
室分（M）
宏站（M）
室分（M）
主测区
320
210
240
180
160
120
非主测区
160
110
120
90
80
60

3.5. 报文封装
PWE3建立是一个点到点通道，通道之间相互隔离，用户二层报文在PW间透传。对于PE设备，PW（Pseudo Wire）连接建立后，用户接入接口和PW映射关系就已经完全确定了；对于P设备，只需要依据MPLS标签进行MPLS转发，不关心MPLS报文内部封装二层用户报文。
PWE3属于点到点方法二层VPN技术，Martini方法L2VPN是PWE3一个子集。PWE3采取了Martini L2VPN部分内容，包含信令LDP和封装模式。同时，PWE3对Martini方法L2VPN进行了扩展，二者基础信令过程是一样。
3.6. 静态配置
本方案，接入层LSP/PW配置需和现网PTN保持一致；汇聚层LSP/PW遂道配置和现网PTN保持一致；L2/L3转接关键节点路由配置和L2PW配置类似。
3.7. Qos设置
LTE承载网（PTN网络）将采取带宽收敛和统计复用功效，所以必需引入QoS功效。传输网边缘节点依据DSCP值映射到PTNEXP字节，各节点依据EXP优先级提供QoS。
在PTN系统带宽配置中，CIR（确保带宽）必需满足信令、时钟、网管、语音及流媒体业务（GBR业务）带宽需求，并合适预留带宽满足一般数据业务带宽需求。PIR（峰值带宽）则能够设置为LTE系统最大峰值带宽。
3.8. 网络保护
PTN现有保护方法：TMPLS线性保护倒换1+1/1:1、环网保护倒换、Wrapping保护倒换、Steering保护倒换、P2MP业务保护倒换等。本方案中PTN接入层至关键汇聚层采取MPLS APS保护（端到端遂道保护）、关键层至RNC采取LAG保护、关键层至BSC采取LMSP保护。
3.9. 时间同时
LTE部分业务需要时间同时，PTN分组传送网需支持1588V2或同时以太等技术。1588V2有两种实现模式：边界时钟（BC）和透明时钟（TC）。常见BC模式，即每个同时链上相邻节点逐跳运行主从时钟模式（上游为主、下游为从），逐层同时，最终PTN全网同时；时间树中间转发节点运行PTP协议，根据主从方法逐跳转发正确时间。
四. 城域传送网长久演进
域域传送网在未来一段时间内仍将采取三层结构，在关键层PTN落地节点叠加CE或引入L3功效PTN，来满足S1和X2业务调度需求。伴随未来LTE基站大规模建设，2G/3G等多业务在PTN网络上综合承载，PTN接入层、汇聚层扩容优化也势在必行，接入层也将向10GE环路发展，汇聚层OTN伴随接入环扩容将按需下沉，所以LTE建设早期就应做好对应网络计划。

参考文件：
[1]《LTE网络计划设计手册》广州杰赛通信计划设计院主编，人民邮电出版社，1月；
[2] 龚倩等 《分组传送网》 人民邮电出版社 1月1日；
[3]《PTN技术原理和城域网总体架构》，中国移动通信研究院，9月10日；
[4] 王晓义，李大为 《PTN网络建设及其应用》 人民邮电出版社 4月1日；
[5] 龚倩等《PTN计划建设和运维实战》，人民邮电出版社，12月1日；

附作者介绍：
程万品，10月进入广州杰赛科技股份(三部西南分院)，1996年7月毕业于湖北广播电视大学计算机应用专业，大学专科。现关键负责中国移动四川、西藏业务区当地网传输专业工程计划设计，职务为项目责任人。
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