摘要：自国内三大通信运营商获得LTE牌照后，我国4G业务便开始了飞速发展，这也对本地传输网提出了新要求。本文详细阐述LTE对本地传输网的承载需求变化以及由现有传输网络向支持4G平滑演进的策略和方式，希望能够推动我国4G业务的相关发展。
关键词：4G业务；本地传输网；LTE
引言
在移动互联大发展的趋势下，国内各大运营商的本地业务已逐渐呈现出分组化、大颗粒化及分散化等特点。分组业务将逐步成为城域网内主要业务，同时其宽带需求呈现出快速增长态势，其为适应业务分组化、大颗粒化承载需求，国内各大运营商近年基本停止SDH/MSTP网络的建设，陆续引人了PTN,IP R.AN,OTN等新技术，有效支撑了3G业务的开展。近年来，4G业务快速发展，通过低投入打造高质量承载网络、适应2G/3G/4G的协同发展，已经成为我国电信运营商自身发展中所面临的较为重要的问题，而针对这种问题，对LTE的本地传输网建设思路进行相关探索研究，就显得很有必要。
1.LTE承载需求新变化
LTE是无线网络最主要的技术趋势，在北美、日韩、北欧等市场上已经大规模运营，中国市场也马上会迎来LTE应用的浪潮。相对2G/3G，LTE不但带来高的频谱效率，给用户更大的带宽，也因为其扁平架构和低时延设计，给用户更好的体验。LTE承载网的规划设计，也因为LTE的新变化，带来很多新的规划和设计点。因此，做好LTE承载网网络规划设计，前提之一是必须理解LTE承载网的新需求，包括X2和S1-flex带来的多点互通需求，单站150M～450M的带宽以及与此相关网络收敛比规划需求，EPC集中部署带来的IPRAN和IP CORE跨域设计需求，多业务承载带来的QOS需求，以及安全需求和时钟需求等等。
1.1网路结构扁平化
相对于2G/3G网路，LTE网路架构发生了显著的变化。如图1所示，整个无线网络由eNodeB和aGW两部分构成，网络趋于扁平化。aGW作为核心网的一部分，包括三种功能实体:MME ( Mobility Management Entity，移动管理实体)、SGW ( Service Gateway，服务网关)和PGW ( PDN Gateway，分组数据网网关)。2G/3G网络中的RNC/BSC消失，其功能分解到eNodeB和SGW/MME上。eNodeB除具有原2G/3G网络中No-deB的功能以外，还承担了RNC的大部分功能。
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1.2网络接口
与传统2G/3G网络的点到点面向连接方式相比，LTE网络是IP化的点到多点的连接方式。在LTE技术的承载需求变化中，由于LTE技术本身的承载网引人了S1与Y2两种接口，这就使得LTE技术具有较强的开放性与网络扩展性，这种特性的存在使得LTE技术承载网对Y2接口的承载需求较高，而这种较高的需求也切实提高了我国LTE技术的使用效果。
1.3 L3转发需求
S1接口和X2接口的出现，使LTE承载网络由“点到点”演变成为“多点到多点”的扁平化结构，一个eNodeB基站可以同时归属于多个SGW/MME，而相邻eNodeB基站之间需要通过X2接口相连。LTE承载网的扁平化结构，使得LTE的流量转发也趋于扁平化，为每个基站建立多条单独的路径的方式已经不具备实施的可能性，这就要求传输网在原有基础上支持三层转发功能以实现LTE流量的疏导。
1.4带宽需求
在LTE技术的应用中，为了满足其日常运转需要，LTE技术对带宽的需求往往需要超过2G/3G网络几十倍，由此可见LTE技术对带宽的需求之高，而这种需求同样代表着LTE技术自身的优势。图二为2G、3G、LTE带宽需求对比
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2.5 QoS
LTE无线层通过信令控制、资源预留等可端到端实现业务层QoS控制，但随着承载网的IP化，网络拥塞、丢包、抖动、延时等质量问题将影响到LTE业务层的QoS质量。无拥塞的IP承载网是不存在的，关键是发生拥塞之后，如何保障业务质量。
LTE基站承载QoS有两个关键需求LTE技术一方面需要对相关高级业务进行优先转发，另一方面则需要对拥塞发生时能够保证重要基站的顺利运转，这两方面的基站承这就要求承载网能够支持分层QoS（H-QoS）处理能力，能针对不同基站和不同业务执行层次化的队列调度能力，确保重要基站永不掉线。
2.6时延
LTE的设计目标是要能够达到固网宽带业务的能力。传统3G/HSDPA架构从最终用户到业务之间经过四级协议处理，带来很大时延和高昂的成本。而LTE支持扁平化网络架构，大大降低了协议处理的时延，提升了业务转发性能。与传统固定网络不同，无线侧空口上的编码消耗了大量的时延，为达到与固网相同的端到端业务性能指标，LTE承载网上的时延要求比传统固网宽带承载网更加严格。为了满足LTE的高呼通率和服务质量要求，承载网络必须保证传输的时延小于LTE业务所能允许的最大时延，其中X2业务面传输时延要求端到端50－100ms，信令面传输时延要求约10－20ms，这个要求比S1用户面时延5ms宽松了许多。
2.LTE承载网建设方案
2.1组网结构
传统的2G、3G语音部分由核心网CS域进行处理，数据部分由PS域进行处理，基站之间不能直接通信，基站间信令的切换需要通过BSC/RNC，这样就很容易造成大量光缆管道资源的浪费，因此在具体的LTE技术承载网的建设中，相关的组网结构必须进行调整。在具体的LTE技术承载网的组网结构调整中，只有eNB+aGW两种网元，RNC的功能被拆分至MME、S-GW以及eNB中，实现了基站之间的互通。图为LTE的组网结构图。
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2.2传输系统
为了更好的满足LTE技术的相关应用，LTE技术承载网中的传输系统成为了我国电信服务商的研究热点之一，在我国当下的LTE技术承载网的传输系统建设中个，存在以下几种建设模式：
2.2.1 IP RAN方案
对于使用IP RAN路由型设备端到端组网的本地网，可以从核心层到接人层全网采用动态路由协议承载IP类业务，采用PWE3管道方式承载TDM/ATM等传统业务。对于IP基站业务，可使用PW把IP基站接人到L3 VPN，实现IP基站和BSC/RNC的互通。对于TDM/ATM基站，使用端到端PW承载，需要为每个ATM/TDM基站配置一个PW，网络规划及维护简单。对于大型基站承载网，可以考虑使用PW交换降低核心结点隧道数量压力。
IP RAN对承载网的要求：
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IP RAN组网优势：①节省传输的CAPEX和OPEX，建设或租用IP网路相对便宜，可大大为运营商节省传输方面的CAPEX和OPEX；②提供更大的宽带，以太网接入，可提供更大的带宽，充分满足数据和视频等多媒体业务迅速发展对于带宽的需求；③IP组网方便，与E1相比，IP组网方式具有组网灵活，可扩展性好，易于实现跨地域组网和扩容等优点。
2.2.2 PTN+CE方案
沿用以往PTN组网的结构，PTN网络仅使用L2功能，实现对业务的端到端配置及管理。在MME/SGW之前，引入CE路由器，使用双归属配置，由路由器实现三层功能。LTE基站业务，PW在核心侧PTN设备终结。CE统一通过三层转发功能，将X2接口信息按照IP地址转发相邻基站，将S1接口信息按照IP地址转发给S—GWMME或S—GWMME pool中相应的S—GW/MME，以实现多归属需求。CE路由器之间需要互相关联，用于保护倒换，对于多核心机房或跨地市的业务需通过IP专网进行互通。
PTN+CE方案适用于以PTN设备为主的本地网，优势在于CE设备对L3功能支持好，现网PTN设备不需要升级。在网络管理和维护方面，PTN+CE方案由于采用多专业设备混合组网，存在维护界面接口，故障定位存在困难，且建设成本较高;此外，其业务开放和网络维护需要联合多专业开展，网络管理困难。
3.结束语
本文基于LTE技术的本地传输网建设思路进行了具体论述，希望能够以此推动我国4G业务的相关发展。
参考文献
[1] 黄汝波. 广州市本地传输网光缆监控系统建设的思路[A]. 2007中国科协年会——通信与信息发展高层论坛论文集[C]. 2007
[2] 黄伟康. 未来本地传输网的建设与规划[J]. 移动通信. 2011(21)
[3] 刘明胜,王海军,陈烈强,杨雁财,刘雁斌. 3G环境下本地传输网演进思路的研究[J]. 邮电设计技术. 2009(12) .
论文作者:王宇果
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/19
标签：基站论文; 业务论文; 需求论文; 网络论文; 技术论文; 时延论文; 功能论文; 《基层建设》2016年32期论文;