關(guān)于LTE承載網(wǎng)絡(luò)需求問題及策略探析

精品文檔-下載后可編輯關(guān)于LTE承載網(wǎng)絡(luò)需求問題及策略探析【摘要】隨著我國移動通信技術(shù)不斷發(fā)展，LTE作為一種新型的通信技術(shù)，由于具有網(wǎng)速快、運(yùn)用靈活、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，從而在移動網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。文章主要結(jié)合筆者的工作經(jīng)歷，闡述了LTE承載的需求及特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，提出了解決LTE承載需求問題的策略。

【關(guān)鍵詞】LTE承載網(wǎng)需求分析解決策略

一、引言

近年來，隨著通信行業(yè)的迅速發(fā)展，原有的EDGE/HSDPA技術(shù)已經(jīng)無法滿足高帶寬業(yè)務(wù)的需求，特別是高分辨率的圖像以及高清的視頻業(yè)務(wù)。與3G相比，LTE的主要優(yōu)勢在于其高速率數(shù)據(jù)傳輸、小延遲、廣域覆蓋以及分組傳送。LTE業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)將全面實(shí)現(xiàn)IP化，帶寬需求將會大大提升，因此對承載網(wǎng)提出了新的要求。

二、LTE承載網(wǎng)絡(luò)需求問題分析

和2G/3G相比，結(jié)構(gòu)有明顯變化，LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)趨于扁平化，主要由eNodeB和接入網(wǎng)關(guān)（aGW）兩部分構(gòu)成。如圖1所示。

和2G、3G網(wǎng)絡(luò)比較，LTE網(wǎng)絡(luò)少了RNC。eNodeB除具有原NodeB功能外，還承擔(dān)了RNC的大部分功能。aGW作為核心網(wǎng)的一部分，包括三種功能實(shí)體：MME（MobilityManagementEntity，移動管理實(shí)體）、SGW（ServiceGateway，服務(wù)網(wǎng)關(guān)）和PGW（PDNGateway，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）。

2.1X2和S1接口承載需求

在新的架構(gòu)下，引入了兩個關(guān)鍵的接口，分別為X2接口和S1接口。這就需要在原有的承載網(wǎng)基礎(chǔ)上，提高業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度能力。X2接口和S1接口承載需求架構(gòu)如圖2所示。

X2接口是相鄰eNodeB之間的分布式接口，主要用于相鄰小區(qū)間交互和移動性管理，降低轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)性能。X2接口要求在相鄰基站之間建立邏輯連接，并且需要承載網(wǎng)支持一部分的Mesh架構(gòu)。X2是典型的多對多業(yè)務(wù)模式，其數(shù)量隨著eNodeB數(shù)量的增加而增加。

S1接口是eNodeB與SGW/MME間的業(yè)務(wù)接口，主要用于提高網(wǎng)絡(luò)利用率和可靠性。按照承載業(yè)務(wù)的不同，它可以分為S1-C和S1-U兩種接口，S1-C連接eNodeB和MME，主要承載控制面的數(shù)據(jù)；而S1-U連接eNodeB和SGW，主要承載用戶面的數(shù)據(jù)。

2.2時(shí)延和帶寬需求分析

LTE承載時(shí)延要求最高的是S1-U接口，其帶寬占總帶寬90%以上，允許傳輸時(shí)延為5ms；S1-MME允許傳輸時(shí)延為100ms；X2允許傳輸時(shí)延為10ms。因此，S1-U接口對時(shí)延的要求是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2.3同步及QoS需求分析

LTEFDD對時(shí)間同步的需求為4μs，而TDD為3μs，LTE的頻率同步需求為0.05ppm。考慮到LTE受頻點(diǎn)影響，而且在覆蓋能力上不如2G/3G，意味著部署時(shí)需要更多的基站來補(bǔ)充覆蓋能力的不足；所以，若采用滿足LTE同步需求的GPS技術(shù)，部署的成本將會上升。因此，LTE承載網(wǎng)適合采用地面?zhèn)魉屯郊夹g(shù)，時(shí)間同步上選擇IEEE1588v2技術(shù)，頻率同步上選用同步以太網(wǎng)技術(shù)。以上兩種技術(shù)是目前應(yīng)用較為成熟的地面?zhèn)魉图夹g(shù)，適用于LTE承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需求和功能，并能降低成本。

對于LTE承載的QoS需求，LTE根據(jù)不同的報(bào)文時(shí)延和優(yōu)先級，將業(yè)務(wù)質(zhì)量識別分成9類。其中對于LTE基站承載QoS有兩個關(guān)鍵需求：首先在發(fā)生擁塞時(shí)，保證重要基站業(yè)務(wù)可用；其次，需要保障高等級的業(yè)務(wù)優(yōu)先進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，要求承載網(wǎng)能夠支持層次化QoS（H-QoS）處理能力，能針對不同基站和不同業(yè)務(wù)執(zhí)行層次化的隊(duì)列調(diào)度能力，以此確保重要基站一直可用。

三、解決LTE承載需求問題的策略

通過前面的需求分析可知，LTE-RAN承載相比3G業(yè)務(wù)的承載，最大的變化在于下面兩點(diǎn)：（1）S1接口需要靈活的調(diào)度能力，可以靈活歸屬到不同的MME/AGW；（2）在基站之間有X2接口的承載需求。對于第一點(diǎn)，因?yàn)榻o每個基站建立多條單獨(dú)的路徑歸屬到不同aGW會導(dǎo)致連接的數(shù)量急劇增加，對PTN的處理能力要求也急劇增加，傳統(tǒng)PTN幾乎不可能完成，所以需要動態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)來解決。動態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)部署應(yīng)控制在核心層完成，這樣可以把路由域的規(guī)?？刂频帽容^小，提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和安全性。

基于這兩點(diǎn)考慮，解決LTE的承載需求問題主要包括以下幾個方面：（1）純PTN解決方案。所謂純PTN解決方案是指從末端接入到核心層全部采用PTN設(shè)備。純PTN組網(wǎng)有以下兩種實(shí)現(xiàn)方式：第一種是純L2方式，第二種方式接入、匯聚PTN設(shè)備采用L2靜態(tài)隧道（PW、VPLS等）。由于純L2方式存在的缺陷比較明顯，因此在采用端到端PTN組網(wǎng)時(shí)，一般都指第二種方式，即接入、匯聚層設(shè)備采用L2PTN設(shè)備，核心層PTN設(shè)備支持簡化L3VPN，提供IP轉(zhuǎn)發(fā)能力。（2）CE路由器+PTN解決方案。本方案仍以PTN設(shè)備為主，實(shí)際上是對端到端LPTN解決方案的一種引申。接入、匯聚、核心PTN設(shè)備均維持L2靜態(tài)隧道（PW、VPLS等），L3VPN功能由新引入的CE負(fù)責(zé)，核心PTN設(shè)備通過CE路由器實(shí)現(xiàn)L3路由轉(zhuǎn)發(fā)，將X2接口信息按照IP地址轉(zhuǎn)發(fā)相鄰基站，將S1接口信息按照IP地址轉(zhuǎn)發(fā)給SGW/MME或SGW/MMEpool中相應(yīng)的SGW、MME，以實(shí)現(xiàn)多歸屬需求。需要注意的是，這里CE是指客戶邊緣路由器。

對于核心網(wǎng)多機(jī)房組網(wǎng)應(yīng)用，還需考慮機(jī)房、局站間的通信實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，只需要將各個核心機(jī)房之間的CE路由器連通即可。

雖然這種方案運(yùn)維較簡單，適合大規(guī)模組網(wǎng)，很可能是LTE承載應(yīng)用主流之一，但是不容忽視的問題是引入CE路由器可能帶來新的安全隱患，如果CE發(fā)生故障則會造成整個通信網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，為盡量降低網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)，在核心層采用一對CE和PTN設(shè)備對接可以在一定程度上解決這個問題。

四、結(jié)語

總之，隨著全球移動通信業(yè)的迅猛發(fā)展，運(yùn)營商、設(shè)備制造商的用戶規(guī)模不斷增加，資金實(shí)力不斷增強(qiáng)，國際交往合作不斷加深，將不斷促進(jìn)LTE承載網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用及推廣，滿足LTE承載網(wǎng)絡(luò)需求的技術(shù)將會大大加快下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。但同時(shí)，LTE承載網(wǎng)絡(luò)在