IP RAN構(gòu)筑LTE發(fā)展基石

1、知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了長期演進(jìn)發(fā)展的基石由于移動(dòng)智能終端的成熟、HSPA的商業(yè)規(guī)模和無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)費(fèi)用的下降，移動(dòng)取代固定業(yè)務(wù)已經(jīng)從語音傳播到寬帶，現(xiàn)在是全球無線寬帶市場的快速發(fā)展時(shí)期。無線寬帶的快速發(fā)展加劇了運(yùn)營商之間的競爭，加快了LTE的商業(yè)節(jié)奏。據(jù)分析，2010 2011年是全球移動(dòng)市場的長期演進(jìn)時(shí)期，2012年將有一定規(guī)模的商業(yè)化。MBB(移動(dòng)寬帶)在技術(shù)上可分為四種技術(shù)演進(jìn)路線：傳統(tǒng)路線、跳躍路線、替代路線和針對(duì)中國的路線，這些路線最終將使用LTE無線技術(shù)在MBB部署。就承載網(wǎng)容量而言，無線接入容量需求將隨著LTE的部署而成倍增長，2012年承載網(wǎng)容量將是當(dāng)前承載網(wǎng)的三倍。承載網(wǎng)的建設(shè)是一

2、個(gè)長期的計(jì)劃，必須考慮35年。移動(dòng)寬帶是全球運(yùn)營商發(fā)展的主旋律，運(yùn)營商在寬帶化過程中面臨的主要壓力在于承載網(wǎng)絡(luò)帶寬和收益之間的矛盾。迫切需要一種傳輸資源利用率高、維護(hù)成本低、支持大帶寬的網(wǎng)絡(luò)承載解決方案，以滿足LTE部署和建設(shè)的承載需求，確保運(yùn)營商在新一輪MBB發(fā)展高潮中占據(jù)有利地位。大帶寬需求和知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)型，可見需求的冰山一角根據(jù)Ovum的最新分析，“預(yù)計(jì)到2012年，全球手機(jī)用戶總數(shù)將達(dá)到49.9億?！睆漠?dāng)前的第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展到第三代和第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種必然趨勢(shì)。移動(dòng)終端用戶對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)的要求越來越高，運(yùn)營商也希望提供除移動(dòng)語音以外的更多增值服務(wù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將成為未來移動(dòng)

3、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流。沃達(dá)豐研究指出，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的帶寬沖擊。向移動(dòng)用戶提供多媒體服務(wù)將是未來十年移動(dòng)通信發(fā)展的主要趨勢(shì)。手持終端的功能將不斷完善和增強(qiáng)，為各種移動(dòng)應(yīng)用的發(fā)展開辟廣闊的空間。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在智能手機(jī)如蘋果手機(jī)的推動(dòng)下，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)占3G服務(wù)的88.2%，而普通手機(jī)占15%。隨著移動(dòng)電視等業(yè)務(wù)的開通，用戶的帶寬需求急劇增加。HSDPA下行帶寬的峰值從2006年的360萬增加到現(xiàn)在的1440萬，租用E1的數(shù)量從2個(gè)增加到16個(gè)。預(yù)計(jì)在LTE時(shí)代，手機(jī)的帶寬將達(dá)到100米，單個(gè)基站的帶寬需求將達(dá)到450米，這將大大增加承載網(wǎng)的帶寬需求。隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，全球移動(dòng)寬帶業(yè)

4、務(wù)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的階段?？焖倏罩薪涌诩夹g(shù)(如EV-DO、HSDPA/HSUPA和長期演進(jìn))的部署帶來了巨大的帶寬需求，這將導(dǎo)致無線電接入層更多電纜或微波連接的擴(kuò)展。同時(shí)，與語音相比，在目前的資費(fèi)體系下，這些消耗大量帶寬的數(shù)據(jù)流量所帶來的收益處于較低水平，這與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的高成本是不相容的。因此，隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比重的增加，網(wǎng)絡(luò)投資與運(yùn)營收入之間的矛盾已經(jīng)成為運(yùn)營商面臨的一個(gè)日益緊迫的問題。目前，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中已建成的無線局域網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要基于時(shí)分復(fù)用/SDH技術(shù)。SDH具有高可靠性、高穩(wěn)定性和易于管理維護(hù)的特點(diǎn)，這是移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)于移動(dòng)數(shù)據(jù)的傳輸，SDH傳輸網(wǎng)存在帶寬利

5、用率低、擴(kuò)展困難、配置不靈活等缺點(diǎn)。IP承載的成熟應(yīng)用已經(jīng)成為推動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)分組化的重要因素。因此，移動(dòng)運(yùn)營商正在尋求建立面向知識(shí)產(chǎn)權(quán)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)發(fā)展和競爭的壓力。隱藏在冰山下的許多長期演進(jìn)承載需求對(duì)應(yīng)于LTE的部署、基于IP的承載轉(zhuǎn)換和高帶寬的提供以前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)主要解決覆蓋面廣的問題，所以由宏基站部署。后來，為了解決語音服務(wù)的室內(nèi)覆蓋，它增加了微型基站的部署，發(fā)展到MBB時(shí)代。特別是在熱點(diǎn)地區(qū)，有必要提供更大的容量和更多的數(shù)據(jù)服務(wù)，引入毫微微和微微基站，并通過無線卸載轉(zhuǎn)移移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的角度來看，基站的覆蓋逐漸呈現(xiàn)出分層的趨勢(shì)，在保證帶寬的同時(shí)達(dá)到最佳的覆蓋效果。語音時(shí)代的

6、交通模式相對(duì)簡單，部署宏基站基本可以實(shí)現(xiàn)大范圍覆蓋；然而，在MBB階段，數(shù)據(jù)服務(wù)占主導(dǎo)地位，交通模式日益多樣化。為了滿足各種數(shù)據(jù)接入需求，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的接入部署采用多層覆蓋來滿足不同場景的帶寬接入需求。從移動(dòng)承載網(wǎng)的角度來看，移動(dòng)承載網(wǎng)需要滿足不同部署場景下的多層覆蓋要求。例如，由于移動(dòng)基站的不同部署位置，存在承載資源的限制。這些不同部署場景的傳輸要求要求移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)絡(luò)具有任何媒體接入能力。只有充分利用各種接入媒體，才能有效整合盡可能多的物理資源，縮短市場響應(yīng)時(shí)間。銅纜、微波或光纖，甚至無源光網(wǎng)絡(luò)都可以用來支持基站接入，它們的帶寬特性和質(zhì)量特性是不同的，應(yīng)該合理綜合利用。過去，這些技術(shù)屬于

7、不同的領(lǐng)域，不同的制造商提供不同的設(shè)備，集成成本高。這就要求移動(dòng)承載網(wǎng)與任何媒體合作，將多種接入承載技術(shù)整合到一個(gè)解決方案中，從而充分解決運(yùn)營商站點(diǎn)資源獲取的問題，縮短大規(guī)?；镜牟渴饡r(shí)間，有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的成本。LTE/SAE平面架構(gòu)需要引入動(dòng)態(tài)三層網(wǎng)絡(luò)功能3GPP定義的長期演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變得扁平，無線電RNC/基站控制器消失，只有基站?？刂破矫媸褂肕ME進(jìn)行處理，用戶平面使用SGW和PGW進(jìn)行處理。與GSM和UMTS相比，S1/X2邏輯接口是在邏輯接口上定義的。底層基站之間采用IP傳輸，通過X2接口邏輯連接。相鄰的eNodeB使用X2邏輯接口控制手機(jī)切換和傳輸用戶緩存的數(shù)據(jù)。該設(shè)計(jì)主要

8、用于支持用戶設(shè)備在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)性，保證用戶的無縫切換。長期演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的這些特點(diǎn)促使承載網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的承載能力。與2G/3G移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)相比，移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)需要從簡單的點(diǎn)到點(diǎn)管道網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到點(diǎn)到多點(diǎn)/多點(diǎn)到多點(diǎn)的承載網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，在部署移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)考慮幾個(gè)因素：長期演進(jìn)需要基站之間的X2邏輯連接，移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)需要滿足部分網(wǎng)狀的邏輯連接2G/3G基站將長期存在，承載網(wǎng)需要滿足2G/3G/LTE共享承載的要求從全球移動(dòng)通信系統(tǒng)到全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站將增加約3 5倍；從UMTS到LTE，基站數(shù)量增加了3 5倍，移動(dòng)承載網(wǎng)建設(shè)需要考慮大規(guī)模基站和基站歸屬的調(diào)整?？紤]到這些組網(wǎng)因素，移動(dòng)承載網(wǎng)的組網(wǎng)具

9、有以下功能：移動(dòng)承載網(wǎng)可以支持L2/L3虛擬專用網(wǎng)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)功能，滿足長期演進(jìn)X2邏輯連接的連通性要求需要PWE3能力來承載傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用/自動(dòng)柜員機(jī)為具有靜態(tài)聯(lián)網(wǎng)能力的同事提供動(dòng)態(tài)聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)能力傳統(tǒng)的移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)是預(yù)配置的，調(diào)度不夠靈活，效率和安全性較低。隨著HSPA/LTE等高速數(shù)據(jù)接入的移動(dòng)基站和室內(nèi)/熱點(diǎn)基站的大量部署，基站需要定期進(jìn)行歸屬調(diào)整，以完成移動(dòng)容量負(fù)載均衡調(diào)整和異地冗余備份。在融合/城域核心網(wǎng)中采用動(dòng)態(tài)路由組網(wǎng)，可以充分發(fā)揮IP網(wǎng)絡(luò)的靈活性與2g/3g相比，LTE部署的業(yè)務(wù)種類更多。為了提供更好的用戶體驗(yàn)，3GPP定義了服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求。為了將移動(dòng)承載網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)

10、量指標(biāo)從服務(wù)質(zhì)量中分解出來，需要滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)對(duì)延遲、抖動(dòng)、丟包率和誤碼率等質(zhì)量參數(shù)的嚴(yán)格要求。這要求移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)在不同的部署場景中對(duì)基站和基站內(nèi)的服務(wù)執(zhí)行不同的服務(wù)質(zhì)量控制。此外，在E2E的移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)中，包括接入網(wǎng)、匯聚網(wǎng)和城域核心網(wǎng)，E2E進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量控制。多基站、多業(yè)務(wù)的多層服務(wù)質(zhì)量保證驅(qū)動(dòng)移動(dòng)承載網(wǎng)提供高服務(wù)質(zhì)量保證能力。LTE同步要求承載網(wǎng)絡(luò)提供全面的時(shí)鐘傳輸方案在長期演進(jìn)場景中，同步分為頻分雙工和時(shí)分雙工，不同的長期演進(jìn)系統(tǒng)有不同的時(shí)鐘要求。時(shí)分雙工長期演進(jìn)需要時(shí)間同步和頻率同步。FDD系統(tǒng)的LTE只需要頻率同步，但根據(jù)未來將要部署的業(yè)務(wù)和技術(shù)，如eMBMS增強(qiáng)的多媒體廣播組播業(yè)務(wù)

11、、COMP等。它還需要時(shí)間同步。目前，基于分組網(wǎng)絡(luò)的主流時(shí)鐘同步技術(shù)包括IEEE 1588v2、同步以太網(wǎng)、ACR、ATR、NTR和差分時(shí)鐘技術(shù)。考慮到不同的媒體和不同的組網(wǎng)形式，移動(dòng)承載網(wǎng)解決方案需要充分支持上述主流技術(shù)，并提供端到端的高精度分組時(shí)鐘能力，以滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的需求。知識(shí)產(chǎn)權(quán)下承載網(wǎng)絡(luò)安全威脅的安全需求LTE移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的部署帶來了100Mbps的用戶接入，而基于IP的承載網(wǎng)絡(luò)帶來了靈活高效的傳輸，也帶來了安全威脅。需要從以下幾個(gè)方面考慮安全問題：基于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基站將非流行的時(shí)分復(fù)用/自動(dòng)柜員機(jī)E1接口改為流行的光纖到戶接口移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的多層部署難以保證基站的物理安全，惡意者容易破壞移動(dòng)和

12、承載網(wǎng)絡(luò)LTE架構(gòu)的扁平化導(dǎo)致原基站控制器的空中接口終端功能下移至eNB，用戶數(shù)據(jù)未經(jīng)加密，容易被惡意人員查看或篡改基于IP的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和承載網(wǎng)絡(luò)，以及IP數(shù)據(jù)的安全性，無論是在自建的承載網(wǎng)絡(luò)還是租用的第三方網(wǎng)絡(luò)，都不能保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性考慮到各種威脅，3GPP定義了運(yùn)營商可以在基站和移動(dòng)終端之間使用IPSec隧道來保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。在基站中直接啟用IPSec隧道，以確保移動(dòng)數(shù)據(jù)在第一個(gè)接入點(diǎn)的安全性；然后在移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)的匯聚/核心端終止，以確保端到端的數(shù)據(jù)安全。因此，移動(dòng)承載網(wǎng)不僅要支持IPSec網(wǎng)關(guān)功能，還要有能力防止非法接入被接入的承載設(shè)備，如802.1x等安全機(jī)制。大規(guī)?；镜牟渴饘?duì)IP運(yùn)營和維護(hù)提出了更高的要求移動(dòng)承載網(wǎng)的運(yùn)營和維護(hù)主要包括海量站點(diǎn)的安裝和升級(jí)、端到端業(yè)務(wù)配置和網(wǎng)絡(luò)故障定位?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)由時(shí)分復(fù)用向知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)變后，原有的運(yùn)行維護(hù)模式發(fā)生了變化，網(wǎng)絡(luò)故障定位占了整個(gè)OPEX的一半。如何定位網(wǎng)絡(luò)故障是有效降低網(wǎng)絡(luò)OPEX的關(guān)鍵。目前領(lǐng)先的IP故障定位工具能夠逐跳定位和劃分IP業(yè)務(wù)，其效率與時(shí)分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)。最新技術(shù)利用圖形用戶界面優(yōu)化故障顯示技術(shù)中的用戶界面，改