LTE承载网（精选7篇）
LTE承载网 篇1
烽火从2007年起致力于分组传送设备的研制和产业化, 已形成IP RAN、PTN两大完整的产品系列, 并继续投入大量研发资源打造低成本、强功能、高稳定的精品化分组产品。
3 G网络已经逐步进入人们生活的各个领域, 人们对于移动终端上的种类繁多的数据业务运用得越来越得心应手, 但是随之而来的移动业务带宽不够、网络稳定率不高等问题也应运而生, 在这样的情况下, LTE的建设呼声也越来越高。作为下一代移动技术的标准, LTE已经被国内运营商提上日程。
LTE的承载需求
LTE最主要的特点是改进了3G的空中接入技术, 使其能够提供更大的上下行速率:在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率, 改善了小区边缘用户的性能, 提高小区容量和降低系统延迟。
LTE的无线接入网命名为演进型UMTS陆地无线接入网 (E-UTRAN) , 核心网则为演进型分组核心网 (EPC) 。网络结构变化如图1所示。
由于组网模型和主要技术特征发生了改变, 对于承载网的需求也发生了较大变化, LTE时代的承载网需求主要体现在以下几个方面。
◆网络结构
在3GPPR4中, 核心网延续传统树形结构, 任一网元发生故障, 其所管理的RNC即无法正常工作。后期引入POOLArea概念, 每个eNB均可受控于所有POOL中MSC节点, 实现资源共享。那么对于承载网来说由于在网络架构中取消RNC, LTE网络结构扁平化和IP化, 对核心层网络有影响, 汇聚接入层结构变化不大。
◆接口连接
S1-Flex和X2均是基于IP寻址, 多点之间连接需引入L2 VPN或L3 VPN技术。
S1-Flex要求实现负载分担和冗余保护, 提供可靠灵活的网络对接保护方案。X2接口应用在基站和基站之间, 需要在接入层形成MESH的网络。
在LTE时代, 由于基站 (eNB) 多归属SGW, S1-flex的切换, 把无线业务控制的要求下放到承载网, 就要求承载网必须支持L3功能。同时由于X2接口的流量仅仅占到基站3%以内的流量, 同时数量庞大数以千记, 在相邻的基站中绝大部分没有直连的物理路由, 所以X2业务可以到带业务接入控制功能的承载网设备迂回。
◆时延指标
为了使用户获得“AlwaysOnline”的体验, LTE时延具体要求如下。
其一, 用户业务单向传输时延 (UE→eNB) 小于5 ms (同时也受E-UTRAN传输带宽影响) 。
其二, 控制平面激活时延小于100ms (用于基站间X2接口和高速移动中UE的切换) 。
◆网络同步
LTE对于同步的精度要求较高, 为4us/1us, 只有GPS和1588v2能满足LTE同步需求。
同时LTE由于受频点影响, 在覆盖能力上小于2G/3G, 意味着将来需要更多的基站来补充覆盖;地面同步相比GPS, 全网采用1588v2技术可以使投资更低, 并可作为GPS失效时的同步保护方案。所以未来的承载网必须具备良好的地面同步信息传送能力。
烽火通信推出两大LTE承载方案
在LTE时代, 烽火通信推出了下列两种解决方案供用户选择使用。
◆PTN解决方案
PTN技术已经成熟起来, 并且有了较大规模的实际应用。在面向LTE的承载网的建设中, PTN设备以其全IP的交换核心、良好的QoS功能、强大的OAM能力、精准的时间同步方案完全契合LTE的承载网需要。现网部署的PTN网络可以朝下述方面进行升级以适应LTE承载网的需求。
一是核心层部署40GE。大带宽的需要导致现有的GE接入速率在LTE时代必然不能满足需求。接入层速率升级到10GE以后, 在PTN网络的核心汇聚层, 40GE的速率是比较合适的选择。目前烽火通信的PTN解决方案全面支持40GE速率, 为LTE承载打下良好的基础。
二是三层扩展能力。目前现网部署的PTN网络还是主要以静态二层为主, 在LTE时代, PTN的核心汇聚设备需要进行三层业务处理。烽火通信PTN设备支持平滑升级三层能力, 已经在多次测试中完美体现。
通过对现网PTN的上述能力的升级, 在LTE承载时代, 现有的PTN网络完全可以满足应用的需要。
◆IP RAN解决方案
在目前还未部署PTN网络的地区, 可以考虑建设IP RAN网络。IP RAN技术以路由架构为基础, 添加了电信级网络要求的包括强大OAM能力、多重保护方案、时间同步等功能。对数据业务能够进行三层处理。
烽火从2007年起致力于分组传送设备的研制和产业化, 已形成IP RAN、PTN两大完整的产品系列, 并继续投入大量研发资源打造低成本、强功能、高稳定的精品化分组产品。面向ALL IP时代, 烽火通信推出以分组交换为核心的新一代多业务传送平台—CiTRANSR800IP RAN系列产品。该系列产品全面支持端到端三层解决方案。
烽火通信IP RAN解决方案具备下列特色。
●系列化的产品, 覆盖不同应用场景的需求
全系列产品给客户提供完整的分组传送网络解决方案, 烽火IP RAN产品系列齐全, 支持端到端L3组网, 满足全网三层应用要求。支持多种应用场景和节点需要, 可有效降低成本和管理难度。
●结构紧凑, 槽位丰富, 插卡灵活, 更省空间
烽火分组传送产品槽位丰富, 配置灵活, 可以满足各类不同场景下应用模型需求, 槽位冗余度更高, 方便后期扩容;全部采用300mm深机柜, 同时核心、汇聚层设备支持对TDM业务的大量终结能力, 无需配置扩展子框、节省机房空间。
●强大硬件平台, 平滑支持LTE演进
烽火核心、汇聚层产品支持强大的三层功能, 轻松应对S1-flex和X2接口需求。
●网络保护功能业界领先
硬件实现OAM, 检测速度快, 多种故障情况下业务快速恢复, 提供类SDH网络安全性。
●具备端到端的时间同步解决方案
支持IEEE1588v2时间同步的全部模式。性能稳定的时间/频率同步方案, 支持外时钟、线路、支路、自振荡等, 支持同步以太频率同步, 支持1PPS+TOD外时钟接口, 满足对不支持1588v2无线基站的同步解决方案。
●开通简单、维护高效, 降低客户运维成本
设备加电后, 网管可自动发现, 提升开通速度;功能模版化配置, 业务端到端批量配置, 运维人员上手快。
●绿色环保设计, 功耗低、体积小
烽火通信积极响应国家节能减排的号召, 在产品设计方面充分考虑了能耗的降低, 选用高集成度的芯片和光电器件, 并在芯片开发上加大力度, 提供更多自主研发核心芯片降低单盘功耗。从上游芯片、器件、材料供应方面贯彻“绿色行动”纲要, 开发IP RAN绿色产品。烽火PTN、IP RAN系列设备在历次测试中的功耗均最低。
LTE承载网解决方案浅析 篇2
新一代宽带无线移动通信技术 (LTE, Long Term Evolution) 作为信息通信技术发展方向的代表, 逐渐受到各国政府及运营商的关注。国内各大通信运营商都在抓紧部署推进LTE试验网。由于LTE网络结构和容量的变化, 对承载网提出了新的需求, 为此有必要提前考虑LTE承载网解决方案。
2 LTE RAN承载需求分析
和2G/3G相比, 结构有明显变化, LTE网络架构趋于扁平化, 主要由eNodeB和接入网关 (aGW) 两部分构成。如图1所示。
和2G、3G网络比较, LTE网络少了RNC。eNode B除具有原Node B功能外, 还承担了RNC的大部分功能。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) 。
2.1 X2接口承载需求
由于在LTE网络中e Node B承担了RNC的大部分功能, 为保证用户终端在不同e Node B之间漫游时, 用户数据可以直接在e Node B之间直接进行交换, 降低转发时延, LTE增加了X2接口, X2接口为相邻e Node B之间的接口。X2接口要求承载网支持部分Mesh的架构, 需要在相邻基站之间建立逻辑连接。
2.2 S1接口承载需求
S1是e Node B和MME/SGW之间的接口, 按照所承载的业务不同可以进一步分为S1-U和S1-C两种接口, 其中S1-U接口主要承载用户面数据, 具体连接e Node B和SGW, 而S1-C主要承载控制面数据, 连接e Node B和MME。在LTE网络中, 由于引入了SGW-pool和MMEpool功能, 对S1接口提出了Flex的要求, 从而使e Node B可以同时归属于多个不同的MME、SGW, 与多个MME、SGW建立连接, 实现无线网络负载分担、容灾备份的目的, 进一步提高网络的利用率和可靠性。
2.3 承载带宽需求
S1接口的不同配置对承载带宽需求如表1所示。
而X2接口带宽一般为S1接口的3%, 根据上述要求计算如下:
2.3.1 宏基站
按照一个宏基站为S1/1/1, 配置3个20MHz小区, 上下行按照2:2、MIMO按1x1配置, LTE基站峰值带宽需求约为240Mbit/s, 平均带宽 (仿真结果) 为60Mbit/s。
2.3.2 室内分布站
按照一个室分站为O1, 配置1个20MHz小区, 上下行按照2:2、MIMO按1x1配置, LTE基站峰值带宽需求约为80Mbit/s, 平均带宽 (仿真结果) 为45Mbit/s。
如果传输设备的承载效率按75%考虑的话, LTE基站传输带宽需求如下:
宏基站 (S1/1/1) :峰值带宽320Mbit/s, 平均带宽80Mbit/s;
室内分布系统 (O1) :峰值带宽120Mbit/s, 平均带宽60Mbit/s。
2.4 LTE-RAN承载需求的特点
(1) 高带宽。由于LTE能够为用户提供的无线速率大幅提高, 因此对承载网络的带宽需求也成倍增加。LTE基站的接入带宽最高可达90M~200Mb/s或更高, 分组承载网需支持带宽扩展。
(2) 网络规模更大。LTE实现深度覆盖, 在覆盖区域网络节点数将是现有基站数量的2-3倍。
(3) L3需求。由于LTE网络引入S1-flex概念和X2接口, eNode B需要建立到不同的SGW/MME之间的接口, 以及相邻eNode B的X2接口, 承载网络需要支持L3功能才能对LTE的流量进行疏导。
(4) 统一承载要求。LTE和2G、3G网络共存, 承载网考虑多场景统一接入, 现有承载网应具备向分组网络平滑演进的需求。
(5) 高网络可靠性。承载IP化同样要求网络保证高可靠性, 故障切换小于50ms。
(6) 网络Qo S。E2E时延要求小于20ms, 2G、3G需求更严格。
(7) 时间同步。LTE需要时间同步。
3 LTE RAN承载网解决方案
通过前面的需求分析可知, LTE-RAN承载相比3G业务的承载, 最大的变化在于下面两点:
(1) S1接口需要灵活的调度能力, 可以灵活归属到不同的MME/AGW;
(2) 在基站之间有X2接口的承载需求。
对于第一点, 因为给每个基站建立多条单独的路径归属到不同a GW会导致连接的数量急剧增加, 对PTN的处理能力要求也急剧增加, 传统PTN几乎不可能完成, 所以需要动态路由转发来解决。动态路由转发部署应控制在核心层完成, 这样可以把路由域的规模控制得比较小, 提高网络的可扩展性和安全性。
对于第二点, X2接口承载可以在接入、汇聚层内通过L2VPN的方式解决, 但带来一个问题是, L2VPN网络规模受限, 而且存在广播风暴的风险, 由于考虑到X2接口的带宽约占S1带宽的3%~5%左右, 因此对于X2也可以利用汇聚核心调度层的动态转发能力来支持。
基于这两点考虑, 有几种思路来解决LTE的承载, 下面分别进行描述和分析对比。
3.1 纯PTN解决方案
所谓纯PTN解决方案是指从末端接入到核心层全部采用PTN设备, 如图2所示。
纯PTN组网有以下两种实现方式:
第一种是纯L2方式, 现有PTN无需支持复杂的L3协议, 至上而下采用L2通道。纯L2方式下PTN设备实现最简单, 对于运维人员要求低, 利用静态的LSP解决S1flex和X2分布式接口需求, 但由于这种方式必须从基站到多归属的网关之间预先建立多个LSP, 因此存在浪费标签资源的缺点。虽然可以采用多段PW/LSP嵌套方式在一定程度上节省标签浪费的问题, 但业务调度的灵活性总体来说还是比较差。
第二种方式接入、汇聚PTN设备采用L2静态隧道 (PW、VPLS等) , 核心层PTN设备升级支持L3 VPN或静态IP隧道实现L3路由转发, 可较好地解决纯L2方式的缺陷, 即节省了标签资源, 又可实现业务的灵活调度, 即由核心层L3 VPN实现LTE承载对S1的灵活调度以及X2接口的IP转发需求。
由于纯L2方式存在的缺陷比较明显, 因此在采用端到端PTN组网时, 一般都指第二种方式, 即接入、汇聚层设备采用L2 PTN设备, 核心层PTN设备支持简化L3VPN, 提供IP转发能力。
3.2 CE路由器+PTN解决方案
本方案仍以PTN设备为主, 实际上是对端到端L2PTN解决方案的一种引申 (图3所示) 。接入、汇聚、核心PTN设备均维持L2静态隧道 (PW、VPLS等) , L3VPN功能由新引入的CE负责, 核心PTN设备通过CE路由器实现L3路由转发, 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SGW/MME或SGW/MME pool中相应的SGW、MME, 以实现多归属需求。需要注意的是, 这里CE是指客户边缘路由器 (Customer Edge Router) 。
对于核心网多机房组网应用, 还需考虑机房、局站间的通信实现。此时, 只需要将各个核心机房之间的CE路由器连通即可。
虽然这种方案运维较简单, 适合大规模组网, 很可能是LTE承载应用主流之一, 但是不容忽视的问题是引入CE路由器可能带来新的安全隐患, 如果CE发生故障则会造成整个通信网络的瘫痪, 为尽量降低网络的风险, 在核心层采用一对CE和PTN设备对接可以在一定程度上解决这个问题。
3.3 IP RAN解决方案
“IP RAN”解决方案是指使用路由型设备端到端组网或在接入层使用增强以太网设备, 所有业务流量动态转发, 使用基于路由器架构的保护倒换方案。这种方案又有三种实现方式:
第一种是全路由器方式。如图4所示。
从核心到接入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。显然此方案处理LTE的动态业务具有天然的优势, 具有端到端灵活业务调度能力, 无需像L2那样需要预先建立很多的通道。但全路由器方案存在的最大问题就是建网成本相对较高、设备功耗较大、另外在组网规模上受限。此外, 这种大规模动态网络对于运维要求最高, 且当前路由器的网络保护、OAM能力相比PTN设备要弱。因此, 这种方案适合规模较小的网络, 对于国内运营商这种大规模的网络适用性较差。
第二种为核心汇聚层采用路由器, 接入层采用PTN或交换机。如图5和图6所示。
这种方案的核心/汇聚层采用路由器, 接入层采用PTN/CE, 此处CE指电信级以太网交换机。这两种方式本质上都是核心/汇聚层支持L3路由, 接入维持静态L2功能。只是二者采用的技术体制不同罢了, PTN采用的MPLS-TP技术, 而CE交换机采用的是PBT或VPLS技术。
和CE路由器+PTN解决方案一样, 如果存在多个核心局房, 还需考虑局房间的通信实现。此时, 只需要将各个核心机房之间的CE路由器连通即可。
3.4 各种解决方案的优劣势比较
上述三种技术优劣势情况如表2所示。
4 结束语
LTE承载网目前存在纯PTN, CE路由器+PTN, IP RAN等几种解决方案。其中, 前两种解决方案均以PTN为主, 而IP RAN以数据设备为主。从技术可行性角度来看上述方案均可满足LTE回传需求, 主要区别在于L3路由的起点。实际上, 引入L3功能的原因是在合适的位置提供灵活的业务调度能力, 理想的状况是既希望网络具备很高的灵活性及可靠性, 又要做到简单易维护, 但这两个方面往往是较难统一的。通常一个较小规模的网络灵活性相对较大, 而国内运营商网络规模往往都很大, 故更需要关注可靠性和维护能力。因此, 在考虑LTE承载方案选择时, 需要找到合适的平衡点。由于网络资源状况不同, 各运营商的方案选择往往存在差异。
从目前国内的发展情况看, 以PTN为主的解决方案已实现大规模商用, 故成熟性最好;路由器+IAN这种以数据网为主的解决方案创新性较强, 适合拥有丰富IP城域网资源的运营商, 但实际工程应用较少, 成熟性有待进一步验证。
参考文献
[1]霍尔马, 托斯卡拉.UMTS中的LTE:基于OFDMA和SC-FDMA的无线接入.北京:机械工业出版社, 2010.
[2]龚倩.PTN规划建设与运维实践.北京:人民邮电出版社, 2010.
[3]黄晓庆, 唐剑峰, 徐荣.PTN-IP化分组传送.北京:北京邮电大学出版社, 2009.
[4]张宏科.路由器原理与技术.北京:国防工业出版社, 2005.
TD-LTE承载网方案分析 篇3
TD-LTE网络架构主要由演进型Node B (e NB) 和接入网关 (a GW) 两部分构成, 与传统2G、3G网络相比, 少了RNC, 采用这种扁平化结构的目的在于简化网络结构、减小网络延迟。e NB除具有原Node B功能外, 还承担了RNC的大部分功能。核心网取消了CS (电路域) , 全IP的EPC支持3GPP、非3GPP各类技术统一接入, 实现固网和移动网络融合 (FMC) 。a GW作为核心网的一部分, 包括3种功能实体:MME (移动管理实体) 、SGW (服务网关) 和PGW (分组数据网网关) 。MME主要负责用户及会话管理的所有控制功能, 相当于2G/3G的SGSN控制平面。SGW主要负责用户平面的数据传送、转发以及路由切换等, 相当于2G/3G的SGSN用户平面;PGW是所有外部数据网络接入的锚点, 类似2G/3G的GGSN功能。LTE网络总体架构如图1所示。
2 TD-LTE网络对承载网的需求分析
TD-LTE基站回传电路主要包括S1和X2接口电路, S1接口是e Node B和MME/SGW之间的接口, X2接口是e Node B之间的逻辑接口。
S1接口:用户的高清视频点播、高清视频监控、实时RGB在线游戏、音乐下载和移动电视、高速上网等业务通过e NB-a GW的S1连接承载。引入S1-Flex概念, e NB和a GW之间创建多条S1, 连接采用多归方式, e NB可以同时归属到多个MME、SGW, 与多个MME、SGW建立连接, 满足无线网络负载分担、冗余备份的需求, 提高网络的利用率和可靠性。
X2接口:为保证UE在不同e NB漫游时, 用户数据可以在e NB之间直接进行交换, 引入X2接口, 从而降低转发时延, 提高网络性能, 流量转发趋于扁平化。与2G/3G Backhaul网络的星形架构不同的是, LTE Backhaul增加了对X2接口的承载需求, 要求支持部分Mesh的架构, 需要在相邻基站之间建立逻辑连接, 提升基站切换过程的服务质量。
S1-Flex和X2接口的引入打破了原有2G/3G汇聚型组网架构, 使得LTE RAN的流量转发趋于扁平化, 为给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, 这就要求承载网在原有基础上支持3层转发功能。LTE将提供比3G更多种类的数据业务 (多媒体、视频、交互类等) , 3GPP详细规范了各类业务的端到端时延和丢包率要求, 因此要求承载网具有较强的Qo S调度能力。
TD-LTE基站的接入带宽入带宽最高可达150M~450Mb/s或更高, PTN承载网需支持可持续的带宽扩展能力;TD-LTE将实现深度覆盖, e NB节点数将是现有基站数量的2~3倍, 承载网规模应适应大规模组网的需要;TD-LTE将和GSM, TD网络共存, 要求承载网不仅具备IP分组业务承载能力, 而且也应考虑TDM和IP多业务统一接入的需求;当然承载IP化同样要求网络保证高可靠性, TD-LTE保护需求类似于2G/3G承载网的保护, 故障切换小于50ms;同时TD-LTE也具备对于频率同步和时间同步的要求。
3 TD-LTE RAN承载网技术方案
TD-LTE RAN承载网主要采用两种方案:PTN+CE方案和L3 PTN方案。
3.1 PTN+CE方案
PTN核心汇聚接入设备沿用现有L2 VPN分组转发功能, 采用ETH PW方式为基站提供到核心层PTN节点的2层传输管道, 在a GW/MME节点成对部署CE路由器, 完成IP业务的转发。通过CE路由器的L3VPN功能, 为S1提供灵活的调度能力, 以及X2接口的转发能力。核心层PTN与CE相连, 所有流量都要经过CE和IP专网转发。考虑到管理维护的方便、网络安全性和流量控制等原因, CE设备应单独配置。该方案如图2所示。
3.2 L3 PTN方案
采用PTN端到端组网, 核心层的PTN支持简化L3VPN, 提供IP转发能力, 满足LTE承载对S1的灵活调度以及X2接口的IP转发需求。该方案如图3所示。
对于S1流量:经接入层PTN统一送到核心层PTN, 由核心层PTN根据目的IP地址 (MME/SGW) 查找L3VPN的路由表, 封装LSP和L3VPN的标签, 经由核心层设备间的转发到达归属的MME/SGW。
对于X2流量:经接入层PTN统一送到核心层PTN, 由核心层PTN根据目的IP地址 (相邻的基站) 查找L3VPN的路由表, 以决定流量是经由核心层环送往非本地归属的基站;或向下转发, 经由本地的L2VPN封装送外相邻的基站。
4 结束语
采用PTN+CE方案优势在CE设备对L3功能支持好, 现网PTN设备不需要升级, 劣势为保护性能无法满足50ms的要求, 维护需跨两种专业设备, 且建设成本较高。PTN支持L3功能方案优势在于全网同一设备, 可以实现端到端的管理, 便于统一运维, 时延小, 另外该方案不需要增加CE设备, 成本较低, 不足在于核心层PTN需要升级才能支持L3功能。因此在TD-LTE网络建设初期, 仍应主要采用PTN+CE的组网方案, 并同时进行PTN支持L3的试点, 以推进L3 PTN方案的完善, 为今后网络部署积累经验。
摘要：本文分析了TD-LTE网络对承载网的需求, 浅析承载网建设方案。
关键词：TD-LTE,承载网PTN
参考文献
[1]孙达, 韩毅.PTN承载LTE解决方案研究及验证.电信科学, 2011 (07) .
[2]袁野, 倪玮.面向LTE的承载网技术解决方案及网络架构研究.电信技术, 2011 (09) .
LTE承载网 篇4
大容量需求
在LTE初期阶段, 基站带宽达到80～150M, 在PTN承载网接入层, 原有的GE环已经不能满足带宽接入需求, 10GE接入环被作为LTE承载网接入层的首选, 而汇聚核心层将引入40GE组环以满足带宽增长的需求。在PTN设备容量选择方面, 交换容量从原来的最大320G, 上升到现在的640G, 甚至达到1.28T。在PTN接口选择方面, 40GE接口已经商用, 100GE接口商用步伐也在进一步加快。
在很多大型城市中, LTE基站规模将超过1万个, 各地均已经选取接入容量达到1.28T的PTN设备作为LTE承载网核心汇聚层设备, 40GE接口也开始正式商用。南京移动已明确提出PTN设备具备平滑升级到100GE的能力, LTE承载、综合业务接入承载需要大容量设备提供强有力的带宽保障。
扁平化需求
为了解决LTE网络中S1/X2业务存在多点到多点的灵活调度需求, 传送网的核心层需要启用L3 VPN。为了高效利用PTN设备的单板槽位资源, PTN设备在实现L2/L3桥接时, 需要具备更加高效的L2/L3内部虚接口桥接功能。
在深圳移动现网, 建设LTE承载网初期, 现网某厂家的设备需要光纤外桥接实现L2/L3桥接, 需要额外增配大量单板来实现L2/L3桥接, 导致设备接入容量从320G降低为160G, 既增加了设备的额外投资, 又增加了安全隐患, 工程应用极其不便。后来通过改造, 实现内部实接口, 仅省去了1对光纤和1对光模块, 依然增加设备投资, 降低设备容量, 无法改变设计上的缺陷, 给深圳移动LTE承载网建设带来较大困扰。
中兴首创的L2/L3智能内部虚接口桥接技术, 在设备内部完成PW终结处理, 并通过虚端口接入到L3VPN的VRF处理, 避免外部跳纤, 不浪费设备端口/槽位资源, 不需要额外的协议处理板, 节约了资源与投资, 减少故障点, 业务开通快速, 维护方便。LTE承载网的L2/L3桥接技术将优选智能内部虚接口桥接技术。如图1所示。
低TCO需求
LTE的大规模建设, 带来承载网PTN设备的井喷, 在PTN传送网大规模的建设的时候, 会带来机房空间、电力消耗、运维等多方面压力, 而此时需要重点考虑网络建设时如何降低CAPEX/OPEX。设备结构、绿色节能、网络融合等多方面都将是考虑的对象。
LTE承载网大规模建设, 给机房空间带来巨大消耗, 尤其是核心汇聚层机房, 选择300mm机柜深度的设备成为共识。中兴通讯的ZXCTN 6500是业界第一款300mm深子架深度内实现T级别接入的设备。采用前操作、前维护方式, 可背靠背、靠墙安装, 可极大节省机房空间, 提升机房空间利用率, 有效降低投资, 极大缓解了现网机房紧张的难题。ZXCTN 6500体积小, 功耗低, 绿色节能, 是LTE承载网核心汇聚层PTN设备的首选。
多业务承载需求
LTE大规模建设的同时, 2G/3G网络将长期存在, 大客户业务也迅猛增长, 业务需求多样化, 对设备的槽位数量及槽位利用率提出新的需求。
早期的深圳移动使用的PTN产品, 槽位上存在严格对偶关系, 扩容低速业务将占用高速业务槽位, 槽位利用率低。在实际工程应用中, 早期的PTN产品已经无法满足LTE承载网大规模建设的需求。
中兴通讯的ZXCTN 6500设备采用“高低速分区、槽位无关联限制”的首创型架构设计, 无高低速槽位严格对偶的限制, 高低速业务槽位互不影响, 低速业务的扩容不占用高速槽位, 业务配置完全不影响高速槽位的使用, 大幅提高槽位利用率。且业务槽位支持任意混插, 设备配置扩容灵活, 不受限制, 极大提升了设备利用率, 可以解决现网业务多样化、设备槽位数及槽位利用率的需求。
高可靠性需求
移动回传网设备的容量越来越大, 承载的业务包括2G/3G/LTE业务和大客户业务, 业务量逐渐增大, 设备的可靠性显得极为重要。PTN设备首先需要提供3.3ms硬件OAM能力, 在确保OAM能力的同时, 无需占用CPU资源, 提升设备的性能。
上海移动等地均已经明确要求4k条业务的倒换时间小于50ms。中兴通讯的ZXCTN 6500不仅提供3.3ms硬件OAM能力, 还具备APS硬件加速引擎, 可实现海量业务的保护倒换信息的快速处理, 快速同时倒换, 实现4k条LSP倒换时间小于50ms。整体保护能力大幅提升, 确保业务的高可靠性。
扩展性需求
全业务运营是各运营商的发展之路, 移动运营商现网除了2G/3G/LTE无线网络、大客户专线业务之外, 还将面对OLT上连业务、路由器间bypass业务等, 这些需求促成了新一代光传送网产品形态POTN的出现, 通过PTN和光的有机融合, 实现多业务的统一承载, 可简化网络层次和网络复杂度。
中兴通讯ZXCTN 6500是业界首款可以由现网PTN平滑升级为POTN的设备, 具备统一交换平台, 支持100GE、10X10GE等大容量接口, 支持多业务跨层面灵活配置, 实现多层次网络的融合, 满足LTE发展阶段任意比例的TDM和Packet等各类业务需求及业务不同发展阶段的要求。
LTE承载网 篇5
目前, 数据业务正在以惊人的速度迅猛增长, 随着国家宽带提速战略的大力发展, 固网数据业务向大容量、高速率迈进;而伴随着智能手机、手机应用的不断推新, 移动网数据业务增加率远远超过固网数据业务。移动网数据业务的增长带动了移动网向IP化发展, 移动网络架构向扁平化发展, 这就使得采用TDM的传统电信传输网络不能更好的适应IP化的数据业务, 从而带动了传输技术的进一步发展。
从无线网发展来看, 无线网由GSM架构演进到EPS (演进的分组系统) 架构的过程中, 取消了CS (电路域) , 引入了分组域 (PS) 的概念, 实现了无线网络IP化的目标。EPS架构主要由演进型Node B和接入网关构成。LTE的Node B除了具有原来的功能外, 还增加了RNC的大部分功能。由于Node B功能的增强使得无线网络趋于扁平化, 也促进了各网络之间的融合。
无线网络架构的变化导致了其他配套网络必须随之整合, 首当其冲的就是传统传输网和承载网之间的整合。随着多种业务的承载需求及建设维护的需要, 简化网络结构、减少网络层级、避免重复投资成为网络建设的主要目标, 因此更好的适应以IP业务为主的多种业务的传送需求成为传输网络演进的最大趋势。
传统的电信传送网络, 主要采用基于TDM技术组建的SDH传输网络, 在业务网采用电路交换的时代优点很多, 设备形态也非常成熟多样。但在业务网IP化的今天, 其对以太网业务的处理能力和效率低下、网络容量小、业务配置和调度不灵活等矛盾越来越突出, 已成为制约电信网络发展的瓶颈。这种情况下, 引入多协议标签交换 (MPLS) 技术, 采用包交换取代电路交换, 能够很好地弥补SDH网络的缺点, 更好地适应IP业务的传输。但如果完全引入复杂的MPLS技术, 不但会提高设备成本, 也不能对其他业务进行有效传输。因此必须对MPLS技术进行简化, 并跟现有传送网进行结合, 从而发展成为IP/MPLS技术。
2 IP/MPLS技术特点
多协议标签交换 (MPLS) 是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术, 是一种可提供高性价比和多业务能力的交换技术。它为网络数据流量提供了目标、路由地址、转发和交换等能力, 具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS技术在原来IP路由的此基础进行改进, 保证了MPLS网络路由的灵活性。具有ATM一样的高效传输交换方式, 并且能够提供有效的QOS保证。它是一种与链路层无关的技术, 保证了多种网络的互连互通。支持大规模层次化的网络拓扑结构, 具有良好的扩展性。
在网络融合阶段, 传输网必须具有多业务承载、Qo S保证、可扩展性、可管理性等电信级特征。从目前的研究情况看, 可以从两个方面考虑建设综合承载网:
(1) 在现有IP技术的基础上, 增加电信级特性。IP层无法保证Qo S和提供快速的保护倒换。对其增加提供类似ATM的流量工程即MPLS技术, 增加OAM功能, 比如双向BFD, 提供快速保护倒换, 比如IP/MPLS FRR等, 使其作为电信级承载网。 (2) 改进传送层, 使其更适合分组传送。传送网络的最大的优点就是网络安全性高, 能够提供小于50ms的保护倒换。同时可支持多种业务传输, 具有强大的OAM能力。分组传送网是建立端到端的传送通道, 该通道可以通过网络管理系统或智能的控制面建立, 具有良好的操作维护性和保护恢复特性, 可作为综合的电信级承载网。
3 IP/MPLS在LTE承载中的应用
IP/MPLS承载网络是在业务网IP化, 尤其以3G、4G移动基站电路回传业务IP化的前提下应运而生的, 根据当前IP/MPLS承载网络的架构和通信技术的发展, 现有IP/MPLS网络针对不同移动业务的承载逐步向目标网络演进。
3.1 LTE对承载网络的需求
(1) LTE总体架构。LTE网络在无线传输技术、空中接口协议和系统结构等方面都发生了革命性的变化。对应的无线接入网和核心网被称为E-UTRAN和EPC, 并将整个网络系统命名为EPS (演进的分组系统) 。移动网络架构演进示意图1所示:
从GSM网络到EPS架构的演进过程可以看出, GSM网络架构中仅存在电路域 (CS) , 支持的业务类型主要是语音通话业务, 包括和PSTN固定网络的语音通话。当网络演进到GPRS/EDGE阶段时, 系统在CS的基础上引入了分组域 (PS) 的概念, 能够提供一些基础移动数据业务。当网络演进到3G/IMS阶段, 在网络架构中增加了IP多媒体子系统 (IMS) 体系, 系统在PS域核心承载网之间增加IMS域。此时, 语音业务不仅能够通过传统的CS域提供, 还能够通过IMS域来提供Vo IP语音, 两者也可以互相通话。网络演进到目前的EPS阶段, 相比3G IMS架构, 接入层网络架构进一步简化, 去掉了CS域, 增强了IMS域对整个网络的业务控制能力。
(2) 无线接入网架构图2所示。3G阶段基站与控制器为点到点连接, 手机移动管理由RNC完成, 而且由于基站覆盖半径较大, 基站间很少发生切换。LTE阶段由于基站密度增加, 基站间的切换频繁, LTE新增X2接口来提升切换体验, 同时核心网Pool (池组) 化, 基站归属关系灵活调配, 以实现资源的合理调配。为了达到简化信令流程和缩短时延的目的, E-TURAN舍弃了UTRAN的传统RNC/Node B两层结构, 完全由多个e Node B的一层结构组成。在E-UTRAN中, e Node B之间底层采用IP传输, 在逻辑上通过X2接口互相连接, 也就是常说的Mesh型网络。这样的网络结构设计, 可以有效地支持UE在整个网络内的移动性, 保证用户的无缝切换。每个e Node B通过S1接口, 与MME/S-GW相连接, 而S1接口, 也是采用了全部或部分Mesh型的连接形式, 即一个e Node B可以与多个MME/S-GW互连。E-UTRAN将Node B和RNC融合为一个网元e Node B, 因此, 系统中将不再存在Iub接口, 而X2接口类似于原系统中的Iur接口, S1接口类似于Iu接口, 但均有较大简化。
3.2 IP/MPLS网络承载方案
(1) 承载网络架构。LTE基站回传业务承载采用如图3如示的网络架构。
由目标网络架构可以看出, 核心汇聚层应采用IP/MPLS协议, 对于网络规模较小的城市, 网络核心汇聚层可以合一, 当核心汇聚层节点数量较多、网络规模较大时, 可细分为核心层和汇聚层。边缘接入层可采用IP/MPLS、MSTP-TP等多种协议, 为简化网络结构并节省投资, 在汇聚节点边缘设备和汇聚设备可以采用同一台设备。为满足LTE BBU间协同的需要, LTE BBU应集中放置在条件较好的接入网间或基站机房。在密集城区BBU集中数量的初期目标建议为10个或以上站点, 资源条件允许时可以适当增加BBU集中规模, 要求集中设置BBU所拉远的RRU在地理区域上尽量就近、连片覆盖。对于BBU集中放置点增加的接入设备, 应采用支持MPLS的分组接入设备, 并和边缘节点或汇聚节点单独组环, 以保证X2接口路径最短及S1接口经过最少跳数回传。
(2) 业务提供方式。根据不同的承载需求, IP/MPLS可以部署到核心层、汇聚层、接入层和边缘接入点等各个层面, 业务提供方式也不尽相同。当IP/MPLS覆盖核心汇聚层和边缘接入层, 可在汇聚节点实现MS-PW和HVPN的交换点功能, 也可在边缘节点实现MS-PW和HVPN的交换点功能。当在核心汇聚层部署IP/MPLS, 在边缘接入层部署MPLS-TP, 可在汇聚节点完成IP/MPLS与MPLS-TP的互通, 实现MPLS协议栈与MPLS-TP协议栈的转换。
对于LTE移动回传业务采用以太网业务模型或IP业务模型, 并优先采用L3VPN架构承载S1和X2接口, 其次采用L2VPN的方式提供。
4 结语
本文通过分析LTE技术的特点及对传输承载网络的需求, 结合IP/MPLS技术原理、技术特点, 并从网络应用的实际情况出发, 寻求LTE时代多种制式并存的移动通信网络传输解决方案。采用支持多业务承载的IP/MPLS技术的分组传送网络尚处于起步阶段, 从技术本身和设备形态来看还不成熟完善, 随着技术的发展和分组传送设备的升级, 实际网络建设模式也可能有所不同。
摘要：随着无线网络技术的发展和业务网IP化特别是无线网IP化进程的不断推进, 带来了移动数据业务的蓬勃发展, 无线网络架构也逐步向扁平化演进, 随着而来的是传输网络架构和业务提供方式的变化。本文在网络转型阶段通过对传输技术及组网的研究, 提出适合LTE的基于IP/MPLS技术的传送网架构及解决方案。
关键词：LTE承载,IP/MPLS,传送网
参考文献
[1]唐雄燕, 张沛.IP RAN:移动回传向全IP化演进[N].人民邮电报, 2012-05.
LTE承载网 篇6
IPRAN作为国内LTE网络承载技术中的主要方案,以IP/MPLS协议和相关技术基础作为前提,实现二层三层技术的结合,进而达到基站回传承载要求。而提高电信级网络要求需要拓展OAM能力,具备多重保护措施,能够达到时间同步并且对业务进行三层处理的功能,以此提高LTE的可靠性。LTE承载网络的IP化逐渐成为社会经济发展的必然,相关技术人员应当加强重视,根据LTE的特点,以IPRAN承载网作为出发点对LTE基站进行优化部署。
1 LTE承载网分析
LTE是根据3GPP系统设计的UMTS技术指标的推演,旨在实现2G至3G网络的顺利过渡。LTE系统引进了OFDM及MIMO等网络传输新型技术,使数据传输速率以及频谱效率得到了很大程度上的提高。另外,LTE能够支持多种带宽分配方式,同时能够兼容2G、3G以及某些新增的在全球范围内较为先进的频段,其频谱分配方式十分灵活,系统的覆盖量与网络容量也得到了大幅度的提高。LTE系统简单的网络架构减少了网络节点的构建,其扁平化的覆盖方式也降低了系统的复杂度,进而避免了系统时延的问题,也节约了用于网络部署与网络维护资金。进入LTE时代,无线宽带网络得到了大规模的进步与发展,人们对基站带宽的要求不断提高。
2 基于IPRAN承载网的LTE基站部署优化策略
2.1 LTE承载网改善指标
从3GPP技术指标来看,LTE承载网应当不断改善。①带宽的接入。LTE基站的带宽网速大致为每秒150~200兆比特,最高可以达到每秒300兆比特,分组承载网必须支持流量统计复用以及满足带宽扩展的需求,进而促进高带宽的快速成长。②网络规模的覆盖。要实现LTE网络的全面覆盖,组网的网络架构应当更加密集,节点数达到目前2G与3G网络基站量的3倍左右。③承载的统一性。承载技术应当将2G、3G网络、LTE几者长时间共存的要求考虑在内,进而达到多个场景统一接入的目的。④S1与X2。S1是e Node B基站与EPC中心网络间的接口,在空口总流量中占有较大的比例;X2是相邻基站间的逻辑接口,在空口总流量中占的比例较小。⑤网络的可靠性。承载网IP演化应当保障网络的可靠性,网络延迟的切换速率不能大于50 ms。⑥网络Qo S。提供端到端的Qo S服务,S1时延迟不大于25 ms,X2时延迟不大于20 ms,相对2G、3G网络来说,其承载要求更高。⑦时间的同步。能确保网络时间以及网络频率的同步,同时确保3G与LTE基站的时间同步。
2.2 IPRAN技术特点
IPRAN指的是无线接入网的IP化,是为达到基站回传承载要求而构建的关于IP标准的网络传送系统,具备多方面优势,比如:承载效率高、支持点到点的通信、扩展性优良等,能够纳入城域网的统一部署与调控。IPRAN以MPLS多协议标记转换的技术作为出发点,作为满足基站回传承载要求的二层与三层技术相结合的方案,可以用于多种IP化的承载业务,比如:互联网专线、政府与企业VPN等。IPRAN也可以接入无线承载,增加了时间同步的效能,提高了OAM能力,包含诸多技术特点。①路由协议。IPRAN设备拥有路由器架构的硬件基础,其三层路由的能力可以更好地服务于承载业务。②MPLSVPN技术。IPRAN的结构化模式能够支持MPLS流量工程,实现网络节点负载的平衡以及网络资源的使用,为网络客户提供多层次的服务。③网络保护技术。IPRAN设备支持多种网络保护技术,能够准确切入接入层、核心层、落地层面以及汇聚层;支持中间节点发生多点故障时的保护倒换时间,符合通信行业的标准;网络拓扑结构变化后,支持路由收敛,进而保护倒换系统。④同步技术。通过以太技术完成网络频率的同步;通过1588V2技术完成网络时间的同步。⑤能提供基于MPLS体系的以太网OAM,不仅使网络故障的定位更加准确,也提高了故障恢复的能力。
2.3 IPRAN承载网的基部部署
IPRAN承载网的基部部署的方案有两种,分别是L3VPN到边缘与PW+L3VPN方案。L3VPN到边缘的方案属于全连接的网络,需要对基站端口布置相关的IP地址,所以要利用Ho VPN技术对多个基站的IP地址进行调节,LTE基站的X2逻辑接口数据需要到达汇聚层方可转发,此方案对接入层的设备要求较高。
PW+L3VPN方案是在接入点与汇聚点之间布置PW,而在汇聚点与核心点之间布置L3VPN,通过汇聚节点实现业务对接,此方案能够大幅度减少基站IP地址的调节数量,降低对于网络设备的风险及其压力。所以,在利用IPRAN承载网对LTE基站进行优化部署时,采曲PW+L3VPN方案较好。基于IPRAN承载网的LTE基站部署的优化策略,关键在于多个业务的并发承载,重点如下。
(1)针对3G基站业务或者L3跨域的大型网络客户,可以采用直线制组织结构,比如L2+L3架构,将汇聚层作为网络连接点,Ho VPN的S-PE选择位于核心层或者汇聚层,在存在汇聚核心层的情况下,应当优先选择,若不存在,可以优先选取核心层;LTE中的S1业务也可以根据同样的承载方式进行选取。
(2)针对二层LAN客户,可以利用多点到多点的业务进行服务,利用H-VPLS的承载方式,以VLL作为接入层,以VPLS作为汇聚核心层。
(3)针对L3的客户业务,也可以利用L2+L3的网络架构,将业务绕开汇聚核心层后再进行转发,而X2业务采取同样的承载方式。
(4)针对ETH、TDM、ATM本地专线客户,可以利用MS-PW分层的PWE3,在仿真承载后在核心层转发业务。另外,利用Option A的方式完成跨域间的连接。
3 结语
基于IPRAN承载网的LTE部署方案已经基本具备商业前景,可以有效支持LTE的商用承载,达到高质量、高可靠性的LTE承载水平,实现可维护、可管理、低代价演进的网络承载效果,进而满足网络运营商的发展要求,促进通信网络的进步。
摘要：随着LTE网络的大规模覆盖及多业务承载的推进,无线宽带化的优势日趋明显,IP化业务的网络承载要求逐步成为社会发展的主流。本文对IPRAN承载网下LTE业务的可靠性与高效性的部署方案进行探析。
LTE承载网 篇7
浙江移动是PTN技术应用的急先锋。早在其它运营商还在摇摆不定, 为是否选择PTN、及是否放弃MSTP的问题争论不休的时候, 浙江移动作为省级运营商已经建设完成了国内最大的PTN商用网络。在PTN技术还在不断完善的阶段, 浙江移动与PTN产业链各个关键的合作单位深度合作, 在PTN技术选择、组网规划及网络维护上积累了丰富的经验。䃒変
从将PTN网络应用定位为TD基站回传网络开始, 网规及网维人员不断拓展延伸PTN的应用范围。以杭州为例, PTN网络目前承载超过4000个3G站, 600个2G站, 各类专线超过500条。2012年是浙江移动PTN应用的第四年, 同时也是启动TD-LTE试商用建设的第二年。TD-LTE (Long Term Evolution) 是我国拥有核心自主知识产权的国际3G标准TD-SCDMA的后续演进技术。本文以杭州TD-LTE试验局为现网实例, 以华为公司PTN及CE设备和诺基亚-西门子公司TD-LTE设备为基础, 详细阐述浙江移动在TD-LTE业务承载上的组网策略。
2.对承载网的需求分析及承载技术选择
与2G/3G时代不同, 由于TD-LTE的高带宽、深覆盖的特点, 对承载网提出了更高的要求, 以下从6个方面列举LTE时代对承载网的总体要求:
(1) 接入带宽:TD-LTE基站的接入带宽最高可达150M~450Mb/s或更高, PTN承载网需支持可持续的带宽扩展能力;
(2) 网络规模:TD-LTE需实现深度覆盖, 网络节点数将会是现有基站数量的2~3倍;因此需要网络部署节点更密集, 对传输网络接入和网络安全带来了更为严峻的考验;
(3) S1 Flex:网络需要支持e NB归属于不同的SGW/MME, 因此需要实现三层路由的转发功能;而目前主流的解决方案是PTN三层技术或PTN+CE方案;
(4) 网络可靠性:承载IP化同样要求网络保证高可靠性, 故障切换小于50ms;
(5) 网络QoS:E2E时延要求<20ms, 比GSM、TD需求更严格;
(6) 时钟同步:TD-LTE同样需要时间同步, 精度要求均高于TD, 因此需要PTN尽快完善地面时间同步技术并进一步健全1588v2时钟同步自维护体系。
针对这6个方面的需求, 我们利用原有的PTN网络进行功能拓展, 首先完成了对TD-LTE基站回传业务的承载组网工作。在TD-LTE阶段, 承载网的主要任务是完成S1和X2业务的传送。在PTN汇聚层及以下网络架构不变的情况下, 通过引入PTN智能路由域, 根据IP地址完成S1和X2业务的转发和传送。关于PTN智能路由域, 目前可行的方案主要是两种:一、是通过在PTN核心层网络引入L3技术, 完成路由转发即PTN三层路由方案;二、是通过新增CE路由器的方式, 将PTN业务全部进入CE网络进行路由转发, 即PTN+CE方案。
方案二:对现网架构改动小、设备成熟、网络架构清晰, 是目前TD-LTE试验局的主流方案。下章将着重介绍杭州TD-LTE试验局PTN+CE组网方案, 并详细讨论各种保护策略。
3.面向TD-LTE的PTN+CE组网方案选择及保护策略
根据TD-LTE对承载网的需求分析, 目前主流的PTN+CE组网方案有两种, 分别为PTN双路由+CE负载分担保护方案和PTN+CE全程1:1主备保护方案。方案1如图1所示:
该方案在PTN接入节点使用VSI专网技术, 实现两条对等的LSP双发功能;在PTN接入节点与PTN落地节点间仍旧配置VLL专线业务, 同时每条TUNNEL部署1:1 LSP保护。在PTN与CE对接处, 我们省去了MAC-LAG保护模式。CE1、CE2和SGW之间利用OSPF路由快速收敛的特点引入直连路由。本方案采用了整个PTN+CE网络的负载分担方式, 业务规划调度灵活, 无需在PTN与CE间配置MAC-LAG;但该方案PTN无自主倒换权, 完全根据CE ARP报文刷新MAC地址表后倒换, 网络保护层次不清晰, PTN与CE的保护配合还存在诸多不确定因素。以下我们对方案1各种故障情况的保护倒换原理做详细介绍。
(1) 当PTN3与PTN1之间主1通道发生中断时, PTN启用APS保护倒换到备1通道。倒换仅在PTN网络内容产生, CE网络不感知。
(2) 当PTN1发生故障时, PTN网络进行切换, 主1通道中断, PTN3 MAC表自动清除, 基站流量经主2通道被广播至PTN2;同时, CE1接口无收光转为down状态, 引发Vrrp主备切换;当CE2成为Vrrp主后, 发送ARP报文至PTN3, PTN3将MAC转发表更新重新建立连接。
(3) 当PTN1与CE1之间发生中断时。如果是收发纤同时中断, 接口状态转换成down, 同时, Vrrp进行主备切换, CE2发送ARP保温给PTN3, PTN3更新MAC转发表, 流量从主1切换到主2。当发生单纤故障, 仅PTN1发到CE1产生中断, 此时, CE1接口收不到光, 转成down状态, 但仍发光, 所以PTN接口仍然UP。此时CE1的Vrrp1发生主备切换, CE2切换成主用并发送ARP报文至PTN3, PTN3更新MAC转发表, 出口由主1切换至主2。
(4) 当CE1节点故障发生时, Vrrp进行主备切换, CE2发送ARP报文给PTN3, PTN3更新MAC转发表, 流量从主1切换到主2。
(5) 当MME和CE1链路发生故障, Vrrp2进行主备切换;到PTN3的流量经CE2经vlanif到CE1, 至PTN1转到PTN3。
(6) 当CE1至SGW发生中断, SGW与CE2将根据路由进行收敛。
如图2所示, 方案2在PTN域采用PTN接入节点到2套落地设备之间配置PW-APS的双归保护;在PTN与CE对接处采用1:1设备间MAC-LAG保护, 针对单纤中断影响采用802.3ah以太网OAM检测机制;CE之间及CE与MME之间采用VRRP静态路由保护。该方案可实现PTN内部的负载分担功能, 但不能实现PTN至CE间的负载分担, 且由于MME采用主备通道模式, 无法实现CE设备间的负载分担;该方案网络保护层次清晰, 网络稳定, 有利于PTN和CE分块维护以便于后期网络结构调整和后期维护优化工作。以下我们对方案2各种故障情况的保护倒换原理做详细介绍。
(1) 当PTN3与PTN1之间主1通道发生中断或PTN1发生故障时, PTN启用PW-APS保护倒换到备1通道。倒换仅在PTN网络内容产生, CE网络不感知。
(2) 当PTN1与CE1之间发生中断时。如果是收发纤同时中断, 接口状态转换成down, MAC-LAG发生倒换。当发生单纤故障, 仅PTN1发到CE1产生中断, 此时, CE1接口收不到光, 转成down状态, 但仍发光, 所以PTN接口仍然UP。MAC-LAG发生倒换;同时, 在PTN1和CE1之间部署802.3ah, 在802.3ah协议超时后, 自动将PTN1的接口也关掉。
(3) 当CE1节点故障发生时, CE侧Vrrp进行主备切换, CE2发送ARP报文给PTN3, PTN3更新MAC转发表, 流量从CE1切换到CE2。
(4) 当MME和CE1链路发生故障, Vrrp进行主备切换;CE1流量经CE2经vlanif到MME。
(5) 当CE1至SGW发生中断, SGW与CE2将根据路由进行收敛。
杭州移动对上述两种方案进行了现网测试, 对具体的倒换测试结果进行了对比。如表1所示:
综上所述, 考虑到网络保护的层次性, 后期网络改进的稳定性以及对承载网保护倒换的要求, 我们采用第二种方案作为现网部署方案。
4.总结
对于后期面向LTE的承载网部署, 针对后期改进方向, 目前基本明确有两点:
(1) 进一步提高网络倒换速率与网络稳定性:针对目前方案2中CE发至PTN的单纤倒换情况;由于802.3ah协议的制约性, 倒换时间较长, 稳定性不高。
(2) 实现基站回传业务端到端的负载分担方式:目前方案2尚无法实现PTN至CE设备间的负载分担功能, 目前可通过业务规划实现部分端口级的业务分担。