电信运营商LTE承载规划方案探讨

责任编辑:editor008

2013-09-12 21:16:14

摘自:人民网

LTE业务对承载网的挑战主要表现为两个方面,一方面在移动业务宽带化的趋势下要求承载网具备很强的带宽扩展能力

LTE业务对承载网的挑战主要表现为两个方面,一方面在移动业务宽带化的趋势下要求承载网具备很强的带宽扩展能力,另一方面LTE网络扁平化、深度覆盖以及同步需求的变化,要求承载网在具备IP业务感知能力的同时,考虑较完善的承载网端到端保护方案、组大网的能力以及同步解决方案。烽火通信凭借自身雄厚的技术实力和对用户需求的深刻理解,深入研究LTE业务需求,提供适于网络发展、契合网络特点的网络规划方案,作为运营商网络建设的规划参考。

带宽规划

以中国联通为例,目前联通分组承载网主要瞄准3G和LTE需求,单站带宽需求预估如表1。

按CIR考虑带宽,网络各层次带宽建议考虑引入收敛比(核心∶汇聚∶接入=2∶3∶4)。

接入层带宽需求分析

一般来说,原则上接入环上节点数量不应超过10个,按每接入环10个传输节点,每节点仅考虑1个LTE宏站及1个3G宏站的需求为例:

如仅考虑3G需求,接入层单个GE链路带宽无问题,但面向LTE承载,接入层单个GE链路带宽不足。分组网在3G时代带宽较为富裕,但承载LTE需要对网络进行改造和扩展。

对于接入环的带宽扩展有两种方案,一种是裂环、叠环改造,另一种是将GE环升级为10GE环。由于带宽需求实际上取决于传输承载无线站点的数量和带宽需求,因此建议以接入环上承载无线站点的数量考虑接入环扩展方案。

由于LTE宏站一般和3G宏站共址,根据目前经验,单接入环承载的宏站大于8个,含室分大于10个,建议采用裂环、叠环方案;若单接入环承载的宏站超过16个,含室分大于20个,建议采用10GE升级方案。

汇聚层带宽需求分析

    按一对汇聚节点带10个接入环计算,带100个接入节点,为方便计算,按每传输节点1个LTE宏站和1个3G宏站考虑,再按4∶3收敛一次,见表3。

    1)LTE业务带宽=80M×100×3/4=6G

    2)3G业务带宽=28M×100×3/4=2.1G

    3)3G语音业务带宽=8M×100=0.8G

如上所述,单个汇聚环带宽需求为8.9G。可采用10GE链路,汇聚层下行需要10个10GE接口,上行需要2~4个10GE接口,汇聚互联按上行带宽的50%预留,采用两个10GE接口。总容量需求:预计为140G~160G,考虑未来扩展能力,建议采用320G系统。

核心层带宽需求分析

    按一对核心节点带3000个接入节点,为方便计算,按每传输节点1个LTE宏站和1个3G宏站考虑,按4∶2收敛一次,见表4。

    1)LTE业务带宽=80M×3000×2/4=120G

    2)3G业务带宽=28M×3000×2/4=42G

    3)语音业务带宽=8M×3000=12G

如上所述,上行业务落地接口考虑带宽并考虑负载分担保护,需要36个10GE接口,根据组网经验一般建议在核心层之上建立单独的落地设备承担业务落地任务。

由于一对核心节点还承担了同汇聚环的组网任务,3000个接入节点预计有约30个汇聚环的组网需求,即60个10GE接口;考虑到未来汇聚环的容量根据网络规模的扩展还将增加,建议核心与汇聚节点的组网充分考虑未来的扩展能力,推荐采用“口”字形的组网方案。

保护规划

联通分组设备是以MPLS为基础,融合传输维护和管理理念,支持大规模组网能力和端到端50ms保护能力,形成的IP传送设备形态。由于移动带宽的发展,相较于2G/3G,在LTE时代基站将通过更加密集的覆盖来提升网络容量,目前对于大中型本地网的LTE规划,基站规模通常为几千甚至上万。我们需要关注分组网承载方案的大规模组网能力。

由于分组网已具备较强的三层能力,分组网承载3G和未来LTE的业务模式大体相同,主要有两种方案。一个是组成端到端全动态三层路由型网络,业务上采取分层开通;另一个是将动态三层限定在规模相对较小的核心、汇聚层内应用,接入层采用相对简单的二层配置方式。在一个小规模网络下,两者基本没有什么差异,但随着网络规模变大,组网的灵活性受到路由规划限制,路由收敛速度下降将引起故障定位难度增加;第二个方案由于限制了动态三层在一个相对较小的范围内,并在网络规模最大的接入层采取了二层配置模式,既保证了组网的灵活性,也在故障定位和保护性能方面具有一定优势。本文以后者为主,描述分组网承载LTE的保护方案。 

分组保护机制主要分为网内保护和网间保护。

    网内保护

    1.接入层链路故障

    采用LSP1∶1 保护,通过检测到上行/下行主用链路故障触发LSP倒换。

    2.转L3节点(主用B,备用C)故障

转L3节点故障涉及L2和L3两个层面的保护,涉及分组网业务倒换以及基站网关的切换。

业务倒换:PW双归, A 检测到主备LSP均故障,在拖延时间(一般建议为30ms)超时之后触发PW双归保护。D节点通过BFD检测到B节点故障后,触发VPN FRR保护。

基站网关切换:可采用VRRP或同IP同MAC方式,在B节点故障时,将A节点基站的网关切换到C节点。由于VRRP在基站数量过多的情况下配置工作量极大,而同IP同MAC方式业务自动切换无须配置,因此在大规模网络部署时推荐同IP同MAC方式。

3.核心汇聚三层网络内部故障

隧道层故障采用LSP1∶1方式保护,业务层面故障采用VPN FRR方式,利用基于VPN的私网路由快速切换技术,通过预先在F和G节点设置指向主用节点F和备用节点G的主备用转发项,并结合故障快速探测,在VPN路由收敛完成之前,先将VPN流量切换到备份路径上。

网间保护

链路故障。一般采用LAG方式叠加BFD For STATIC, SGW/MME检测到主用链路故障,触发主备路由倒换,F节点检测到主用链路故障,触发BFD For STATIC保护。

分组落地节点故障。上行:SGW/MME检测到主用链路故障,触发主备路由倒换,D节点检测到主备用LSP故障,触发VPN  FRR保护,流量转发至E节点接收和发送,G通过路由直接将流量发送至核心网。下行:采用VRRP方式,将F和G设置成一台虚拟的路由设备,并通过心跳报文检测保障业务切换。

另外,在分组网的建设中目前还有很多网络在核心落地设备之上放置RAN-CE。核心分组设备从容量和功能等方面看实际已经可以代替RAN-CE,建议在分组网建设中考虑去掉RAN-CE,做到对业务真正的端到端配置和管理

在LTE阶段,无论何种制式都需要时间同步。

实现时间同步的成熟技术只有GPS和 IEEE 1588v2,GPS由于其成本高、难维护、无法穿越室内、 网络安全等缺陷而无法满足运营商长期竞争的需求。因此,1588v2是目前较为可行的时间同步方案。1588v2网络模型有OC普通时钟、BC边界时钟和TC透明时钟三种,目前网络中主要使用的方案为OC+BC模式。

主备BITS一般与基站控制器共机房,就近能够接入设备最好。BITS配置为OC模式,通过ETH口接入分组设备,分组设备设置为BC模式。另外,无线基站最好支持1588v2,能够与网络设备对接,否则需要使用带外同步结构1PPS+ToD,这样容易出现异厂商互通困难的问题。

分组网是一张综合业务的承载网络,目前已有3G业务以及部分政企VPN等业务在网运行,由于LTE业务的需求较前两种业务在带宽、可靠性等重要方面有所不同,重视和考虑这些面向LTE部署的方案将有助于未来快速、平滑开展的LTE业务,在竞争中占据先机。烽火通信根据3G和LTE业务特性,以及联通网络建设的相关要求,建议采用适合大规模组网的L3 VPN与L2 VPN相结合业务承载方案,对当前及未来LTE承载均具有良好的适应性、扩展性及优异的性价比,是当前运营商建设分组传送网的最佳选择。

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