基于分組承載網(wǎng)的LTE業(yè)務(wù)需求分析

2）需求2：單獨(dú)一個(gè)eNode基站通過S1接口與多個(gè)S-GW和P-GW互通

在eUTRAN網(wǎng)絡(luò)中，為了保證網(wǎng)絡(luò)流量冗余和多網(wǎng)元之間的負(fù)載分擔(dān)，同一個(gè)eNode基站需要與多個(gè)不同S-GW和P-GW進(jìn)行互通，為了實(shí)現(xiàn)在不同GW之間的連接，S1接口必須要支持基于三層IP尋址的路由功能，在eNode和不同GW之間建立相應(yīng)的業(yè)務(wù)路由通道。由于給每個(gè)基站建立多條單獨(dú)的路徑歸屬到不同S-GW和P-GW會(huì)導(dǎo)致連接數(shù)量的急劇增加，導(dǎo)致高昂成本。因此需要在承載網(wǎng)中引入IP路由轉(zhuǎn)發(fā)功能（L3 VPN）

在城域?qū)用?，S1接口對(duì)于匯聚環(huán)和核心環(huán)，因此需要在匯聚核心環(huán)中，增加路由器等三層設(shè)備，滿足S1接口三層IP路由尋址功能的需要。

圖4. LTE網(wǎng)絡(luò)匯聚層示意圖

3）需求3：S-GW和P-GW對(duì)于VLAN能力處理較弱需要三層功能的支持

在3G基站回傳網(wǎng)絡(luò)中，由于RNC對(duì)于二層VLAN處理能力很弱，限制了接入層基站接入的數(shù)量，在基站接入數(shù)量規(guī)模較大的情況下，通用做法是在RNC之前增加兩臺(tái)CE路由器，一方面終結(jié)二層基站回傳業(yè)務(wù)，另一方面，開啟三層路由功能，滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加的要求。

這個(gè)問題在LTE網(wǎng)絡(luò)中仍然存在，即S-GW和P-GW對(duì)于二層處理功能根本無法滿足eNode規(guī)模較大時(shí)的需要，必須通過增加路由器設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展。在LTE基站回傳網(wǎng)絡(luò)中，CE路由器的設(shè)置可以有兩種選擇，第一種方案選擇是與3G基站回傳網(wǎng)絡(luò)類似，如圖5所示，在S-GW和P-GW前面以負(fù)載分擔(dān)的方式放置CE路由器，第二種方案選擇是考慮到S2接口三層路由功能的需要，如圖6所示，直接采用路由器在核心環(huán)部署一個(gè)三層網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)路由器之間采用全MESH組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的動(dòng)態(tài)靈活建立。

圖5. 在S-GW前面放置CE設(shè)備方案示意圖（方案1）

圖6. 核心層路由器MESH組網(wǎng)方案示意圖（方案2）

方案1更貼近于3G基站回傳網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)部署難度不大，但在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，CE路由器上的負(fù)載較重，即使目前這種雙備份組網(wǎng)方案，一旦路由器設(shè)備出現(xiàn)問題，會(huì)嚴(yán)重影響上層LTE網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，方案2網(wǎng)絡(luò)更加可靠安全，但由于是全連接組網(wǎng)模型，網(wǎng)絡(luò)可靠可管理能力較弱，而且建設(shè)成本很高。

4、傳輸組網(wǎng)帶寬分析

在進(jìn)行分組承載網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃時(shí)，一般考慮保證傳輸速率即可，假設(shè)一個(gè)LTE單基站帶寬為100M，則根據(jù)目前經(jīng)驗(yàn)，如表1所示，在接入層、匯聚層和核心層分別所需要的帶寬容量：

表1. 接入層、匯聚層和核心層的帶寬容量需求

5、傳輸性能分析

在LTE網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)延對(duì)于用戶體驗(yàn)感知影響非常大。由于業(yè)務(wù)需要通過底層承載網(wǎng)進(jìn)行傳輸，承載設(shè)備之間的轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)是LTE業(yè)務(wù)時(shí)延的主要原因。在設(shè)計(jì)承載網(wǎng)時(shí)，必須保證在承載網(wǎng)中傳輸?shù)臅r(shí)延小于LTE業(yè)務(wù)所能允許的最大時(shí)延。表2列出了LTE網(wǎng)絡(luò)中各類業(yè)務(wù)的時(shí)延要求。

表2. LTE網(wǎng)絡(luò)中各類業(yè)務(wù)的時(shí)延需求

表3至表6列出了分組傳送設(shè)備、OTN設(shè)備和路由器設(shè)備在傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)，不同數(shù)據(jù)包封裝大小對(duì)應(yīng)的單設(shè)備時(shí)延，由此可以看出，對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，分組傳送設(shè)備時(shí)延一般在40-50us左右，OTN設(shè)備延時(shí)一般在60us左右，路由器設(shè)備由于需要處理三層功能，時(shí)延稍大，但也在200-300us左右。

表3. 分組傳送設(shè)備時(shí)延表

表4. OTN設(shè)備時(shí)延表

表5. 路由器設(shè)備時(shí)延表

6、結(jié)束語

隨著移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)至LTE時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)的扁平化和諸多新型接口的出現(xiàn)對(duì)底層承載技術(shù)提出了如三層業(yè)務(wù)承載能力、基站帶寬和時(shí)延抖動(dòng)等新的需求。這也標(biāo)志著承載網(wǎng)正向著分組IP化的方向發(fā)展。

IPRAN可以提供端到端的動(dòng)態(tài)三層組網(wǎng)，具備L2VPN，L3VPN，PWE3等業(yè)務(wù)承載能力，能夠滿足未來LTE的需求。