基于分組承載網(wǎng)的LTE業(yè)務(wù)需求分析
摘要:在LTE網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程中,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)提出了新的需求,本文主要從三層業(yè)務(wù)承載能力、基站帶寬、時(shí)延抖動(dòng)等幾個(gè)方面分析了LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)于分組承載網(wǎng)的要求。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/154821.htm1、前言
隨著全球3G技術(shù)的大規(guī)模商用部署,特別是增強(qiáng)型3G技術(shù)HSPA/HSPA+的普及和推廣,大大的推動(dòng)了移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。用戶對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的劇烈增加,直接導(dǎo)致了3G網(wǎng)絡(luò)容量以及業(yè)務(wù)承載壓力的猛增。為此,大部分運(yùn)營(yíng)商和3GPP開始全力推動(dòng)下一代新一代寬帶無線技術(shù)LTE的發(fā)展。
在LTE的推動(dòng)過程中,承載網(wǎng)作為電信網(wǎng)的基礎(chǔ),其規(guī)劃和建設(shè)應(yīng)該優(yōu)先于業(yè)務(wù)的發(fā)展和演進(jìn)。承載網(wǎng)的分組化是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì),另一方面,移動(dòng)業(yè)務(wù)的需求變化也決定了網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方式。本文將對(duì)基于分組承載網(wǎng)的LTE業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析。
2、LTE網(wǎng)絡(luò)承載要求
LTE的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)對(duì)于分組承載網(wǎng)提出了更高的要求,網(wǎng)絡(luò)扁平化、X2接口的引入、S1接口的多樣性均提出了不同的承載需求。在LTE環(huán)境下,無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。與傳統(tǒng)3G網(wǎng)絡(luò)相比,LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加扁平化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功能也更加復(fù)雜。
圖1. LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
在LTE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,出現(xiàn)了三個(gè)新型的結(jié)構(gòu)分別為:
1) S1接口:連接eUTRAN和ePC之間的接口,具有較強(qiáng)的開放性,負(fù)責(zé)用戶UE的高清視頻點(diǎn)播、高清視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)RGB在線游戲、音樂下載和移動(dòng)電視、高速上網(wǎng)等用戶業(yè)務(wù)的連接承載。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)需要,采用不同廠家設(shè)備構(gòu)架eUTRAn和ePC,從而提高了LTE網(wǎng)絡(luò)的靈活性。為了支持網(wǎng)絡(luò)冗余和跨網(wǎng)元間的流量負(fù)載分擔(dān),每一個(gè)eNode可以通過S1接口與不同S-GW或者PDN-GW相連。
2) X2接口:實(shí)現(xiàn)eNode基站之間的互聯(lián)互通,X2接口的引入可以進(jìn)一步激發(fā)LTE設(shè)備制造商的競(jìng)爭(zhēng),用戶在不同基站之間的切換更加頻繁,網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和可升級(jí)性能力大大增強(qiáng)。為了保證不同基站之間的互通,X2接口需要引入三層路由功能,從而實(shí)現(xiàn)在基站群之間基于IP地址的尋址和路由。當(dāng)UE設(shè)備處于激活模式下,X2接口可以支持LTE無線系統(tǒng)內(nèi)部的移動(dòng)性,具體包括:源eNode到目的eNode之間的上下報(bào)文傳遞;源eNode到目的eNode之間用戶平面隧道的控制;不同eNode之間的切換;上行負(fù)載管理;一般管理和錯(cuò)誤處理功能。
3) LTE-Uu接口:eUTRAN和UE之間的無線接口,Uu是UE設(shè)備接入到系統(tǒng)的固定部分的接口,是eUTRAN中最為重要的接口之一,但由于不涉及到底層承載方面的需求,對(duì)于分組承載的影響不大。
總體來說,X2接口,定位于改善用戶跨基站移動(dòng)切換時(shí)的體驗(yàn)。當(dāng)切換完成后,業(yè)務(wù)還是要經(jīng)過S1進(jìn)行傳輸。由于切換只發(fā)生在相鄰基站之間,因此在X2接口設(shè)計(jì)上,主流運(yùn)營(yíng)商明確要求僅允許相鄰基站之間存在邏輯連接,而非相鄰基站不允許互通。從避免一個(gè)基站故障擴(kuò)散到其他基站的角度考慮,避免所有基站全MESH互通也是合理的。
與傳統(tǒng)3G/B3G相比,LTE是一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),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)提出了新的需求,主要從業(yè)務(wù)承載、基站帶寬、時(shí)延抖動(dòng)、時(shí)間同步等幾個(gè)方面對(duì)分組承載網(wǎng)絡(luò)有著新的要求。
3、業(yè)務(wù)承載能力分析
傳統(tǒng)3G/B3G網(wǎng)絡(luò)基本上需要底層承載網(wǎng)提供二層能力即可,即通過基于MAC地址的轉(zhuǎn)發(fā)就可以滿足上層移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)回傳的需要。從NodeB到RNC之間,通過某種特定的承載技術(shù),配置一條二層交換通道,實(shí)現(xiàn)基站業(yè)務(wù)的回傳,如果采用MSTP技術(shù),直接通過VC交換,采用剛性管道方式。
但在LTE網(wǎng)絡(luò)中,S1和X2接口的引入對(duì)于底層承載提出了三層交換的需求,單純的傳統(tǒng)基于MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)的二層交換能力無法滿足S1/X2接口的多樣性,即無法實(shí)現(xiàn)eNode與多個(gè)S-GW和P-GW之間的互通以及多個(gè)eNode基站之間的互通。
具體來說,LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)于三層交換能力的需求主要體現(xiàn)在:
1)需求1:多個(gè)eNode基站之間通過X2接口進(jìn)行互通
X2接口的引入是LTE網(wǎng)絡(luò)一大特色之一,但為了保證在多個(gè)基站之間的靈活切換,在基站池中,需要將每一個(gè)eNode基站看做一個(gè)帶有獨(dú)立IP地址的物理通訊單元,X2接口之間的業(yè)務(wù)流需要采用三層路由轉(zhuǎn)發(fā)功能,實(shí)現(xiàn)在不同eNode基站之間的路由功能,從而提高整個(gè)eNode基站池的靈活性。
在城域網(wǎng)層面,不同eNode基站需要通過接入環(huán)接入到承載網(wǎng)中,從理論上分析,為了實(shí)現(xiàn)X2接口的傳輸,接入環(huán)上的傳輸設(shè)備需要支持三層功能,這是最為簡(jiǎn)單易行的組網(wǎng)方案,但成為較為昂貴,并不是最佳選擇。
圖2. LTE網(wǎng)絡(luò)中S1和X2接口示意圖
雖然X2接口在LTE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中很重要,但其對(duì)于三層路由功能的緊迫性并不是非常明顯,主要體現(xiàn)在:
首先,經(jīng)分析,X2接口流量主要考慮在U-Plan面的流量,通過用戶在不同eNode之間的切換來對(duì)其流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),通過設(shè)定在某一個(gè)時(shí)間段內(nèi),估計(jì)占LTE網(wǎng)絡(luò)總流量3%左右,即基于X2接口的三層流量并不是LTE網(wǎng)絡(luò)中的主要組成部分,LTE網(wǎng)絡(luò)中的大部分流量仍然以二層業(yè)務(wù)為主;其次,如圖3示出了eNode網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為了避免eNode基于MESH組網(wǎng)時(shí)基站之間流量交互過于頻繁,在LTE網(wǎng)絡(luò)中,一般采用六邊形基站組網(wǎng)方案,即一個(gè)eNode基站最多與周邊六個(gè)eNode基站進(jìn)行通信,這樣可以大大降低eNode基站之間,即X2接口的信息流量。
圖3. LTE網(wǎng)絡(luò)eNode基站之間X2連接示意圖
評(píng)論