基于分組承載網的LTE業(yè)務需求分析

2）需求2：單獨一個eNode基站通過S1接口與多個S-GW和P-GW互通

在eUTRAN網絡中，為了保證網絡流量冗余和多網元之間的負載分擔，同一個eNode基站需要與多個不同S-GW和P-GW進行互通，為了實現(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之間建立相應的業(yè)務路由通道。由于給每個基站建立多條單獨的路徑歸屬到不同S-GW和P-GW會導致連接數(shù)量的急劇增加，導致高昂成本。因此需要在承載網中引入IP路由轉發(fā)功能（L3 VPN）

在城域層面，S1接口對于匯聚環(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備，滿足S1接口三層IP路由尋址功能的需要。

圖4. LTE網絡匯聚層示意圖

3）需求3：S-GW和P-GW對于VLAN能力處理較弱需要三層功能的支持

在3G基站回傳網絡中，由于RNC對于二層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CE路由器，一方面終結二層基站回傳業(yè)務，另一方面，開啟三層路由功能，滿足網絡規(guī)模增加的要求。

這個問題在LTE網絡中仍然存在，即S-GW和P-GW對于二層處理功能根本無法滿足eNode規(guī)模較大時的需要，必須通過增加路由器設備對網絡進行擴展。在LTE基站回傳網絡中，CE路由器的設置可以有兩種選擇，第一種方案選擇是與3G基站回傳網絡類似，如圖5所示，在S-GW和P-GW前面以負載分擔的方式放置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)部署一個三層網絡，每一個路由器之間采用全MESH組網方案，實現(xiàn)業(yè)務流的動態(tài)靈活建立。

圖5. 在S-GW前面放置CE設備方案示意圖（方案1）

圖6. 核心層路由器MESH組網方案示意圖（方案2）

方案1更貼近于3G基站回傳網絡，網絡部署難度不大，但在網絡規(guī)模較大時，CE路由器上的負載較重，即使目前這種雙備份組網方案，一旦路由器設備出現(xiàn)問題，會嚴重影響上層LTE網絡的運行，方案2網絡更加可靠安全，但由于是全連接組網模型，網絡可靠可管理能力較弱，而且建設成本很高。

4、傳輸組網帶寬分析

在進行分組承載網絡容量規(guī)劃時，一般考慮保證傳輸速率即可，假設一個LTE單基站帶寬為100M，則根據(jù)目前經驗，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網絡中，時延對于用戶體驗感知影響非常大。由于業(yè)務需要通過底層承載網進行傳輸，承載設備之間的轉發(fā)和存儲是LTE業(yè)務時延的主要原因。在設計承載網時，必須保證在承載網中傳輸?shù)臅r延小于LTE業(yè)務所能允許的最大時延。表2列出了LTE網絡中各類業(yè)務的時延要求。

表2. LTE網絡中各類業(yè)務的時延需求

表3至表6列出了分組傳送設備、OTN設備和路由器設備在傳送以太網業(yè)務時，不同數(shù)據(jù)包封裝大小對應的單設備時延，由此可以看出，對于以太網業(yè)務，分組傳送設備時延一般在40-50us左右，OTN設備延時一般在60us左右，路由器設備由于需要處理三層功能，時延稍大，但也在200-300us左右。

表3. 分組傳送設備時延表

表4. OTN設備時延表

表5. 路由器設備時延表

6、結束語

隨著移動通信技術演進至LTE時代，網絡的扁平化和諸多新型接口的出現(xiàn)對底層承載技術提出了如三層業(yè)務承載能力、基站帶寬和時延抖動等新的需求。這也標志著承載網正向著分組IP化的方向發(fā)展。

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