OTN設(shè)備承載LTE 4G回傳業(yè)務(wù)的淺析

經(jīng)守強(qiáng) 胥鋒 薛金明

【摘要】 本文結(jié)合新的C-RAN（集中式/協(xié)作式/云計算無線接入網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提出了基于OTN的LTE 4G回傳業(yè)務(wù)承載解決方案，從而降低移動無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和網(wǎng)絡(luò)運營成本，為新一代C-RAN接入?yún)R聚傳送網(wǎng)提供一種可靠的解決方案。

【關(guān)鍵詞】 LTE 4G回傳業(yè)務(wù) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 承載模式 OTN/IPRAN

一、前言

隨著無線寬帶的快速發(fā)展及國家戰(zhàn)略對寬帶提速的需求，移動互聯(lián)網(wǎng)+將成為無線數(shù)據(jù)寬帶應(yīng)用的主要推手和動力，與數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本飆升相比，運營商的業(yè)務(wù)經(jīng)營收入?yún)s沒能形成正比，所以嚴(yán)重削弱了運營商的盈利能力。隨著LTE 4G時代的開啟，移動無線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，擴(kuò)站頻繁，但由于人們環(huán)保意識的提高，移動站址選擇困難重重。站點的投資、建設(shè)和搬遷成本巨大，投資回報率增長緩慢，運營商正面臨前所未有的運營壓力。在此背景下，采用OTN承載LTE回傳業(yè)務(wù)的解決方案應(yīng)運而生，該方案既能實現(xiàn)“大容量、少局所”的規(guī)劃要求，同時完全滿足節(jié)能減排，減少投資的方案，給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來很大限度的成本節(jié)約。

最新無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，要求BBU基帶設(shè)備集中放置，將集中布置在中心機(jī)房、一級匯聚機(jī)房和重要的綜合業(yè)務(wù)接入機(jī)房，減少新建機(jī)房的投資，也可確保集中放置的BBU設(shè)備安全性。同時，通過網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，采用拉遠(yuǎn)的方式完成RRU的部署，提高RRU頻譜效率，設(shè)置BBU集中的基帶池，適應(yīng)潮汐效應(yīng)的業(yè)務(wù)處理，提高基站利用率，節(jié)約了機(jī)房及動力資源。

二、LTE 4G業(yè)務(wù)對城域傳送網(wǎng)的帶寬挑戰(zhàn)

在3G階段，基站和接入層MSTP傳輸設(shè)備接口主要是E1&FE，而LTE 4G單基站典型下行帶寬需求約100Mb/s，峰值約300Mb/s，上行帶寬需求約50Mb/s，峰值約75Mb/s，基站和接入層傳送網(wǎng)設(shè)備不可能采用FE對接，只能采用GE光口對接，接口配置呈10倍以上的增長。LTE 4G的回傳業(yè)務(wù)的接入層IPRAN網(wǎng)絡(luò)一般需采用10GE組網(wǎng)，典型的LTE 4G回傳網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)接入站點約6～8個，匯聚環(huán)匯聚站點約4～6個，每個匯聚節(jié)點帶2個接入環(huán)，考慮到一定的帶寬收斂比，單個匯聚層帶寬約20～30Gb/s，對于中等發(fā)達(dá)地市一般存在多個匯聚平面，這樣匯聚層總帶寬將乘N倍，當(dāng)前IPRAN匯聚層10GE帶寬已經(jīng)難以滿足LTE 4G大規(guī)模建網(wǎng)需求，需要考慮網(wǎng)絡(luò)升級改造。

三、技術(shù)選擇

3.1傳統(tǒng)的BBU+RRU承載網(wǎng)模式

在2G/3G傳統(tǒng)的移動回傳接入?yún)R聚網(wǎng)絡(luò)中，通常采用MSTP的承載方案。原有的MSTP設(shè)備可以滿足語音業(yè)務(wù)和小帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸需求，同時可以提供豐富的開銷字節(jié)以滿足QoS的映射。MSTP時鐘同步的功能、固定的剛性通道等，可滿足無線網(wǎng)絡(luò)的各項要求。

3.2 BBU集中式組網(wǎng)承載模式

為了降低移動無線網(wǎng)絡(luò)的運營成本，C-RAN的解決方案將BBU設(shè)備集中到了中心機(jī)房、一級匯聚機(jī)房和重要的綜合業(yè)務(wù)接入機(jī)房。此時，移動回傳承載網(wǎng)的解決方案如下圖1所示。在傳送網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)中，通常采用IPRAN/MSTP over WDM的解決方案。IPRAN/MSTP設(shè)備解決了豐富業(yè)務(wù)類型的接入，靈活調(diào)度和保護(hù)，OTN設(shè)備滿足了大容量的業(yè)務(wù)匯聚傳輸。（圖1）

在BBU集中放置的組網(wǎng)模式中，在光纖資源充裕的情況下?？梢圆捎霉饫w直驅(qū)的方式，光纖直驅(qū)的方式有如下優(yōu)點：

組網(wǎng)簡單、快速部署；

接入網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)時可保護(hù)

具備基本的OAM（故障判斷、統(tǒng)一管理等）能力。

但該方式有如下主要缺點： 光纖資源使用較多，特別是需要保護(hù)方式下，需要大量的光纖資源。其帶寬可以滿足基本GSM網(wǎng)絡(luò)的需求。

3.3 BBU集中式組網(wǎng)OTN承載模式

C-RAN是面向LTE時代的先進(jìn)架構(gòu)，符合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，在C-RAN建網(wǎng)中，集中式的BBU拉遠(yuǎn)很多個RRU，其間所需傳輸?shù)腎Q數(shù)據(jù)量，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的宏基站幾個數(shù)量級；IQ數(shù)據(jù)的延時要求和時鐘同步要求決定分組解決方案的不可行?，F(xiàn)有的承載方案中主要是采用光纖直驅(qū)，隨著BBU集中數(shù)量較多，傳統(tǒng)的光纖直驅(qū)方式（每個RRU占據(jù)一對光纖）將極大的消耗光纖資源，帶來接入層光纖資源緊張，另一方面光纖直驅(qū)鏈路沒有保護(hù)，BBU處光纖跳線維護(hù)困難；而OTN波分設(shè)備方案都可以在不增加光纖資源的情況下，解決C-RAN的傳輸保護(hù)和維護(hù)問題。（圖2）

RAN網(wǎng)絡(luò)CPRI業(yè)務(wù)（CPRI業(yè)務(wù)是BBU&RRU間業(yè)務(wù)）具有如下特性：大顆粒、低時延承載；采用OTN承載，可以平滑實現(xiàn)對LTE業(yè)務(wù)承載；

高帶寬需求

移動回傳設(shè)備從2G到3G、4G具有不同的業(yè)務(wù)帶寬需求

單純GSM承載：傳統(tǒng)上GSM每個站按照3個RRU級聯(lián)，級聯(lián)后CPRI接口速率為1.25G，如果是6個RRU級聯(lián)，級聯(lián)后CPRI接口速率2.5G；

GSM+WCDMA混合組網(wǎng)承載：GSM同上，WCDMA典型站型每站按照3個RRU級聯(lián)，級聯(lián)后（3個級聯(lián)）CPRI接口速率為6G，如果不級聯(lián)，每個RRU出兩個2.5G CPRI接口；

WCDMA+LTE混合承載：按照每RRU兩個9.8G速率計算，每站3個RRU不級聯(lián)

時鐘精度&抖動、時間同步的要求；

低時延的要求；

精品業(yè)務(wù)需提供高可靠保護(hù)。

四、總結(jié)

面對LTE業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的帶寬需求，OTN設(shè)備會繼續(xù)在核心匯聚層部署，同時接入層的OTN部署也是大勢所趨，OTN下沉可以充分利用3G時代IPRAN的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資，同時匯聚層OTN能夠?qū)崿F(xiàn)對固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)高效承載，并能夠?qū)驦TE時代業(yè)務(wù)實現(xiàn)透明傳輸。

總之，OTN是LTE 4G高速發(fā)展時期匯聚層最主要承載技術(shù)。