PTN&IPRAN怎樣跟基站對接 - 全文
隨著移動數據業務的迅速發展,流量和帶寬需求呈幾何級數增長,傳統基站E1上聯的方式正逐步向以太網上聯轉變。原有的以MSTP為主的回程網絡本質上仍然是TDM技術,無論是擴展能力還是帶寬成本,都已經不能滿足業務發展的需要。為了解決這個問題,基站承載網絡IP化改造成為未來發展的必然趨勢。在此新形勢下,業界對移動基站回傳的關注度不斷增加。
基站回傳,主要集中在基站(BTS)與基站控制器(BSC)之間的傳送網絡,稱為RAN(RadioAccessNet-work)。在新一代承載方案的選擇上,出現了兩種競爭性技術:PTN與IP RAN。
PTN技術特性
分組傳送網在垂直網絡協議中位于一層的物理層和三層的IP層之間,能夠對分組業務提供高效統計復用傳送,網絡結構支持分層分域,具有良好的可擴展性,可以提供可靠的網絡保護及OAM管理功能,具備完善的QoS功能,兼容傳統TDM、ATM、FR等業務的綜合傳送網技術,支持分組的時間及時鐘同步,分組傳送網需要具備多種功能來實現上述業務的傳送,這其中既有繼承的原來SDH傳送網的功能需求,也有針對分組業務提出的新的功能需求。目前,T-MPLS和PBT(PBB-TE)技術是分組傳送網的代表技術,可以較好地滿足分組傳送網的功能要求。
PTN是怎么樣跟基站對接的
目前主流IP化基站可提供FE光口、FE電口等接口,各地運營商所關注的是傳輸側PTN接入設備通過哪種方式與之對接。
應用-采用FE電口對接,如果用于以太網傳輸,距離不能超過100米,范圍有限。但是采用FE光口對接,普通光模塊傳輸距離2.5km,長距光模塊15km,同居和異居對接都可以選擇。
安全-采用電口方式,網線容易松動導致信號容易丟失。相比之下,光口安全性能更高。
成本-傳輸側FE電口板與FE光口板成本相近,配置光口需要光模塊。基站側標配為FE電口。通過增加光模塊的方式即可實現FE光口。光口與電口成本角度相比,差別在于光模塊,光模塊成本較低。
1、環形組網接入
對于基站所在機房環境、電源供電等安裝條件良好,可以滿足傳輸設備安裝要求,同時該基站在光纜路由上為環上節點,則每個基站內均放置一端PTN接入設備,各站組成PTN GE接入環。
設備選用原則有二。業務密集區放置稍大容量PTN接入設備,可接入更多GE支鏈,未來設備可升級至10GE;業務稀疏區放置小容量PTN接入設備,可控制成本,并節省機房空間。
2、支鏈組網接入
對于基站所在機房條件差,無直流供電保障,有傳輸安裝位置的基站以支鏈形式接入;另外,如果該基站在光纜路由上為末端支鏈,組網上宜以支鏈形式接入。設備選用小型PTN接入設備(1U~2U)。
部分室分基站內已有SDH設備,且僅有此一個安裝位置。可以采用硬割接方式,即先將SDH設備拆除,再安裝PTN設備。此方式會造成業務中斷時間較長(5~10分鐘),適用于非重要業務區域。此操作可與基站側更換FE光模塊的操作同步進行,雙方施工人員同時進站,以最大程度減少業務中斷時間。
3、光纖拉遠至附近宏站
對于基站所在機房條件差,無直流供電保障,無傳輸安裝位置的基站,多以室分站為主,此類型基站可將BBU所出FE光口光纖直接拉遠至附近宏站內PTN設備,普通光模塊傳輸距離2.5km,長距光模塊15km。
此種接入方式的優點是:施工難度低,不需要考慮傳輸設備安裝。并且傳輸側節省了一端PTN末端接入設備的成本。缺點是:末端站缺乏傳輸設備監控,拉遠段落內出現故障無法快速定位。從維護角度來講,無線專業和傳輸專業的界面劃分需要劃定,主要體現在拉遠這段的光纜。
基站IPRAN需求分析
在移動互聯網時代,多業務承載和綜合成本控制等原因,對CDMA網基站IPRAN提出了更高的承載要求。
由于網絡演進不可能一蹴而就,會在一定時期內存在2G、3G乃至4G基站共站址的情況。因此,基站IPRAN需要考慮統一承載,在BTS基站側能夠支持E1、IMA、IP等多種接口;在BSC/RNC側需要支持STM-1、IP接口。第一,在網絡承載漸變的過程中,需要考慮到不同承載網絡之間的OAM互通能力,快速、準確地實現配置,并支持網絡層和業務層的電信級運維管理,以滿足基站承載的高質量、高可靠要求。第二,3G初期受空口限制,帶寬需求不大,但是DOB時期,乃至演進到LTE,空口性能的提升以及大量多媒體數據業務需要更高的帶寬。第三,IPRAN需要嚴格的時間和時鐘同步來輔助實現后3G時代實時業務所要求的低時延、低抖動的傳送。
IPRAN是怎樣跟基站對接的
?以中國聯通舉例說明,聯通采用IPRAN傳輸技術,聯通一般采用不同基站采用不同ip段的方式,即ip地址掩碼30位。
1、兩個基站相連的傳輸接入設備歸屬同一臺匯聚設備,通過該匯聚設備的路由中轉功能實現;
2、兩個基站相連的傳輸接入設備歸屬不同匯聚設備,通過核心傳輸設備的路由中轉功能實現。
3、兩基站接入異廠家傳輸設備必定不在同一個網段,此時主要通過本地傳輸設備(L3)實現。
基站IPRAN面臨的技術難題
面對新時期基站IPRAN的承載需求,基站IPRAN面臨一些關鍵問題的挑戰。
1、基站深化覆蓋問題
隨著移動網絡的不斷演進,單一語音業務承載向數據業務、實時多媒體業務等綜合業務承載發展。(見表1)
表1CDMA2000演進不同階段的帶寬需求
表2用戶平均帶寬與基站覆蓋密度的關系
從成本考慮,可利用目前電信無處不在的多種寬帶接入手段以及寬帶網絡資源,如SDH/MSTP網絡、寬帶接入網絡等,實現一定時期內的基站深度覆蓋。
但是,對于Femtocell等微基站由于多數部署室內,衛星同步接收信號較差,甚至難以接收到衛星同步信號,因此,Femtocell等室內微基站的部署,需要綜合考慮寬帶接入網相關設備的地面同步技術實現能力以及實施成本等因素來確定合適的承載方案。
2、同步問題
CDMA網同步系統的要求可以歸納為:同時要求頻率同步(0.05ppm)和時間同步(3us)。CDMA網同步功能主要用于相鄰基站(BTS)和基站控制器(BSC/RNC)之間進行同步,滿足無縫切換。同時,CDMA網精確的同步功能可以保證空口成幀的精確性。但是,在一定時間段內失去同步的情況下,CDMA網仍然可以工作(取決于設備與終端的時鐘和時間累計誤差)。
同步系統可以分為兩大類,分別是衛星同步系統和地面同步系統。
目前CDMA網廣泛應用的是衛星同步系統。衛星同步系統有兩種實現方式,即GPS同步系統和北斗同步系統。但是,都存在難以解決的技術問題。為了規避衛星同步系統存在的問題,滿足今后IP接口基站的接入以及室內微基站(如Femtocell)等部署的需求,需要考慮地面同步系統。目前有三種地面同步方式:第一種是線路同步方式。它相對成熟,通過PDH方式實現傳統傳輸網絡的時鐘同步。但這種同步方式不能提供時間同步,而且其精度取決于SDH的同步精度。后兩種是新型地面同步系統,一種是基于協議層的1588v2,標準尚未完全成熟。另一種是基于物理層實現的同步以太網技術,只支持頻率同步,要求每個網元必須支持同步以太網,但無須占用帶寬資源。新型地面同步系統實現方便,不受自然環境影響,尤其適合Femtocell等樓內微基站和建筑物比較密集的地域;與GPS租用相比,新型地面同步系統利用二層網絡傳送,安全性高,且長期成本較低,但實施成本較高,寬帶接入網中的相關設備還不能普遍支持。目前只有部分PON設備可以支持新型地面同步功能,多數DSLAM、BRAS等設備支持新型地面同步功能較弱。
因此,在新型地面同步技術標準和產業鏈成熟前,對于同步方式的選擇,建議當前區別對待,根據基站覆蓋區域的重要性可分別采用衛星同步和地面同步:大部分地域繼續保持衛星同步方式,等待標準和設備的進一步成熟再全面采用地面同步方式;對于特殊或重要地域,建議地面同步或衛星同步與地面同步并用方式。
3、組網靈活性問題
CDMA網IPRAN的靈活性要求體現在多方面。
首先,IPRAN應滿足漸進式演進的需求,即考慮到2G、3G可能的共站址以及E1、IP等多種基站接口需求,支持E1、IMA、DSL(銅纜)、XPON(光纖)及微波等多種傳輸媒介的接入方式。
其次,演進到LTE時代將采用全IP組網,RNC不存在,LTE組網與寬帶城域網架構接近,需要IPRAN具有較高的業務靈活性。如果基站與AGW/PGW之間采用端到端點對點二層通道,那么基站與AGW/P-GW必須處于同一IP網段,當AGW/P-GW調整時,將導致基站與AGW/P-GW之間緊耦合,即下聯所有基站的IP地址都要隨之更改;反之亦然。因此,組網靈活性差。為了使運維簡便,提升運維效率,需要eNB與AGW/PGW之間存在動態IP路由。再次,LTE引入了AGWPool功能,當一臺AGW發生故障時,下掛的所有基站需要及時切換到Pool中的備用AGW。因此,需要寬帶網絡提供安全、可靠、靈活的邏輯管道和保護機制實現eNB基站連接的快速切換。
4、端到端OAM問題
2G的CDMA網回傳一般都是通過SDH/MSTP的數字電路或電路仿真或IMA分組通道承載。對于已經大規模商用多年的SDH網絡和ATM網絡,天生具有電信級OAM,可以很好地實現業務的快速開通和故障快速檢測、定位。但是,隨著基站回程IP化,新型分組網絡(如PTN、電信級以太網等)逐步滲透到基站回程網絡中。此時,一方面需要解決新型分組網本身的端到端電信級OAM支持問題;另一方面,由于基站IPRAN的漸進式演進,當利用現網MSTP資源作為IPRAN接入網段時,需要考慮與作為無線回程承載擴容的新型分組承載網之間的OAM互通互操作問題。由于目前多數電信級以太網或PTN等新型分組網端到端電信級OAM能力尚不足,因此,在MSTP與新型分組網不可避免混合組網的情形下,最好采用同廠商設備組網,以盡可能地提升端到端OAM性能。同時,在OAM標準和設備成熟之前,盡可能利用現有電信網絡資源,避免引入不必要的技術風險。
在電信運營商3G發展風起云涌之際,基站IPRAN網絡演進是一個持續平滑的過程,2G/3G乃至LTE將長期共存。因此,基站IPRAN需要考慮多業務多場景的承載需求。在基站IPRAN漸進式發展過程中,尚存在多方面的技術問題有待解決,但高質量、低TCO是共性的需求。近期,建議結合技術演進和產業鏈成熟度以及技術經濟性,根據業務發展需求,盡可能利用電信現有網絡資源,實現基站RAN一定程度的IP化以及基站廣泛覆蓋,滿足用戶規模和數據業務發展的需求。
- 第 1 頁:PTN&IPRAN怎樣跟基站對接
- 第 2 頁:基站IPRAN面臨的技術難題
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( 發表人:陳翠 )