基于分組承載網的LTE業務需求分析

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路由轉發功能（L3 VPN）

在城域層面，S1接口對于匯聚環和核心環，因此需要在匯聚核心環中，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量，在基站接入數量規模較大的情況下，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務，另一方面，開啟三層路由功能，滿足網絡規模增加的要求。

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，實現業務流的動態靈活建立。

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。由于業務需要通過底層承載網進行傳輸，承載設備之間的轉發和存儲是LTE業務時延的主要原因。在設計承載網時，必須保證在承載網中傳輸的時延小于LTE業務所能允許的最大時延。表2列出了LTE網絡中各類業務的時延要求。

表2. LTE網絡中各類業務的時延需求

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務時，不同數據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對底層承載技術提出了如三層業務承載能力、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化的方向發展。

IPRAN可以提供端到端的動態三層組網，具備L2VPN，L3VPN，PWE3等業務承載能力，能夠滿足未來LTE的需求。