陳運(yùn)清，史 凡，聶世忠

（中國(guó)電信股份有限公司北京研究院 北京100035）

1 面向LTE和多業(yè)務(wù)承載成為MBH網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

MBH（mobile backhaul，移動(dòng)回傳）網(wǎng)絡(luò)是指移動(dòng)基站和基站控制器間的承載網(wǎng)絡(luò)，不論是直接運(yùn)營(yíng)移動(dòng)業(yè)務(wù)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商，還是為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，由于MBH網(wǎng)絡(luò)承載的是收入占比最高、業(yè)務(wù)利潤(rùn)最大的移動(dòng)業(yè)務(wù)，是這些運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)絡(luò)的重中之重。MBH網(wǎng)絡(luò)是城域網(wǎng)建設(shè)和優(yōu)化中面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和LTE演進(jìn)過程中的關(guān)鍵組成部分。

在3G時(shí)代來臨以前，移動(dòng)業(yè)務(wù)以話音為主，MBH網(wǎng)絡(luò)以承載電路交換數(shù)據(jù)為主要出發(fā)點(diǎn)，ATM/FR/SDH等成為其主要形態(tài)；在3G時(shí)代到來以后，特別是分組交換數(shù)據(jù)逐步占據(jù)主導(dǎo)的情況下，基于SDH的MSTP技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外各大運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有移動(dòng)回傳網(wǎng)絡(luò)的主要承載方式。

未來2～3年內(nèi)面向LTE演進(jìn)，對(duì)MBH網(wǎng)絡(luò)引入了新的承載需求，如圖1所示，具體介紹如下。

·接入帶寬：LTE基站的接入帶寬超過150 Mbit/s，分組承載網(wǎng)需支持帶寬擴(kuò)展。

·網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：LTE實(shí)現(xiàn)深度覆蓋，基站數(shù)是現(xiàn)有基站數(shù)量的2～4倍。

·S1和X2：S1為eNode B與AGW之間 的 接口，X2為相鄰基站之間的連接。

·S1 Flex：網(wǎng)絡(luò)需要支持eNode B歸屬于不同的AGW。

·網(wǎng)絡(luò)QoS：要求E2E時(shí)延小于20 ms，比2G、3G需求更嚴(yán)格。

需要指出的是，eNode B之間的底層采用IP傳輸，在邏輯上通過X2接口互相連接，即Mesh型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)主要用于支持UE在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)性，保證用戶的無縫切換。每個(gè)eNode B通過S1接口，連接到SAE核心網(wǎng)絡(luò)，即EPC網(wǎng)絡(luò)，更具體地說，就是通過S1-C接口和核心網(wǎng)MME相連，通 過S1-U和SGW連 接。S1-C和S1-U可以分別看作S1接口的控制和用戶平面。S1接口支持eNode B和MME/SGW之間的多對(duì)多連接。

從目前階段來看，在3G流量占比不大且無線基站規(guī)模擴(kuò)容的需求也不大的情況下，SDH/MSTP方式基本可以滿足業(yè)務(wù)的需求。但是，在3G基站占比大幅增加的情況下，如果采取MSTP擴(kuò)容的方式，需要大量新建接入環(huán)和匯聚環(huán)，成本較高。同時(shí)，MSTP不支持流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用，承載效率低，在3G流量較大時(shí)已經(jīng)力不從心；且其無法承載多點(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)承載擴(kuò)展性差，更不能滿足今后LTE階段所要求的基站間業(yè)務(wù)直通的需求。

此外，MBH網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)中的位置較低，更靠近用戶側(cè)，對(duì)于政企客戶的專線或VPN接入，也可以起到很好的承接作用。

為此，結(jié)合面向3G和LTE的移動(dòng)基站回傳承載的需求和以政企客戶專線/VPN承載為代表的重要客戶業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建新型多業(yè)務(wù)承載的MBH網(wǎng)絡(luò)將是今后電信運(yùn)營(yíng)商向精品化、綜合化承載發(fā)展所面臨的緊迫課題，也是智能管道在承載網(wǎng)中的一個(gè)具體呈現(xiàn)。

2 MBH的兩種主流技術(shù)

目前，業(yè)界實(shí)現(xiàn)MBH承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)主要有PTN（packet transport network，分組傳送網(wǎng)）和IP RAN（IP radio access network）兩大類。

PTN是基于分組交換的、面向連接的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)。該技術(shù)在轉(zhuǎn)發(fā)和控制協(xié)議上以MPLS-TP為基礎(chǔ)，在網(wǎng)管和保護(hù)方面繼承了SDH的網(wǎng)管能力和保護(hù)機(jī)制，并采用了以太網(wǎng)的OAM和同步機(jī)制。

IP RAN是基于IP/MPLS分組交換的無線接入網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)在轉(zhuǎn)發(fā)和控制協(xié)議上以IP/MPLS為基礎(chǔ)，基于BFD、MPLS-TE等技術(shù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，基于SNMP等提供OAM能力，并采用了以太網(wǎng)的同步機(jī)制。

從技術(shù)上看，這兩類技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)，IP RAN具有綜合優(yōu)勢(shì)。兩者在復(fù)用能力、帶寬靈活調(diào)整能力、點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)支持能力、時(shí)鐘同步支持能力和網(wǎng)管能力方面基本相同，IP RAN在標(biāo)準(zhǔn)化、多點(diǎn)間業(yè)務(wù)通信能力和IP/MPLS VPN支持能力方面有一定優(yōu)勢(shì)，而PTN在保護(hù)能力（保護(hù)時(shí)間）方面有一定優(yōu)勢(shì)。兩種技術(shù)的對(duì)比見表1。

3 PTN和IP RAN的關(guān)鍵技術(shù)需要增強(qiáng)

總體上說，面向LTE和多業(yè)務(wù)承載的MBH網(wǎng)絡(luò)需要具備以下幾個(gè)特點(diǎn)，這也是PTN和IP RAN所面臨的重大挑戰(zhàn)：

·承載網(wǎng)必須有良好的擴(kuò)展性，以滿足海量eNode B的承載需求；

·承載網(wǎng)必須有良好的靈活性，以滿足eNode B間X2接口通信的需求和eNode B雙歸MGW/SGW的需求；

·承載網(wǎng)必須有良好的可管理性，以滿足運(yùn)維的需求；

·承載網(wǎng)可以提供時(shí)鐘/時(shí)間同步能力。

針對(duì)上述需求，原有的PTN技術(shù)和IP RAN技術(shù)都具備一定的特點(diǎn)和能力，可以在一定程度上滿足上述需求。

·PTN技術(shù)繼承了SDH網(wǎng)管的易用性，符合現(xiàn)有傳輸專業(yè)人員的運(yùn)維習(xí)慣。

·IP RAN技術(shù)繼承了IP/MPLS良好的擴(kuò)展性和組網(wǎng)的靈活性，可滿足LTE階段eNode B規(guī)模組網(wǎng)及靈活性的需求。

表1 PTN和IP RAN技術(shù)對(duì)比

同時(shí)，從滿足業(yè)務(wù)承載的全面性角度出發(fā)，有必要針對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行能力補(bǔ)充，具體介紹如下。

·PTN組網(wǎng)主要涉及3層接入問題，現(xiàn)網(wǎng)部署時(shí)，基站接入接入PTN，接入PTN與匯聚PTN間建立偽線，匯聚PTN通過VLAN接入核心PTN的L3 MPLS VPN。

·IP RAN組網(wǎng)需要求設(shè)備提供與綜合網(wǎng)管的接口，實(shí)現(xiàn)即插即用，提高設(shè)備的可管理性。具體而言，需要設(shè)備支持以下3項(xiàng)網(wǎng)管功能：提供北向接口及CLI接口，提供圖形化“所見即所得”的業(yè)務(wù)配置，提供海量設(shè)備的配置自動(dòng)下發(fā)功能。

更進(jìn)一步，IP RAN組網(wǎng)需支持IEEE 1588v2和同步以太網(wǎng)，在多跳（大于12跳）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，使時(shí)鐘精度滿足基站承載需求。具體而言，需要設(shè)備支持以下12項(xiàng)時(shí)鐘同步功能：

·在物理層實(shí)現(xiàn)頻率同步的基礎(chǔ)上，采用IEEE 1588v2協(xié)議實(shí)現(xiàn)相位的同步；

·以太網(wǎng)端口支持對(duì)IEEE 1588v2定義的報(bào)文處理；

·支持BMC(best master clock)算法，避免產(chǎn)生時(shí)鐘環(huán)路，支持高質(zhì)量時(shí)鐘源的選擇和切換；

·支持PTP報(bào)文的以太層封裝，二層網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)Ethernet Type識(shí)別、處理PTP報(bào)文；

·支持PTP報(bào)文的統(tǒng)計(jì)和校驗(yàn)；

·支持OC/BC/E2E TC/P2P TC多種時(shí)鐘類型的設(shè)置，并建議將源/宿節(jié)點(diǎn)配置為OC模式，中間節(jié)點(diǎn)配置為BC或TC的時(shí)鐘模式；

·支持PTP參數(shù)設(shè)置功能，參數(shù)主要包括優(yōu)先級(jí)、時(shí)鐘等級(jí)、精確度、時(shí)鐘標(biāo)識(shí)符等；

·支持同步以太功能，能從FE(100 Mbit/s)、GE、10 GE接口恢復(fù)時(shí)鐘；

·支持采用IEEE 1588v2協(xié)議提供頻率同步的能力；

·支持同步時(shí)鐘通過物理層由以太網(wǎng)接口傳遞給下游站點(diǎn)；

·支持同步以太網(wǎng)時(shí)鐘的SSM協(xié)議，該協(xié)議應(yīng)符合G.8264，并滿足SSM擴(kuò)展協(xié)議要求；

·支持參考源失效條件的檢測(cè)。

4 中國(guó)電信的現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)收獲頗豐

2009年至今，中國(guó)電信已在廣東、浙江、江蘇、上海、福建、湖北6省市的13個(gè)本地網(wǎng)進(jìn)行了MBH網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)試點(diǎn)工作，試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋3 000個(gè)基站和300萬用戶。

在現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)時(shí)，若采取PTN組網(wǎng)，從接入層、匯聚層到核心層的設(shè)備需全部新建，與現(xiàn)有IP城域網(wǎng)完全獨(dú)立。在具體實(shí)現(xiàn)上，PTN方案對(duì)于大客戶的二層互聯(lián)和基站承載，可通過端到端的PTN互聯(lián)實(shí)現(xiàn)，如圖2中的①所示；對(duì)于大客戶的3層互聯(lián)/VPN，可通過PTN接入IP/MPLS VPN（3層VPN）實(shí)現(xiàn)，如圖2中的②所示。

在現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)時(shí)，若采取IP RAN組網(wǎng)，可利用現(xiàn)有城域網(wǎng)SR承擔(dān)核心層設(shè)備，只需新建匯聚層和接入層設(shè)備，并與現(xiàn)有IP城域網(wǎng)融合成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。在具體實(shí)現(xiàn)上，IP RAN方案對(duì)于大客戶的2層互聯(lián)，可通過端到端的PW（偽線）實(shí)現(xiàn)，如圖3中的①所示；對(duì)于大客戶的3層互聯(lián)/VPN和基站承載，可通過Native IP或PW接入IP/MPLS VPN（3層VPN）實(shí)現(xiàn)，如圖3中的②、③所示。

在試點(diǎn)過程中，中國(guó)電信驗(yàn)證了上述對(duì)PTN和IP RAN進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)的可行性和有效性，具體介紹如下。

·PTN在核心層支持L3 MPLS VPN，實(shí)現(xiàn)了基站調(diào)整歸屬時(shí)的靈活調(diào)度，同時(shí)也可滿足未來LTE承載時(shí)X2接口間通信的需求。

·IP RAN在OAM和綜合網(wǎng)管方面的增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)免進(jìn)站、業(yè)務(wù)批量自動(dòng)下發(fā)；時(shí)鐘同步方面的增強(qiáng)，使時(shí)鐘精度在多跳時(shí)達(dá)到1.0μs，滿足了移動(dòng)業(yè)務(wù)的承載需求。

通過現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，對(duì)這兩類技術(shù)給出了初步的MBH組網(wǎng)建議，如下。

·IP RAN和PTN均可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有基站回傳、政企客戶專線等多業(yè)務(wù)的融合承載。

·IP RAN方案業(yè)務(wù)綜合承載能力較強(qiáng)，可接入城域網(wǎng)SR（與現(xiàn)有城域網(wǎng)融合為一張網(wǎng)，IP RAN設(shè)備管理可納入城域網(wǎng)網(wǎng)管），采用增強(qiáng)的端到端的IP的OAM機(jī)制，便于進(jìn)行故障定位。

·PTN方案時(shí)鐘同步能力和二層網(wǎng)管能力較好，但會(huì)在城域網(wǎng)出現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的PTN，增加了運(yùn)維管理的復(fù)雜度；采用L2接入L3 VPN，L3的OAM機(jī)制待完善，無法實(shí)現(xiàn)端到端的OAM，某些故障也難以定位。

5 結(jié)束語

從實(shí)踐的情況來看，IP RAN技術(shù)占有一定的優(yōu)勢(shì)，特別是經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化、能力增強(qiáng)后的IP RAN方案和相關(guān)設(shè)備，已經(jīng)完全能夠滿足下一代多業(yè)務(wù)MBH網(wǎng)絡(luò)的承載要求，應(yīng)該可以作為今后MBH網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的首選。

同時(shí)，考慮到本地網(wǎng)運(yùn)維能力對(duì)傳輸技術(shù)（SDH/MSTP）的延續(xù)性，降低維護(hù)人員要求，對(duì)于部分愿意維護(hù)IP城域網(wǎng)和PTN網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立平面的地區(qū)，仍可適量部署PTN以替代現(xiàn)有的MSTP網(wǎng)絡(luò)。