烽火通信 | 周泉

LTE技術(shù)的應(yīng)用將給移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)前所未有的豐厚收益，從已部署4G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商財(cái)報(bào)中可以看到ARPU值同比增長(zhǎng)明顯。以全球最大的4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商美國(guó)Verizon 為例，部署LTE后，2012年三季度財(cái)報(bào)顯示ARPU值從143.32美元上漲到145.42美元，明顯高于前年同期的136.57美元。

在中國(guó)，隨著3G無(wú)線數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)和LTE牌照的即將發(fā)放，三大運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)提前發(fā)力LTE承載網(wǎng)建設(shè)。中國(guó)移動(dòng)早在2010年就展開(kāi)LTE承載技術(shù)研究，并已宣布在2013年將4G開(kāi)支從去年的50億元增長(zhǎng)8倍至417億元，并建成全球最大的LTE網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)聯(lián)通已在浙江、廣東等地開(kāi)始建設(shè)FDD LTE 4G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，并要求2013年的分組承載網(wǎng)為L(zhǎng)TE引入做好傳輸儲(chǔ)備，能夠在獲取LTE牌照后的三個(gè)月具備商用能力。中國(guó)電信的IP RAN是以滿足3G與LTE承載的需求為目標(biāo)的承載網(wǎng)絡(luò)，2012年11月北方九省IP RAN集采招標(biāo)實(shí)則以LTE承載為目標(biāo)導(dǎo)向。

LTE承載給運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的挑戰(zhàn)

無(wú)論運(yùn)營(yíng)商在制式上選擇FDD LTE還是TDLTE，基站的接入帶寬相比3G技術(shù)初期都提高了10倍以上。以S111站型（每個(gè)基站上下行均采用20MHz無(wú)線帶寬）為例，均值帶寬在80M左右，峰值在240M左右。當(dāng)移動(dòng)用戶將更暢快地享受空口技術(shù)革新帶來(lái)的帶寬大、應(yīng)用豐富的服務(wù)體驗(yàn)的同時(shí)，承載網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商不得不面對(duì)由此帶來(lái)的傳輸設(shè)備容量、帶寬能力和投資效益方面的挑戰(zhàn)。

基于SDH技術(shù)、采用硬管道的MSTP現(xiàn)網(wǎng)，如若承載LTE業(yè)務(wù)要擴(kuò)容幾十倍以上。由于SDH不支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，導(dǎo)致承載大量IP業(yè)務(wù)時(shí)效率低、成本高，從技術(shù)上，MSTP設(shè)備的接口帶寬和交叉容量也已經(jīng)成為制約網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。這樣的擴(kuò)容幾乎是不可能的。因此，對(duì)于移動(dòng)回傳網(wǎng)，必須跳出傳統(tǒng)SDH的圈子，尋找新的解決方案。

由于IP RAN是以IP/MPLS技術(shù)為核心的設(shè)備，天然支持流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用，對(duì)ETH/IP包承載效率較高，能滿足大帶寬業(yè)務(wù)的承載需求。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)鏈上，受應(yīng)用的推動(dòng)，接口速率正在從10GE向40GE、100GE發(fā)展。

此外，由于IP RAN能夠支持路由的動(dòng)態(tài)建立和自動(dòng)收斂，能滿足點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的靈活組網(wǎng)互訪需求，通過(guò)VPN技術(shù)可給各類(lèi)業(yè)務(wù)提供電信級(jí)的承載，又能保證在業(yè)務(wù)之間的隔離，并具備良好的可靠性、安全性和擴(kuò)展性。

LTE既然是大勢(shì)所趨，那么當(dāng)加載LTE后，對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)正承載2G、3G業(yè)務(wù)的IP RAN網(wǎng)絡(luò)是否會(huì)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)帶寬造成沖擊，是我們亟需關(guān)注和解決的問(wèn)題。

大容量CITRANS設(shè)備滿足LTE承載需求

根據(jù)某省省會(huì)城市和中型城市的的LTE基站（宏站和室分站）發(fā)展規(guī)模的數(shù)據(jù)，若按線性增長(zhǎng)，預(yù)估典型省會(huì)城市2017年可發(fā)展到約5600個(gè)基站。

在移動(dòng)寬帶時(shí)代，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將占用大量的帶寬，占總流量的70%以上，將來(lái)所占比例會(huì)越來(lái)越大。基于IP的承載技術(shù)可對(duì)這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如3GPS、LTE和集客等）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用，因此可以按照一定的原則對(duì)帶寬進(jìn)行收斂。

以省會(huì)城市的分組網(wǎng)架構(gòu)為例，接入層采用環(huán)形拓?fù)?，建議匯聚層以上采用口字型拓?fù)洹？谧中图軜?gòu)具有帶寬利用率高，跳數(shù)短，易于部署保護(hù)策略和拓展性強(qiáng)的特點(diǎn)。匯聚分兩層架構(gòu)，即帶接入環(huán)的匯聚節(jié)點(diǎn)和區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)。一般情況下，一對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)帶10個(gè)左右的接入環(huán)，一對(duì)區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)帶10對(duì)左右的匯聚節(jié)點(diǎn)，一對(duì)核心節(jié)點(diǎn)帶5對(duì)左右的區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)。不同的接入環(huán)、不同的匯聚環(huán)之間，基站并不一定同時(shí)在線或達(dá)到均值速率，因此可在匯聚節(jié)點(diǎn)和區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)、核心節(jié)點(diǎn)對(duì)下行流量進(jìn)行收斂，即在匯聚節(jié)點(diǎn)按3/4收斂一次，在區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)按照9/16收斂一次，在核心節(jié)點(diǎn)按照2/4收斂一次。

在此架構(gòu)上，預(yù)計(jì)到2016～2017年，當(dāng)一對(duì)核心節(jié)點(diǎn)帶5000個(gè)LTE基站時(shí)，核心層下行需35個(gè)10GE接口或10個(gè)40GE接口，上行需要28個(gè)10GE接口或7個(gè)40GE接口，匯聚互聯(lián)按上行帶寬的50%預(yù)留，采用14個(gè)10GE接口或4個(gè)40GE接口。預(yù)計(jì)總接入容量需求為770G～840G，因此給核心層帶來(lái)了T級(jí)別的容量和40GE網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口的新需求。

在3～4年內(nèi)，在2G/3G/LTE共站的情況下，1T級(jí)別的系統(tǒng)能夠支撐典型省會(huì)城市的5000～8000個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用，而640G的系統(tǒng)可滿足中型城市的應(yīng)用。

烽火通信面向核心層IP RAN的CiTRAN R865設(shè)備支持640G/1.44T的接入容量。當(dāng)前，640G的CiTRAN R865已在中國(guó)聯(lián)通和海外運(yùn)營(yíng)商得到了大規(guī)模部署。由于采用業(yè)界領(lǐng)先的業(yè)務(wù)處理和交換架構(gòu)，通過(guò)平滑升級(jí)即可獲得1.44T的接入容量，未來(lái)還可支持將接入容量升級(jí)到2T以上。

因此，CiTRAN R865能充分保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備投資，隨著LTE發(fā)展到中后期，通過(guò)簡(jiǎn)單升級(jí)即可支持大帶寬從而滿足包括LTE基站在內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)承載需求，從而避免了整機(jī)替換帶來(lái)的設(shè)備購(gòu)買(mǎi)、施工開(kāi)通方面的投資浪費(fèi)。

面向LTE承載，IP RAN網(wǎng)絡(luò)核心層可采用的帶寬提升方案有：N*10GE IP RAN Over OTN或40GE IP RAN。前者節(jié)省了光纖資源但會(huì)增加OTN投資；后者引入更高的40GE線路速率，可減緩在匯聚層OTN的投資壓力。

此外，40GE的應(yīng)用需充分考慮技術(shù)成熟度、成本、運(yùn)維等多方面的綜合因素。40km的距離是城域網(wǎng)應(yīng)用主流的ETH光模塊接口要求，然而40km的40GE光模塊正在IEEE 802.3ba的研究中，成為正式標(biāo)準(zhǔn)尚有一段時(shí)間。從成本上綜合考慮IP RAN、OTN等投資可知，當(dāng)IP RAN的10GE環(huán)較少時(shí)，采用N*10GE IP RAN over OTN方案的效益更明顯；當(dāng)IP RAN的10GE環(huán)較多時(shí)，采用40GE方案的效益會(huì)明顯。

烽火通信CiTRAN R865設(shè)備具備豐富的10GE端口和40GE端口，組網(wǎng)能力強(qiáng)，可支撐上述任意一種帶寬提升方案。當(dāng)前在網(wǎng)大量應(yīng)用的10GE系統(tǒng)的CiTRAN R865設(shè)備，今后通過(guò)可容量的平滑升級(jí)和新配40GE/100GE板卡即可解決大規(guī)模LTE基站部署帶來(lái)的大帶寬、高容量的挑戰(zhàn)。