朱武增，韓笑，胡淼

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150080）

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規(guī)劃工具的開發(fā)

朱武增，韓笑，胡淼

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150080）

文章從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，針對L3 VPN 承載網(wǎng)方案中TD-LTE基站IP地址和VLAN ID規(guī)劃工作自主研發(fā)了TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規(guī)劃軟件工具，詳細(xì)敘述了自動規(guī)劃工具的功能分配及主要算法的實現(xiàn)，并將實際工程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用于該軟件，實現(xiàn)了預(yù)期功能。

TD-LTE；IP地址；VLAN ID

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID的規(guī)劃是規(guī)劃設(shè)計人員在工程中初次遇到的問題。

IP地址和VLAN ID的規(guī)劃在LTE試驗網(wǎng)初期是通過人工分配的，無線、傳輸與數(shù)據(jù)的融合，對規(guī)劃設(shè)計人員提出新的要求。這項工作需要多專業(yè)、多部門配合及規(guī)劃人員具備多專業(yè)知識的融合才能順利完成，在人工分配和規(guī)劃的過程中難免會出現(xiàn)一些錯誤。

如果將人工分配和規(guī)劃基站IP地址和VLAN ID程序化、工具化，可以大大以減輕規(guī)劃人員的工作量，提高工作效率。降低規(guī)劃設(shè)計人員專業(yè)的門檻，提高分配和規(guī)劃的準(zhǔn)確率。

1 IP地址和VLAN ID自動規(guī)劃工具功能分配

根據(jù)IP地址和VLAN ID規(guī)劃原則及LTE承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，將TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規(guī)劃工具劃分為以下3個功能。

1.1 功能1：為全省各地市公司分配C類地址段

根據(jù)各省公司的每個地市公司的TD-LTE基站終期建設(shè)規(guī)模（可按2G基站數(shù)加TD基站數(shù)預(yù)估）為每個地市分配N個（N盡量為2x，即2、4、8…）個連續(xù)的C類地址段，這些連續(xù)C類地址段應(yīng)符合IP地址VLSM(變長子網(wǎng)掩碼)原則，以保證在地市出口能夠聚合為一條或少數(shù)幾條路由。

1.2 功能2：為每個城市的不同“片區(qū)”分配地址段

每個“片區(qū)”對應(yīng)一對核心層PTN設(shè)備，目標(biāo)接入TD-LTE基站的數(shù)量為1 000～2 000個，分配C類IP地址段4～8個。

同一廠家的“片區(qū)”地址段應(yīng)確保連續(xù)，建議分配N（N盡量為2x，即2、4、8…）個連續(xù)的C類地址段，這些連續(xù)C類地址段應(yīng)符合IP地址VLSM（變長子網(wǎng)掩碼)原則，以保證每個廠家PTN設(shè)備出口能夠聚合為一條或少數(shù)幾條路由。

1.3 功能3：為“片區(qū)”內(nèi)基站分配IP地址和VLAN ID

根據(jù)輸入基站的經(jīng)緯度和基站所屬的PTN核心環(huán)、匯聚環(huán)等基礎(chǔ)信息，按照分到的“片區(qū)”地址段，將“片區(qū)”內(nèi)的基站自動規(guī)劃為不同子網(wǎng)，并且為子網(wǎng)內(nèi)每個基站和PTN子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)自動分配IP地址，為每一個基站自動分配VLAN ID。其中本功能共有2種分配方案。

1.3.1 方案1

IP地址分配：每個基站分配2個IP地址，分別用于網(wǎng)管和業(yè)務(wù)（S1/X2），且兩個IP地址屬于不同的網(wǎng)段?；緜?cè)按1/8C類地址段（27位掩碼或根據(jù)各省情況不同進行設(shè)置）進行IP地址分配。L3 PTN設(shè)備作為網(wǎng)關(guān)，內(nèi)部通過劃分子接口連接子網(wǎng)，與該子網(wǎng)內(nèi)的所有基站通信。

實際部署中，考慮一定預(yù)留，當(dāng)前建議一個網(wǎng)段部署15個基站。為了減小廣播域，避免廣播風(fēng)暴，建議同一子網(wǎng)內(nèi)的基站盡量在物理位置上靠近，便于X2信號就近轉(zhuǎn)發(fā)。無線網(wǎng)管地址分配原則相同，但處于不同的B類地址段。

VLAN ID分配：每個基站分配2個VLAN ID，1個VLAN分配給業(yè)務(wù)，1個VLAN分配給網(wǎng)管，各市地根據(jù)實際VLAN ID使用情況進行分配。相同子網(wǎng)內(nèi)基站采用相同VLAN ID，如圖1所示。

1.3.2 方案2

IP地址分配：每個基站分配2個IP地址，分別用于網(wǎng)管和業(yè)務(wù)（S1/X2），且兩個IP地址屬于不同的網(wǎng)段。基站側(cè)按C類地址段（24位掩碼）進行IP分配，L3 PTN設(shè)備作為網(wǎng)關(guān)，內(nèi)部通過劃分子接口連接子網(wǎng)，與該子網(wǎng)內(nèi)的所有基站通信；無線網(wǎng)管地址分配原則相同，但處于不同的B類地址段。

VLAN ID分配：每個基站分配2個VLAN ID，1個VLAN分配給業(yè)務(wù)，1個VLAN分配給網(wǎng)管，每基站分配一個VLAN ID。各市地根據(jù)實際VLAN ID使用情況進行分配。因為不同廠家共享VLAN的原則不同，可根據(jù)不同廠家VLAN共享原則手工設(shè)置VLAN ID是否從起始值開始分配，如圖2所示。

2 軟件工具的開發(fā)與驗證

基于以上功能分配，制定了TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規(guī)劃工具各個功能模塊的算法及相應(yīng)功能模塊。

2.1 主要算法實現(xiàn)

2.1.1 功能1和功能2算法實現(xiàn)

功能1和功能2主要是為各地市及各片區(qū)分配N個足夠的C類IP地址段，其中C類IP地址段的數(shù)量N由以下算法實現(xiàn)：分別取終期TD-LTE基站數(shù)量和各地市“片區(qū)”終期TD-LTE基站數(shù)量除以C類地址可用地址數(shù)量向上取2的整數(shù)倍。

原則上建議N盡量取2x，即2、4、8…等個連續(xù)的C類地址段，但考慮到當(dāng)x取值越大，IP地址浪費越嚴(yán)重，且各省分配的IP地址數(shù)量有限，故N取2的整數(shù)倍，進而保證了地市出口和每個廠家PTN設(shè)備出口能夠聚合為一條或少數(shù)幾條路由。

圖1 TD-LTE基站IP地址和VLAN規(guī)劃實例1

圖2 TD-LTE基站IP地址和VLAN規(guī)劃實例2

功能1和功能2的輸入信息表格如表1、表2所示。

表1 功能1輸入信息表

表2 功能2輸入信息表

2.1.2 功能3算法實現(xiàn)

功能3是為“片區(qū)”內(nèi)基站分配IP地址和VLAN ID，主要有兩種方案。

方案1算法實現(xiàn)：

首先對基礎(chǔ)信息表內(nèi)基站接入PTN匯聚環(huán)名稱和PTN匯聚環(huán)上聯(lián)的核心層單板或端口名稱相同的一組基站進行小區(qū)域劃分。如表3所示。

表3 輸入基礎(chǔ)信息表

小區(qū)域劃分步驟如下：

（1）比較一組基站的經(jīng)度和緯度，選取經(jīng)度的最小值和緯度的最小值作為小區(qū)域劃分的基點；

（2）選取距離基點最近的15個基站（基站數(shù)量也可根據(jù)子網(wǎng)大小自定義）劃分為一個小區(qū)域，并對這15個基站進行區(qū)域編號；

（3）繼續(xù)對這一組中剩余的基站的經(jīng)度和緯度進行比較，選取經(jīng)度的最小值和緯度的最小值作為小區(qū)域劃分的新基點；

（4）選取距離新基點最近的15個基站（基站數(shù)量也可根據(jù)子網(wǎng)大小自定義）劃分為一個小區(qū)域，并對這15個基站進行區(qū)域編號；

（5）如此循環(huán)，直至將該組基站小區(qū)域劃分完畢。

按照方案1，對小區(qū)域內(nèi)基站進行IP地址和VLAN ID的分配，一個小區(qū)域內(nèi)的基站IP地址位于相同子網(wǎng)內(nèi)，根據(jù)之前規(guī)劃的該“片區(qū)”內(nèi)的起始IP地址開始為劃分好小區(qū)域的基站連續(xù)分配IP地址。根據(jù)起始VLAN ID連續(xù)為基站分配VLAN，一個小區(qū)域內(nèi)的基站VLAN ID相同，在VLAN分配過程中判定核心層單板或端口名稱是否變化，如變化，從起始值為基站分配VLAN。

方案2算法實現(xiàn)：

（1）將輸入基礎(chǔ)信息表內(nèi)基站接入PTN匯聚環(huán)名稱和PTN匯聚環(huán)上聯(lián)的核心層單板或端口名稱相同的基站排列一起。

（2）按照方案2，根據(jù)之前規(guī)劃的該“片區(qū)”內(nèi)的起始IP地址開始為基站連續(xù)分配IP地址，同時根據(jù)起始VLAN ID連續(xù)為基站分配VLAN，在VLAN分配過程中判定核心層單板或端口名稱是否變化，如變化，從起始值為基站分配VLAN。

2.2 功能模塊的開發(fā)

2.2.1 功能1模塊

選擇Excel源文件（本文件需要手動輸入各省或直轄市TD-LTE基站建設(shè)規(guī)模）對話框內(nèi)會提示選擇文件的路徑，便于驗證。選擇省份，進行地市的IP地址規(guī)劃，處理狀態(tài)提示各地市IP規(guī)劃完成，如圖3所示。

圖3 功能1模塊示意圖

2.2.2 功能2模塊

選擇所要規(guī)劃的地市名稱，以地市為單位進行片區(qū)IP地址規(guī)劃，處理狀態(tài)提示片區(qū)IP規(guī)劃完成，如圖4所示。

圖4 功能2模塊示意圖

2.2.3 功能3模塊

功能3有兩種方案可實現(xiàn)，可根據(jù)需求，選擇方案1或方案2。如圖5所示。

在相應(yīng)的輸入信息里分別填寫設(shè)備廠家、片區(qū)、規(guī)劃段數(shù)、規(guī)劃基站數(shù)量、業(yè)務(wù)IP起始值和VLAN ID起始值及結(jié)束值、網(wǎng)管IP和VLAN ID起始值及結(jié)束值等信息，點擊“分配IP地址”，軟件就會自動為片區(qū)內(nèi)基站分配小區(qū)域編號、業(yè)務(wù)及網(wǎng)管IP地址和VLAN ID，如表4所示。

與方案2輸入信息不同之處在于方案1中劃分了小區(qū)域，需要輸入小區(qū)域中子網(wǎng)的掩碼位數(shù)及子網(wǎng)中規(guī)劃的基站個數(shù)信息，輸出信息中增加了小區(qū)域編號信息。

2.3 軟件工具的驗證

本軟件分別使用了天津擴大規(guī)模試驗網(wǎng)和黑龍江省LTE傳輸接入工程中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行驗證，輸出信息與功能設(shè)想匹配。自動規(guī)劃的IP地址和VLAN ID能夠滿足單獨地市和全省的規(guī)劃需求。

圖5 功能3模塊示意圖

表4 功能3輸出信息表

3 結(jié)束語

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規(guī)劃工具的開發(fā)將人工分配和規(guī)劃基站IP地址和VLAN ID程序化、工具化，避免了多專業(yè)配合提高了規(guī)劃設(shè)計人員的工作效率，提高了分配和規(guī)劃的準(zhǔn)確率，在中國移動4G一期工程中具有較高的應(yīng)用價值。本工具主要應(yīng)用于對TD-LTE基站側(cè)IP地址和VLAN ID的規(guī)劃，用戶側(cè)及PTN異廠家對接的IP地址數(shù)量較少且各地市各省網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架不一致不宜程序化和工具化，故不在本工具的功能開發(fā)內(nèi)。

[1] 中國移動.TD-LTE擴大規(guī)模試驗網(wǎng)工程傳送網(wǎng)建設(shè)要求[Z]. 2012：5-6.

[2] 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司.TD-LTE基站回傳網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè)推廣方案[Z]. 2012：23-24.

[3] 邵永平. LTE無線網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)間網(wǎng)絡(luò)組織及無線側(cè)IP地址分配方案研究[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2011,(9):19-22.

Development of automatic programming tool for the eNode B’s IP address and VLAN ID

ZHU Wu-zeng, HAN Xiao, HU Miao
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Heilongjiang Branch, Harbin 150080, China)

The automatic programming tool for the eNode B’s IP address and VLAN ID was development aimed at the L3 VPN bearer network from the view of engineering application.The main algorithm and function of the tool is detailed and the anticipate function is realized according to The basic data.

TD-LTE; IP address; VLAN ID

TN929.5

A

1008-5599（2014）01-0021-05

VoLTE高清音頻通話實現(xiàn)在TD-LTE與2G商用網(wǎng)間切換

2013-10-06

2013年12月18日，中國移動在廣州完成全球首個VoLTE高清音頻通話在TD-LTE與2G商用網(wǎng)間的切換演示，現(xiàn)場中國移動沙躍家副總裁在車載移動環(huán)境下?lián)芡薞oLTE語音電話，驗證了VoLTE接通等待時間更短、更高質(zhì)量音視頻通話，體驗了VoLTE與2G網(wǎng)絡(luò)話音平滑切換效果。實現(xiàn)VoLTE與2G/3G網(wǎng)絡(luò)的切換是VoLTE領(lǐng)域的一大難題，目前，全球LTE FDD網(wǎng)絡(luò)僅有一家運營商于2013年9月實現(xiàn)該功能的正式商用。本次采用商用終端測試版本的成功演示，對VoLTE走向商用邁進了堅實的一步，是TD-LTE及VoLTE領(lǐng)域的又一重大進展。目前，廣州大部分4G覆蓋區(qū)域已初步具備VoLTE高清音視頻通話能力。