面向LTE的分組傳送網解決方案
隨著移動網絡通信系統的發展演進,3G移動通信系統已不再是一個遙不可及的夢想。在中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商加大3G網絡建設規模力度的同時,一個新的名詞進入我們的眼簾,它就是LTE。本文將著重介紹3G網絡架構和LTE網絡架構的區別,并在此基礎上探討LTE面向傳送網的解決方案。
2G/3G向LTE演進歷程
業務從2G/3G向LTE演進的過程中,先后經歷了以下階段。
2G/3G階段:語音業務是主要收入來源,寬帶和分組域網絡不斷引入新的增值業務,寬帶業務收入呈現上升趨勢。
業務IP化階段:固定網絡和移動網絡,都通過網絡智能化和軟交換的部署進行電路域網絡向IP承載的改造和升級。
固定業務、移動業務融合階段:固定、移動用戶的帶寬和速率都將大幅提升,固定和移動的業務網絡建設可以進行多方面的融合。
增值業務引入階段:在業務層通過引入IMS,為固定和移動的寬帶用戶提供增值業務,Femto(家庭基站)的部署則實現終端融合。
綜合業務運營階段:隨著IMS不斷發展擴大,網絡演進為基于IP的寬帶全分組網絡,提供包括語音、數據、視頻和流媒體融合的業務。
LTE階段:固定網絡向三網融合發展,移動網絡的無線部分全面部署LTE,核心部分則演進到EPC網絡。
3G網絡架構和LTE網絡架構對比
從2G/3G向LTE演進過程中,網絡架構變化如圖1所示。
NodeB:由控制子系統、傳輸子系統、射頻子系統、中頻/基帶子系統、天饋子系統等部分組成,即3G無線通信基站;
RNC:Radio Network Controller(無線網絡控制器),用于提供NodeB移動性管理、呼叫處理、鏈接管理和切換機制,即3G基站控制器;
Iub:Iub接口是RNC和Node B之間的邏輯接口,完成RNC和Node B之間的用戶數據傳送、用戶數據及信令的處理;
CS:Circuit Switch(電路交換),屬于電路域,用于TDM語音業務;
PS:Packet Switch(分組交換),屬于分組域,用于IP數據業務;
MGW:Media GateWay (媒體網關),主要功能是提供承載控制和傳輸資源;
MCS: Mobile Switching Center(移動交換中心),MSC是2G通信系統的核心網元之一。是在電話和數據系統之間提供呼叫轉換服務和呼叫控制的地方。MSC 轉換所有的在移動電話和 PSTN 和其他移動電話之間的呼叫;
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SGSN:Serving GPRS SUPPORT NODE GPRS(服務支持節點),SGSN作為GPRS/TD-SCDMA/WCDMA核心網分組域設備重要組成部分,主要完成分組數據包的路由轉發、移動性管理、會話管理、邏輯鏈路管理、鑒權和加密、話單產生和輸出等功能;
GGSN:Gateway GPRS Support Node (網關GPRS支持節點),起網關作用,它可以和多種不同的數據網絡連接,可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換,從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP/IP或X.25網絡;
eNodeB:演進型Node B,LTE中基站,相比現有3G中的Node B,集成了部分RNC的功能,減少了通信時協議的層次;
MME: Mobility Management Entity(移動性管理設備),負責移動性管理、信令處理等功能;
S-GW:Signal Gateway(信令網關),連接NO.7信令網與IP網的設備,主要完成傳輸層信令轉換,負責媒體流處理及轉發等功能;
PDN GW:是連接外部數據網的網關,UE(用戶設備,如手機)可以通過連接到不同的PDN Gateway訪問不同的外部數據網;
LTE架構相較于3G網絡架構,有以下變化。
1)實現了控制與承載的分離,MME 負責移動性管理、信令處理等功能,S-GW 負責媒體流處理及轉發等功能;
2)核心網取消了CS(電路域),全IP的EPC(Evolved Packet Core,移動核心網演進)支持各類技術統一接入,實現固網和移動融合(FMC),靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業務,實現了網絡全IP化;
3)取消了RNC,原來RNC功能被分散到了eNode B和網關(GW)中,eNodeB直接接入EPC,LTE網絡結構更加扁平化,降低了用戶可感知的時延,大幅提升用戶的移動通信體驗;
4)接口連接方面:引入S1-Flex和X2接口,移動承載需實現多點到多點的連接,X2是相鄰eNB間的分布式接口,主要用于用戶移動性管理;S1-Flex是從eNB到EPC的動態接口,主要用于提高網絡冗余性以及實現負載均衡;
5)傳輸帶寬方面:較3G基站的傳輸帶寬需求增加10倍,初期200~300Mbit/s,后期將達到1Gbit/s。
LTE移動回傳技術解決方案
LTE移動回傳對傳送網提出了2點必須要求。
1)傳送網內核必須IP化,即傳輸顆粒必須是packet;
2)傳送網必須引入L3路由功能,可以實現S1和X2接口動態建立。
為了實現傳送網絡由3G向LTE的平滑演進,烽火通信公司傳送網解決方案為——靜態L2(PW)+L3VPN,見圖2。
如圖2,在網絡匯聚、接入層沿用現有L2 VPN分組轉發功能,為基站提供到核心層節點的二層傳輸管道PW,匯聚、接入層設備使用烽火通信PTN產品,如CiTRANS 660/640。
在網絡核心層(含業務落地的設備),支持L2到L3的橋接功能和靜態L3 VPN功能,滿足LTE基站接入中本地的S1和X2業務承載,并提供OAM和網絡保護,核心層設備使用烽火通信IPRAN產品,如CiTRANS 865/860。
移動網絡已邁入LTE時代,作為面向LTE傳送網建設的先行者,烽火通信長期以來致力于對于精品傳送網的追求,在LTE即將呼之欲出的大背景下,烽火通信必將繼續發揮自己的特長,為中國的通信事業貢獻自己應有的力量。