面向3G/LTE的中兴通讯iPTN解决方案及部署策略探讨

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PTN适应移动网络IP化、宽带化发展趋势

         随着移动通信业务的发展和移动用户的快速增长，电信业正在发生巨大的变革。为适应移动业务从以电路语音为主的单一业务向多业务转变，移动网络架构从2G到3G，后续向LTE演进，移动Backhaul在向IP化、宽带化发展过程中，对传送网提出新的需求。

         多业务传送能力：相当长的一段时间内，TDM业务和分组业务将在网络中并存，需要传输网络在支持传统电路交换业务的同时，也能够支持日益增长的分组业务；

         QoS和统计复用：基站IP化，需要对混传的语音和数据业务提供差别处理，规模发展的数据业务需考虑承载网的每比特收益、需要强大的汇聚和核心处理能力；

         网络可靠性和可用性：3G和LTE的业务包括移动数据业务和话音业务，可靠性要求高于一般的数据网络，因此传输网络必须具有电信级的保护能力，提供较高的可靠性；

         高精度的时钟同步要求：无线网络对时钟同步的需求有两个级别，频率同步和时钟同步。基于FDD模式的无线系统如WCDMA需要各节点之间保持频率同步即可，而基于TDD模式的无线系统，包括CDMA2000/TD-SCDMA以及WiMAX/LTE则需要更为严格的时钟同步来满足移动业务的漫游和切换。在IPRAN传送网的设计中，时钟同步问题的解决具有重要的意义。

         良好的扩展性：随着无线空口技术的发展和分组业务的开展，承载传送网络在能够满足大容量传送的基础上，具有良好的可扩展性，尤其是面向基于包交换的移动数据业务的扩展，包括带宽能力、接口密度、接口类型等的扩展。

         SDH/MSTP具备高可靠性、高稳定性、易于管理维护等特点，在2G和3G初期以语音业务为主时，兼有少量数据业务的应用中，SDH/MSTP仍是最佳的承载网解决方案。随着3G/LTE宽带业务的发展，SDH/MSTP传送网存在带宽利用率低下、扩展困难、配置不够灵活等弊端，传送网需要采用灵活、高效和低成本的分组传送平台来实现全业务统一承载和网络融合，分组传送网（PTN）技术应运而生。

中兴通讯iPTN解决方案

         中兴通讯顺应网络IP化发展趋势，推出新一代城域融合分组传送设备iPTN系列产品（如图1）。该系列产品采用全分组交换内核的体系架构，集成了多业务的适配接口、传送特性的MPLS转发技术、同步时钟、电信级OAM和保护等功能，为用户提供面向电信业务向IP化演进背景下的端到端承载网解决方案。

统一的多业务传送及管理平台
          移动网络在向3G/LTE演进过程中，必然会经历TDM/ATM/IP基站同时存在并逐渐演进到全IP基站的阶段。中兴通讯iPTN产品利用PWE3技术实现对TDM、ATM、Ethernet等信号的仿真和统一承载，可以支持基站IP化过程中，各类基站的统一接入，并为全业务运营做好技术储备。另外，中兴通讯iPTN产品采用统一网管平台和SDH/MSTP、ASON、WDM、OTN实现集中管理，提供符合传统传送网要求的网元管理和友好界面，易于操作和维护，使分组网络首次具备了可管理，易维护的属性。
端到端QoS解决方案，提供差异化服务质量
          3G业务类型多样，除传统的语音业务外，HSDPA技术的应用使得视频分享、在线下载，移动广告等业务大量开展，给运营商带来更多的利润增长点。中兴iPTN产品具备完善的业务类型识别手段和QoS灵活调度机制，可提供具有不同服务质量等级的服务保证。
电信级OAM和保护能力，提高网络可用性
          中兴通讯iPTN产品继承了SDH端到端的OAM能力和出色的网络保护能力，实现基于硬件机制的层次化OAM，实现电信级的网络故障自动检测、保护倒换、性能监控、故障定位等功能，业务的端到端管理；提供端到端保护机制，除支持路径和子网保护外，更提供了完全面向连接的T-MPLS或MPLS-TP环网保护功能。设备层面提供时钟、电源、主控板等重要单板1+1热备份。多重保护，提高了3G网络的安全性和可用性。
完美的时间同步解决方案
          中兴通讯iPTN产品提供基于同步以太网基础的精确时钟协议解决方案，有效控制报文发送频率，加快收敛时间，并采用硬件实现1588协议中精确时戳的插入和提取，大大提高了时间同步精度，支持带外1PPS+TOD接口和带内以太网时间接口，满足网络长期演进的需求。采用SSM和BMC的协议，实现时间链路的自动保护倒换，保证时间的可靠传送。
iPTN部署思路探讨
          较低的总体费用成本（TCO）是运营商在网络建设中必须要关注的一个方面，作为节点分布最密集、覆盖最广泛、场景最复杂的移动接入网，其网络规划建设显得尤为重要。
          2G和3G的共存和制式演进给移动Backhaul带来复杂的需求，在相当一段时间内TDM、ATM和IP的业务共存，存在大量TDM和ATM业务的情况下，iPTN采用PWE3仿真ATM和TDM业务，在性能和成本上难与SDH/MSTP抗衡。另外作为一种新技术，其标准和产业链的成熟度也在逐步完善，其网络规划和运维经验也需逐步积累。iPTN的部署应采取循序渐进的策略，实现网络的可持续发展。
          在3G初期，建议仍然采用SDH/ MSTP技术作为主要承载网络，在部分热点地区小规模建设iPTN，推动iPTN技术的产业成熟，积累iPTN网络规划和运维经验。随着3G业务的开展以及iPTN技术和产业链的成熟，规模部署iPTN，在广度和深度上进行覆盖，在汇聚层逐步替换现网的SDH/ MSTP设备，实现网络融合和利旧，达到保护投资的目的。iPTN接入环和汇聚环应采用双节点互联的方式，以提高网络可靠性。在3G初期，基站相对较少，建议采用LSP 1+1或1:1路径保护方式；3G中后期，随着业务的发展，基站数目的增多，以及iPTN环网保护标准完善（环间互联保护），采用环网保护方式，提高保护效率。在iPTN网络中工作LSP和保护LSP都要开启OAM功能，不仅要运行连接性检测（CC），还要进行性能监控（包括丢包率和时延），对重要的网络节点还要实现环回监测等维护功能，以提高3G网络的生存性。
          在LTE阶段，S1接口可以采用集中处理方式，由位于核心网的SR完成，SR负责将S1接口的信息按照IP地址转发给S-GW/MME或者S-GW/MME pool中相应的S-GW以及MME。在eNB与SR之间，通过iPTN建立S1 E-Line，利用iPTN网络实现S1接口的承载保护。针对X2接口，在LTE初期，可以采用SR集中处理方式，在eNB与SR之间通过iPTN建立X2 E-line，随着LTE的规模部署，eNB数量增加，可以考虑将X2处理的SR下移到汇聚节点。