LTE网络对PTN的要求和挑战

杨斌

摘要：近年来，LTE作为新一代宽带无线移动通信技术发展方向的代表，受到了政府、运营商，及其业界的广泛关注。面对无线接入网向LTE演进的不可阻挡的趋势和需求，PTN技术理所当然地成为无线分组承载技术的首要和重要选择，为此，国内三大通行运营商也都在构建自己的PTN战略。本文首先对LTE网络的内涵及其特性进行概述，重点分析LTE网络对PTN的要求和挑战，最后分析了基于PTN的LTE承载网建设的必要性。

关键词：LTE网络；PTN；要求和挑战；解决方案

中图分类号：TN711文献标识码：A 文章编号：

LTE（Long Term Evolution）是由3GPP提出并标准化了的移动通信长期演进技术，被业界通俗地称之为“准4G”技术，它是当前三大主流的3G技术殊途同归的演进方向。引入LTE，不仅可以满足高视频业务发展的带宽，还可以在同一时间支持更过的宽带用户，真正地实现了无线宽带化。

一、 LTE网络概述

科技的发展带动了移动数字通信产业的跨越式发展，尤其是随着移动便携终端的发展，原有的EDGE/HSPA技术满足不了人们高速、高质量无线上网的需求。为了更好地满足移动宽带数据业务对网络传输速率的要求，以及人们要求网络支持更高分辨率图像和更高清晰度视频源的需求，2004年，3GPP组织提出了3G网路长期演进系统，并将之命名为LTE。

从技术层面看，LTE采用当前较为先进的MIMO（多进多出）和OFDM（正交频分复用）等物理层技术作为核心，实现了3G网络空中接口技术的改进。据模拟测试，LTE能够在20MHz 、2×2MIMO的频谱带宽下，提供上行50Mbit/s和下行100Mbit/s的理论峰值速率，从而为高速率的分组化移动传输业务提供了一个更简单的网络架构和极大的灵活性。

就网络架构而言，和2G/3G网络相比，LTE网络的结构有着明显的不同，LTE的接入网主要是由eNode B和aGW（接入网关）两部分构成。其中，虽然LTE网络少了RNC（RadioNetwork Controller，亦即无线网络控制器），但LTE的eNode B除具有3G原Node B 功能外，还承担了原来RNC的大部分功能。而aGW 作为核心网的一部分，实际上是一个边界节点，包括三种功能实体：MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）、S-GW（Service Gateway，服务网关）和P-GW（PDN Gateway，分组数据网网关）。可见，LTE的网络建构是一种“扁平式”的结构，这种结构某种程度上已经趋近于IP宽带的网络架构。

二、LTE网络对PTN的要求和挑战

和3G技术的发展不同，LTE直接瞄准了当前用户对无线网络的需求，使得无线技术朝着“高数据速率、低时延、优化分组数据应用”的方向演进。虽然不同的制式演进到LTE的方式迥然不同，但是其对于LTE承载的需求却无一例外地是一致的。面对无线接入网向LTE演进的需求，PTN技术成为无线分组承载技术的重要选择。但是，由于LTE网络不仅要满足移动宽带数据业务的需求，还得满足扁平化网络架构等特性，无疑将对承载网提出新的要求和挑战。相对于3G网络，LTE网络对PTN的要求和挑战主要体现在：

1、承载网需要具有前所未有的大带宽需求

就技术参数而言，LTE网络能够为无线网络用户提供的无线速率必将大幅度提高，这也就决定了LTE对承载网的贷款需求也将成倍的增加，以此来满足用户上网的高速率要求。LTE基站的接入带宽史无前例的最高可以达到100~200Mbit/s或者更高，同时分组承载网也需要支持带宽的同步扩展。而理论计算的LTE网单基站的带宽需求则更高，有专家在6个城市所开展的TC-LTE技术试验中，主测区单宏基站峰值带宽甚至达到了640Mbit/s。显而易见，比起3G网络几十兆的传输带宽需求，LTE对承载网的提出了3G网络根本不可能实现的大带宽要求。

2、承载网需要具有灵活的业务调度能力

在LTE网络中，eNode B将不需要通过RNC进行转发连接，取而代之的是直接和S-GW、MME这些网元交互。这种扁平式的网络架构将使得移动回传的模式从单一的多点对点转化成多点对多点，在实现传输灵活性的同时，也将意味着数据回传的不确定性。同时，在LTE网络中引入了S-GW pool和 MME pool，实现了负载均衡，一方面使得业务的路由选择不确定性增大，另一方面也使得对承载网转发能力的需求增加。再者，LET网络中Sl-flex和X2 接口的引入打破了以往3G汇聚型组网架构。这些变化要求承载网在既有网络的基础上，具备更为灵活的业务调度能力。

3、承载网需要具备同时提供IP及TDM的多业务接入能力

在无线接入网演进没有最终完成以前，2G/3G等各类移动互联技术将于LTE长期共同存在，在较短的时期内，LTE网络还无法完全取代3G等其他网络。相应地，大部分基站的也将进行共站建设，这就决定了未来的承载网需要同时具备提供IP及TDM等多业务接入的能力。而未来新模式和新的无线互联业务的不断出现，也将要求分组传送网要具备灵活的扩展能力。

三、基于PTN的LTE承载网建设的必要性

根据上文论述，我们可以将LTE对承载网的核心需求概括为：一是具备大带宽和可扩展性；二是提供多业务承载，三是支持X2和S1接口的承载和S1的Flex功能；四是低时延转发能力等。而PIN正好不仅能够承载LTE网络下的各种新旧业务，并且可靠性高、带宽易于扩展，同时也符合低OPEX和低CAPEX需求的城域承载网技术，满足了LTE对承载网建设的各种需求。此外，PTN技术本身固有的层次化QoS、高精度时钟传送、高网络安全性等特性，又将支持和促进LTE承载网向着高速率、高品质和个性化的方向发展。

总之，LTE将是宽带无线移动通信技术发展方向的代表，政府、运营商及业界对LTE的持续关注和投入，给LTE承载网络开发和建设提供了契机。由于自身特殊性，PTN技术将成为无线分组承载技术首要的选择。但同时，LTE网络也将对PTN建设提出全心的要求和挑战。

参考文献：

1.孙达,韩毅. PTN承载LTE 解决方案研究及验证[J].电信科学,2011(7).

2.代文军. LTE承载网解决方案浅析[J].通信与信息技术,2011(4).

3.袁野,倪玮.面向LTE的承载网技术解决方案及网络架构研究[J].电信技术,2011(9).

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