隨著移動網絡通信系統(tǒng)的發(fā)展演進,3G移動通信系統(tǒng)已不再是一個遙不可及的夢想。在中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、三大運營商加大3G網絡建設規(guī)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(qū)別,并在此基礎上探討LTE面向傳送網的解決方案。
LTE帶來的變化
LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗地稱為3.9G,具有100Mbps的數據下載能力,被視作從3G向4G演進的主流技術。
2G/3G向LTE演進歷程
業(yè)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(yè)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(yè)務,寬帶業(yè)務收入呈現上升趨勢;
業(yè)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(yè)務、移動業(yè)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(yè)務網絡建設可以進行多方面的融合;
增值業(yè)務引入階段:在業(yè)務層通過引入IMS,為固定和移動的寬帶用戶提供增值業(yè)務,Femto(家庭基站)的部署則實現終端融合;
綜合業(yè)務運營階段:隨著IMS不斷發(fā)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(yè)務;
LTE階段:固定網絡向三網融合發(fā)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
NodeB:由控制子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、中頻/基帶子系統(tǒng)、天饋子系統(tǒng)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NodeB之間的邏輯接口,完成RNC和NodeB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(yè)務;
PS:Packet Switch(分組交換),屬于分組域,用于IP數據業(yè)務;
MGW:Media GateWay(媒體網關),主要功能是提供承載控制和傳輸資源;
MSC:Mobile Switching Center(移動交換中心),MSC是2G通信系統(tǒng)的核心網元之一。是在電話和數據系統(tǒng)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;
SGSN:Serving GPRS SUPPORT NODE GPRS(服務支持節(jié)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(fā)、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(jié)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(xié)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NodeB,LTE中基站,相比現有3G中的NodeB,集成了部分RNC的功能,減少了通信時協(xié)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(fā)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相較于3G網絡架構的變化
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(fā)等功能;
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(tǒng)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(yè)務,實現了網絡全IP化;
取消了RNC,原來RNC功能被分散到了eNodeB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;
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(tài)接口,主要用于提高網絡冗余性以及實現負載均衡;
傳輸帶寬方面:較3G基站的傳輸帶寬需求增加10倍,初期200-300Mb/s,后期將達到1Gb/s。
烽火通信LTE移動回傳技術
LTE移動回傳對傳送網提出了2點必須要求:
傳送網內核必須IP化,即傳輸顆粒必須是packet;
傳送網必須引入L3路由功能,可以實現S1和X2接口動態(tài)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(tài)L2(PW)+L3VPN:
如下圖,在網絡匯聚、接入層沿用現有L2 VPN分組轉發(fā)功能,為基站提供到核心層節(jié)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(yè)務落地的設備),支持L2到L3的橋接功能和靜態(tài)L3 VPN功能,滿足LTE基站接入中本地的S1和X2業(yè)務承載,并提供OAM和網絡保護,核心層設備使用烽火通信IP RAN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(xù)發(fā)揮自己的特長,為中國的通信事業(yè)貢獻自己應有的力量。
作者:代謝寅 章小軍