LTE承載組播關(guān)鍵技術(shù)探討

無(wú)線技術(shù)從2G、3G到現(xiàn)在的LTE，不僅極大的改變了人們的溝通與生活，同時(shí)也對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出了全新的要求。大帶寬要求承載網(wǎng)具備統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，架構(gòu)扁平化及點(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)模型要求承載網(wǎng)具備三層能力，以eMBMS為代表的新業(yè)務(wù)要求承載網(wǎng)具備三層組播等業(yè)務(wù)靈活適配能力，本文從eMBMS業(yè)務(wù)著手重點(diǎn)闡述LTE承載組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)要求。

eMBMS技術(shù)概述

什么是eMBMS？

eMBMS（evolved Multicast Broadcast Multimedia Service，增強(qiáng)的組播廣播多媒體業(yè)務(wù)）是在空口層面通過(guò)組播/廣播的方式為用戶提供實(shí)時(shí)/非實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)的一種關(guān)鍵技術(shù)。3G階段的MBMS（Multicast Broadcast Multimedia Service，組播廣播多媒體業(yè)務(wù)）業(yè)務(wù)由于需要專(zhuān)門(mén)的頻譜資源，加之用戶對(duì)移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的訴求不高，在很大程度上限制了該類(lèi)業(yè)務(wù)的發(fā)展。LTE階段提供的eMBMS實(shí)現(xiàn)了與常規(guī)單播業(yè)務(wù)共享頻譜資源，并支持靈活的頻譜資源分配和使用，運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)需求將不同比例的頻譜資源分配給單播或者eMBMS業(yè)務(wù)，降低了eMBMS業(yè)務(wù)對(duì)系統(tǒng)的要求，同時(shí)用戶行為已經(jīng)培育成熟，eMBMS真正迎來(lái)了規(guī)模商用的時(shí)間窗。

圖表 1 eMBMS系統(tǒng)架構(gòu)

eMBMS系統(tǒng)架構(gòu)如上圖所示，增加BM-SC (廣播組播業(yè)務(wù)中心) ，支持MBMS業(yè)務(wù)的會(huì)話發(fā)起、承載建立等功能；EPC網(wǎng)絡(luò)增加MBMS GW（可與PGW合設(shè)），與BM-SC建立SGmb/SGi-mb接口用于MBMS的承載建立，通過(guò)M1接口向eNodeB下發(fā)用戶面數(shù)據(jù)，分配組播IP地址給下級(jí)的eNodeB。接入網(wǎng)增加了MCE（可獨(dú)立設(shè)置或者與eNB合設(shè)），以專(zhuān)門(mén)針對(duì)MBMS在eRAN的無(wú)線承載發(fā)起做相應(yīng)配置調(diào)度。

eMBMS的獨(dú)特價(jià)值及商業(yè)模式

由于空口采用組播/廣播模式將相同的內(nèi)容分發(fā)給多個(gè)用戶，eMBMS可大大節(jié)省寶貴的頻譜資源，降低eMBMS運(yùn)營(yíng)成本。部署eMBMS后，通過(guò)使用MB-SFN（單頻網(wǎng)）技術(shù)，在小區(qū)邊緣，相鄰基站的信號(hào)不會(huì)相互干擾。并且由于基站向用戶發(fā)送完全同步的內(nèi)容，用戶可通過(guò)組合各個(gè)基站的信號(hào)來(lái)接受內(nèi)容，保證了在小區(qū)邊緣信噪比不會(huì)降低，提升了小區(qū)邊緣的吞吐量及用戶體驗(yàn)。

eMBMS作為一項(xiàng)有效提升運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)力的新業(yè)務(wù)，有助于通過(guò)差異性的用戶體驗(yàn)提升用戶粘性，通過(guò)合理的資費(fèi)政策有效提升ARPU值，但具體的商業(yè)模式還有待進(jìn)一步探索與完善。以海外LTE起步較早的某海外運(yùn)營(yíng)商為例，簡(jiǎn)單分析一下eMBMS的商業(yè)模式：除了傳統(tǒng)的單播業(yè)務(wù)之外，固定分配少量頻譜資源給直播業(yè)務(wù)，例如3~5個(gè)電視頻道。同時(shí)可根據(jù)區(qū)域性特點(diǎn)，選擇特定時(shí)段直播熱門(mén)體育賽事，非直播期間的頻譜資源可釋放。另外可利用凌晨空口空閑時(shí)段向用戶主動(dòng)推送定制或者可能感興趣的多媒體信息，一方面簡(jiǎn)化了用戶獲取信息的操作，另一面充分利用了頻譜資源。

圖表 2 海外某運(yùn)營(yíng)商eMBMS商業(yè)模式分析

eMBMS要求承載網(wǎng)具備端到端組播能力

由于eMBMS在空口側(cè)采用組播/廣播模式，不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備時(shí)間同步能力，還要求承載網(wǎng)具備組播能力，以便高效的將相同內(nèi)容的信息復(fù)制到所有的基站。

目前網(wǎng)絡(luò)制式不同，支持的組播方案也不盡相同，主流的組播方案及對(duì)比如下：

綜合而言，從部署簡(jiǎn)易性、可維護(hù)性、現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署經(jīng)驗(yàn)等方面，三層PIM SSM組播優(yōu)勢(shì)明顯。3GPP標(biāo)準(zhǔn)也明確要求回傳網(wǎng)絡(luò)支持IGMPv3和三層IP組播，用于M1接口的承載。

圖表 3 海外某運(yùn)營(yíng)商eMBMS商業(yè)模式分析

下面章節(jié)簡(jiǎn)單介紹一下三層IP組播的部署方案。

eMBMS業(yè)務(wù)承載解決方案

由于基站單播業(yè)務(wù)通過(guò)VPN承載，而現(xiàn)階段基站組播業(yè)務(wù)建議通過(guò)Global IP承載，因此該方案對(duì)eNodeB基站有一定的要求，即eNodeB的單播業(yè)務(wù)與組播業(yè)務(wù)采用獨(dú)立的邏輯接口，發(fā)送IGMP請(qǐng)求以及接收組播報(bào)文均通過(guò)獨(dú)立于單播業(yè)務(wù)的接口進(jìn)行。如下圖所示，eNodeB創(chuàng)建兩個(gè)子接口，第一個(gè)子接口針對(duì)單播業(yè)務(wù)，第二個(gè)子接口針對(duì)組播業(yè)務(wù)。

圖表 4 eMBMS接入方式

由于組播業(yè)務(wù)跑在Global IP上，只需要全網(wǎng)使能PIM SSM，采用缺省路由方式或者將城域骨干的RP及組播源路由信息泄漏給接入層設(shè)備，即可正確建立整網(wǎng)的組播分發(fā)樹(shù)，M1接口承載方案如下圖所示：

圖表 5 端到端PIM SSM承載方案

結(jié)束語(yǔ)

隨著視頻業(yè)務(wù)的迅速升溫，eMBMS產(chǎn)業(yè)鏈也日益成熟，相信在不久的將來(lái)，eMBMS勢(shì)必迎來(lái)規(guī)模部署，華為IPRAN解決方案全面支持端到端三層組播能力的同時(shí)，具備豐富的部署及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，助力運(yùn)營(yíng)商快速開(kāi)展eMBMS業(yè)務(wù)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)先機(jī)。