組播技術(shù)成LTE承載網(wǎng)關(guān)鍵能力[圖]

無線技術(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，同時也對承載網(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)）是在空口層面通過組播/廣播的方式為用戶提供實(shí)時/非實(shí)時多媒體業(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)由于需要專門的頻譜資源，加之用戶對移動多媒體業(yè)務(wù)的訴求不高，在很大程度上限制了該類業(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)對系統(tǒng)的要求，同時用戶行為已經(jīng)培育成熟，eMBMS真正迎來了規(guī)模商用的時間窗。

　　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)），以專門針對MBMS在eRAN的無線承載發(fā)起做相應(yīng)配置調(diào)度。

eMBMS的獨(dú)特價值及商業(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)給多個用戶，eMBMS可大大節(jié)省寶貴的頻譜資源，降低eMBMS運(yùn)營成本。部署eMBMS后，通過使用MB-SFN（單頻網(wǎng)）技術(shù)，在小區(qū)邊緣，相鄰基站的信號不會相互干擾。并且由于基站向用戶發(fā)送完全同步的內(nèi)容，用戶可通過組合各個基站的信號來接受內(nèi)容，保證了在小區(qū)邊緣信噪比不會降低，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)營商競爭力的新業(yè)務(wù)，有助于通過差異性的用戶體驗(yàn)提升用戶粘性，通過合理的資費(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)營商為例，簡單分析一下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個電視頻道。同時可根據(jù)區(qū)域性特點(diǎn)，選擇特定時段直播熱門體育賽事，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段向用戶主動推送定制或者可能感興趣的多媒體信息，一方面簡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比如下：

綜合而言，從部署簡易性、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)營商eMBMS商業(yè)模式分析

下面章節(jié)簡單介紹一下三層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VPN承載，而現(xiàn)階段基站組播業(yè)務(wù)建議通過Global IP承載，因此該方案對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請求以及接收組播報(bào)文均通過獨(dú)立于單播業(yè)務(wù)的接口進(jìn)行。如下圖所示，eNodeB創(chuàng)建兩個子接口，第一個子接口針對單播業(yè)務(wù)，第二個子接口針對組播業(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，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

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，eMBMS勢必迎來規(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，具備豐富的部署及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，助力運(yùn)營商快速開展eMBMS業(yè)務(wù)，在激烈的市場競爭中占領(lǐng)先機(jī)。

作者：中國區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案銷售部產(chǎn)品經(jīng)理 郭偉雷