近兩年來,LTE網(wǎng)絡在國內外已開始規(guī)模部署,LTE移動回傳網(wǎng)絡成為各大運營商重點關注和建設的對象,眾多標準化組織和技術論壇紛紛探討 MBH(Mobile Backhaul)的各種技術解決方案。目前LTE MBH的主流技術解決方案是L2VPN+L3VPN,主要產(chǎn)品解決方案包括核心層L3PTN+接入?yún)R聚層L2PTN網(wǎng)絡和核心匯聚層IP/MPLS路由器+接入層L2 MPLS-TP或以太網(wǎng)交換機(業(yè)內也稱該方案為IP RAN)兩大類。分組微波技術作為主流解決方案的必要及有效補充,在LTE移動回傳中扮演著重要角色,主要解決光纖部署困難地區(qū)的基站回傳和熱點地區(qū)快速覆蓋等應用需求,目前分組微波設備已在歐洲、北美地區(qū)、非洲、拉美和南太平洋等地區(qū)應用在LTE移動回傳網(wǎng)絡中。本文分別從分組微波的技術優(yōu)勢、LTE基站的末端接入承載、LTE移動回傳網(wǎng)絡接入層的補環(huán)、LTE業(yè)務的應急通信以及E-Band分組微波設備的展望等五個方面闡述分組微波技術在LTE移動回傳網(wǎng)中的應用策略。
一、分組微波設備六大技術優(yōu)勢助力LTE移動回傳
根據(jù)分組傳送技術的差異,分組微波設備可劃分為基于PTN的分組微波和基于以太網(wǎng)的分組微波兩類設備形態(tài)。根據(jù)微波頻段的不同,又可劃分為常規(guī)頻段設備和E-Band設備。
分組微波設備的技術特點和優(yōu)勢令其輕松應對LTE回傳網(wǎng)絡需求,具體體現(xiàn)在以下六個方面:
第一,先進的容量提升技術。常規(guī)頻段(6G~42GHz)的分組微波設備可滿足LTE建設初期的網(wǎng)絡帶寬需求,在56MHz中頻帶寬和2048QAM調制模式下設備支持的單頻點最大系統(tǒng)容量可達600Mbps。通過多種容量增強技術,如單頻點帶寬增倍的XPIC(交叉極化干擾抵消,Cross- polarization interference cancellation)技術,多頻點帶寬倍增的ODU綁定技術,可提高業(yè)務封裝效率的幀頭壓縮技術等,可大幅提升微波鏈路帶寬;另外分組微波設備還可根據(jù)天氣條件的惡化自適應降低調制模式,保證高優(yōu)先級業(yè)務的傳送;分組微波設備在LTE帶寬需求適配方面有天然的靈活性。
第二,E- Band微波設備的大帶寬傳送能力。隨著LTE建設的開展,更大的帶寬是對移動回傳網(wǎng)提出的必然要求,新一代的E-Band微波設備天然具有傳輸大容量業(yè)務的能力。E-Band工作在71~76GHz或81~86GHz頻段,提供可達10GHz的可規(guī)劃單頻段頻譜資源,其中頻帶寬可支持250MHz和 500MHz,目前調制模式最大可支持64QAM。由于采用了更高的工作頻段和更寬的中頻帶寬,E-Band分組微波設備在500M中頻帶寬和64QAM 調制模式下的系統(tǒng)單頻點容量可達2.5Gbps。相比常規(guī)頻段分組微波設備,系統(tǒng)容量成倍提升。在應用場景上, E-Band微波更適用于城區(qū)內的短距離(通常小于3km)大帶寬密集覆蓋。
第三,豐富的電信級保護機制。在微波鏈路方面,可通過對每跳微波鏈路兩端的中頻單元和ODU進行熱備份實現(xiàn)保護HSB(Hot Standby)保護功能;在接入鏈路方面支持GE接口的LAG保護,部分支持STM-N接口的設備還提供MSP保護功能;PTN分組微波設備在網(wǎng)絡側保護方面和PTN設備一脈相承,完美匹配,支持LSP的線性保護,部分廠商支持環(huán)網(wǎng)保護;以太網(wǎng)分組微波設備在網(wǎng)絡側保護方面主要支持以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)保護;完善的保護機制為分組微波設備承載LTE回傳業(yè)務保駕護航。
第四,多業(yè)務承載能力和豐富的QoS機制保證。分組微波設備可提供點到點的EP-Line和EVP-Line、多點到多點的EP-LAN和EVP- LAN業(yè)務類型,PTN分組微波設備和部分以太網(wǎng)分組微波設備還支持TDM業(yè)務。分組微波設備提供較完善的QoS機制:支持流分類和優(yōu)先級映射、入口 CAR、8級隊列優(yōu)先級調度(SP和SP+WFQ)、擁塞控制策略等功能。
第五,強大的OAM功能和面向業(yè)務的運維管控功能。PTN和以太網(wǎng)分組微波設備均支持以太網(wǎng)業(yè)務OAM、以太網(wǎng)接入鏈路OAM 。PTN分組微波設備還支持LSP和PW層的MPLS-TP OAM,部分廠商支持LSP段層OAM。為了提高分組微波設備的維護操作管理功能,部分廠商網(wǎng)管可提供端到端中射頻參數(shù)設置與查詢、端到端業(yè)務創(chuàng)建、微波鏈路衰落儲備測試、偽隨機碼測試、空間掃頻測試等網(wǎng)管功能。
第六,較完善的頻率和時間同步技術。PTN和以太網(wǎng)分組微波設備均可提供穩(wěn)定可靠的頻率同步功能。PTN分組微波設備還支持高精度的時間同步功能,滿足TD-LTE基站移動回傳需求。
二、分組微波設備實現(xiàn)無光纖接入資源區(qū)域的LTE基站的末端接入
在無法實現(xiàn)光纖接入的區(qū)域部署基站是分組微波設備在LTE移動回傳中的主要應用場景。LTE網(wǎng)絡為了提高覆蓋,宏站和小站協(xié)同組網(wǎng),宏站負責網(wǎng)絡覆蓋,小站負責覆蓋補盲和數(shù)據(jù)熱點吸收等,分組微波可以靈活適應LTE回傳承載時宏站和小站協(xié)同組網(wǎng)下的不同應用需求。
首先,分體式分組微波應用于LTE宏基站的末端接入,提供多方向業(yè)務匯聚能力
LTE宏基站通常安置在固定站址的機房,多采用IDU和ODU分離的分體式分組微波設備承載接入,以提供多業(yè)務接入和匯聚能力。如果LTE基站通過城域 PTN接入層上聯(lián)到EPC(Evolved Packet Core,演進的分組核心網(wǎng)),則建議采用同廠家的基于PTN的分組微波設備實現(xiàn)基站末端接入,并通過NNI接口互聯(lián),實現(xiàn)分組微波設備和PTN網(wǎng)絡的端到端統(tǒng)一維護管理。如果LTE基站通過其他方式上聯(lián)到EPC,微波設備的選取可根據(jù)實際需求靈活配置。
其次,全室外分組微波在LTE小基站的末端接入上大顯身手
LTE小基站的數(shù)量眾多,分布更密集,且其多分布在一些人口密度較大的繁華街道、樓宇、廣場等區(qū)域,站點部署環(huán)境復雜,通常不能提供固定的站址或機房,常需要安裝在墻壁、燈桿等上面,對于沒有光纖接入資源的地方,全室外的分組微波設備有了用武之地。與分體式分組微波設備相比,全室外微波設備提供的數(shù)據(jù)接口少,功能較簡單,但其輕便安裝、易維護、低功耗、即插即用和低成本的特點很好地適應了小站接入模式。
小站的回傳應用模式主要包括小站和宏站(支持hub)之間傳送、小站和小站匯聚網(wǎng)關之間傳送、小站網(wǎng)關和回傳網(wǎng)絡的匯聚節(jié)點之間傳送。
最后,E-Band分組微波將在高密度、大帶寬和短距離末端接入上凸顯價值
隨著LTE網(wǎng)絡的大規(guī)模鋪設,在國內的4G牌照發(fā)放之后,LTE業(yè)務的發(fā)展將步入快速發(fā)展的軌道,LTE基站接入業(yè)務的帶寬會很快耗盡常規(guī)頻段的微波鏈路資源,在國內開放E-Band頻段之后,E-Band分組微波設備的大帶寬傳送能力的優(yōu)勢將得以盡興發(fā)揮,在光纖接入資源匱乏的區(qū)域繼續(xù)凸顯分組微波設備最后一跳的價值。
三、分組微波設備實現(xiàn)LTE移動回傳網(wǎng)絡接入層補環(huán),提高網(wǎng)絡健壯性
鑒于微波傳輸性能受天氣影響較大,LTE移動回傳網(wǎng)絡的物理鏈路在當前及可預見的未來仍然以光纖為主,但現(xiàn)有光纖資源因業(yè)務開展逐漸消耗殆盡,部分區(qū)域可能無光纖資源可用,尤其是在人口密度較大的中心城市,鋪設新光纖資源難度大、周期長,造成該區(qū)域接入層網(wǎng)絡鏈型較多,成環(huán)率較低,在可靠性上存在隱患,分組微波設備因靈活部署可作為接入層補環(huán)的有效手段,提高網(wǎng)絡健壯性,如圖1所示。
圖1 LTE回傳網(wǎng)絡接入層分組微波設備補環(huán)應用
采用分組微波設備進行接入層補環(huán)時,如果接入層采用PTN設備,建議優(yōu)先考慮和接入層設備同廠商的PTN分組微波設備,它的優(yōu)點顯而易見:可以進行端到端的維護管理,不存在管理盲區(qū);PTN分組微波的OAM功能比較完善,易于實現(xiàn)網(wǎng)絡性能監(jiān)測和故障定位排查;PTN分組微波的保護功能豐富且完善,除了微波鏈路的熱備份保護(HSB)外,還可配置LSP線性保護和環(huán)網(wǎng)保護,完美匹配接入層PTN設備,保證LTE業(yè)務可靠傳送;PTN分組微波設備可提供 IEEE 1588V2功能,適用于TD-LTE業(yè)務的傳送。
接入層網(wǎng)絡采用PTN設備承載時,也可基于實際情況考慮采用以太網(wǎng)分組微波來補環(huán),此時PTN網(wǎng)絡把以太網(wǎng)分組微波設備提供的微波鏈路當作透明通道,進行端到端業(yè)務配置、OAM監(jiān)控和保護配置,但存在著監(jiān)控盲區(qū),需增配以太網(wǎng)分組設備網(wǎng)管進行維護管理,增加了維護量和復雜度,且需考慮以太網(wǎng)微波設備和PTN設備的QoS映射配置;由于以太網(wǎng)微波與PTN設備采用NNI接口互連,無法配置LAG保護,存在保護盲區(qū),若采用UNI接口對接可實現(xiàn)LAG保護,但會影響到PTN設備接入的業(yè)務不能進行端到端配置管理;另外當前以太網(wǎng)分組微波設備對IEEE 1588V2時間同步功能支持情況欠佳,難以滿足TD-LTE基站回傳的應用需求。
如果接入層為IP RAN等其它類型設備,可基于實際情況選擇適當?shù)姆纸M微波設備。
四、分組微波的快速接入是LTE業(yè)務應急通信不可或缺的手段
分組微波設備應用于LTE業(yè)務應急通信時,包含但不限于以下兩種情況:
第一,用于臨時的熱點覆蓋
對于某些臨時的大型體育活動和文藝演出,因人員密度很高,原來配置的LTE基站帶寬不能滿足業(yè)務的接入需要,需要增設基站,但可能的情況是光纖或其他有線接入資源匱乏,此時分組微波設備快速部署、靈活配置的特點得以充分發(fā)揮,對于可靈活選址的全室外微波尤其如此。
第二,用于救災
當自然災害如地震,洪水或人為災難如戰(zhàn)爭來臨時,通信暢通是救災的最基本保障;在災難發(fā)生現(xiàn)場,原有的基站、光纖鏈路可能被摧毀,導致通信中斷,在通信搶通實施中,分組微波設備的靈活安裝,快速實施的特點可成為應急通信的有效傳輸手段。
五、E-Band分組微波設備的應用發(fā)展需各方共同推進
隨著LTE網(wǎng)絡的規(guī)模部署,大帶寬業(yè)務的逐漸加載,支持更大帶寬、豐富的QoS功能、完善的保護機制、高精度的時間同步功能以及支持端到端配置及維護的 E-Band分組微波設備成為業(yè)內的重點發(fā)展方向,目前已經(jīng)完成了E-Band的國際標準化,且新一代E-Band設備在國際市場上如歐美一些國家已開始規(guī)模應用;國內常規(guī)頻段分組微波設備的標準化工作已基本完成,且設備已開始應用于LTE回傳網(wǎng)絡中;在E-Band頻段標準化方面,CCSA已開展了包括頻率分配、信道劃分、設備技術要求和測試方法等內容的技術研究,由于國內尚未開放E-Band頻段,暫無法轉化為E-Band標準,E-Band分組微波設備產(chǎn)業(yè)鏈的健康快速發(fā)展仍然需要國家管理部門、標準化組織、運營商和設備制造商的共同推進。
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