自2009年全球首個LTE網(wǎng)絡(luò)商用以來，LTE在全球市場取得了快速發(fā)展。據(jù)GSA統(tǒng)計，截至2013年8月，全球76個國家已經(jīng)部署200張LTE網(wǎng)絡(luò)。GSA主席艾倫海登說：“106張LTE網(wǎng)絡(luò)在過去的12個月投入商業(yè)運行，代表了112%的年增長率。”LTE是一種主流的移動寬帶技術(shù)，是發(fā)展最快的移動通信系統(tǒng)技術(shù)。

　　在用戶數(shù)量上，根據(jù)統(tǒng)計，在2013年內(nèi)，LTE覆蓋人口達到全球人口的22%，其發(fā)展速度遠高于3G網(wǎng)絡(luò)部署之初。

　　2013年12月4日，工業(yè)和信息化部將TDD-LTE牌照分配給三家電信運營商：中國移動、中國電信以及中國聯(lián)通。此前，中國聯(lián)通就要求各分組本地網(wǎng)要為LTE的引入做好傳輸儲備，在獲取LTE牌照后的三個月要具備商用能力，并在浙江、廣東等地開始建設(shè)FDD LTE 4G試驗網(wǎng)絡(luò)。這也就意味著，300多張分組本地網(wǎng)都面臨著從3G承載到3G、LTE統(tǒng)一承載的轉(zhuǎn)變。如何在現(xiàn)有分組本地網(wǎng)上承載LTE業(yè)務(wù)是我們亟須關(guān)注和解決的問題。

　　LTE對承載技術(shù)的要求

　　3GPP將LTE的無線接入網(wǎng)定義為EUTRAN(演進的無線接入網(wǎng))，將核心網(wǎng)定義為EPC(演進的分組核心網(wǎng))。

　　EPC主要由移動管理實體(Mobility Management Entity，MME)、服務(wù)網(wǎng)關(guān)(Serving Gateway，SGW)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)(Packet Date Network Gateway，PGW)等幾個主要的功能實體組成。

　　EPC架構(gòu)秉承了控制與承載分離的理念，將2G/3G分組域中SGSN的移動性管理、信令控制功能和媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能分離出來，分別由兩個網(wǎng)元來完成。其中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(zhuǎn)發(fā)等功能，P-GW則仍承擔GGSN的職能。

　　與2G/3G網(wǎng)絡(luò)相比，LTE網(wǎng)絡(luò)最顯著的新變化主要有：

　　●網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全IP化：核心網(wǎng)取消了CS(電路域)，全IP的EPC支持3GPP、非3GPP各類技術(shù)統(tǒng)一接入，實現(xiàn)固網(wǎng)和移動融合(FMC)，靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業(yè)務(wù)。

　　●網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化：取消了之前定義的RNC，eNB(演進的基站)直接接入EPC，從而降低用戶可感知的時延，大幅提升用戶的移動通信體驗。

　　●引入了兩個接口：X2是相鄰eNB間的分布式接口，主要用于用戶移動性管理；S1是從eNB到EPC的動態(tài)接口。

　　其中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全IP化，意味著核心網(wǎng)內(nèi)、核心網(wǎng)與無線網(wǎng)之間的接口均可基于IP承載。

　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，意味著要建立eNB到MME和SGW之間的IP連通性。X2主要用于移動性管理(切換)和相鄰小區(qū)干擾抑制，只在終端從一個eNB移動到另一個相鄰eNB時使用，且每個eNB可定義多達32個X2接口，實際部署時相鄰基站數(shù)量由覆蓋情況決定。S1接口具備靈活組網(wǎng)方式，即所謂S1-flex功能。S1-flex允許一個eNB連接到多個MME/SGW POOL(池)，主要目的是實現(xiàn)負載均衡和網(wǎng)絡(luò)冗余，且每個eNB支持最多16個S1接口。上述分析表明，無論S1還是X2都存在著點對多點的流量。

　　分組本地網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

　　當前，分組本地網(wǎng)采用MPLS L3VPN對IP化的3G PS報文進行可靠封裝，基于路由信息進行選路，從而建立解決點多點通信模型。當RNC與基站之間的歸屬關(guān)系調(diào)整時，承載網(wǎng)不會感知，從而為運維實現(xiàn)了真正意義上的無線和承載的解耦合。

　　對于LTE業(yè)務(wù)，存在著兩種業(yè)務(wù)流向，一種是端到端的、向上匯聚的S1業(yè)務(wù)，一種是本地交換的X2業(yè)務(wù)。

　　在LTE初期，MME/SGW都部署在省會的核心機房。對于省會城市，基站的S1業(yè)務(wù)與3G基站的PS業(yè)務(wù)的模型相同，可采用“接入層PWE3+匯聚層以上L3VPN”或“接入層L3VPN+匯聚層以上L3VPN”的方式承載。兩種方案均能滿足3GPP對3G/LTE的時延要求。

　　分組網(wǎng)不僅要承載流向固定、集中式的LTE S1業(yè)務(wù)，還要面臨流向不確定、分布式的LTE X2業(yè)務(wù)。同一接入環(huán)、跨接入環(huán)、跨匯聚節(jié)點的基站之間都存在X2通信的可能，X2連接具有N的平方的特點。由于匯聚節(jié)點之間都需要形成MP-BGP鄰居，配置端到端的RSVP-TE隧道，并對LSP隧道和上下話PE節(jié)點提供保護，因此BGP、RSVP-TE隧道及保護的配置也會有N的平方的問題，這給網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、開通都來了不小的難題。

　　IP RAN分層VPN解決方案

　　為了兼容兩種業(yè)務(wù)，同時在不改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上簡化業(yè)務(wù)配置，烽火通信以為客戶提供最合適解決方案為出發(fā)點，提出了對LTE業(yè)務(wù)在匯聚層以上統(tǒng)一采用分層VPN的承載方案。

　　分層部署L3VPN，即核心落地接點作為普通的PE節(jié)點，核心節(jié)點作為一級SPE節(jié)點，區(qū)域匯聚節(jié)點作為二級SPE和一級的UPE，匯聚節(jié)點作為二級UPE。普通PE和SPE、UPE和其位于同一個環(huán)的SPE建立MP-iBGP鄰居，UPE通告私網(wǎng)路由到SPE，SPE下發(fā)缺省路由到UPE。通過本地有優(yōu)先級的設(shè)置影響B(tài)GP路由的選擇，從而確定主備用節(jié)點；在PE、SPE或UPE節(jié)點失效時，采用VPN FRR或BGP ECMP的方式加快路由收斂。

　　分組本地網(wǎng)作為路由型網(wǎng)絡(luò)，在大規(guī)模組網(wǎng)所帶來的路由收斂性、管理復(fù)雜、工程開通和維護難度大也會成為運營商困擾的問題。上述方案在解決LTE的S1和X2流量調(diào)度的同時，規(guī)劃清晰，能有效降低網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議配置復(fù)雜度和工作量，從而保障LTE基站的開通進度，便于后期維護過程中的故障排查。隨著LTE基站覆蓋范圍和密度的增大，匯聚以上采用分層VPN方案所帶來的優(yōu)勢將更加明顯。

　　目前全球已有50余個本地網(wǎng)使用烽火解決方案承載LTE，具備豐富的業(yè)務(wù)承載經(jīng)驗，在不斷深挖網(wǎng)絡(luò)價值、不改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、不影響現(xiàn)有3G業(yè)務(wù)、滿足3GPP LTE時延指標的基礎(chǔ)上提出上述方案，完美滿足運營商對于3G本地網(wǎng)承載LTE業(yè)務(wù)的訴求，充分保護運營商投資。