1 引言

　　LTE(LONg Term Evolution,長期演進)是由3GPP(第三代合作伙伴計劃組織)制定的移動通信體系最新標準。實際上，LTE本身也在不斷發展演進中，當前已定義的LTE并非人們普遍理解的4G技術，而是一種3.9G或準4G標準，其所對應的R8標準已正式凍結。它以OFDM(正交頻分復用)、MIMO(多進多出)等先進的物理層技術為核心，改進并增強了3G空中接口技術，在2×2MIMO，20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的理論峰值速率(在采用4×4MIMO時，下行峰值速率甚至可達326Mbit/s);支持FDD(頻分復用技術)和TDD(時分復用技術)兩種工作方式，并支持高達500km/h的高速移動;R10是R8的增強版本，其理論峰值速率分別達到了下行1Gbit/s，上行500Mbit/s的水平，因此被稱為LTE-Advanced/LTE-A，也就是所謂4G技術。目前，R10正在制定中。

　　LTE將是今后全球最主要的廣域寬帶移動通信系統，未來所有的2G/3G/3.5G技術都將殊途同歸，統一演進到LTE/LTE-A階段。但由于各國運營商2G/3G網絡發展情況不同，對于LTE的演進路線是不同的，目前有如下4種LTE演進路線：

　　(1)最傳統方式演進。即從2G到3G，再向LTE長期演進發展的思路。如Orange是這種穩健策略的典型代表，其主要思路是堅定2G/3G發展戰略，LTE則作為長期演進目標。

　　(2)跳躍式演進。即從2G直接演進到LTE階段。T-Mobile是這種思路的典型代表，其主要發展策略是限制對3G/HSPA的投資，跳過HSPA+，2010年直接上LTE。

　　(3)不同體制間(3GPP/3GPP2)切換演進。如Verizon從2010年開始啟動從CDMA2000/EV-DO到LTE的商用進程。

　　(4)從TD-SCDMA向LTE演進。這是中國移動特定的演進思路，目前其已明確了要積極推動TD-LTE產業發展的大思路。

　　2010年國外電信運營商已開始啟動首輪商用，北美(Verizon)、歐洲(TMO)、日本(DoCoMo)等運營商均已開始進行商用網的部署;歐洲的FT，Telefonica，VDF也已宣布2011年將啟動第二輪商用。相對而言，我國的LTE尚處于技術啟動階段，離百萬用戶以上的大規模商用還需5年左右。特別是近兩年在3G方面投資巨大，故短時間內再次發放LTE牌照的可能性不大。因此，這兩年將主要以測試、試驗網及試商用網建設為主。

　　2 LTE對承載網絡的要求

　　2.1 LTE網絡的新變化

　　LTE的無線接入網命名為演進型UMTS陸地無線接入網(E-UTRAN)，核心網則為演進型分組核心網(EPC)。與2G/3G網絡相比，LTE網絡最顯著的新變化主要有：

　　(1)網絡結構全IP化。核心網取消了CS(電路域)，全IP的EPC支持3GPP，非3GPP各類技術統一接入，實現固網和移動融合(FMC)。EPC主要由MME(移動管理實體)，SGW(服務網關)，PGW(分組數據網關)等幾個主要的功能實體組成。其中，MME主要負責用戶及會話管理的所有控制功能，相當于2G/3G的SGSN控制平面。SGW主要負責用戶平面的數據傳送、轉發以及路由切換等，相當于2G/3G的SGSN用戶平面;PGW是所有外部數據網絡接入的錨點，類似2G/3G的GGSN功能。

　　(2)網絡架構扁平化。傳統的3GPP接入網由Node B和RNC兩層節點構成，而LTE中省去了RNC這一層，eNB(演進型NodeB)直接接入EPC設備，因此E-UTRAN主要由eNB構成，采用這種扁平化結構的目的在于簡化網絡結構、減小網絡延遲。

　　(3)引入了兩個新的接口。一是支持S1接口的靈活組網方式，即所謂S1-flex功能。S1是eNB和MME/SGW之間的接口，2G/3G網絡中RNC只能和一個核心網元連接，但S1-flex允許一個eNB連接到多個MME/SGW POOL(池)，實現負載均衡、冗災等。每個eNB支持最多16個S1接口;另一個重要變化是X2接口，即相鄰eNB間的分布式接口，主要用于移動性管理(切換)和相鄰小區干擾抑制，每個eNB可定義32個X2接口，實際部署時相鄰基站數量由覆蓋情況決定。

　　2.2 LTE對承載網的要求

　　(1)傳輸帶寬。LTE基站的接入帶寬相對3G網絡有了非常顯著的提高。根據經驗估算，以TD-LTE S111站型為例，eNB的傳輸帶寬至少在440~590M左右。如果采用S222站型，傳輸帶寬將加倍，即880~1180M左右，這幾乎是3G基站帶寬的10~20倍。

　　(2)LTE網絡結構的變化對承載網也有較大影響，S1flex和X2接口的引入打破了原有2G/3G匯聚型組網架構，這就要求承載網在原有的基礎上，具有靈活的業務調度能力。

　　(3)LTE對于QoS和時延的要求比2G/3G嚴格。LTE將提供比3G更多種類的數據業務(多媒體、視頻、交互類等)，3GPP詳細規范了各類業務的端到端時延和丟包率要求，因此要求承載網具有較強的QoS調度能力;3GPP建議S1/X2接口單向時延為2~15ms，NGMA(下一代移動聯盟)則要求承載網端到端最大時延小于10ms，特殊區域應滿足時延不超過5ms的要求。

　　LTE將實現深度覆蓋，eNB節點數將是現有基站數量的2~3倍，承載網規模應適應這種組大網的需要;LTE將和2G，3G網絡共存，要求承載網不僅具備IP分組業務承載能力，而且也應考慮TDM和IP多業務統一接入的需求;當然，承載IP化同樣要求網絡保證高可靠性，LTE保護需求類似于2G/3G承載網的保護，故障切換小于50ms;同時，LTE也具備對于頻率同步和時間同步的要求。

　　3 LTE承載解決方案及分析

　　由于EPC是實現了全IP化的核心網，因此IP骨干網是各主要核心網元之間的惟一承載網。這里的IP骨干網，對中國電信而言是CN2，對中國移動則是IP專網。故核心網的承載方案已無懸念，IP over WDM/OTN是滿足當前及未來發展趨勢的最佳骨干層解決方案。因此，E-UTRAN承載方案就成為LTE承載網的研究重點。

　　一般情況下，E-UTRAN承載網也被稱為LTE回傳網，主要是指城域傳送/承載網部分(只有少部分流量需經過IP骨干網)。其解決方案應滿足LTE高帶寬、靈活的業務調度、組大網、多業務承載、高可靠性和QoS、低時延、時間同步等方面的要求。根據這些需求，業界從不同角度提出多種解決方案。

　　3.1 端到端PTN解決方案(見圖1)

　　圖1 全PTN方案

　　這是中國移動大規模采用的方案。進一步分，端到端的PTN方案有兩種實現方式：第一種是純L2方式，現有PTN無需支持復雜的L3協議，至上而下采用L2通道;第二種方式需要核心層設備升級支持L3VPN。

　　純L2方式下設備實現最簡單，對于運維人員要求低，利用靜態的LSP解決S1flex和X2分布式接口需求，但存在的缺陷主要是浪費標簽的資源，因為這種方式必須從基站到多歸屬的網關之間預先建立多個LSP。雖然采用多段PW/LSP嵌套可從一定程度上節省標簽浪費的問題，但總的來說對業務調度的靈活性較差;核心層引入L3的方式可較好地解決純L2方式的缺陷，即節省了標簽資源，又可實現業務的靈活調度，即由核心層L3VPN實現S1 flex或X2等其他調度業務。

　　3.2 PTN外掛CE路由器的解決方案(見圖2)

　　圖2 PTN外掛CE的方案

　　這種方案仍以PTN為主，實際是對端到端L2 PTN方案的一種引申。即PTN仍維持端到端的L2功能，L3VPN功能由新引入的CE負責，實現S1 flex，X2等動態IP業務。需要注意的是，這里CE是指客戶邊緣路由器(CuSTomer Edge Router)。

　　有觀點認為這種方案適合大規模組網，運維優化，因此很可能是LTE承載應用主流之一，但主要的問題是引入CE路由器可能帶來新的故障隱患，如果CE發生故障則會造成整個移動網絡的癱瘓，故采用一對CE可以一定程度上解決這個問題。

　　3.3 端到端路由器解決方案(見圖3)

　　圖3 全路由器方案

　　從核心到接入全網采用動態路由協議承載IP類業務，采用PWE3管道方式承載TDM/ATM等傳統業務。顯然此方案處理LTE的動態業務具有天然的優勢，具有端到端靈活業務調度能力，無需像L2那樣需要預先建立很多的通道。但全路由器方案存在的最大問題就是建網成本相對較高、設備功耗較大、另外在組網規模上受限。此外，這種大規模動態網絡對于運維要求最高，且當前路由器的網絡保護、OAM能力相比PTN設備要弱。因此，這種方案適合規模較小的網絡，對于國內運營商這種大規模的網絡適用性較差。

　　3.4 路由器+IAN/PTN/CE混合組網解決方案(見圖4)

　　圖4 路由器+PTN/IAN/CE

　　這種方案的核心/匯聚層采用路由器，接入層采用IAN/PTN/CE，此處CE指電信級以太網交換機。進一步可擴展為3種方式：

　　(1)路由器+PTN的方式。

　　(2)路由器+CE的方式。

　　這兩種方式本質上都是核心/匯聚層支持L3路由，接入維持靜態L2功能。只是PTN(MPLS-TP)和CE(PBT或VPLS)采用的技術體制不同。

　　(3)核心/匯聚層采用路由器，接入層采用IAN。IAN即綜合接入節點設備，是中國電信新定義的一種結合了MPLS-TP和IP/MPLS功能的數據設備。這種方式比較適合擁有豐富IP城域骨干網資源的運營商，在實現LTE業務承載的基礎上，還可實現對大客戶專線及組播等高品質精品業務的綜合承載。

　　目前看來，對于路由器+CE，CE在OAM方面的能力相對較弱;采用路由器+PTN方案，則從某種程度上存在端到端的管理，異質網絡互通等問題，并出現需要數通和傳輸專業共同維護無線回傳網的情況;采用路由器+IAN方案，LTE回傳網均由端到端的數通產品組網，并統一由數通專業運維，故此方案對于固網資源豐富的運營商吸引力較大。

　　4 結束語

　　LTE回傳網目前存在端到端的PTN，PTN+CE(客戶邊緣路由器)，端到端的路由器，路由器+IAN/PTN /CE(電信級以太網交換機)等幾種解決方案。其中，前兩種解決方案均以PTN為主，而后兩種解決方案以數據設備為主。從技術可行性來講以上這些方案均可滿足LTE回傳網需求，主要區別在于L3路由的起點。實際上，引入L3功能的原因是在合適的位置提供靈活的業務調度能力，理想的狀況是既希望網絡具備很高的靈活及可靠性，又要做到簡單易維護，但這兩個方面往往是較難統一的。通常一個較小規模的網絡靈活性相對較大，而國內運營商網絡規模往往都很大，故更需要關注可靠性和維護能力。因此，在考慮LTE承載方案選擇時，需要找到合適的平衡點。由于網絡資源狀況不同，各運營商的方案選擇往往存在差異。

　　從目前國內的發展情況看，以PTN為主的解決方案已實現大規模商用，故成熟性最好;路由器+IAN這種以數據網為主的解決方案創新性較強，適合擁有豐富IP城域網資源的運營商，但實際工程應用較少，成熟性有待進一步驗證。

　　盡管LTE在我國大規模商用尚待時日，但各大主流基礎網絡設備提供商均已推出相關承載網產品。烽火通信作為國內知名的信息通信產品及解決方案提供商，其PTN產品已相繼服務于黑龍江、遼寧、山東、河北、湖北、湖南、江蘇等全國多個省市的移動承載網建設。在傳統光網絡產品向分組化轉型的過程中，烽火通信將繼續以客戶需求為己任，通過不斷的技術和產品創新為處于轉型中的電信運營商帶來更加全面的解決方案，滿足未來不同應用場景下對于LTE承載網絡建設的需求。