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小基站回傳的關鍵挑戰與應對
來源:互聯網
摘要:  近年來,智能手機的普及、3G網絡的大規模部署,以及LTE商用網絡的全球布局,使移動寬帶數據業務呈現爆發式增長,在未來5年內還將以66%的年復合增長率(CAGR)繼續增長,并為運營商帶來大量收入。與此同時,以移動數據業務為主的用戶體驗需求,對傳統移動網絡提出了兩大挑戰,即熱點區域密集用戶群的高吞吐量需求和邊緣網絡盲點覆蓋問題。
Abstract:
Key words :

  近年來,智能手機的普及、3G網絡的大規模部署,以及LTE商用網絡的全球布局,使移動寬帶數據業務呈現爆發式增長,在未來5年內還將以66%的年復合增長率(CAGR)繼續增長,并為運營商帶來大量收入。與此同時,以移動數據業務為主的用戶體驗需求,對傳統移動網絡提出了兩大挑戰,即熱點區域密集用戶群的高吞吐量需求和邊緣網絡盲點覆蓋問題。

  為了化解這些挑戰,基于HetNet理念的分層立體網絡成為移動網絡建設的趨勢。根據Infonetics對此趨勢的最新研究,到2016年,宏站處理的網絡業務流量占比將由現在的90%以上,下降至58%,小基站(包括室內小基站和室外小基站)承載流量占比將達到24%。此外,Infonetics預測,到2016年,全球小基站出貨量將超過300萬套。我們可以預見未來3-5年,小基站在移動網絡中的數量將出現井噴式增長,成為未來移動運營商網絡投資建設的重點。
  小基站大規模部署會給回傳網絡建設帶來怎樣的影響呢?在解答這個問題之前,我們首先要了解小基站部署的主要特點。小基站具有小巧的體積,具備零站址安裝條件,且能適應各種室內外安裝環境及高密度部署,設備數量可能達到宏站的10倍之多。
  小基站與宏基站協同工作,給移動用戶提供全網一致的業務體驗。小基站可采用各種組網拓撲結構,先匯聚到宏基站,再上宏基站回傳設備,或者直接連接到現有的移動回傳或其他綜合承載網絡的匯聚傳輸節點設備上。
  小基站及其部署的特點,對其回傳網絡解決方案帶來了挑戰。這包括:最后一公里多樣性傳輸資源的適應性;小基站回傳設備暴露在公共室內外場所,會面臨設備環境適應能力、物理安全、業務接入安全方面的挑戰;面向LTE/LTE-A業務的全面的時鐘同步需求;網絡容量與業務的高擴展性和靈活性需求;大規模網元設備運維的簡單便捷性需求;當然,總體擁有成本(TCO)也要低。
關鍵技術及應對方案
  針對上述小基站大規模部署帶來的對回傳網絡建設的挑戰,我們將逐一進行分析,并給出小基站回傳網絡建設的關鍵技術與應對方案。
豐富的接口種類
  由于小基站部署使站點進一步向用戶延伸,如果采用全面鋪設光纖傳輸資源到小基站,從市政施工權獲取、成本投入和建設周期來看都很不現實。由此,小基站初期回傳方案會就近接入或租用已有的各類傳輸線路資源,如光纖、銅纜或微波等,以滿足快速部署的需求。從小基站回傳網絡發展的中長期趨勢來看,城區熱點區域將采用以光纖接入為主的大帶寬回傳方案,郊區和農村等用戶較為分散,且主要以補盲為主的區域,采用較為經濟的就近接入傳輸資源方案,如微波、銅纜等。
  綜上所述,小基站回傳最后一公里可分為有線和無線兩種場景。無線場景可采用基于E-Band/V-Band/Sub-6G技術的微波設備。而有線場景則可采用具有多種媒介接入能力的小基站接入網關設備,如小基站路由器,也可以直接利用已有的xDSL和FTTx的終端接入設備。所以說,小基站回傳網絡最后一公里的技術適配和多樣化接口能力是設計選型的關鍵。
全方位的安全設計
  小基站回傳設備與小基站通常安裝在公共室內外場所,無專門的防護設備和措施,因此對設備的環境適應能力、物理安全性要求高。而LTE扁平化的網絡架構,導致RNC業務終結點消失,也失去了原有3G網絡架構下的安全封裝機制,回傳網絡就需要提供LTE基站與核心網設備MME/S-GW之間的S1接口流量安全保護。
  所以,小基站回傳網絡設備要求具有全方位的安全設計解決方案。其具體要求是:滿足室外高標準防護等級IP65;支持-40oC–65oC大范圍工作溫度區間;全面的業務接入安全設計,如接入控制802.1x、業務安全隔離VPN、防IP仿冒的DHCP nooping、復雜流分類ACL技術等。
基于各種傳輸媒介的時鐘同步
  基于LTE/LTE-A的小基站將占整個小基站部署的90%以上,同時,LTE網絡的eMBMS(Evolved Multimedia Broadcast/Multicast Service)和CoMP(Coordinated Multiple Points)業務的大規模部署,不僅要求小基站回傳設備支持基于任意媒介的時鐘同步能力,而且要求同時支持頻率同步和時間同步。只有這樣全面的高質量的時間同步解決方案,才能確保在LTE時代的各種增值業務的客戶體驗。也可以說,支持基于各種媒介和組網拓撲的1588v2全模式(OC/BT/CT)時鐘同步技術,是小基站回傳網絡設計的必要條件。
高擴展性和靈活性的設備平臺
  在LTE網絡時代,越來越多的移動運營商將轉型為綜合信息服務提供商,移動寬帶網絡將會成為綜合業務承載網絡?;貍骶W絡不僅承載呈指數級別增長的數據業務,其他各類增值業務,如手機高清視頻、不同等級的企業專線業務、帶寬或租用線批發業務等,都可能通過各類小基站和宏基站接入回傳網絡。針對此,小基站的承載設計選型,要重點考慮設備容量和業務部署的高擴展性和靈活性。
  實現小基站最后一公里的各種回傳技術中,基于IP/MPLS技術的平臺,在網絡帶寬和業務部署的擴展性和靈活性方面最有優勢,而且能夠與已有的IP承載網絡協議互通,能夠進行端到端的業務部署、可靠性設計以及故障監測。在有線資源的情況下,基于IP/MPLS技術的小基站路由器是首選。
簡潔高效的運維平臺
  LTE小基站回傳網絡具有的回傳設備網元數量,將數十倍于原有的2G/3G網絡,而且LTE網絡架構下的網絡流量模型,將轉變為多點到多點的全連接模式。此外,小基站回傳網絡還需與已有回傳網絡或FMC綜合業務承載網混合組網。這就要求小基站回傳網絡的運維管理平臺需針對以上這些特點,給出解決方案,并具備以下特征。
  大規模設備網元的高效快速部署:業務部署需支持遠程開局、遠程調測,以及業務鏈路性能端到端監測;設備配置則可采用基于業務的典型參數模板化的方式,來簡化配置并批量下發。
  支持業務鏈路靈活調整和端到端的網絡SLA監控能力:采用基于GUI界面的可視化業務部署方案,具備端到端網絡性能監控與分析能力,在提高運維效率的同時,提升網絡故障預警能力和網絡帶寬預規劃能力。
  小基站回傳網絡與已有承載網絡混合組網下的統一運維:采用能夠管理多種回傳設備(如IP、傳輸和微波)的統一網管平臺,完成端到端網絡的業務部署、發放,這是提高網絡運維效率、保障網絡質量和客戶體驗的關鍵。
CAPEX和OPEX優化設計
  CAPEX支出控制方面,運營商需選用性價比最優的小基站回傳設備來控制設備投資。在OPEX方面,運營商對設備體積、功耗、環境適應性、安裝維護的要求,需要供應商提供零站址安裝、超低功耗、POE供電、全天候環境適應、高效率遠程運維等全面的解決方案。
面向未來的華為解決方案
  隨著LTE商用網絡逐漸進入深度覆蓋階段,越來越多運營商開始規劃小基站回傳網絡建設。華為也積極參加NGMN(下一代移動網絡)、IWPC(International Wireless Industry Consortium)以及Small Cell Forum(小基站論壇)等國際組織,并參與關于小基站回傳要求和解決方案的研討,以及相關標準制定等一系列活動。華為是業界對小基站回傳技術研究投入最早的廠家之一。
  基于對小基站回傳網絡建設需求和挑戰的深入分析和持續的產品研發投入,華為在2013年巴塞羅那世界移動通信大會(MWC)上,率先發布了小基站回傳的全方位技術和產品系列解決方案。華為小基站回傳技術方案包括滿足光纖和銅線有線場景下的基于IP/MPLS的ATN905系列解決方案,以及無線場景下,基于NLOS微波的SUBLINK解決方案和基于E-Band/V-Band技術的全系列微波解決方案。網絡設備運維方面,華為在統一的可視化網管平臺U2000基礎上,新發布了uTraffic端到端網絡性能監控維護方案,旨在進一步提升移動寬帶、大數據時代的綜合承載網網絡質量和運維效率。
  借助在綜合承載以及已有宏站回傳網絡的市場格局和品牌優勢,華為小基站回傳解決方案已在國際主流運營商的網絡建設中嶄露頭角,以期幫助運營商搶先一步把握市場先機。
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