l3ptn在lte网络中的作用及其组网分析
下一代网络总体的特征是技术IP化、IT化；业务融合化、开放化；承载宽带化、差异化；架构水平化、扁平化。在业务IP化趋势的推动下，分组化已经成为传送网络的演进主线。基于这种思想设计出来的PTN（Packet Transport Network，分组传送网）技术在提高数据业务传送速率和简化数据业务网络架构上有明显的优势。进入LTE阶段，以往“核心—接入”的星形传输方式已不再适用，无法满足用户体验需求，需要在传输网络内就能实现横向流量向导。本文先分析了LTE与2G/3G的网络架构，与2G/3G网络相比，LTE接入承载网出现了两种接口，用于基站和核心网网关之间的连接S1接口和用于基站和基站之间逻辑连接的X2接口。2G/3G时代每个基站归属于一个核心网网关，流量呈点对点状；而演变到LTE时，每个eNB可同时归属多个S-GW/MME（S1-FLEX），相邻eNB间通过X2接口逻辑连接，所以LTE阶段的流量呈多点到多点MESH状，综合S1和X2的承载需求分析在承载网的某个层次上是需要承载网提供L3VPN功能，以支持X2调度和S1-Flex承载需求，论证了在PTN传送网中引入L3的可行性。PTN传送网实现L3功能，本文提出了两种建设方案，PTN L3方式和PTN+CE路由器这两种方式。通过对网络可靠性、网络QoS（Quality of Service,服务质量）、时钟同步、S1/X2接口承载需求等方面对比PTN L3体现其经济性及可维护性，最终采用PTN L3方式作为实现PTN实现L3功能的方式。在确定承载网传输方案后研究了其部署方案是在核心层PTN部署L3功能，与在汇聚层就部署L3功能相比在建设成本和网络性能方面有较大优势。最后研究了当PTN L3整体保护机制，传输网中各个链路或者节点出现故障后是怎样进行保护并恢复业务传输，并对未来网络进行了展望。
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究意义 1
1.3本文主要内容及结构安排 2
第二章 LTE的网络架构及业务流向 3
2.1 LTE网络总体架构 4
2.2 LTE网络的业务流向 6
2.2.1 LTE网络的业务接口
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
6
2.2.2 LTE网络的业务流向 7
2.2.3 LTE网络的业务流量 7
2.3本章小结 8
第三章 LTE网络承载分析 9
3.1 TDLTE承载需求分析 9
3.1.1 2G/3G/LTE长期共存 9
3.1.2 LTE网络承载的时延要求 9
3.1.3 LTE网络承载的时钟同步需求 10
3.1.4 LTE网络承载的Qos需求 10
3.1.5 LTE网络承载其他需求 11
3.2 TDLTE承载网方案 12
3.2.1 PTN+CE路由器方案 12
3.2.2 L3 PTN方案 14
3.2.3 L3 PTN部署方案 19
3.3 PTN+CE路由器与L3 PTN方案比较 20
3.3.1 OAM和保护能力 20
3.3.2 网络管理和维护 20
3.3.3 成本分析 21
3.3.4 网络演进 21
3.3.5 L3PTN和PTN+CE方案综合比较 21
3.4 L2/L3桥接设备的组网方式和其设备的内部结构 23
3.5 本章小结 25
第四章 L3PTN保护方案 26
4.1 PTN保护技术 26
4.2 PTN L3整体保护方案 26
4.3 故障运行分析 27
4.4 本章小结 31
第五章 总结与展望 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1课题研究背景
在数据呈爆炸式增长的4G时代，移动运营商的业务也逐渐从传统的语音业务为主转向数据业务为主，手机正从单一的通信终端转变成工作和生活娱乐终端，要求“移动与固定”和“无线与有线”的进一步融合，通信网、互联网、数字电视网的技术逐步趋于一致，能为用户提供多种数据业务，所以对移动运营商的技术要求越来越高，市场竞争也越来越激烈。从2G/3G演变到LTE适应时代的需求。而且现在4G基本已全面覆盖，移动运营商也逐渐全部推出支持4G的终端。LTE建设的步伐也逐渐加快，根据GSA统计，截止2014年2月14日，全球已有101个国家和地区开通了263张LTE商用网络,其中，2013年以来新增LTE网络123个，LTE网络规模持续扩张[1] 。
1.2课题研究意义
过去互联网业务以流量型，语音业务在移动业务中占主导部分，现在移动数据业务流量总量急增，IPTV等业务的快速发展，对服务质量提出了新的高度。在全面IP化，高带宽，大容量的业务发展下，同时也要降低网络成本，减少网络的层次和设备的数量，提高网络的智能化。在已经存在大量PTN设备的情况下，怎样在提高网络性能的同时节约建设成本是移动运营商当前急迫需要解决的问题。
步入LTE阶段，LTE高质量的业务承载对传送网的承载提出了更高的要求：要求接入带宽更高；LTE实现深度覆盖，网络节点数是现有基站数的23倍，也就是网络规模更大；要求LTE和2G、3G网络共存；要求转发业务时时延较低，提高用户体验；提供精确的QoS能力；LTE部分业务还要求时钟同步。针对这些要求，应找到现有承载网应向分组传送网络平滑演进的组网方案。
1.3本文主要内容及结构安排
本文在把实现对LTE网络承载作为目标的基础上，分析了LTE网络结构和业务流向。根据某省份的LTE建设的初期，研究PTN传输面对的新的需求，引入新的设计方案——PTN传送网的核心层升级到L3功能。然后论证在传输网络内引入L3的可行性，并研究其部署方案、组网方式和保护设置。
全文一共分为五章，第一章的绪论部分就课题的研究背景及LTE现阶段发展和建设现状。并在LTE承载网的需求的基础上阐述了本课题的研究意义。
第二章分析以往2G/3G与LTE的网络架构的对比以及分析了S1业务和X2业务流向。在网络架构的对比中着重介绍了S1、X2接口的功能，为后续PTN引入L3功能作了重要的考核指标。
第三章分析了LTE承载网的要求，论证了PTN传送网络引入L3的可行性。然后提出了两种组网方式，即PTN+CE方案和L3PTN方案，最后通过在网管维护的简洁性、保护倒换时间、OAM能力、产品成熟度、同步技术、成本等方面进行比较，综合选择L3PTN方式。在本章最后分析了L3的部署方案，即只在核心层PTN升级到L3功能。
第四章为L3PTN的保护方法研究。先阐述了PTN的保护机制，后分析了PTN L3整体保护机制，并对传输网中各个链路或者节点出现故障后是怎样进行保护并恢复业务传输的进行了说明。
第五章为对前文的总结，并对未来网络进行了展望。
第二章 LTE的网络架构及业务流向
LTE是一个与WCDMA、GSM相类似的技术术语，指的是一种移动通信的技术体系。LTE系统在进一步提高终端用户吞吐率、提升小区容量、降低用户时延方面提出了一系列较为先进的需求。这些需求结合全移动性，将会为用户体验带来巨大好处。本章首先对LTE的网络结构作了详细描述，并分析了其业务流向，LTE系统结构中常用的英文缩写词如表2.1所示。
表2.1 LTE网络常用词
缩略词
英文全称
中文全称
CS
Circuit Switching
电路交换
PS
Packet Switched
分组交换
RNC
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究意义 1
1.3本文主要内容及结构安排 2
第二章 LTE的网络架构及业务流向 3
2.1 LTE网络总体架构 4
2.2 LTE网络的业务流向 6
2.2.1 LTE网络的业务接口
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
6
2.2.2 LTE网络的业务流向 7
2.2.3 LTE网络的业务流量 7
2.3本章小结 8
第三章 LTE网络承载分析 9
3.1 TDLTE承载需求分析 9
3.1.1 2G/3G/LTE长期共存 9
3.1.2 LTE网络承载的时延要求 9
3.1.3 LTE网络承载的时钟同步需求 10
3.1.4 LTE网络承载的Qos需求 10
3.1.5 LTE网络承载其他需求 11
3.2 TDLTE承载网方案 12
3.2.1 PTN+CE路由器方案 12
3.2.2 L3 PTN方案 14
3.2.3 L3 PTN部署方案 19
3.3 PTN+CE路由器与L3 PTN方案比较 20
3.3.1 OAM和保护能力 20
3.3.2 网络管理和维护 20
3.3.3 成本分析 21
3.3.4 网络演进 21
3.3.5 L3PTN和PTN+CE方案综合比较 21
3.4 L2/L3桥接设备的组网方式和其设备的内部结构 23
3.5 本章小结 25
第四章 L3PTN保护方案 26
4.1 PTN保护技术 26
4.2 PTN L3整体保护方案 26
4.3 故障运行分析 27
4.4 本章小结 31
第五章 总结与展望 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1课题研究背景
在数据呈爆炸式增长的4G时代，移动运营商的业务也逐渐从传统的语音业务为主转向数据业务为主，手机正从单一的通信终端转变成工作和生活娱乐终端，要求“移动与固定”和“无线与有线”的进一步融合，通信网、互联网、数字电视网的技术逐步趋于一致，能为用户提供多种数据业务，所以对移动运营商的技术要求越来越高，市场竞争也越来越激烈。从2G/3G演变到LTE适应时代的需求。而且现在4G基本已全面覆盖，移动运营商也逐渐全部推出支持4G的终端。LTE建设的步伐也逐渐加快，根据GSA统计，截止2014年2月14日，全球已有101个国家和地区开通了263张LTE商用网络,其中，2013年以来新增LTE网络123个，LTE网络规模持续扩张[1] 。
1.2课题研究意义
过去互联网业务以流量型，语音业务在移动业务中占主导部分，现在移动数据业务流量总量急增，IPTV等业务的快速发展，对服务质量提出了新的高度。在全面IP化，高带宽，大容量的业务发展下，同时也要降低网络成本，减少网络的层次和设备的数量，提高网络的智能化。在已经存在大量PTN设备的情况下，怎样在提高网络性能的同时节约建设成本是移动运营商当前急迫需要解决的问题。
步入LTE阶段，LTE高质量的业务承载对传送网的承载提出了更高的要求：要求接入带宽更高；LTE实现深度覆盖，网络节点数是现有基站数的23倍，也就是网络规模更大；要求LTE和2G、3G网络共存；要求转发业务时时延较低，提高用户体验；提供精确的QoS能力；LTE部分业务还要求时钟同步。针对这些要求，应找到现有承载网应向分组传送网络平滑演进的组网方案。
1.3本文主要内容及结构安排
本文在把实现对LTE网络承载作为目标的基础上，分析了LTE网络结构和业务流向。根据某省份的LTE建设的初期，研究PTN传输面对的新的需求，引入新的设计方案——PTN传送网的核心层升级到L3功能。然后论证在传输网络内引入L3的可行性，并研究其部署方案、组网方式和保护设置。
全文一共分为五章，第一章的绪论部分就课题的研究背景及LTE现阶段发展和建设现状。并在LTE承载网的需求的基础上阐述了本课题的研究意义。
第二章分析以往2G/3G与LTE的网络架构的对比以及分析了S1业务和X2业务流向。在网络架构的对比中着重介绍了S1、X2接口的功能，为后续PTN引入L3功能作了重要的考核指标。
第三章分析了LTE承载网的要求，论证了PTN传送网络引入L3的可行性。然后提出了两种组网方式，即PTN+CE方案和L3PTN方案，最后通过在网管维护的简洁性、保护倒换时间、OAM能力、产品成熟度、同步技术、成本等方面进行比较，综合选择L3PTN方式。在本章最后分析了L3的部署方案，即只在核心层PTN升级到L3功能。
第四章为L3PTN的保护方法研究。先阐述了PTN的保护机制，后分析了PTN L3整体保护机制，并对传输网中各个链路或者节点出现故障后是怎样进行保护并恢复业务传输的进行了说明。
第五章为对前文的总结，并对未来网络进行了展望。
第二章 LTE的网络架构及业务流向
LTE是一个与WCDMA、GSM相类似的技术术语，指的是一种移动通信的技术体系。LTE系统在进一步提高终端用户吞吐率、提升小区容量、降低用户时延方面提出了一系列较为先进的需求。这些需求结合全移动性，将会为用户体验带来巨大好处。本章首先对LTE的网络结构作了详细描述，并分析了其业务流向，LTE系统结构中常用的英文缩写词如表2.1所示。
表2.1 LTE网络常用词
缩略词
英文全称
中文全称
CS
Circuit Switching
电路交换
PS
Packet Switched
分组交换
RNC
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