浙江移動PTN+CE有效承載TD-LTE試驗網

中國移動浙江分公司 | 鐘強 沈周暉 喻浩

考慮到網絡保護的層次性，后期網絡改進的穩定性以及對承載網保護倒換的要求，浙江移動采用PTN+CE全程1:1主備保護方案作為現網部署方案。

浙江移動是PTN技術應用的急先鋒。早在其它運營商還在搖擺不定，為是否選擇PTN以及是否放棄MSTP的問題爭論不休的時候，浙江移動作為省級運營商已經建設完成了國內最大的PTN商用網絡。在PTN技術還在不斷完善的階段，浙江移動與PTN產業鏈各個關鍵的合作單位深度合作，在PTN技術選擇、組網規劃及網絡維護上積累了豐富的經驗。

從將PTN網絡應用定位為TD基站回傳網絡開始，網規及網維人員不斷拓展延伸PTN的應用范圍。以杭州為例，PTN網絡目前承載超過4000個3G站，600個2G站，各類專線超過500條。

PTN+CE承載TD-LTE能力已被認可

與2G/3G時代不同，由于TD-LTE的高帶寬、深覆蓋的特點，對承載網提出了更高的要求，以下從6個方面列舉LTE時代對承載網的總體要求。

（1）接入帶寬：TD-LTE基站的接入帶寬最高可達150Mbit/s~450Mbit/s或更高，PTN承載網需支持可持續的帶寬擴展能力。

（2）網絡規模：TD-LTE需實現深度覆蓋，網絡節點數將會是現有基站數量的2~3倍；因此需要網絡部署節點更密集，對傳輸網絡接入和網絡安全帶來了更為嚴峻的考驗。

（3）S1 Flex：網絡需要支持eNB歸屬于不同的SGW/MME，因此需要實現三層路由的轉發功能；而目前主流的解決方案是PTN三層技術或PTN+CE方案。

（4）網絡可靠性：承載IP化同樣要求網絡保證高可靠性，故障切換小于50ms。

（5）網絡QoS：E2E時延要求<20ms，比GSM、TD需求更嚴格。

（6）時鐘同步：TD-LTE同樣需要時間同步，精度要求均高于TD-SCDMA，因此需要PTN盡快完善地面時間同步技術并進一步健全1588v2時鐘同步自維護體系。

針對這6個方面的需求，浙江移動利用原有的PTN網絡進行功能拓展，首先完成了對TD-LTE基站回傳業務的承載組網工作。在TD-LTE階段，承載網的主要任務是完成S1和X2業務的傳送。在PTN匯聚層及以下網絡架構不變的情況下，通過引入PTN智能路由域，根據IP地址完成S1和X2業務的轉發和傳送。關于PTN智能路由域，目前可行的方案主要是兩種：通過在PTN核心層網絡引入L3技術，完成路由轉發即PTN三層路由方案；通過新增CE路由器的方式，將PTN業務全部進入CE網絡進行路由轉發，即PTN+CE方案。

后者對現網架構改動小、設備成熟、網絡架構清晰，是目前TD-LTE試驗局的主流方案。

兩種主要的PTN+CE組網方案

根據TD-LTE對承載網的需求分析，目前主流的PTN+CE組網方案有兩種，分別為PTN雙路由+CE負載分擔保護方案（如圖1）和PTN+CE全程1:1主備保護方案（如圖2）。

圖1 方案1 PTN雙路由+CE負載分擔保護方案

方案1在PTN接入節點使用VSI專網技術，實現兩條對等的LSP雙發功能；在PTN接入節點與PTN落地節點間仍舊配置VLL專線業務，同時每條TUNNEL部署1:1 LSP保護。在PTN與CE對接處，我們省去了MAC-LAG保護模式。CE1、CE2和SGW之間利用OSPF路由快速收斂的特點引入直連路由。以下對方案1各種故障情況的保護倒換原理作詳細介紹。

（1）當PTN3與PTN1之間主1通道發生中斷時，PTN啟用APS保護倒換到備1通道。倒換僅在PTN網絡內容產生，CE網絡不感知。

（2）當PTN1發生故障時，PTN網絡進行切換，主1通道中斷，PTN3 MAC表自動清除，基站流量經主2通道被廣播至PTN2；同時，CE1接口無收光轉為down狀態，引發Vrrp主備切換；當CE2成為Vrrp主后，發送ARP報文至PTN3，PTN3將MAC轉發表更新重新建立連接。

（3）當PTN1與CE1之間發生中斷時，如果是收發纖同時中斷，接口狀態轉換成down,同時，Vrrp進行主備切換，CE2發送ARP保溫給PTN3，PTN3更新MAC轉發表，流量從主1切換到主2。當發生單纖故障，僅PTN1發到CE1產生中斷，此時，CE1接口收不到光，轉成down狀態，但仍發光，所以PTN接口仍然UP。此時CE1的Vrrp1發生主備切換，CE2切換成主用并發送ARP報文至PTN3，PTN3更新MAC轉發表，出口由主1切換至主2。

（4）當CE1節點故障發生時，Vrrp進行主備切換，CE2發送ARP報文給PTN3，PTN3更新MAC轉發表，流量從主1切換到主2。

（5）當MME和CE1鏈路發生故障，Vrrp2進行主備切換；到PTN3的流量經CE2經vlanif到CE1，至PTN1轉到PTN3。

（6）當CE1至SGW發生中斷，SGW與CE2將根據路由進行收斂。

圖2 方案2 PTN雙歸保護+CE主備保護方案

方案2（如圖2）所示，在PTN域采用PTN接入節點到2套落地設備之間配置PW-APS的雙歸保護；在PTN與CE對接處采用1:1設備間MAC-LAG保護，針對單纖中斷影響采用802.3ah以太網OAM檢測機制；CE之間及CE與MME之間采用VRRP靜態路由保護。方案2各種故障情況的保護倒換原理如下所示。

（1）當PTN3與PTN1之間主1通道發生中斷或PTN1發生故障時，PTN啟用PW-APS保護倒換到備1通道。倒換僅在PTN網絡內容產生，CE網絡不感知。

（2）當PTN1與CE1之間發生中斷時。如果是收發纖同時中斷，接口狀態轉換成down，MAC-LAG發生倒換。當發生單纖故障，僅PTN1發到CE1產生中斷，此時，CE1接口收不到光，轉成down狀態，但仍發光，所以PTN接口仍然UP。MAC-LAG發生倒換；同時，在PTN1和CE1之間部署802.3ah，在802.3ah協議超時后，自動將PTN1的接口也關掉。

（3）當CE1節點故障發生時，CE側Vrrp進行主備切換，CE2發送ARP報文給PTN3，PTN3更新MAC轉發表，流量從CE1切換到CE2。

（4）當MME和CE1鏈路發生故障，Vrrp進行主備切換；CE1流量經CE2經vlanif到MME。

（5）當CE1至SGW發生中斷，SGW與CE2將根據路由進行收斂。

PTN+CE承載TD-LTE的不足之處

杭州移動對上述兩種方案進行了現網測試，對具體的倒換測試結果進行了對比。

由于方案1對網絡保護的層次不清晰，同時浙江移動考慮到后期網絡改進的穩定性以及對承載網保護倒換的要求，決定采用第二種方案作為現網部署方案。

對于后期面向LTE的承載網部署，針對后期改進方向，目前基本明確有兩點。

其一，進一步提高網絡倒換速率與網絡穩定性：針對目前方案2中CE發至PTN的單纖倒換情況；由于802.3ah協議的制約性，倒換時間較長，穩定性不高。

其二，實現基站回傳業務端到端的負載分擔方式：目前方案2尚無法實現PTN至CE設備間的負載分擔功能，目前可通過業務規劃實現部分端口級的業務分擔。