TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規劃工具的開發

朱武增，韓笑，胡淼

（中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150080）

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規劃工具的開發

朱武增，韓笑，胡淼

（中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150080）

文章從工程應用的角度出發，針對L3 VPN 承載網方案中TD-LTE基站IP地址和VLAN ID規劃工作自主研發了TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規劃軟件工具，詳細敘述了自動規劃工具的功能分配及主要算法的實現，并將實際工程中的基礎數據應用于該軟件，實現了預期功能。

TD-LTE；IP地址；VLAN ID

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID的規劃是規劃設計人員在工程中初次遇到的問題。

IP地址和VLAN ID的規劃在LTE試驗網初期是通過人工分配的，無線、傳輸與數據的融合，對規劃設計人員提出新的要求。這項工作需要多專業、多部門配合及規劃人員具備多專業知識的融合才能順利完成，在人工分配和規劃的過程中難免會出現一些錯誤。

如果將人工分配和規劃基站IP地址和VLAN ID程序化、工具化，可以大大以減輕規劃人員的工作量，提高工作效率。降低規劃設計人員專業的門檻，提高分配和規劃的準確率。

1 IP地址和VLAN ID自動規劃工具功能分配

根據IP地址和VLAN ID規劃原則及LTE承載網網絡構架，將TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規劃工具劃分為以下3個功能。

1.1 功能1：為全省各地市公司分配C類地址段

根據各省公司的每個地市公司的TD-LTE基站終期建設規模（可按2G基站數加TD基站數預估）為每個地市分配N個（N盡量為2x，即2、4、8…）個連續的C類地址段，這些連續C類地址段應符合IP地址VLSM(變長子網掩碼)原則，以保證在地市出口能夠聚合為一條或少數幾條路由。

1.2 功能2：為每個城市的不同“片區”分配地址段

每個“片區”對應一對核心層PTN設備，目標接入TD-LTE基站的數量為1 000～2 000個，分配C類IP地址段4～8個。

同一廠家的“片區”地址段應確保連續，建議分配N（N盡量為2x，即2、4、8…）個連續的C類地址段，這些連續C類地址段應符合IP地址VLSM（變長子網掩碼)原則，以保證每個廠家PTN設備出口能夠聚合為一條或少數幾條路由。

1.3 功能3：為“片區”內基站分配IP地址和VLAN ID

根據輸入基站的經緯度和基站所屬的PTN核心環、匯聚環等基礎信息，按照分到的“片區”地址段，將“片區”內的基站自動規劃為不同子網，并且為子網內每個基站和PTN子網網關自動分配IP地址，為每一個基站自動分配VLAN ID。其中本功能共有2種分配方案。

1.3.1 方案1

IP地址分配：每個基站分配2個IP地址，分別用于網管和業務（S1/X2），且兩個IP地址屬于不同的網段。基站側按1/8C類地址段（27位掩碼或根據各省情況不同進行設置）進行IP地址分配。L3 PTN設備作為網關，內部通過劃分子接口連接子網，與該子網內的所有基站通信。

實際部署中，考慮一定預留，當前建議一個網段部署15個基站。為了減小廣播域，避免廣播風暴，建議同一子網內的基站盡量在物理位置上靠近，便于X2信號就近轉發。無線網管地址分配原則相同，但處于不同的B類地址段。

VLAN ID分配：每個基站分配2個VLAN ID，1個VLAN分配給業務，1個VLAN分配給網管，各市地根據實際VLAN ID使用情況進行分配。相同子網內基站采用相同VLAN ID，如圖1所示。

1.3.2 方案2

IP地址分配：每個基站分配2個IP地址，分別用于網管和業務（S1/X2），且兩個IP地址屬于不同的網段。基站側按C類地址段（24位掩碼）進行IP分配，L3 PTN設備作為網關，內部通過劃分子接口連接子網，與該子網內的所有基站通信；無線網管地址分配原則相同，但處于不同的B類地址段。

VLAN ID分配：每個基站分配2個VLAN ID，1個VLAN分配給業務，1個VLAN分配給網管，每基站分配一個VLAN ID。各市地根據實際VLAN ID使用情況進行分配。因為不同廠家共享VLAN的原則不同，可根據不同廠家VLAN共享原則手工設置VLAN ID是否從起始值開始分配，如圖2所示。

2 軟件工具的開發與驗證

基于以上功能分配，制定了TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規劃工具各個功能模塊的算法及相應功能模塊。

2.1 主要算法實現

2.1.1 功能1和功能2算法實現

功能1和功能2主要是為各地市及各片區分配N個足夠的C類IP地址段，其中C類IP地址段的數量N由以下算法實現：分別取終期TD-LTE基站數量和各地市“片區”終期TD-LTE基站數量除以C類地址可用地址數量向上取2的整數倍。

原則上建議N盡量取2x，即2、4、8…等個連續的C類地址段，但考慮到當x取值越大，IP地址浪費越嚴重，且各省分配的IP地址數量有限，故N取2的整數倍，進而保證了地市出口和每個廠家PTN設備出口能夠聚合為一條或少數幾條路由。

圖1 TD-LTE基站IP地址和VLAN規劃實例1

圖2 TD-LTE基站IP地址和VLAN規劃實例2

功能1和功能2的輸入信息表格如表1、表2所示。

表1 功能1輸入信息表

表2 功能2輸入信息表

2.1.2 功能3算法實現

功能3是為“片區”內基站分配IP地址和VLAN ID，主要有兩種方案。

方案1算法實現：

首先對基礎信息表內基站接入PTN匯聚環名稱和PTN匯聚環上聯的核心層單板或端口名稱相同的一組基站進行小區域劃分。如表3所示。

表3 輸入基礎信息表

小區域劃分步驟如下：

（1）比較一組基站的經度和緯度，選取經度的最小值和緯度的最小值作為小區域劃分的基點；

（2）選取距離基點最近的15個基站（基站數量也可根據子網大小自定義）劃分為一個小區域，并對這15個基站進行區域編號；

（3）繼續對這一組中剩余的基站的經度和緯度進行比較，選取經度的最小值和緯度的最小值作為小區域劃分的新基點；

（4）選取距離新基點最近的15個基站（基站數量也可根據子網大小自定義）劃分為一個小區域，并對這15個基站進行區域編號；

（5）如此循環，直至將該組基站小區域劃分完畢。

按照方案1，對小區域內基站進行IP地址和VLAN ID的分配，一個小區域內的基站IP地址位于相同子網內，根據之前規劃的該“片區”內的起始IP地址開始為劃分好小區域的基站連續分配IP地址。根據起始VLAN ID連續為基站分配VLAN，一個小區域內的基站VLAN ID相同，在VLAN分配過程中判定核心層單板或端口名稱是否變化，如變化，從起始值為基站分配VLAN。

方案2算法實現：

（1）將輸入基礎信息表內基站接入PTN匯聚環名稱和PTN匯聚環上聯的核心層單板或端口名稱相同的基站排列一起。

（2）按照方案2，根據之前規劃的該“片區”內的起始IP地址開始為基站連續分配IP地址，同時根據起始VLAN ID連續為基站分配VLAN，在VLAN分配過程中判定核心層單板或端口名稱是否變化，如變化，從起始值為基站分配VLAN。

2.2 功能模塊的開發

2.2.1 功能1模塊

選擇Excel源文件（本文件需要手動輸入各省或直轄市TD-LTE基站建設規模）對話框內會提示選擇文件的路徑，便于驗證。選擇省份，進行地市的IP地址規劃，處理狀態提示各地市IP規劃完成，如圖3所示。

圖3 功能1模塊示意圖

2.2.2 功能2模塊

選擇所要規劃的地市名稱，以地市為單位進行片區IP地址規劃，處理狀態提示片區IP規劃完成，如圖4所示。

圖4 功能2模塊示意圖

2.2.3 功能3模塊

功能3有兩種方案可實現，可根據需求，選擇方案1或方案2。如圖5所示。

在相應的輸入信息里分別填寫設備廠家、片區、規劃段數、規劃基站數量、業務IP起始值和VLAN ID起始值及結束值、網管IP和VLAN ID起始值及結束值等信息，點擊“分配IP地址”，軟件就會自動為片區內基站分配小區域編號、業務及網管IP地址和VLAN ID，如表4所示。

與方案2輸入信息不同之處在于方案1中劃分了小區域，需要輸入小區域中子網的掩碼位數及子網中規劃的基站個數信息，輸出信息中增加了小區域編號信息。

2.3 軟件工具的驗證

本軟件分別使用了天津擴大規模試驗網和黑龍江省LTE傳輸接入工程中基礎數據進行驗證，輸出信息與功能設想匹配。自動規劃的IP地址和VLAN ID能夠滿足單獨地市和全省的規劃需求。

圖5 功能3模塊示意圖

表4 功能3輸出信息表

3 結束語

TD-LTE基站IP地址和VLAN ID自動規劃工具的開發將人工分配和規劃基站IP地址和VLAN ID程序化、工具化，避免了多專業配合提高了規劃設計人員的工作效率，提高了分配和規劃的準確率，在中國移動4G一期工程中具有較高的應用價值。本工具主要應用于對TD-LTE基站側IP地址和VLAN ID的規劃，用戶側及PTN異廠家對接的IP地址數量較少且各地市各省網絡構架不一致不宜程序化和工具化，故不在本工具的功能開發內。

[1] 中國移動.TD-LTE擴大規模試驗網工程傳送網建設要求[Z]. 2012：5-6.

[2] 中國移動通信集團設計院有限公司.TD-LTE基站回傳網絡規模建設推廣方案[Z]. 2012：23-24.

[3] 邵永平. LTE無線網絡與核心網間網絡組織及無線側IP地址分配方案研究[J]. 電信工程技術與標準化, 2011,(9):19-22.

Development of automatic programming tool for the eNode B’s IP address and VLAN ID

ZHU Wu-zeng, HAN Xiao, HU Miao
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Heilongjiang Branch, Harbin 150080, China)

The automatic programming tool for the eNode B’s IP address and VLAN ID was development aimed at the L3 VPN bearer network from the view of engineering application.The main algorithm and function of the tool is detailed and the anticipate function is realized according to The basic data.

TD-LTE; IP address; VLAN ID

TN929.5

A

1008-5599（2014）01-0021-05

VoLTE高清音頻通話實現在TD-LTE與2G商用網間切換

2013-10-06

2013年12月18日，中國移動在廣州完成全球首個VoLTE高清音頻通話在TD-LTE與2G商用網間的切換演示，現場中國移動沙躍家副總裁在車載移動環境下撥通了VoLTE語音電話，驗證了VoLTE接通等待時間更短、更高質量音視頻通話，體驗了VoLTE與2G網絡話音平滑切換效果。實現VoLTE與2G/3G網絡的切換是VoLTE領域的一大難題，目前，全球LTE FDD網絡僅有一家運營商于2013年9月實現該功能的正式商用。本次采用商用終端測試版本的成功演示，對VoLTE走向商用邁進了堅實的一步，是TD-LTE及VoLTE領域的又一重大進展。目前，廣州大部分4G覆蓋區域已初步具備VoLTE高清音視頻通話能力。