一种上海贝尔端到端LTE的设计和实现

　　随着无线数据业务的迅速增长和新空口技术的不断引入，传统的网络架构在对实时数据业务和大数据量业务的支持方面面临挑战，需要不断演进。无线接入网向两个可能的方向演进：一是空口能力不断增强，但网络构架不变，继续维持RNC和NodeB的二层架构；二是RNC和NodeB功能合并为增强型NodeB,即eNodeB,UTRAN向扁平化方向发展。而在网方面，正朝着扁平化和全IP的方向演进。作为下一代移动通信系统当前主流的候选技术方案，LTE给业界留下了巨大的想象空间，全新的理念、网络架构、技术指标和技术方案将应用于这一面向未来的移动宽带通信系统中。

　　阿尔卡特朗讯作为LTE技术标准的主要推动者，依托贝尔试验室的研究成果，提供了大量的原创性输出和规范制定。阿尔卡特朗讯在3GPP树立了良好形象，长期担任RAN主席、MIMO研究人等关键职责。此外，阿尔卡特朗讯还积极参与了其它LTE相关组织活动。如参与发起了LSTI组织，并在该组织内领导PoC（Proof of Concept）阶段工作。阿尔卡特朗讯还积极参与了NGMN组织，及时根据运营商的需求反馈，调整系统开发与设计。除此之外，阿尔卡特朗讯还参加了由德国政府资助、TMO和Vodafone参加的EASY-C项目，该项目将进行LTE MIMO技术及算法的场地测试和研究。

　　阿尔卡特朗讯根据规范和对产业环境的深刻理解适时地推出了从接入、传送、分组直到业务分发环境的整体端到端LTE解决方案，并进行产业链融合。该解决方案不仅仅包含了LTE网络构架和网元设备，同时更为重要的，向产业链上下游延展并融合，从业务层面和市场需求来帮助运营商实现高效商业运营。

　　端到端LTE解决方案

　　LTE（Long Term Evolution,长期演进）项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。

　　真正的LTE端到端解决方案能够帮助运营商在进行LTE网络部署时减低网络演进的复杂性，通过整体规划和符合网络每个环节演进需求的系统部署，使运营商能够充分利用上海贝尔在多技术融合领域的丰富转型经验，降低网络不同层面和网元设备之间的互通风险。同时真正的融合了产业环境的LTE解决方案，也将通过对市场和业务的更深理解和开放的业务开发环境协助运营商快速部署业务，攫取利润并降低整体运营成本。

 

 

　　上海贝尔的LTE端到端解决方案主要由LTE eUTRAN,网络传送（META），ePC和业务分发环境所组成。

　　LTE eUTRAN

　　随着无线数据业务的迅速增长和新空口技术的不断引入，传统的网络架构在对实时数据业务和大数据量业务的支持方面面临挑战，需要不断演进。无线接入网向两个可能的方向演进：一是空口能力不断增强，但网络构架不变，继续维持RNC和NodeB的二层架构；二是RNC和NodeB功能合并为增强型NodeB,即eNodeB,UTRAN向扁平化方向发展。而在网方面，正朝着扁平化和全IP的方向演进。作为下一代移动通信系统当前主流的候选技术方案，LTE给业界留下了巨大的想象空间，全新的理念、网络架构、技术指标和技术方案将应用于这一面向未来的移动宽带通信系统中。

　　LTE eUTRAN采用与3G UTRAN完全不同的扁平化网络架构，只保留e-NodeB、不再包含RNC,将无线承载控制、无线接入控制、连接移动控制、资源动态分配等RRM算法移至e-NodeB实现，大大简化了网络架构和信令流程、降低了网络时延。

　　上海贝尔的eUTRAN充分考虑到保护运营商先期投资，针对GSM、WCDMA、CDMA和WiMAX提供了不同的网络升级方案，并利用成熟的SDR技术和通用平台设计实现LTE FDD和TD LTE共平台构架并限度利旧原有2/3G系统。

　　GSM - LTE演进方案，上海贝尔的9100多标准基站，采用GSM,WCDMA和LTE共机架设计，从1999年开始，共部署了超过50,000多个，LTE网络部署仅仅通过插入LTE基带处理模块即能实现，同时该模块TD LTE和LTE FDD完全通用。在射频部分，如果LTE部署在原有GSM频段，现有的MC-TRX和MC-RRH已经基于SDR设计，通过软件升级就能支持LTE,如果LTE部署在非GSM频段，需要替换射频单元，但传输、电源、机柜和外部接口完全通用。

　　WCDMA – LTE网络构架，上海贝尔现网部署的WCDMA设备已经支持LTE,我们的基带处理单元D2U通过软件升级即能支持WCDMA/HSPA+/LTE.射频部分和GSM相同，在同频段的前提下，通过软件升级MC-RRH和TRDU就可以支持WCDMA/LTE.整个NodeB设备完全不需要硬件改动就支持LTE技术，保护投资和WCDMA UTRAN向LTE演进不同，CDMA演进有一定的技术差异，由于基带处理单元的性能限制，向LTE演进需要插入新的LTE基带处理模块实现CDMA和LTE共机架，但在射频部分，现有的TRU和RRH已经支持LTE,在700M,850M和AWS频段完够通用。

　　ePC

　　EPC的全称是Electronic Product Code,中文称为产品电子代码。EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。EPC旨在为每一件单品建立的、开放的标识标准，实现范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。上海贝尔采用了在业务路由领域的7750SR路由器作为S-GW和P-GW设备。充分利用我们在业务路由领域的技术包括T比特处理能力和深度包检测，并结合我们在三重播放业务传送构架（TPSDA）的丰富经验，提供业务感知的IP网络承载。而采用ATCA构架的MME和PCRF提供灵活的设备扩展能力，并降低网络建设成本，由于采用ATCA构架，在网络初期MME和PCRF可以采取合设模式，在一个机柜中实现，随着用户数和网络容量不断增加，慢慢分设并通过不断插入刀片式服务器实现网络扩容。

　　网络传送（META:移动网络演进传送构架）

　　由于LTE网络是一个全IP网络构架，因此需要基于IP网络进行有效传输。然而在网络建设初期，存在大量TDM和ethernet网络回传共存情况，特别是和2/3G网络共存是一个极为长期的过渡阶段，在现网中将有大量的基于TDM传送的2/3G基站和基于ethernet传输的LTE eNodeB.因此端到端的LTE解决方案需要在网络传送上对此着重考虑。上海贝尔有鉴于此，推出了META解决方案作为LTE整体方案的重要组成部分。我们整合了PTN、微波、IP/MPLS和光传送技术提供基站回传和网互联。在基站侧我们采用7705 SAR实现传输汇聚，包括TDM和ethernet模式，在有线传输有困难的区域，可以采用9500MPR分组微波进行基站回传。现网传统的SDH网络可以通过PTN技术实现从TDM向IP的逐步演进，比如上海贝尔的1850 TSS产品，由于采用通用矩阵能够通过接口板卡的替换实现100%的从MSTP向IP转变，提升网络传送效率。另一个需要考虑的问题是，随着基础网络共享的不断普及，多家运营商会共享传输网络，这对下一代移动传送网络的安全性都提出了全新挑战，我们采用两种方法来解决该问题，一就是打通IPsec 隧道来连接eNodeB 和安全网关提供安全保障，另一种方法是采用面向连接的分组传送技术，比如MPLS-TP.上海贝尔两种模式都为运营商做好准备。

　　总之，META充分利用了现有资源，通过同时支持多种RAN流量汇聚和回传技术：TDM/PDH,SONET/SDH,MLPPP,ATM IMA以及IP/Ethernet等，使得用户可以仔细规划从2G向3G甚至更远期的演进计划；另一方面，支持将现有的网络演进到一张融合的分组网上-对于全业务运营商，它的吸引力在于可以同城域网无缝的实现固定移动融合；，通过集成的管理后台，META提供给运营商一个整合的、端到端、低OPEX的图形化运维环境，大大简化了运营、管理和维护工作。 [NextPage]

　　业务分发环境（IMS和应用）

　　IMS即IP Multimedia Subsystem,中文意义为IP多媒体子系统，是由朗讯（Lucent）提出的下一代通信网（NGN）实现大融合方案的网络架构， 贝尔实验室在IMS关键领域的创新--业务增强层的各种技术，决定了朗讯IMS融合解决方案的先进性。IMS解决方案相对于软交换的解决方案有着非常多的优势，在NGN市场正占据越来越重要的角色。截至2003年，国际权威标准组织普遍将IMS作为NGN网络融合以及业务和技术创新的标准。对于大规模商用部署而言，IMS从技术本身已足够成熟。IMS不仅可以实现初的VoIP业务，更重要的是IMS将更有效地对网络资源、用户资源及应用资源进行管理，提高网络的智能，使用户可以跨越各种网络并使用多种终端，感受融合的通信体验。

　　由于LTE以更低的时延和传输成本为终用户带来无以伦比的无线宽带体验。因此使固网业务的无缝体验和互联网业务移植成为可能。终用户都能通过不同的接入技术感知到相同的业务体验。这一革命性的运用环境需要一个融合各种接入技术的网络。IP多媒体子系统（IMS）的出现使这一切成为现实。因此IMS也是LTE端到端解决方案的重要环节。上海贝尔的IMS方案除了提供移动VoIP功能外，还帮助运营商整合多媒体和广告能力来获取新的利润源泉。通过将固网IPTV、移动视频相融合来提升用户的视频业务体验，同时通过精准的交互式广告推送来实现新的业务收入。基于LTE的高带宽和QoS保障，运营商能够移植web2.0业务和基于互联网的融合信息服务。如前所言，上海贝尔整体LTE解决方案保障了各种业务的QoS等级，因此相对于传统的互联网业务提供商所提供的简单的无QoS保障的信息服务，电信运营商能够轻松胜出。于此同时，基于上海贝尔的业务分发平台（SDP），基于SIP的实时和非实时业务包括多媒体、通信和信息服务都能够根据网络感知的个性化需求无缝的融合网站内容和广告推送给个人。随着IMS网络的部署，不仅仅是在PC和电视上，移动终端也成为了一个业务体验环节。基于上海贝尔的5400 IMS应用服务器和业务分发环境（SDE）能够提供一个开放的业务创建环境和业务开发工具（SDK），帮助第三方合作伙伴轻易的实现SIP和JAVA业务，快速实现业务开发。

　　上海贝尔的端到端解决方案已经得到运营商的商用部署，无论是传统的WCDMA运营商还是CDMA网络，都能够完美的实现LTE网络演进，下图是两种网络建设方案。

上海贝尔WCDMA-LTE网络构架

 上海贝尔CDMA-LTE网络构架

 

　　LTE生态系统

　　终端、业务和内容是下一代无线宽带网络能否成功的关键要素，LTE商业运营的成功已经不是无线宽带产业链中某一个环节所能够主导，而是由整个产业链的各个合作伙伴来共同实现。他们应该有一个共同的远景，并需要一种解决方案来提供并保障必要的网络资源实现业务呈现。上海贝尔的LTE端到端解决方案打造了一个全新的LTE生态系统，将产业链的上下游都融合在一起，创新高效的打破商业和技术壁垒，定义了一种全新的商业模式，帮助运营商和其合作伙伴在产业链中发挥更强的影响力。

　　在终端领域，从LTE研发初期，阿尔卡特朗讯就和LG电子签订战略合作协议，从终端多样性和业务界面展开多方位的合作，08年开始这种产业合作模式不断展开，我们不断寻找潜在的合作伙伴、终端厂商、应用伙伴和内容提供商，力图发展全新的产业模式和商业应用。在2009年，作为LTE端到端解决方案的理念，该模式得到了运营商的商业验证。该生态系统的目标包含业务创新、市场调研和互联互通验证等三个方面。现如今上海贝尔LTE生态系统已经不仅仅是一种理念，而是真实的融合了终端、应用和业务的整体技术并得到商用部署。

　　作为LTE领域的市场者并整合了各个产业环节的伙伴，上海贝尔将在下一代无线宽带领域为我们客户提供差异化的网络服务，通过我们整体LTE端到端解决方案协助运营商在未来移动通信市场把握先机。

　　阿尔卡特朗讯LTE成功

　　在今年2月在巴塞罗那举行的世界移动大会上，Verizon公司执行副总裁兼技术官Dick Lynch公布了Verizon构建美国下一代长期演进（LTE）网络的规划。阿尔卡特朗讯是一家为Verizon Wireless提供包括eNodeB,EPC及IMS的端到端的解决方案的厂家。Verizon素以网络质量高，用户离网率低而着称。阿尔卡特朗讯与其CDMA网络多年的良好合作使得Verizon坚信Alcatel-Lucent仍是其网络演进到LTE的忠实伙伴。在未来的近十年内，Verizon的CDMA 3G网络将与LTE长期共存，相互补充，阿尔卡特朗讯是保证这两个网络的良好互操作性的不二之选。

　　2009年8月14日，Verizon 宣布在Boston和Seattle完成LTE数据呼叫，其中Boston的LTE网络由阿尔卡特朗讯承建。本次数据呼叫通过流媒体业务、文件上传和以及网页浏览等实现，此外，Verizon还利用VoIP完成语音传输。