分组微波技术在LTE移动回传网中的应用

近两年来，LTE网络在国内外已开始规模部署，LTE移动回传网络成为各大运营商重点关注和建设的对象，众多标准化组织和技术论坛纷纷探讨MBH（Mobile Backhaul）的各种技术解决方案。目前LTE MBH的主流技术解决方案是L2VPN+L3VPN，主要产品解决方案包括核心层L3PTN+接入汇聚层L2PTN网络和核心汇聚层IP/MPLS路由器+接入层L2 MPLS-TP或以太网交换机（业内也称该方案为IP RAN）两大类。

分组微波技术作为主流解决方案的必要及有效补充，在LTE移动回传中扮演着重要角色，主要解决光纤部署困难地区的基站回 传和热点地区快速覆盖等应用需求，目前分组微波设备已在欧洲、北美地区、非洲、拉美和南太平洋等地区应用在LTE移动回传网络中。本文分别从分组微波的技术优势、LTE基站的末端接入承载、LTE移动回传网络接入层的补环、LTE业务的应急通信以及E-Band分组微波设备的展望等五个方面阐述分组微波技术在LTE移动回传网中的应用策略。

一、分组微波设备六大技术优势助力LTE移动回传

根据分组传送技术的差异，分组微波设备可划分为基于PTN的分组微波和基于以太网的分组微波两类设备形态。根据微波频段的不同，又可划分为常规频段设备和E-Band设备。

分组微波设备的技术特点和优势令其轻松应对LTE回传网络需求，具体体现在以下六个方面：

第一，先进的容量提升技术。常规频段（6G~42GHz）的分组微波设备可满足LTE建设初期的网络带宽需求，在56MHz中频带宽和 2048QAM调制模式下设备支持的单频点最大系统容量可达600Mbps。通过多种容量增强技术，如单频点带宽增倍的XPIC（交叉极化干扰抵 消，Cross-polarization interference cancellation）技术，多频点带宽倍增的ODU绑定技术，可提高业务封装效率的帧头压缩技术等，可大幅提升微波链路带宽；另外分组微波设备还可 根据天气条件的恶化自适应降低调制模式，保证高优先级业务的传送；分组微波设备在LTE带宽需求适配方面有天然的灵活性。

第二，E-Band微波设备的大带宽传送能力。随着LTE建设的开展，更大的带宽是对移动回传网提出的必然要求，新一代的E-Band微波设备天然 具有传输大容量业务的能力。E-Band工作在71~76GHz或81~86GHz频段，提供可达10GHz的可规划单频段频谱资源，其中频带宽可支持 250MHz和500MHz，目前调制模式最大可支持64QAM。由于采用了更高的工作频段和更宽的中频带宽，E-Band分组微波设备在500M中频带 宽和64QAM调制模式下的系统单频点容量可达2.5Gbps。相比常规频段分组微波设备，系统容量成倍提升。在应用场景上， E-Band微波更适用于城区内的短距离（通常小于3km）大带宽密集覆盖。

第三，丰富的电信级保护机制。在微波链路方面，可通过对每跳微波链路两端的中频单元和ODU进行热备份实现保护HSB（Hot Standby）保护功能；在接入链路方面支持GE接 口的LAG保护，部分支持STM-N接口的设备还提供MSP保护功能；PTN分组微波设备在网络侧保护方面和PTN设备一脉相承，完美匹配，支持LSP的 线性保护，部分厂商支持环网保护；以太网分组微波设备在网络侧保护方面主要支持以太网环网保护；完善的保护机制为分组微波设备承载LTE回传业务保驾护 航。

第四，多业务承载能力和丰富的QoS机制保证。分组微波设备可提供点到点的EP-Line和EVP-Line、多点到多点的EP-LAN和EVP-LAN业务类型，PTN分组微波设备和部分以太网分组微波设备还支持TDM业务。分组微波设备提供较完善的QoS机制：支持流分类和优先级映射、入口CAR、8级队列优先级调度（SP和SP+WFQ）、拥塞控制策略等功能。

第五，强大的OAM功能和面向业务的运维管控功能。PTN和以太网分组微波设备均支持以太网业务OAM、以太网接入链路OAM 。PTN分组微波设备还支持LSP和PW层的MPLS-TP OAM，部分厂商支持LSP段层OAM。为了提高分组微波设备的维护操作管理功能，部分厂商网管可提供端到端中射频参数设置与查询、端到端业务创建、微波链路衰落储备测试、伪随机码测试、空间扫频测试等网管功能。

第六，较完善的频率和时间同步技术。PTN和以太网分组微波设备均可提供稳定可靠的频率同步功能。PTN分组微波设备还支持高精度的时间同步功能，满足TD-LTE基站移动回传需求。

二、分组

微波设备实现无光纤接入资源区域的LTE基站的末端接入

在无法实现光纤接入的区域部署基站是分组微波设备在LTE移动回传中的主要应用场景。LTE网络为了提高覆盖，宏站和小站协同组网，宏站负责网络覆盖，小站负责覆盖补盲和数据热点吸收等，分组微波可以灵活适应LTE回传承载时宏站和小站协同组网下的不同应用需求。

首先，分体式分组微波应用于LTE宏基站的末端接入，提供多方向业务汇聚能力

LTE宏基站通常安置在固定站址的机房，多采用IDU和ODU分离的分体式分组微波设备承载接入，以提供多业务接入和汇聚能力。如果LTE基站通过 城域PTN接入层上联到EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网），则建议采用同厂家的基于PTN的分组微波设备实现基站末端接入，并通过NNI接口互联，实现分组微波设备和PTN网络的端 到端统一维护管理。如果LTE基站通过其他方式上联到EPC，微波设备的选取可根据实际需求灵活配置。

其次，全室外分组微波在LTE小基站的末端接入上大显身手

LTE小基站的数量众多，分布更密集，且其多分布在一些人口密度较大的繁华街道、楼宇、广场等区域，站点部署环境复杂，通常不能提供固定的站址或机 房，常需要安装在墙壁、灯杆等上面，对于没有光纤接入资源的地方，全室外的分组微波设备有了用武之地。与分体式分组微波设备相比，全室外微波设备提供的数 据接口少，功能较简单，但其轻便安装、易维护、低功耗、即插即用和低成本的特点很好地适应了小站接入模式。

小站的回传应用模式主要包括小站和宏站（支持hub）之间传送、小站和小站汇聚网关之间传送、小站网关和回传网络的汇聚节点之间传送。

最后，E-Band分组微波将在高密度、大带宽和短距离末端接入上凸显价值

随着LTE网络的大规模铺设，在国内的4G牌 照发放之后，LTE业务的发展将步入快速发展的轨道，LTE基站接入业务的带宽会很快耗尽常规频段的微波链路资源，在国内开放E-Band频段之后，E- Band分组微波设备的大带宽传送能力的优势将得以尽兴发挥，在光纤接入资源匮乏的区域继续凸显分组微波设备最后一跳的价值。

三、分组微波设备实现LTE移动回传网络接入层补环，提高网络健壮性

鉴于微波传输性能受天气影响较大，LTE移动回传网络的物理链路在当前及可预见的未来仍然以光纤为主，但现有光纤资源因业务开展逐渐消耗殆尽，部分 区域可能无光纤资源可用，尤其是在人口密度较大的中心城市，铺设新光纤资源难度大、周期长，造成该区域接入层网络链型较多，成环率较低，在可靠性上存在隐 患，分组微波设备因灵活部署可作为接入层补环的有效手段，提高网络健壮性，如图1所示。

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图1 LTE回传网络接入层分组微波设备补环应用

采用分组微波设备进行接入层补环时，如果接入层采用PTN设备，建议优先考虑和接入层设备同厂商的PTN分组微波设备，它的优点显而易见：可以进行端到端的维护管理，不存在管理盲区；PTN分组微波的OAM功能比较完善，易于实现网络性能监测和故障定位排查；PTN分组微波的保护功能丰富且完善，除了微波链路的热备份保护（HSB）外，还可配置LSP线性保护和环网保护，完美匹配接入层PTN设备，保证LTE业务可靠传送；PTN分组微波设备可提供IEEE 1588V2功能，适用于TD-LTE业务的传送。

接入层网络采用PTN设备承载时，也可基于实际情况考虑采用以太网分组微波来补环，此时PTN网络把以太网分组微波设备提供的微波链路当作透明通 道，进行端到端业务配置、OAM监控和保护配置，但存在着监控盲区，需增配以太网分组设备网管进行维护管理，增加了维护量和复杂度，且需考虑以太网微波设 备和PTN设备的QoS映射配置；由于以太网微波与PTN设备采用NNI接口互连，无法配置LAG保护，存在保护盲区，若采用UNI接口对接可实现LAG 保护，但会影响到PTN设备接入的业务不能进行端到端配置管理；另外当前以太网分组微波设备对IEEE 1588V2时间同步功能支持情况欠佳，难以满足TD-LTE基站回传的应用需求。

如果接入层为IP RAN等其它类型设备，可基于实际情况选择适当的分组微波设备。

四、分组微波的快速接入是LTE业务应急通信不可或缺的手段

分组微波设备应用于LTE业务应急通信时，包含但不限于以下两种情况：

第一，用于临时的热点覆盖

对于某些临时的大型体育活动和文艺演出，因人员密度很高，原来配置的LTE基站带宽不能满足业务的接入需要，需要增设基站，但可能的情况是光纤或其他有线接入资源匮乏，此时分组微波设备快速部署、灵活配置的特点得以充分发挥，对于可灵活选址的全室外微波尤其如此。

第二，用于救灾

当自然灾害如地震，洪水或人为灾难如战争来临时，通信畅通是救灾的最基本保障；在灾难发生现场，原有的基站、光纤链路可能被摧毁，导致通信中断，在通信抢通实施中，分组微波设备的灵活安装，快速实施的特点可成为应急通信的有效传输手段。

五、E-Band分组微波设备的应用发展需各方共同推进

随着LTE网络的规模部署，大带宽业务的逐渐加载，支持更大带宽、丰富的QoS功能、完善的保护机制、高精度的时间同步功能以及支持端到端配置及维 护的E-Band分组微波设备成为业内的重点发展方向，目前已经完成了E-Band的国际标准化，且新一代E-Band设备在国际市场上如欧美一些国家已 开始规模应用；国内常规频段分组微波设备的标准化工作已基本完成，且设备已开始应用于LTE回传网络中；在E-Band频段标准化方面，CCSA已开展了包括频率分配、信道划分、设备技术要求和测试方法等内容的技术研究，由于国内尚未开放E-Band频段，暂无法转化为E-Band标准，E-Band分组微波设备产业链的健康快速发展仍然需要国家管理部门、标准化组织、运营商和设备制造商的共同推进。