一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法

摘要

本发明公开了一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法，步骤包括选定传输接入节点；定义传输接入节点覆盖范围；选择汇聚传输节点；计算单接入节点传输承载带宽，计算单环传输带宽，计算多环传输总带宽；IPEAN接入路由设备端口配置；配置IPRAN汇聚路由设备，拓扑图部署，确定上行外传路由等。本发明有利于接入网络资源的合理调配。有效的承载多家运营商，多制式移动基站业务。尤其LTE大突发流量及点到多点的业务。最大程度的节省投资，同时能淘汰MSTP技术组网，且可纳入城域网网管统一管理，实现新建3G基站回传承载及LTE承载等业务需求。具有承载效率高、扩展性好、支持流量统计复用等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通讯领域，具体涉及一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法，适用于多个电信运营商在地铁环境下无线网3G/LTE基站信号回传的传输承载网布局。

背景技术

伴随GSM等移动网络在过去二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得了巨大的成功。目前，人们的通信习惯逐渐由以往的点到点演进到人与人。个人通信的迅猛发展极大地促进了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体信息、在线游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了个人通信和娱乐的需求。

未来的移动通信技术发展趋势主要有“三化”、移动接入宽带化、固定接入移动化、网络IP化。移动通信网络设备和终端的发展趋势为多频段多制式融合共存。目前，主流的3G技术主要有TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000，其最终演进方向也定格在LTE上。统一的演进方向促进了产业链的繁荣，大幅降低了网络建设和运营成本。在我国，由于WIMAX和其他技术的边缘化，而LTE自身完善的产业链、规模效应和更高的成熟度，故而受到大多运营商的青睐。相对于三代移动通信系统，LTE最重要的改进在与采用全新空中接口技术，并使用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

随着移动通信从3G向LTE的演进，以及智能手机等终端对网络覆盖和传输带宽的不断增加，中国主流运营商均加大了3G网络的部署，进一步推动业务从传统的语音式向数据式演进。目前移动网络业务主要是通过SDH/MSTP网络进行回传，其典型的接入环容量为155M或者622M，汇聚骨干环容量可以达到2.5G/10G。从现有网络的实际流量监控来看，在一段时期内，SDH/MSTP技术仍可作为以3G移动回传为主的、带宽需求不大的节点的综合接入手段。但是由于应用环境的变化和自身特点的限制，现有的SDH/MSTP技术在高带宽供给、三层网络功能提供等方面已经不能适应面对业务IP化和宽带化的发展趋势。随着IPRAN设备的商用和价格下降，引入新的IP RAN的部署能好更经济兼顾3G与LTE网络的回传需求。

近年来，在我国的移动通信迅速发展，用户数量不断增加的同时，存在这样一些需要解决的问题。如在地铁、隧道、地下停车场等室内环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，存在移动通信的盲区和阴影区。而地铁区域作为城市重要的人员流动及活动场所，其民用通信系统，一方面承担了大量的日常民用通信需求，满足了地铁用户日常的通信联络体验，提升了城市形象；另一方面可作为地铁应急通信系统的重要补充，在紧急情况下分担地铁应急系统的通信需求。因此，将公众移动通信引入地铁，解决无线网3G及LTE地铁内覆盖的问题，是亟待解决的一个问题。目前运营商网络承载的业务包括互联网宽带业务、大客户专线业务、固话NGN 业务和移动3G 业务等，既有二层业务，又有三层业务。而地铁内通信网络承载的业务需求包括新建3G基站回传承载需求、LTE承载需求。

综合上述网络发展及城市需求的情况，单纯的采用SDH/MSTP组网方式已经不能满足当前网络的发展需求，可以采用IP RAN组网方式来承载地铁内的无线基站的信号回传，即根据地铁中光纤的实际敷设情况以及无线基站的业务需求情况，对地铁内各节点设置传输承载网络节点，根据所需的承载网络带宽、端口数及光缆资源进行计算，然后选择合适的IP RAN接入路由器连接各基站接入末端业务，通过计算各节点所需的总的带宽情况，在容量允许的条件下，最大限度的将相邻节点采用环型方式组网，可节约光纤资源；在临近地铁的运营商IP网汇聚节点，采用IP RAN汇聚路由器将地铁内所有节点的带宽流量汇聚起来，并对流量和端口进行初次收敛，减少核心层端口的压力，再通过大容量路由器将汇聚的流量疏导到各个业务系统中，实现运营商局方城域网内的SR与IP城域网互通，最终将业务信息流送入IP骨干网中。这种方案是未来地铁环境下通信网络的发展方向，且承载网建设成本较SDH/MSTP方式组网俭省。

发明内容

本发明的目的是在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法，方法易行，操作方便，既能满足新建地铁新建3G基站回传承载及LTE承载等的业务需求，保障业务质量，具备良好的扩展性，提升故障定位的精确度和故障恢复能力，也适应于已有地铁站新旧基站并存的业务承载，又能降低投资。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施： 

一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法， 

步骤1、选定传输接入节点：每个地铁站台确定建设一个传输接入节点，在该站台内选址建设传输接入机房，该地铁站台内各运营商所有无线基站均可由此传输接入节点完成业务承载；

步骤2、定义传输接入节点覆盖范围：在传输接入节点机房内部署一台IPRAN接入路由器，该区域内的所有无线基站回传业务均由BBU上行至该台IPRAN接入路由器；

步骤3、选择汇聚传输节点：在地铁站台所有接入传输节点中，选取1-2个作为汇聚传输节点放置一对IPRAN汇聚路由器；

步骤4、确定网络拓扑图：以一对汇聚路由器为网头，将邻近的1-4个接入路由器组成1个IPRAN接入环；IPRAN接入环的组环个数以完全覆盖地铁全部节点为目标；

步骤5、计算传输单接入节点承载带宽：单节点传输带宽容量b=机房各频段信源数Fn*各频段信源所对应的带宽容量需求+开断点各频段信源数fn*各频段信源所对应的带宽容量需求；其中n代表不同业务类型的频段；

步骤6、计算单个接入环上承载带宽：定义B为一个接入环上所有单接入节点传输带宽容量之和，即B=b1+b2+…+bN；其中N代表一个环上不同节点，N≤6；即每个环上节点数均不超过6个；

步骤7、计算一套地铁IPRAN系统M个接入环上承载总带宽：定义B总为同一套地铁IP RAN网络系统内的所有接入环内的带宽；定义Bm为同一套地铁IP RAN网络系统内的第m个接入环内的带宽流量；m代表同一套IP RAN网络系统内不同的接入环，m≤10，B总=B1+B2+…+Bm；

步骤8、确定接入路由器设备配置：根据B的计算结果，当B小于等于1个GE时，接入路由器线路侧容量选择GE板卡，组GE环网；当B大于1个GE且小于等于10GE时，接入路由器线路侧容量选择N*GE或者10GE板卡，组10GE环网；当B大于10GE，接入路由器线路侧容量选择10GE板卡，组10GE环网；

步骤9、确定汇聚路由器设备配置：根据B总的计算结果，选择汇聚路由器的板卡容量； 汇聚路由器线路侧容量选择M*10GE板卡；

步骤10、设备上行路由：汇聚同一IPRAN网络系统内所有IPRAN接入路由器中产生的流量B总，通过IPRAN汇聚路由器采用口字型上联至大容量路由器；

步骤11、地铁信号外传方式：地铁外的大容量路由器将来自IPRAN汇聚路由器的流量汇聚到一起并接入运营商本地网的BSC；大容量路由器与BSC同局址部署，采用口字型上联，上行带宽配置为IPRAN汇聚路由设备带宽的1/6。

一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法，同一传输节点有多套室分系统信源/BBU时，多套室分系统信源/BBU接入同一套IPRAN接入路由设备，即同一个节点所有BBU接入一套IPRAN接入路由设备。

一种地铁站内无线3G/LTE基站承载网络的组网方法，在一条地铁IPRAN网络系统中，同一接入环上的IPRAN接入路由设备仅需占用1对光纤，IPRAN汇聚路由设备之间总的光缆纤芯需求由IPRAN汇聚路由设备所带的接入环的数量确定。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

通过上述组网方式对地铁环境下无线网3G/LTE的承载网络进行规划，有利于接入网络资源的合理调配，有效的承载LTE大突发流量及点到多点的业务，能改进SDH/MSTP网络业务承载扩展性差，承载效率低的缺点，且可纳入城域网网管统一管理，实现新建3G基站回传承载及LTE承载等业务需求。与传统的SDH/MSTP网络相比，IPRAN网络具有承载效率高、扩展性好、支持流量统计复用等优点。

附图说明

图1 为单个地铁站内，一个接入传输机房内所有可能存在的基站业务的传输承载网络示意图。

图2 为地铁沿线的各地铁站之间，IPRAN接入层和汇聚层的组环示意图。

图3 为一条地铁沿线，所有IPRAN网络拓扑图及出口信号上行组网示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

电信接入网发展至如今，随着3G无线数据流量的增长和LTE发牌，传统的MSTP网络由于业务承载扩展性差、不支持流量统计复用、承载效率低，无法有效承载LTE大突发流量及基站间多点到多点的业务。本发明采用的IPRAN网络具有承载效率高、支持点到多点间通信、扩展性好等优点，可纳入城域网网管统一管理，适合作为新建3G基站及LTE基站回传网络。

本发明中承载技术选用的是电信运营商将大规模使用的IPRAN设备。

一种基于地铁环境下的无线网3G/LTE承载网络的组网方法，其步骤是：

步骤1、选定传输接入节点：将地铁沿线区域网络按段落进行划分。每个地铁站台确定建设一个传输接入节点，在该站台内选址建设传输接入机房，并定义该传输接入节点名与其对应的地铁节点同名。该地铁站台内各运营商所有无线基站（3G及LTE）均可由此传输接入节点完成业务承载。

这一步需要划定某一接入节点覆盖范围。一般根据地铁线路所经过节点归属的地理位置来进行分区，如武汉地铁4号线某站，即为某接入汇聚点。

步骤2、定义传输接入节点覆盖范围：根据步骤1中确定的各传输接入节点及区域，在传输接入节点机房内部署一台IPRAN接入路由器。该区域内的所有无线基站（各运营商、各种制式基站）回传业务均由BBU上行至该台IPRAN接入路由器。连接缆线的种类，根据BBU的业务接口来定，FE和GE业务，用五类线。

该接入点站台内的多个运营商基站，如电信、移动、联通基站均可接入该接入点IPRAN设备。3G基站或者LTE基站也均可接入该接入点IPRAN设备。

步骤3、选择汇聚传输节点：在地铁站台所有接入传输节点中，选取1-2个作为汇聚传输节点放置一对IPRAN汇聚路由器。如果汇聚路由器在一个机房，必须优选具备多条不同路由光缆通达的机房。如果一对汇聚路由器在两个机房成对设置，必须两个机房到其他节点有充足的光纤资源。汇聚路由器所在位置同时为光缆汇聚点。

步骤4、确定网络拓扑图：

接入层组网：在同一接入节点将所有运营商，各种制式的基站BBU连接到IPRAN接入路由器，如图1；同一网络节点有多套室分系统信源/BBU时，多套室分系统信源/BBU接入同一套IPRAN接入路由设备。

汇聚层组网：以一对IPRAN汇聚路由器为网头，将邻近的1-4个IPRAN接入路由器组成1个IPRAN接入环，接入环上节点间建设光缆连接；IPRAN接入环的组环个数灵活，以完全覆盖地铁全部节点为目标。如图2。

光缆设置：在同地铁IPRAN网络系统中，同一IPRAN接入环上的各IPRAN接入路由设备仅需占用1对光纤，IPRAN汇聚路由设备之间总的光缆纤芯需求由IPRAN汇聚路由设备所带的IPRAN接入环的数量确定。

根据光缆资源的分布情况及基站带宽情况，在IP RAN网络的汇聚节点处配置一对IP RAN汇聚路由设备(一般能覆盖3~10个接入环)，汇聚同一IP RAN网络系统内所有IP RAN接入路由器中产生的流量“B总”，可根据步骤7中获得。采用口字型上联至ER路由器，若接入环采用GE环组网，建议IP RAN汇聚路由器设备上行端口选择10GE接口。

IP RAN汇聚路由设备的位置由步骤3中所定义的光缆汇聚点确定，一般成对部署，可部署在不同的机房。根据步骤7中得到的地铁系统中M个IP RAN接入环总的传输带宽容量“B总”，确定IPRAN汇聚路由设备的型号，一般选择带宽容量大于2*“B总”的设备。

步骤5、计算传输单接入节点承载带宽：单节点传输带宽容量b=机房各频段信源数Fn（台）*各频段信源所对应的带宽容量需求+开断点各频段信源数fn（台）*各频段信源所对应的带宽容量需求；其中n代表不同业务类型的频段。

计算传输接入节点的带宽必须结合各运营商在地铁内的业务需求情况。电信运营商在地铁内的基站无线信源类型主要有CDMA2000、LTE；移动运营商在地铁内的基站无线信源类型主要有TD-SCDMA、LTE；联通运营商在地铁内的基站无线信源类型主要有WCDMA、LTE。根据不同信源所需的实际带宽需求（由各运营商根据实际需求各自提供），LTE基站的实际带宽需求一般选择单载扇的均值带宽，来确定各个传输接入节点所需的传输带宽b及同一个IPRAN接入环的总传输带宽需求B。

由于地铁内无线信源含机房内信源和开断点处信源两部分，各传输接入节点上所需的传输带宽容量计算需包含两部分，即传输接入节点带宽容量b=机房各频段信源数Fn（台）*各频段信源所对应的带宽容量需求+开断点各频段信源数fn（台）*各频段信源所对应的带宽容量需求；其中n=1，2，…，代表不同业务类型的频段。

步骤6、计算单个IPRAN接入环上承载带宽：定义B为一个IPRAN接入环上所有传输接入节点带宽容量之和，即B=b1+b2+…+bN；N=1，2，…，一般情况N≤6；其中N代表一个环上不同节点；以邻近几个接入点与汇聚路由器组环的方式组多个环，完成地铁内所有接入点的覆盖。一般两个汇聚节点带1-4个接入结点。每个环上节点总数在3-6个为宜。

根据步骤1划分的区域及步骤5中得到的单节点传输带宽容量情况。3-6个IPRAN接入设备（含接入路由器及汇聚路由器）组成一个IPRAN接入环。以一对汇聚路由器为网头，将邻近的1-4个接入路由器组成1个IPRAN接入环，顺序组环，最终完全覆盖地铁全部站点，方法一：选择GE环组网时，环上各节点流量累加需小于GE(环上节点数量可增减)；方法二：选择10GE环组网时，环上各节点流量累加需小于10GE(环上节点数量可增减)；方法三：选择N*GE环组网时，环上各节点流量在GE~10GE之间(环上节点数量可增减)。

一般网络在运营商自建承载网络的情况下，选择GE环组网，每个环最多接入6台IP RAN接入路由设备，同一接入环上网络节点数量可通过步骤5，6确定；在运营商共建承载网络的情况下，一般选择10GE环组网；

当单个接入节点流量偏小时，一个接入IPRAN环上纳入节点较多。当单个接入节点流量偏大时，一个接入IPRAN环上纳入节点较少。

步骤7、计算M个IPRAN接入环上承载总带宽：定义“B总”为所有IPRAN接入环内的累计带宽；定义Bm为第m个IPRAN接入环内的带宽流量；m=1，2，…；m≤10代表同一套IP RAN网络系统内不同的IPRAN接入环；B总=b1+b2+…+Bm。

步骤8、确定接入路由器设备配置：根据步骤6中B的计算结果，当B小于等于1个GE时，接入路由器线路侧容量选择GE板卡，组GE环网；当B大于1个GE且小于等于10GE时，接入路由器线路侧容量选择N*GE或者10GE板卡，组10GE环网；当B大于10GE，接入路由器线路侧容量选择10GE板卡，组10GE环网。

IP RAN接入路由设备端口主要分业务侧和网络侧两部分。

若单个IPRAN接入环上所有网络节点的带宽之和B小于1000M，业务侧端口根据实际业务情况选择GE接口。网络侧端口需配置2个GE端口。

根据流量的变化，IPRAN接入环后期可扩容至2GE环，相应的网络侧端口需配置4个GE端口。若单个IPRAN接入环上所有网络节点的带宽之和B小于10000M，业务侧端口根据实际业务情况选择10GE接口。网络侧端口需配置2个10GE端口。

步骤9、确定汇聚路由器设备配置：根据“B总”的计算结果，选择汇聚路由器的板卡容量；一般汇聚路由器线路侧容量选择M*10GE板卡。

IP RAN汇聚路由设备的位置由步骤3中所定义的光缆汇聚点确定，根据步骤7中得到的同一套IP RAN网络系统总的传输带宽容量“B总”，确定IP RAN汇聚路由设备的容量。

步骤10、设备上行路由：汇聚同一IPRAN网络系统内所有IPRAN接入路由器中产生的流量“B总”，通过IPRAN汇聚路由器采用口字型上联至ER路由器，如图3。

步骤11、地铁信号外传方式：地铁外的大容量路由器将来自IP RAN汇聚路由器的流量汇聚到一起并接入本地运营商网络的BSC；大容量路由器与BSC采用口字型上联，上行带宽配置为IP RAN汇聚路由设备带宽的1/6。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本申请的保护范围内。