CN104468314A - 一种4g基站网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种4G基站网络系统，其特征在于，包括4G核心网单元、3G核心网单元、2G核心网单元、汇聚单元、广电CMTS和4G基站；4G核心网单元、3G核心网单元、2G核心网单元经汇聚单元接入广电CMTS网络系统，通过CMTS网络系统的广电网络CM与4G基站连接，使4G无线服务通过广电有线网络延伸至家庭并兼容3G、2G无线服务。本发明构建的系统具有灵活、精准、快捷、安全、低成本优势，有利于4G网络快速、低成本规模覆盖和传输能力提升。

Description

一种4G基站网络系统

技术领域

本发明涉及一种4G基站网络系统。

背景技术

2013年底以来，随着中国正式开启LTE商用进程，全球LTE进入了加速发展阶段，由此推动全球移动用户步入新一轮增长轨道，承载于移动网络上的数据流量也呈现出爆发式增长的态势。爱立信近期发布《移动市场报告》，对全球移动通信尤其是LTE的发展态势进行了预测和判断。主要结论显示：中国有望在2019年成为全球最大的LTE市场,用户将超过7亿。占全球LTE总用户数的25%以上。

移动互联网70%的流量来自市内，对室内和人流密集区域的4G覆盖成为移动通信运营商需要重点解决的问题。现有技术中4G网络结构如图1所示。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于实现室内和人流密集区域的4G覆盖的技术方案。具体技术方案为：

一种4G基站网络系统，包括业务管理系统、4G核心网单元、2/3G核心网单元、汇聚单元、广电CMTS和4G基站；所述业务管理系统数据分别通过所述4G核心网单元、2/3G核心网单元经所述汇聚单元接入所述广电CMTS网络系统，通过CMTS网络系统的广电网络CM与4G基站连接，使4G无线服务通过广电有线网络延伸至家庭并兼容3G、2G无线服务。

进一步，所述广电CMTS网络系统的DHCP服务器为所述2/3G核心网单元、4G核心网单元的设备分别提供单独的地址池。

进一步，所述汇聚单元包括交换机、路由器和PTN设备。

进一步，所述PTN设备具有多个上连和下连GE光口或者10G光口。

进一步，所述广电网络CM具有3层路由功能。

进一步，所述4GLTE核心网单元和所述汇聚单元之间设置有4GLTE Femto系统网关和防火墙；所述防火墙为“双层异构”防火墙。

进一步，所述汇聚单元和所述广电CMTS之间设置有LTE Femto系统网关和防火墙；所述防火墙为“双层异构”防火墙。

进一步，所述广电CMTS网络系统的接入网为组网方式为接入环；所述接入环扩展带宽的方式为跳点组环或者裂环组环。

进一步，所述4G基站与所述接入环的两个汇聚节点相连；所述两个汇聚节点位于同一个接入环中。

进一步，所述4G基站与所述接入环的PTN设备通过GE光接口连接。

本发明通过4G网络设备与广电网络设备的对接，实现广电运营商网络与电信运营商4G核心网单元互联和业务支撑，并进行基于广电网络的4G网络的覆盖优化，形成基于广电泛IP网络平台的4G LTE业务形态，为用户提供高速移动互联网服务。本发明构建的系统具有灵活、精准、快捷、安全、低成本优势，有利于4G网络快速、低成本规模覆盖和传输能力提升。

附图说明

图1为现有技术网络结构示意图；

图2为本发明实施例1网络结构示意图；

图3为本发明实施例2网络结构示意图；

图中： 201、4G核心网单元；202、2/3G核心网单元；203、第一交换设备组；3、汇聚单元；301、第二交换设备组；302、第三交换设备组；4、广电CMTS；5、CM；6、4G Femto基站；701、LTE Femto安全网关；702、GSM Femto安全网关；703、TD Femto安全网关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

实施例1

如图2所示，实施例中的4G Femto基站6网络系统，包括业务管理系统（图中未示出）、4G核心网单元201、汇聚单元3、广电CMTS4和4G Femto基站6；4G核心网单元201经汇聚单元接入广电CMTS4网络系统，通过CMTS网络系统的广电网络CM5与4G Femto基站6连接，以广电CMTS4专网传输方式实现4G Femto基站6能够接入到4G Femto网关和核心网单元，使4G无线服务通过广电有线网络延伸至家庭。

本实施例为简化的网络系统，所有组成部分均可以通过扩展增加带宽和网络处理能力；同样，为了保证系统可靠性，服务器和路由器、交换机以及线路都可以采用各种备份机制。业务管理系统为各种提供业务服务的服务器。4G核心网单元201包括交换设备和4G LTE Femto安全网关701。交换设备采用两台核心路由器构成第一交换设备组203；两台核心路由器之间通过心跳线相互监测。第一交换设备组203的两台核心路由器分别与4G LTE Femto安全网关701相连。

在4G LTE Femto安全网关701与汇聚单元之间部署“双层异构”防火墙，防护4G LTE Femto系统网关和4G核心网单元201的安全。核心路由器与汇聚单元之间部署防火墙的方案对单节点的防火墙性能要求低，并发连接数不低于200k，吞吐能力不低于400Mpps即可。

具体实施时也可将“双层异构”防火墙部署到交换机与广电跳转路由器之间，如此设置则要求防火墙设备具有较高的性能，需要支持并发连接数不低于100万，吞吐能力不低于1Gpps。

汇聚单元由2台（主备）交换机组成的第二交换设备组301和2台（主备）路由器组成的第三交换设备组302，两组交换设备组之间通过光缆连接。同组的两台交换设备之间通过心跳线相互监测。

交换设备组中交换设备的上连和下连口均采用GE光口。根据需要可对交换设备进行端口扩容，每台交换增加3个GE上连光口、1给10G上连光口（电信网络侧）和1个10G下连光口（广电网络侧），并将广电网络侧路由器互联端口升级为10GE光口。

或者采用路由器，要求转发能力大于10Gbps，并每台提供提供至少1个10G下连光口、1个10G上连光口和4个GE上连光口。

对于局部业务密集区，环网改造调整难度较大或成本较高时，可将现有GE接入环升级为10GE。为降低10GE接入环建设成本，应优先选择10Km的光模块，传输距离较长时可选择40Km光模块，不建议选择80Km的光模块。

汇聚单元仍采用L2 VPN分组转发功能。汇聚单元采用10GE PTN设备组建环网，节点交换容量不小于160G，可根据汇聚单元带宽需求逐步引入40GE PTN设备。

PTN接入网建设应以GE 接入环为主，现网GE环带宽不足时，应优先通过调整接入环节点数量满足带宽需求。调整方式如下：

1）跳点组环：保持原有结构不变，通过多用一对纤芯，跳点组环，主要用于纤芯资源充裕的场景。  

2）裂环组环：充分利用主干接入光缆重新组环或按照主干接入光缆规划新建光缆，减少环上节点连通组环，主要用于纤芯资源紧张的场景。

汇聚环带宽利用率超过70%时，可扩容一套10GE PTN系统。对于城市区域，当纤芯资源受限，且PTN+OTN的建设成本具有一定优势时，可考虑新建OTN系统；对于县市环，因传输距离较长，综合考虑未来业务需求和网络建设成本，可采用PTN+OTN方式建设。

汇聚单元与接入网连接。接入网为广电CMTS4网络系统；由三台路由器和DHCP服务器构成。

在广电CMTS4网络系统的DHCP服务器上设置地址池，提供给4G LTE Femto设备使用，4G LTE Femto设备通过CM5与广电CMTS4网络系统的路由器连接，从上述DHCP服务器上拿地址后，通过汇聚单元，经4G LTE Femto安全网关701再到4G 核心网单元实现接入。

CM5的工作模式在保留桥接模式的同时，增加了路由模式，可以做路由器用。这样CM5就可以满足部分4G设备对静态/固定IP、NAT等网络配置的要求。

4G Femto基站6与接入环的两个汇聚节点相连；两个汇聚节点位于同一个接入环中。

实施例中PTN核心网单元设备支持L3 VPN功能，实现基于IP地址的电路调度。PTN核心网单元设备负责将X2接口信息按照IP地址转发相邻基站，将S1接口信息按照IP地址转发给SGW/MME或SGW/MME pool中相应的SGW、MME，以实现多归属需求。

核心网单元PTN设备交换容量不小于320G。对于省会、计划单列市或部分业务发达的城市，该区域传送网内大颗粒业务需求量大，核心网单元可根据业务需求情况建设多套OTN系统进行业务分担。对于一般城市，已配臵波道数超过最大可配臵波道数的70%时，可开展OTN新系统建设。

本实施例以中国自有标准广电C-Docsis网络与TD-LTE 传输融合对接，并可向5G扩展。 广电网络与通信网络以最深刻的融合模式，作为支撑下一代互联网和移动互联网发展的载体。融合传输方式与常规传输方式相比，在数据传输能力、室内/人口密集场所的覆盖、终端设备环境适应能力、网络安全管理和灵活配置等方面具有明显优势，解决了4G网络“最后一公里”覆盖难题，有效扩大了移动互联网覆盖范围和业务传输支撑能力。

通过4G无线网络设备与广电网络CM5设备的对接，实现广电运营商HFC+CMTS网络与运营商4G核心网互联和业务支撑，并进行基于广电网络的4G网络的覆盖优化，形成基于广电泛IP网络平台的4G LTE业务形态，为用户提供高速移动互联网服务。是基于广电C-Docsis网络与移动通信4G LTE网络融合传输的新型移动互联网组网技术；打造适配全频段、多制式、多运营商的无线网络解决方案。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的区别是，本实施例中电信网络中还包括2/3G核心网单元202；使系统可以兼容2G和3G业务，为还未开通4G无线业务的用户提供无线网络服务。

在核心网单元，4G LTE核心网单元通过核心路由器与4G LTEFemto安全网关连接；2/3G核心网单元202分别与GSM Femto安全网关702和TD Femto安全网关703连接；三个安全网关分别通过各自的防火墙与第一交换设备组203连接。接入广电CMTS4网络系统的方式与实施例1相同。

为了对接的方便，广电CMTS4网络系统的DHCP服务器为2G核心网单元、3G核心网单元、4G核心网单元201的设备分别提供单独的地址池。通过不同的地址池将网络地址分别提供给GSM/TD/LTE Femto设备使用，GSM/TD/LTE Femto设备从上述DHCP服务器上取得地址后，通过传输设备连接到汇聚单元，再到Femto安全网关实现接入。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.一种4G基站网络系统，其特征在于，包括包括业务管理系统、4G核心网单元、3G核心网单元、2G核心网单元、汇聚单元、广电CMTS和4G基站；所述业务管理系统数据分别通过所述4G核心网单元、2/3G核心网单元经所述汇聚单元接入所述广电CMTS网络系统，通过CMTS网络系统的广电网络CM与4G基站连接，使4G无线服务通过广电有线网络延伸至家庭并兼容3G、2G无线服务。

2.如权利要求1所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述广电CMTS网络系统的DHCP服务器为所述2G核心网单元、3G核心网单元、4G核心网单元的设备分别提供单独的地址池。

3.如权利要求1所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述汇聚单元为PTN设备。

4.如权利要求3所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述PTN设备具有多个上连和下连GE光口或者10G光口。

5.如权利要求1所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述广电网络CM具有3层路由功能。

6.如权利要求1所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述4GLTE核心网单元和所述汇聚单元之间设置有4GLTE Femto系统网关和防火墙；所述防火墙为“双层异构”防火墙。

7.如权利要求1所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述所述汇聚单元和所述广电CMTS之间设置有4GLTE Femto系统网关和防火墙；所述防火墙为“双层异构”防火墙。

8.如权利要求1所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述广电CMTS网络系统的接入网为组网方式为接入环；所述接入环扩展带宽的方式为跳点组环或者裂环组环。

9.如权利要求8所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述4G基站与所述接入环的两个汇聚节点相连；所述两个汇聚节点位于同一个接入环中。

10.如权利要求8所述的4G基站网络系统，其特征在于，所述4G基站与所述接入环的PTN设备通过GE光接口连接。