面對移動IP承載這項新技術，運營商要保障移動業務這個現金流和運營的核心，就必須在技術選擇時非常慎重。SingleBackhaul致力于解決移動IP承載面對的挑戰，其核心特性是電信級和端到端。
運營商要保障移動業務這個現金流和運營的核心，就必須慎重選擇移動IP承載技術。
移動承載IP化的三個問題
移動業務的IP化和寬帶化發展趨勢，推動著移動承載網絡向IP化演進。全球運營商在移動承載的IP化進程中，普遍遇到了成本、網絡質量和平滑演進的挑戰。
如何降低每比特帶寬成本
隨著移動寬帶技術和業務的大發展，移動業務的商業模式逐步從以語音為主，向以數據為主轉變。然而，與固網寬帶（FBB）類似，移動運營商平均每比特收益也出現了下滑，在部分國家移動寬帶（MBB）的ARPU已經接近FBB，比如Telefonica的MBB和FBB的ARPU都是30歐元/月。但是MBB端到端建設成本卻是FBB的數十倍，因此，降低MBB網絡端到端成本，是運營商獲得商業成功的關鍵。
為了實現降低移動網絡成本的訴求，移動網絡架構需要向LTE/SAE演進。與傳統2G/3G技術相比，LTE/SAE架構的優勢主要體現在IP化和扁平化。
IP化使基站和核心網設備采用IP/Eth接口，替代傳統TDM/ATM接口，由于共享了IP成熟的產業鏈，從而大大降低接口成本。
扁平化使無線基站到業務出口的處理過程得到簡化，在LTE/SAE架構下，由于RNC的功能集成到了基站中，無線側簡化為一個接入點，可降低網絡建設成本；核心網GGSN功能簡化并下移成為SGW，與LTE基站直接連接，由于簡化了業務處理流程，降低了端到端的網絡維護成本。
基于IP化和扁平化的LTE/SAE架構，承載網的成本降低主要體現在兩個方面：一是通過合理的技術組合，實現網絡建設成本CAPEX的降低；二是通過軟件能力簡化網絡維護，降低OPEX。
如何兼顧高質量和靈活性
對于移動業務的承載，傳統2G/3G的業務模型是基站到RNC的點到點連接關系，在承載技術上以有連接的TDM技術為主。隨著LTE時代的到來，基站承載的業務模型也發生了變化，要求承載網絡兼顧高質量和靈活性。
具體而言，基站和SGW/MME的S1接口是點到點連接模型，約占95%以上的基站流量。基站和基站之間的X2接口的連接模型是單個基站到多個基站，用于終端切換（Handover），約占3%－5%的基站流量。基站和SGW/MME之間的S1 Flex接口，用于SGW/MME容災備份和實現負載均衡，連接模型是基站到多個SGW/MME。
IP承載網絡在支撐LTE接口傳輸上，可選的主流技術有L2和L3方案。其中，L2方案又包含傳統電信以太方案和基于靜態L2的PTN方案。PTN方案在網絡端到端質量和可管可維方面優勢明顯，更適合于移動承載網絡建設。以電信級路由器為代表的動態L3方案在移動核心層廣泛部署，目前在接入層的應用場景也在試點中。
此外，LTE業務的傳輸質量要求不低于2G/3G，同時由于帶寬的提升，端到端傳輸延時和同步的要求也更嚴格，并且要求網絡具備IEEE 1588v2包同步能力。
為了兼顧網絡質量、成本和靈活性的這些需求，承載網絡就要將PTN和路由器的技術優勢組合，形成完整的解決方案。
如何平滑地從2G/3G向LTE演進
對于移動運營商而言，80%以上的2G/3G基站將來會用于LTE。因此，除了末端小型化、低功耗、設備與基站共機柜之外，IP承載網絡也需要具備從2G/3G向LTE承載的平滑演進能力。
這種能力體現在以下三個方面。其一是末端接入設備具備同時支持TDM/ATM/IP基站的回傳能力，需要有多業務PWE3仿真和IEEE 1588v2分組時鐘同步能力。其二是LTE業務部署方案能夠繼承現網2G/3G業務的承載，以避免在演進過程中出現全網方案調整，造成現網業務中斷和網絡穩定性降低。其三是從2G/3G承載的SDH技術，演進到3G/LTE承載的IP傳輸技術，網絡運維體驗也要具有繼承性，減少對維護人員產生太大的轉型壓力。
SingleBackhaul破解難題
面對移動IP承載這項新技術，運營商要保障移動業務這個現金流和運營的核心，就必須在技術選擇時非常慎重。SingleBackhaul致力于解決移動IP承載面對的挑戰，其核心特性是電信級和端到端。運營商在構筑面向LTE的SingleBackhaul移動承載網絡時，需要根據業務和現網的特點，選擇合適的網絡架構；根據自身的實際需求，選擇L2靜態和L3動態技術的組合方案，同時滿足高質量、易維護和靈活性。
業務影響SingleBackhaul的技術選擇
一張網絡承載所有業務是運營商普遍的愿望，但是在實際部署中，由于網絡背景不同、業務發展節奏不同，SingleBackhaul的技術選擇以下面兩種模式為主。
一種是移動業務和固定業務分別承載：所有移動業務和部分專線獨立建設一張承載網，所有固網寬帶業務承載在另外的網絡上。移動承載技術以PTN和多業務路由器為主，為實現2G/3G/LTE的統一承載，PTN和多業務路由器的核心技術是支持TDM/ATM/IP的統一承載的PWE3/MPLS-TP和同步等。這種建設模式的好處是，當移動和固定業務發展節奏不一致時，相互之間網絡擴容調整的制約少。采用這種建設模式的運營商有Vodafone（部分子網）和中國移動。
另一種是傳統業務和新業務分別承載：傳統移動和固定TDM/ATM業務采用SDH承載，新的移動和固定IP業務承載在另外的網絡上。這種建設模式的主要承載技術是路由器，主要承載IP基站、IPTV等綜合業務，因此業務的核心技術是IP/MPLS、組播、同步等，其優點是網絡技術比較一致，運維和管理簡單。西班牙電信和中國電信的部分省份采用了這種建設思路。
以電信級和端到端為核心
移動網絡的特點是接入節點多、傳輸質量要求高、運維環境復雜，所以移動承載網絡必須具備電信級、端到端的組網能力。
電信級：全程全網可管可控，業務中斷和性能劣化可以及時發現和定位，基站業務始終暢通無阻；具備嚴格的帶寬保障和靈活的QoS能力，在網絡擁塞情況下，高等級業務也可以可靠傳輸；50ms端到端保護能力，網絡異常故障不會造成業務中斷。
端到端：協議對等——從接入到核心層設備，只有容量、性能差異，在網絡協議上是一致的，從而保障了各種規模的網絡的組網方案歸一化，簡化網絡設計復雜度；維護統一——“端到端”統一管理，告警、性能保持一致，從而保障用戶以較低的學習成本就可以具備較高的運維能力，降低運維綜合成本。
SingleBackhaul承載LTE的方案
LTE實現了扁平化的網絡架構，基站和核心網直接互連。在這種情況下，承載網的端到端組網有靜態L2和動態L3方式。以PTN為代表的端到端靜態L2組網采用網管統一管理，其優點是成本比較低、故障定位簡單，其缺點是支持X2、S1 Flex接口比較困難。以路由器為代表的端到端動態L3組網，基于統一的命令行方式配置、管理和維護，其優點是可以支持所有接口，其缺點是成本較高，對維護人員的技能要求也高。
因此，LTE的承載在客觀上需要靜態L2和動態L3組合，形成完整的解決方案。但是靜態L2和動態L3在管理、維護和協議上差異很大，難以實現對等組網。目前有兩種典型的解決思路，如圖1所示。
L3動態 Over L2靜態的方案：L2靜態網絡類似SDH，只提供連接管道；對于需要L3動態處理的接口，透明傳輸到L3動態設備中，如X2和S1 Flex接口；對于不需要L3動態處理的接口，如S1-U 和S1-MME，直接端到端L2連接到核心網。這種方案保持了L2靜態設備之間對等組網具備的端到端的運維、管理優勢，L3動態與L2靜態是疊加（Overlay）的組網模式，維護界面清晰。當主業務發生故障時，只需要L2靜態網絡定位解決，速度快；當X2等新功能接口出現故障時，雖然需要協調L2靜態和L3動態網絡協同定位解決，但是這些接口僅影響切換等業務體驗，不會造成業務中斷，對網路KPI的影響可控。
L2靜態＋L3動態的方案：接入采用靜態L2，匯聚和核心采用動態L3。由于靜態L2和動態L3在運維管理和協議上存在很大差異，對等組網的技術風險較大；同時所有接口均需要經過兩段風格差異很大的配置過程，配置和管理工作量和復雜度增加了至少一倍。在發生業務中斷時，網管必須協調兩層網絡協同定位問題，維護效率較低，對于網絡KPI會產生較大影響。
兩種方案相比較，L3動態 Over L2靜態方案中的L3定位，實際上是輔助實現核心網功能，協助核心網設備支持X2交換和Pool功能；L2靜態＋L3動態方案中的L3定位則實現的是承載網功能，必須解決好與L2靜態網絡端到端組網帶來的管理和運維挑戰。
圖1 兩種靜態L2和動態L3組合方案
