組播技術成LTE承載網(wǎng)關鍵能力

 

　　無線技術從2G、3G到現(xiàn)在的LTE，不僅極大的改變了人們的溝通與生活，同時也對承載網(wǎng)絡提出了全新的要求。大帶寬要求承載網(wǎng)具備統(tǒng)計復用能力，架構扁平化及點到多點業(yè)務模型要求承載網(wǎng)具備三層能力，以eMBMS為代表的新業(yè)務要求承載網(wǎng)具備三層組播等業(yè)務靈活適配能力，本文從eMBMS業(yè)務著手重點闡述LTE承載組網(wǎng)關鍵技術要求。

　　eMBMS技術概述

　　什么是eMBMS?

　　eMBMS(evolved Multicast Broadcast Multimedia Service，增強的組播廣播多媒體業(yè)務)是在空口層面通過組播/廣播的方式為用戶提供實時/非實時多媒體業(yè)務的一種關鍵技術。3G階段的MBMS(Multicast Broadcast Multimedia Service，組播廣播多媒體業(yè)務)業(yè)務由于需要專門的頻譜資源，加之用戶對移動多媒體業(yè)務的訴求不高，在很大程度上限制了該類業(yè)務的發(fā)展。LTE階段提供的eMBMS實現(xiàn)了與常規(guī)單播業(yè)務共享頻譜資源，并支持靈活的頻譜資源分配和使用，運營商可根據(jù)需求將不同比例的頻譜資源分配給單播或者eMBMS業(yè)務，降低了eMBMS業(yè)務對系統(tǒng)的要求，同時用戶行為已經(jīng)培育成熟，eMBMS真正迎來了規(guī)模商用的時間窗。

　　圖表 1 eMBMS系統(tǒng)架構

　　eMBMS系統(tǒng)架構如上圖所示，增加BM-SC (廣播組播業(yè)務中心) ，支持MBMS業(yè)務的會話發(fā)起、承載建立等功能;EPC網(wǎng)絡增加MBMS GW(可與PGW合設)，與BM-SC建立SGmb/SGi-mb接口用于MBMS的承載建立，通過M1接口向eNodeB下發(fā)用戶面數(shù)據(jù)，分配組播IP地址給下級的eNodeB。接入網(wǎng)增加了MCE(可獨立設置或者與eNB合設)，以專門針對MBMS在eRAN的無線承載發(fā)起做相應配置調度。

　　eMBMS的獨特價值及商業(yè)模式

　　由于空口采用組播/廣播模式將相同的內容分發(fā)給多個用戶，eMBMS可大大節(jié)省寶貴的頻譜資源，降低eMBMS運營成本。部署eMBMS后，通過使用MB-SFN(單頻網(wǎng))技術，在小區(qū)邊緣，相鄰基站的信號不會相互干擾。并且由于基站向用戶發(fā)送完全同步的內容，用戶可通過組合各個基站的信號來接受內容，保證了在小區(qū)邊緣信噪比不會降低，提升了小區(qū)邊緣的吞吐量及用戶體驗。

　　eMBMS作為一項有效提升運營商競爭力的新業(yè)務，有助于通過差異性的用戶體驗提升用戶粘性，通過合理的資費政策有效提升ARPU值，但具體的商業(yè)模式還有待進一步探索與完善。以海外LTE起步較早的某海外運營商為例，簡單分析一下eMBMS的商業(yè)模式：除了傳統(tǒng)的單播業(yè)務之外，固定分配少量頻譜資源給直播業(yè)務，例如3~5個電視頻道。同時可根據(jù)區(qū)域性特點，選擇特定時段直播熱門體育賽事，非直播期間的頻譜資源可釋放。另外可利用凌晨空口空閑時段向用戶主動推送定制或者可能感興趣的多媒體信息，一方面簡化了用戶獲取信息的操作，另一面充分利用了頻譜資源。

　　圖表 2 海外某運營商eMBMS商業(yè)模式分析

　　eMBMS要求承載網(wǎng)具備端到端組播能力

　　由于eMBMS在空口側采用組播/廣播模式，不僅要求網(wǎng)絡具備時間同步能力，還要求承載網(wǎng)具備組播能力，以便高效的將相同內容的信息復制到所有的基站。

　　目前網(wǎng)絡制式不同，支持的組播方案也不盡相同，主流的組播方案及對比如下：

　　綜合而言，從部署簡易性、可維護性、現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模部署經(jīng)驗等方面，三層PIM SSM組播優(yōu)勢明顯。3GPP標準也明確要求回傳網(wǎng)絡支持IGMPv3和三層IP組播，用于M1接口的承載。

　　圖表 3 海外某運營商eMBMS商業(yè)模式分析

　　下面章節(jié)簡單介紹一下三層IP組播的部署方案。

　　eMBMS業(yè)務承載解決方案

　　由于基站單播業(yè)務通過VPN承載，而現(xiàn)階段基站組播業(yè)務建議通過Global IP承載，因此該方案對eNodeB基站有一定的要求，即eNodeB的單播業(yè)務與組播業(yè)務采用獨立的邏輯接口，發(fā)送IGMP請求以及接收組播報文均通過獨立于單播業(yè)務的接口進行。如下圖所示，eNodeB創(chuàng)建兩個子接口，第一個子接口針對單播業(yè)務，第二個子接口針對組播業(yè)務。

　　圖表 4 eMBMS接入方式

　　由于組播業(yè)務跑在Global IP上，只需要全網(wǎng)使能PIM SSM，采用缺省路由方式或者將城域骨干的RP及組播源路由信息泄漏給接入層設備，即可正確建立整網(wǎng)的組播分發(fā)樹，M1接口承載方案如下圖所示：

　　圖表 5 端到端PIM SSM承載方案

　　結束語

　　隨著視頻業(yè)務的迅速升溫，eMBMS產(chǎn)業(yè)鏈也日益成熟，相信在不久的將來，eMBMS勢必迎來規(guī)模部署，華為IPRAN解決方案全面支持端到端三層組播能力的同時，具備豐富的部署及運維經(jīng)驗，助力運營商快速開展eMBMS業(yè)務，在激烈的市場競爭中占領先機。