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面对移动IP承载这项新技术，运营商要保障移动业务这个现金流和运营的核心，就必须在技术选择时非常慎重。SingleBackhaul致力于解决移动IP承载面对的挑战，其核心特性是电信级和端到端。
运营商要保障移动业务这个现金流和运营的核心，就必须慎重选择移动IP承载技术。
移动承载IP化的三个问题
移动业务的IP化和宽带化发展趋势，推动着移动承载网络向IP化演进。全球运营商在移动承载的IP化进程中，普遍遇到了成本、网络质量和平滑演进的挑战。
如何降低每比特带宽成本
随着移动宽带技术和业务的大发展，移动业务的商业模式逐步从以语音为主，向以数据为主转变。然而，与固网宽带（FBB）类似，移动运营商平均每比特收益也出现了下滑，在部分国家移动宽带（MBB）的ARPU已经接近FBB，比如Telefonica的MBB和FBB的ARPU都是30欧元/月。但是MBB端到端建设成本却是FBB的数十倍，因此，降低MBB网络端到端成本，是运营商获得商业成功的关键。
为了实现降低移动网络成本的诉求，移动网络架构需要向LTE/SAE演进。与传统2G/3G技术相比，LTE/SAE架构的优势主要体现在IP化和扁平化。
IP化使基站和核心网设备采用IP/Eth接口，替代传统TDM/ATM接口，由于共享了IP成熟的产业链，从而大大降低接口成本。
扁平化使无线基站到业务出口的处理过程得到简化，在LTE/SAE架构下，由于RNC的功能集成到了基站中，无线侧简化为一个接入点，可降低网络建设成本；核心网GGSN功能简化并下移成为SGW，与LTE基站直接连接，由于简化了业务处理流程，降低了端到端的网络维护成本。
基于IP化和扁平化的LTE/SAE架构，承载网的成本降低主要体现在两个方面：一是通过合理的技术组合，实现网络建设成本CAPEX的降低；二是通过软件能力简化网络维护，降低OPEX。
如何兼顾高质量和灵活性
对于移动业务的承载，传统2G/3G的业务模型是基站到RNC的点到点连接关系，在承载技术上以有连接的TDM技术为主。随着LTE时代的到来，基站承载的业务模型也发生了变化，要求承载网络兼顾高质量和灵活性。
具体而言，基站和SGW/MME的S1接口是点到点连接模型，约占95%以上的基站流量。基站和基站之间的X2接口的连接模型是单个基站到多个基站，用于终端切换（Handover），约占3%－5%的基站流量。基站和SGW/MME之间的S1 Flex接口，用于SGW/MME容灾备份和实现负载均衡，连接模型是基站到多个SGW/MME。
IP承载网络在支撑LTE接口传输上，可选的主流技术有L2和L3方案。其中，L2方案又包含传统电信以太方案和基于静态L2的PTN方案。PTN方案在网络端到端质量和可管可维方面优势明显，更适合于移动承载网络建设。以电信级路由器为代表的动态L3方案在移动核心层广泛部署，目前在接入层的应用场景也在试点中。
此外，LTE业务的传输质量要求不低于2G/3G，同时由于带宽的提升，端到端传输延时和同步的要求也更严格，并且要求网络具备IEEE 1588v2包同步能力。
为了兼顾网络质量、成本和灵活性的这些需求，承载网络就要将PTN和路由器的技术优势组合，形成完整的解决方案。
如何平滑地从2G/3G向LTE演进
对于移动运营商而言，80%以上的2G/3G基站将来会用于LTE。因此，除了末端小型化、低功耗、设备与基站共机柜之外，IP承载网络也需要具备从2G/3G向LTE承载的平滑演进能力。
这种能力体现在以下三个方面。其一是末端接入设备具备同时支持TDM/ATM/IP基站的回传能力，需要有多业务PWE3仿真和IEEE 1588v2分组时钟同步能力。其二是LTE业务部署方案能够继承现网2G/3G业务的承载，以避免在演进过程中出现全网方案调整，造成现网业务中断和网络稳定性降低。其三是从2G/3G承载的SDH技术，演进到3G/LTE承载的IP传输技术，网络运维体验也要具有继承性，减少对维护人员产生太大的转型压力。
SingleBackhaul破解难题
面对移动IP承载这项新技术，运营商要保障移动业务这个现金流和运营的核心，就必须在技术选择时非常慎重。SingleBackhaul致力于解决移动IP承载面对的挑战，其核心特性是电信级和端到端。运营商在构筑面向LTE的SingleBackhaul移动承载网络时，需要根据业务和现网的特点，选择合适的网络架构；根据自身的实际需求，选择L2静态和L3动态技术的组合方案，同时满足高质量、易维护和灵活性。
业务影响SingleBackhaul的技术选择
一张网络承载所有业务是运营商普遍的愿望，但是在实际部署中，由于网络背景不同、业务发展节奏不同，SingleBackhaul的技术选择以下面两种模式为主。
一种是移动业务和固定业务分别承载：所有移动业务和部分专线独立建设一张承载网，所有固网宽带业务承载在另外的网络上。移动承载技术以PTN和多业务路由器为主，为实现2G/3G/LTE的统一承载，PTN和多业务路由器的核心技术是支持TDM/ATM/IP的统一承载的PWE3/MPLS-TP和同步等。这种建设模式的好处是，当移动和固定业务发展节奏不一致时，相互之间网络扩容调整的制约少。采用这种建设模式的运营商有Vodafone（部分子网）和中国移动。
另一种是传统业务和新业务分别承载：传统移动和固定TDM/ATM业务采用SDH承载，新的移动和固定IP业务承载在另外的网络上。这种建设模式的主要承载技术是路由器，主要承载IP基站、IPTV等综合业务，因此业务的核心技术是IP/MPLS、组播、同步等，其优点是网络技术比较一致，运维和管理简单。西班牙电信和中国电信的部分省份采用了这种建设思路。
以电信级和端到端为核心
移动网络的特点是接入节点多、传输质量要求高、运维环境复杂，所以移动承载网络必须具备电信级、端到端的组网能力。
电信级：全程全网可管可控，业务中断和性能劣化可以及时发现和定位，基站业务始终畅通无阻；具备严格的带宽保障和灵活的QoS能力，在网络拥塞情况下，高等级业务也可以可靠传输；50ms端到端保护能力，网络异常故障不会造成业务中断。
端到端：协议对等——从接入到核心层设备，只有容量、性能差异，在网络协议上是一致的，从而保障了各种规模的网络的组网方案归一化，简化网络设计复杂度；维护统一——“端到端”统一管理，告警、性能保持一致，从而保障用户以较低的学习成本就可以具备较高的运维能力，降低运维综合成本。
SingleBackhaul承载LTE的方案
LTE实现了扁平化的网络架构，基站和核心网直接互连。在这种情况下，承载网的端到端组网有静态L2和动态L3方式。以PTN为代表的端到端静态L2组网采用网管统一管理，其优点是成本比较低、故障定位简单，其缺点是支持X2、S1 Flex接口比较困难。以路由器为代表的端到端动态L3组网，基于统一的命令行方式配置、管理和维护，其优点是可以支持所有接口，其缺点是成本较高，对维护人员的技能要求也高。
因此，LTE的承载在客观上需要静态L2和动态L3组合，形成完整的解决方案。但是静态L2和动态L3在管理、维护和协议上差异很大，难以实现对等组网。目前有两种典型的解决思路，如图1所示。
L3动态 Over L2静态的方案：L2静态网络类似SDH，只提供连接管道；对于需要L3动态处理的接口，透明传输到L3动态设备中，如X2和S1 Flex接口；对于不需要L3动态处理的接口，如S1-U 和S1-MME，直接端到端L2连接到核心网。这种方案保持了L2静态设备之间对等组网具备的端到端的运维、管理优势，L3动态与L2静态是叠加（Overlay）的组网模式，维护界面清晰。当主业务发生故障时，只需要L2静态网络定位解决，速度快；当X2等新功能接口出现故障时，虽然需要协调L2静态和L3动态网络协同定位解决，但是这些接口仅影响切换等业务体验，不会造成业务中断，对网路KPI的影响可控。
L2静态＋L3动态的方案：接入采用静态L2，汇聚和核心采用动态L3。由于静态L2和动态L3在运维管理和协议上存在很大差异，对等组网的技术风险较大；同时所有接口均需要经过两段风格差异很大的配置过程，配置和管理工作量和复杂度增加了至少一倍。在发生业务中断时，网管必须协调两层网络协同定位问题，维护效率较低，对于网络KPI会产生较大影响。
两种方案相比较，L3动态 Over L2静态方案中的L3定位，实际上是辅助实现核心网功能，协助核心网设备支持X2交换和Pool功能；L2静态＋L3动态方案中的L3定位则实现的是承载网功能，必须解决好与L2静态网络端到端组网带来的管理和运维挑战。
图1 两种静态L2和动态L3组合方案
