heyi3G傳輸組網(wǎng)方案探討

1、隨著技術(shù)的日益成熟，3G業(yè)務的實用化前景已指日可待。在3G網(wǎng)絡與傳輸網(wǎng)絡的組網(wǎng)過程中，哪種方案才是最經(jīng)濟和最高效的方式？本文針對3G與SDH、ATM、MSTP三種傳輸平臺的組網(wǎng)方案，對這一問題進行深入探討。 3G的主流制式包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，其中WCDMA的傳輸接口種類最多，包括標準STM接口、ATM接口、IMA（反向復用）接口和以太FE/GE接口等。WCDMA的傳輸組網(wǎng)方式具有典型的意義，因此本文的分析重點針對該技術(shù)，CDMA2000、TD-SCDMA技術(shù)可依次類推。3G、2G具有相同的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，分為無線接入網(wǎng)RAN（Radio Access Network）

2、和核心網(wǎng)絡CN（Core Network）兩大部分。其中，RAN用于處理所有與無線相關(guān)的功能，而CN則處理移動通信系統(tǒng)內(nèi)的所有話音呼叫和數(shù)據(jù)連接與外部網(wǎng)絡的交換與路由。圖1為WCDMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其中：RAN包括無線網(wǎng)絡控制器（RNC）和基站（NodeB）。CN分為電路域和分組域：電路域的主要設(shè)備是移動交換中心（MSC），實現(xiàn)語音業(yè)務交換；分組域處理數(shù)據(jù)業(yè)務，主要設(shè)備包括SGSN（Serving GPRS Support Node）、GGSN（Gateway GPRS Support Node）、CG（計費網(wǎng)關(guān)）等。圖1 WCDMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖從圖1可以看出，3G的傳輸接口包括： Iub：No

3、de B到RNC的業(yè)務接口，接口類型包括IMA（反向復用接口，幀格式為E1）、STM-1（承載ATM信元）兩種； Iu-cs：RNC到MSC的電路域接口，接口類型為STM-1/STM-4（承載ATM），特殊情況下也用IMA接口； Iu-ps：RNC到SGSN的分組域接口，接口類型為STM-1/STM-4（承載ATM），特殊情況下也用IMA接口； Iur：RNC之間的接口，接口類型為STM-1/STM-4（承載ATM、TDM）和IMA接口； G：包括MSC、VLR、HLR和GGSN、SGSN之間的多種互連接口，包括STM-1/STM-4（承載ATM、TDM）、FE/GE、E1等類型，屬于3G網(wǎng)絡

4、較為次要的接口。在組建3G網(wǎng)絡時，必須充分考慮上述接口的對接關(guān)系，保證話音、數(shù)據(jù)業(yè)務的實時傳輸，同時還要考慮到網(wǎng)絡的安全可靠性，通過成熟的環(huán)網(wǎng)保護機制對業(yè)務進行保護，并充分考慮組網(wǎng)的效率，提高傳輸帶寬的利用率。下面對三種最可能的組網(wǎng)模型進行分析。一、傳統(tǒng)SDH組網(wǎng)傳輸方案3G與傳統(tǒng)的SDH組網(wǎng)，3G的接口信號通過TDM方式傳輸。對于帶寬顆粒小的NodeB與RNC之間的Iub接口，可通過E1信號映射到VC12通道的方式在傳輸網(wǎng)絡中進行傳輸；對于帶寬顆粒大的RNC到MSC之間的業(yè)務，可通過ATM接口映射到VC4通道或級連的VC4通道中進行傳輸，如圖2所示。圖2 采用傳統(tǒng)的SDH組建3G傳輸網(wǎng)3G與

5、傳統(tǒng)SDH組成的傳輸網(wǎng)有兩個完全不同的網(wǎng)絡平面，3G完成業(yè)務層ATM信元的交換、調(diào)度和匯聚，然后再經(jīng)SDH設(shè)備進行透明傳輸，網(wǎng)絡層次分明，結(jié)構(gòu)清晰。根據(jù)我國的網(wǎng)絡建設(shè)情況，目前的城域網(wǎng)基本采用的都是SDH環(huán)網(wǎng)，如果網(wǎng)中尚有剩余帶寬，則完全可用于3G業(yè)務的傳輸。這種方式的最大缺點在于，對于3G引入的數(shù)據(jù)業(yè)務，傳統(tǒng)的SDH TDM方式的動態(tài)傳輸效率不高，下面以RNC與SGSN之間的傳輸為例進行說明。圖3 RNC與SGSN之間的業(yè)務傳輸如圖3所示，多個RNC與SGSN之間存在著突發(fā)性很強的數(shù)據(jù)業(yè)務，它們之間通過SDH環(huán)相連，TDM方式不得不給每個RNC按照峰值業(yè)務流量分配帶寬。假設(shè)每個RNC到SGS

6、N的數(shù)據(jù)業(yè)務均值為40M，峰值為80M，按照峰值流量計算，需要分配80M3240M的傳輸帶寬，至少需要2個VC4通道，而環(huán)上的實際平均流量為40M3120M。不難看出，這種傳輸方式對帶寬的浪費是比較嚴重的。二、ATM組網(wǎng)傳輸方案我們知道，WCDMA采用ATM架構(gòu)，而ATM自身也可組網(wǎng)，因此采用ATM組建傳輸網(wǎng)也成為一種很自然的選擇。根據(jù)3GPP標準，WCDMA的各種設(shè)備均有ATM接口，并能夠?qū)崿F(xiàn)與ATM設(shè)備的對接，如圖4所示。圖4 采用ATM組建3G傳輸網(wǎng)可以看出，3G和ATM設(shè)備都有ATM交換功能，整網(wǎng)解決方案存在著功能重疊。3G設(shè)備具有ATM交換核心功能，ATM交換機在組網(wǎng)時僅僅充當著傳輸

7、角色，其ATM交換特性得不到充分應用。另外ATM設(shè)備不是傳輸平臺，其組網(wǎng)保護能力和對TDM業(yè)務的支持能力較弱。因此，在一般情況下，不推薦使用ATM設(shè)備來組建傳輸網(wǎng)。但是，對于已建的ATM網(wǎng)絡，可充分利用資源，作為3G傳輸網(wǎng)絡的初期可選方案，但是這種情況對網(wǎng)絡的擴容和管理會帶來諸多問題。在一些3G設(shè)備之間，例如在RNC的Iur接口之間通過與ATM交換機的星形互連，可以完成交換匯聚功能，但這些功能是可以通過其它方式解決的，如RNC之間的串聯(lián)或MSTP平臺，而不應該成為新建ATM網(wǎng)絡的理由。三、MSTP組網(wǎng)傳輸方案MSTP的全稱為多業(yè)務傳輸平臺，是新一代傳輸系統(tǒng)平臺，它繼承了傳統(tǒng)SDH設(shè)備對TDM業(yè)

8、務的支持，同時又具有對動態(tài)ATM、IP業(yè)務傳輸?shù)闹С帧τ诓煌臉I(yè)務，MSTP設(shè)備可通過配置不同的模塊，組成固定時隙或動態(tài)共享的環(huán)網(wǎng)，提高傳輸效率，并可通過成熟的環(huán)網(wǎng)保護機制對業(yè)務進行保護。由于3G業(yè)務網(wǎng)包含語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，因此網(wǎng)絡在不同的區(qū)域和發(fā)展階段有著不同的特性，而MSTP平臺則是傳輸網(wǎng)的一種理想方案。圖5 采用MSTP平臺組建3G傳輸網(wǎng)從圖5可以看出，MSTP平臺具有ATM交換功能，但是這種交換功能非常有限，成本也遠遠低于ATM交換機，目的在于組建VP-Ring共享環(huán)，以提高動態(tài)業(yè)務的傳輸效率并進行環(huán)網(wǎng)保護，依然屬于傳輸平臺范疇，與3G業(yè)務設(shè)備中的ATM交換功能完全沒有重疊。采

9、用MSTP平臺共享環(huán)與采用傳統(tǒng)SDH平臺對數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸?shù)男拭黠@不同。所謂共享環(huán)是指，分配一個固定的帶寬給環(huán)上的多個節(jié)點，環(huán)上的節(jié)點可以根據(jù)需求占用帶寬，由于數(shù)據(jù)業(yè)務的突發(fā)性和不均衡性，多節(jié)點共享的這部分帶寬提高了傳輸效率。例如，在圖3所示的案例中，如果采用VP-Ring共享環(huán)，則環(huán)上的帶寬只須分配一個VC4通道即可滿足40M3120M的帶寬傳輸要求。只要合理地安排環(huán)上節(jié)點的帶寬峰值出現(xiàn)的時間，并預留足夠的帶寬余量，則可控制共享環(huán)的傳輸達到電信級的可靠性。另外MSTP可對數(shù)據(jù)業(yè)務進行不同優(yōu)先級的服務，進一步保證業(yè)務的傳輸質(zhì)量。從3G的發(fā)展情況來看，WCDMA商用化的版本是R99、R4版本，網(wǎng)絡采用ATM架構(gòu)，并存在著繼續(xù)向全網(wǎng)IP模式演變的可能性。屆時，對于采用MSTP平臺的組網(wǎng)方式，只須更換相關(guān)的模塊，而不必對傳輸網(wǎng)進行重大改動。從上面的分析來看，MSTP平臺可最大程度地保護運營投資。從本文的分析可以得出以下結(jié)論：采用MSTP傳輸方式比采用傳統(tǒng)的SDH、ATM組網(wǎng)具有明顯的優(yōu)勢。這是因為，3G業(yè)務和相關(guān)標準是在近年來不斷發(fā)展起來的，具有兼容目前傳輸方