g時(shí)代光傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究

3G時(shí)代光傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究河北分院有線所：劉蕊王瑋目錄1引言23G對光傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求

3面向3G的光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹

4TD-SCDMA技術(shù)下傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的介紹5總結(jié)1引言3G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是目前各大電信運(yùn)營商廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題。由于3G移動網(wǎng)絡(luò)存在自身的特點(diǎn)，對相配套的傳送網(wǎng)建設(shè)也有特定的要求，采用傳統(tǒng)的SDH傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，帶寬浪費(fèi)比較嚴(yán)重，非常不經(jīng)濟(jì)。因此，如何建設(shè)適應(yīng)3G發(fā)展需要的光傳送網(wǎng)，同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，在保證3G業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量的同時(shí)提高帶寬利用率以降低傳輸帶寬需求已成為我們亟待解決的問題之一。在本文中，我們首先對3G技術(shù)對光傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求進(jìn)行分析，然后對光傳輸網(wǎng)的3G技術(shù)進(jìn)行介紹，最后分析TD-SCDMA技術(shù)下光傳輸網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)建設(shè)方案。23G對光傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求2.13G業(yè)務(wù)多樣化對傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求在3G業(yè)務(wù)中，除了傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)外，最主要的業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)，如多媒體流、通用上網(wǎng)、消息類服務(wù)、定位服務(wù)和基于商務(wù)和個(gè)人的特有服務(wù)等。由于數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)突發(fā)性很強(qiáng)，對3G業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了一些新的要求，不但要求高帶寬，而且要求高的帶寬利用率和強(qiáng)大的多業(yè)務(wù)處理能力。這些特點(diǎn)表明，在3G傳輸網(wǎng)絡(luò)的承載業(yè)務(wù)中，既要有嚴(yán)格保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的電路交換方式，更要有充分利用帶寬和傳輸效率的分組方式。2.2大量帶寬需求對傳輸網(wǎng)絡(luò)的影響3G可提供話音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)速率提高了10倍左右。若從接口方面而言，基站到RNC之間提供的接口為可選的2Mbit/s和155Mbit/s，而傳統(tǒng)的2G提供的都是2Mbit/s的接口。另外，對于3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，除了2Mbit/s之外，還可提供N×2Mbit/s的業(yè)務(wù)連接接口。因此，3G的引入對于傳送網(wǎng)的帶寬需求相對2G或2．5G系統(tǒng)而言增加了很多。3面向3G的光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹3G技術(shù)作為21世紀(jì)無線通信網(wǎng)絡(luò)最主要的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)分組化，提升網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)能力和增值空間的同時(shí)，通過更先進(jìn)的無線技術(shù)，為終端用戶提供超過2Mbps的高速接入，使無線用戶能夠體驗(yàn)到和固定網(wǎng)絡(luò)寬帶用戶一樣的寬帶感受。正是這種分組化和高速接入的特性，使3G對承載網(wǎng)，特別是傳輸網(wǎng)的要求和2G有較大的不同，為此，采用適當(dāng)技術(shù)構(gòu)建適配3G的傳輸網(wǎng)具有重要意義。3.1MSTP是3G光傳輸網(wǎng)的基石MSTP是由SDH技術(shù)發(fā)展起來的，把以太網(wǎng)、異步傳輸模式(ATM)、基于同步數(shù)字體系的包交換(POS)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，將多種業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚并進(jìn)行有效適配，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的綜合接入和傳送，實(shí)現(xiàn)SDH從純傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)一體化的多業(yè)務(wù)平臺。

MSTP的引入極大地豐富了光傳輸網(wǎng)絡(luò)的接口方式，能夠迅速快捷地接入語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)，并在數(shù)據(jù)層提供了匯聚和交換功能，使得光傳送網(wǎng)的使用更為便捷和高效。MSTP同時(shí)也是為適應(yīng)不同的接入手段而產(chǎn)生的。不管對于國內(nèi)各運(yùn)營商，還是國際移動運(yùn)營商來說，頻率選擇上的變化都將導(dǎo)致3G基站建設(shè)出現(xiàn)大量的新建接入點(diǎn)，對于這些新增的接入點(diǎn)，MSTP可以提供不同的接入手段適應(yīng)相應(yīng)的接入資源：MSTP可以提供DDN、SHDSL接口，提供N×64Kbps和FE1的雙絞線接入，最遠(yuǎn)達(dá)到3.5Km，解決具有電纜接入資源而不具備光纖資源的郊縣、農(nóng)村邊遠(yuǎn)基站的接入問題；MSTP可以和光Modem、PON等技術(shù)配合，使基站接入的方式更加多樣；在不具備光纖和電纜的情況下，MSTP還可以和FSO、微波結(jié)合，提供無線方式完成基站的接入覆蓋。從3G核心網(wǎng)和基站接入網(wǎng)的傳送需求上可以看出，DWDM長途網(wǎng)絡(luò)和SDH本地網(wǎng)的共同MSTP化是構(gòu)建未來3G移動光傳輸網(wǎng)絡(luò)的基石。3.2OTN技術(shù)為了更有效地使用IP網(wǎng)絡(luò)資源，提高中繼電路的利用率或提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量，可以在長途骨干網(wǎng)中利用大容量OTN交叉設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)大顆粒波長通道業(yè)務(wù)的快速開通，提高業(yè)務(wù)響應(yīng)速度。OTN的引入可以分為兩個(gè)階段。第一階段是首先在WDM系統(tǒng)中引入OTN接口，這里的OTN接口包括線路接口和支路接口(也稱為域間互聯(lián)接口或業(yè)務(wù)接口)。目前主流廠家的波分系統(tǒng)在線路側(cè)已基本上采用了OTN結(jié)構(gòu)，并均已支持符合G.709標(biāo)準(zhǔn)的OTN接口。在WDM系統(tǒng)中引入OTN接口，可以實(shí)現(xiàn)對波長通道端到端的性能和故障監(jiān)測。OTN可以實(shí)現(xiàn)對多種客戶信號的透明傳送，是路由器采用10GE接口的前提條件。逐步在WDM系統(tǒng)中引入OTN接口，可以為未來引入大容量的OTN交叉設(shè)備做準(zhǔn)備。第二階段是引入基于OTN的T比特大容量交叉連接設(shè)備，以便提高傳送網(wǎng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)大顆粒波長通道業(yè)務(wù)的快速開通和調(diào)度，優(yōu)化IP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。3.340G技術(shù)IP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)主要流向是逐層匯聚到核心骨干網(wǎng)，導(dǎo)致骨干網(wǎng)的帶寬需求極大，大約每年增長50%，即不到兩年業(yè)務(wù)就翻一番。當(dāng)前很多骨干WDM已經(jīng)采用了10Gbit/s技術(shù)，未來繼續(xù)增加波長的數(shù)量已經(jīng)越來越困難，增加每個(gè)波長的速率成為行業(yè)的主流發(fā)展方向，比如向單波40Gbit/s發(fā)展。從市場需求、技術(shù)進(jìn)步、成本約束、光纜PMD限制等各個(gè)方面都可以證明，以40Gbit/s為基礎(chǔ)的WDM系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。但是40G傳輸技術(shù)目前在技術(shù)和成本兩方面都需要進(jìn)一步完善和提高。3.4PTN技術(shù)運(yùn)營商需要不斷地改進(jìn)其網(wǎng)絡(luò)，以便能夠在競爭不斷加劇的市場環(huán)境中生存下來。IPVPN、VoIP、IPTV等新業(yè)務(wù)層出不窮，因此，傳輸網(wǎng)絡(luò)就需要對未來分組業(yè)務(wù)的需求提供一個(gè)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。目前主流的分組傳送網(wǎng)技術(shù)有兩種，分別是T-MPLS(傳送多協(xié)議標(biāo)簽交換)和PBT(運(yùn)營商骨干網(wǎng)傳輸)。T-MPLS是一種基于MPLS、面向連接的分組傳送技術(shù)。與MPLS不同，T-MPLS不支持無連接模式，實(shí)現(xiàn)上要比MPLS更簡單，更易于運(yùn)行和管理。T-MPLS取消了MPLS中與L3和IP路由相關(guān)的功能特性，其設(shè)備實(shí)現(xiàn)將滿足運(yùn)營商對低成本和大容量的下一代分組網(wǎng)絡(luò)的需求。T-MPLS沿襲了現(xiàn)有基于電路交換傳送網(wǎng)的思想，采用與其相同的體系架構(gòu)、管理和運(yùn)行模式。PBT是在IEEE802.1ahPBB(MACinMAC)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展，目前正在ITU-T和IEEE進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(IEEE稱其為PBB-TE)。PBT的主要特征是關(guān)閉了MAC地址學(xué)習(xí)、廣播、生成樹協(xié)議等傳統(tǒng)以太網(wǎng)功能，從而避免廣播包的泛濫。PBT具有面向連接的特征，通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)或控制協(xié)議進(jìn)行連接配置，并可以實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)倒換、OAM、QoS、流量工程等電信級傳送網(wǎng)絡(luò)功能。PBT建立在已有的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之上，具有較好的兼容性，可以基于現(xiàn)有以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。這使得PBT具有以太網(wǎng)所具有的廣泛應(yīng)用和低成本特性。4TD-SCDMA技術(shù)下傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的介紹TD-SCDMA演進(jìn)路線核心側(cè)傳輸網(wǎng)RAN側(cè)傳輸網(wǎng)·控制和承載分離TDDLCRR4IPoverWDM靜態(tài)WDM：OADMN×2.5G/10G系統(tǒng)·全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)TDDLCRR5IPoverWDM動態(tài)WDM：ROADMN×10G系統(tǒng)·無線引入HSPDA·引入多媒體域·框架結(jié)構(gòu)的研究TDDLCRR6IPoverWDMOXCN×10G系統(tǒng)·MBMS·研究IMS與PLMN/PSTN/ISDNSDH：IMAE1STM-1MSTP：IMAE1/FESTM-4分組交換：FE/GESTM-16CWDM的電路交換的互操作TD網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段對傳輸網(wǎng)的影響(1)接入傳送網(wǎng)方案第一階段：R4階段。傳輸網(wǎng)透傳NodeB的IMAE1，在匯聚層匯聚成信道化STM-1與RNC連接，減少RNC的接口壓力，快速構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。第二階段：R5階段。NodeB側(cè)語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別采用E1、FE分路傳送，新增FE完成對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。最大程度減少了原有業(yè)務(wù)的調(diào)整以及高速數(shù)據(jù)對語音QoS的沖擊。第三階段：R6階段。全面支持分組業(yè)務(wù)傳送，Iub接口最終完全演進(jìn)到高速FE接口，基站帶寬會達(dá)到幾十Mbit/s。MSTP的二層交換，內(nèi)嵌MPLS，RPR等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用、安全隔離、保證相應(yīng)的QoS。考慮到熱點(diǎn)地區(qū)將來建設(shè)WiMAX高速無線接入的可能性，可在接入層引入CWDM，匯聚層引入DWDM，解決高速接入帶寬的需求。(2)核心傳送網(wǎng)方案核心傳送網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)考慮分組業(yè)務(wù)的高效傳送與今后網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P、高帶寬演進(jìn)，核心網(wǎng)建設(shè)優(yōu)先采用GE接口，將來向10GE演進(jìn)，WDM解決方案可以很好地適應(yīng)TD核心網(wǎng)的演進(jìn)需求，通過WDM解決方案可以構(gòu)建靈活、高效、可靠的統(tǒng)一業(yè)務(wù)承載平臺，滿足當(dāng)前、將來TD核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求。考慮到TD的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，核心傳送網(wǎng)WDM建設(shè)可以分三個(gè)階段：第一階段：采用靜態(tài)N×2.5GWDM系統(tǒng)，二纖光通道共享保護(hù)環(huán)技術(shù)，保護(hù)時(shí)間小于50ms。第二階段：隨著網(wǎng)絡(luò)中端到端業(yè)務(wù)數(shù)量增多，GE/10GE等業(yè)務(wù)流量和方向的不確定性，平滑升級到N×10GWDM系統(tǒng)(可重構(gòu)0ADM)和動態(tài)ROADM/GSS(通用業(yè)務(wù)交換平臺)網(wǎng)絡(luò)，完成2．5G/10G波長級業(yè)務(wù)的任意上下和調(diào)度，并能對FC、GE、2.5GPOS子波長業(yè)務(wù)直接進(jìn)行接入、匯聚、交叉，支持子波長級交叉和端到端鏈路的建立和管理。第三階段：升級到多維動態(tài)WDM系統(tǒng)和