1、3G傳輸網(wǎng)的特征與技術(shù)方案選擇第三代移動(dòng)通信（3G）的發(fā)展經(jīng)歷了體制標(biāo)準(zhǔn)之爭，已逐步演進(jìn)到標(biāo)準(zhǔn)的完善和設(shè)備開發(fā)之爭以及未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展之爭。面對激烈的競爭形勢，快速提供業(yè)務(wù)、減少帶寬資費(fèi)、提高通信服務(wù)質(zhì)量成為移動(dòng)運(yùn)營商在市場競爭中獲勝的關(guān)鍵因素，這些關(guān)鍵因素之爭的焦點(diǎn)又集中在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，傳輸網(wǎng)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，因此，3G傳輸網(wǎng)的建設(shè)在整個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中扮演重要角色。在3G傳輸網(wǎng)優(yōu)化和建設(shè)中，如何定位傳統(tǒng)的移動(dòng)業(yè)務(wù)與新興的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的關(guān)系，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀與即將上規(guī)模的寬帶3G傳輸網(wǎng)的關(guān)系，綜合技術(shù)成本和用戶需求，選擇何種技術(shù)和建網(wǎng)方案，都是我們需要重點(diǎn)考慮的問題。 本文從3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)接

2、口、傳輸業(yè)務(wù)需求角度分析了3G傳輸網(wǎng)的特征，提出了應(yīng)對3G傳輸網(wǎng)需求的MSTP解決方案，最后結(jié)合烽火公司MSTP產(chǎn)品淺析3G邊緣網(wǎng)解決方案的特點(diǎn)。一、3G傳輸網(wǎng)的特征與技術(shù)方案選擇 13G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析 首先從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，3G網(wǎng)絡(luò)和2G網(wǎng)絡(luò)具有相似的結(jié)構(gòu)，我們以WCDMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為例，如圖1所示。 圖1 R4版本的WCDMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由接入網(wǎng)（RAN）和核心網(wǎng)（CN）兩個(gè)部分組成。圖1左側(cè)部分表示RAN部分，左上的系統(tǒng)是增加了GPRS的無線接入網(wǎng)，左下是3G的無線接入網(wǎng)部分（UTRAN）。中間部分是核心網(wǎng)，分為電路域和分組域兩個(gè)部分，分別處理話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。右側(cè)部分表示I

3、nternet、PSTN網(wǎng)等其它網(wǎng)絡(luò)及3G的管理、計(jì)費(fèi)等支撐系統(tǒng)。 無線接入網(wǎng)部分主要由移動(dòng)終端（MS，如手機(jī)）、基站（NodeB）、基站控制器（GSM系統(tǒng)中稱為BSC，WCDMA中稱為RNC）來組成。我們知道在UTRAN中每個(gè)NodeB覆蓋一定的區(qū)域（從幾百米到十幾公里不等），負(fù)責(zé)該區(qū)域內(nèi)的手機(jī)信號接入；而RNC控制若干個(gè)NodeB（一般為幾十到上百個(gè)）。其中，從MS到NodeB的通信是無線方式的，從NodeB到RNC的通信是通過有線連接的，傳統(tǒng)第二代移動(dòng)通信中的信號為TDM方式，1到2個(gè)E1（即2M）就夠了，而WCDMA系統(tǒng)則是通過ATM口連接，帶寬需求大得多。 核心網(wǎng)的電路交換部分主要由

4、移動(dòng)通信專用的交換機(jī)構(gòu)成，一般稱為MSC（移動(dòng)交換中心）。在WCDMA R4版本的核心網(wǎng)中采用了軟交換方式，將MSC分為媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）和一個(gè)服務(wù)器（MSC-S）。一般而言，每個(gè)MSC管理一到兩個(gè)RNC（BSC）。分組交換部分主要由SGSN、GGSN、BGW組成。 23G傳輸網(wǎng)接口類型分析 根據(jù)以上分析可以看出，組建3G傳輸網(wǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)NodeB（BS）、RNC（BSC）、MSC之間多種接口的互連，主要傳輸從NodeB（BS）到RNC（BSC）的業(yè)務(wù)信號和從RNC（BSC）到MSC的業(yè)務(wù)信號，其次是MSC、GGSN、SGSN之間的信號。從傳輸需求量來說，對于一個(gè)NodeB就需要有相應(yīng)的傳輸

5、設(shè)備，中國移動(dòng)在每個(gè)城市的NodeB數(shù)量往往為數(shù)百個(gè)到上千個(gè)（根據(jù)城市規(guī)模大?。┎坏?，而從RNC（BSC）到MSC的業(yè)務(wù)信號的傳輸需求量不會很大，一個(gè)一般城市的MSC大約在十個(gè)左右（上下有浮動(dòng)）。 從當(dāng)前成熟的技術(shù)版本和廠家提供的3G產(chǎn)品來看，對3G傳輸接口類型的要求都是基于ATM的接口，NodeB與RNC之間的接口類型主要包括E1/T1 IMA口、STM-1接口，也有STM-4接口；RNC與MSC之間的接口為STM-1接口、STM-4，也有IMA接口；由此可得出結(jié)論：對于3G邊緣傳輸網(wǎng)接口需求集中在基于ATM的E1/T1 IMA口、STM-1接口，也有STM-4接口。對于骨干層來說，接口種類

6、相對簡單，而且數(shù)據(jù)經(jīng)過匯聚，對帶寬的需求較大。 33G傳輸網(wǎng)業(yè)務(wù)承載分析 作為解決未來的移動(dòng)通信系統(tǒng)支持高速的數(shù)據(jù)接入的3G網(wǎng)絡(luò)，其業(yè)務(wù)承載除了GSM話音業(yè)務(wù)外，更多的是對移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載。作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的整體提供方案，集團(tuán)用戶數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)、智能小區(qū)高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)以及帶寬出租業(yè)務(wù)等都應(yīng)在3G傳輸網(wǎng)建設(shè)中給予前瞻性的考慮。針對上述考慮，以下我們對移動(dòng)傳輸網(wǎng)的全面承載業(yè)務(wù)分類進(jìn)行分析。 首先移動(dòng)傳輸網(wǎng)大量承載的是話音、會議電視、視頻圖像、透傳帶寬、有嚴(yán)格QoS要求的企業(yè)專線等對QoS要求很嚴(yán)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)非常適合以TDM方式傳送；其次是企業(yè)VPN、3G基站等要求有QoS保證但本身具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用特

7、性的業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)需要采用ATM方式，能充分滿足其帶寬動(dòng)態(tài)可調(diào)，而采用SDH方式則帶寬浪費(fèi)比較嚴(yán)重非常不經(jīng)濟(jì)；最后對于個(gè)人和小區(qū)Internet接入、門戶網(wǎng)站等不需嚴(yán)格QoS保證、盡力傳送方式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)用IP方式傳輸性價(jià)比最佳，用SDH和ATM方式傳輸則不經(jīng)濟(jì)。在IP的接入上，主要有兩種，即低速率的10M100M業(yè)務(wù)和高速率的GE10GE。 從以上分析可見，SDH、IP、ATM三種傳輸方式針對不同的業(yè)務(wù)各自有最佳的適用場合，作為基礎(chǔ)傳輸平臺，必須能夠同時(shí)承載這三種不同類型的業(yè)務(wù)。隨著傳輸設(shè)備的發(fā)展，出現(xiàn)了能同時(shí)傳輸以上各種業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)傳輸設(shè)備（MSTP），為建立此基礎(chǔ)傳輸平臺創(chuàng)造了條

8、件。 MSTP技術(shù)是以SDH技術(shù)為基礎(chǔ)，繼承了其優(yōu)異的組網(wǎng)及保護(hù)能力，并提供對ATM/IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，提高帶寬傳輸效率，實(shí)現(xiàn)TDM/ATM/IP綜合業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳送，所以能很好地滿足移動(dòng)及寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需要。隨著3G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核的IP化演進(jìn)，MSTP技術(shù)方案可以非常靈活的適應(yīng)這種變化，同時(shí)，MSTP技術(shù)和產(chǎn)品經(jīng)過各運(yùn)營商的城域傳輸網(wǎng)建設(shè)的充分驗(yàn)證，已充分得到大家的熟悉和信任。由此我們得出結(jié)論：MSTP設(shè)備將肩負(fù)起3G信號傳輸?shù)闹厝?。二?應(yīng)對3G的邊緣網(wǎng)絡(luò)解決方案 眾所周知，邊緣網(wǎng)絡(luò)作為運(yùn)營商的觸角，是向客戶提供服務(wù)的前沿陳地，隨著客戶需求的多樣化和核心網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，邊緣網(wǎng)絡(luò)

9、在城域傳輸網(wǎng)建設(shè)中的重要性日漸升值，成為傳輸網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在3G傳輸網(wǎng)中也不例外，3G傳輸網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)是負(fù)責(zé)基站業(yè)務(wù)傳輸?shù)倪吘墏鬏斁W(wǎng)絡(luò)，由于基站數(shù)量巨大，每個(gè)大中城市有上千個(gè)基站，移動(dòng)運(yùn)營商每年要將自己業(yè)務(wù)收入的近30付給其它運(yùn)營商作為電路租用費(fèi)。因此，3G邊緣傳輸網(wǎng)的建設(shè)不僅要考慮基站傳輸大量的帶寬需求，同時(shí)還要考慮能足夠替換原來租用的傳輸電路。從實(shí)際設(shè)備情況看，3G的基站覆蓋范圍基本和2G的基站相同。也就是說，已經(jīng)擁有2G設(shè)施的運(yùn)營商仍然會采用原有基站的機(jī)房和線路。而各個(gè)運(yùn)營商對3G的基站數(shù)量需求可以參照2G的需求量。 13G邊緣網(wǎng)絡(luò)的特性和需求 3G業(yè)務(wù)相對于2G業(yè)務(wù)來說，主要區(qū)別是

10、其業(yè)務(wù)是寬帶業(yè)務(wù)，流量具有統(tǒng)計(jì)特性，如果簡單采用目前的窄帶的SDH設(shè)備傳輸，效率會很低，因此，3G邊緣傳輸網(wǎng)絡(luò)必須具備統(tǒng)計(jì)復(fù)用特性。在傳輸帶寬的要求上，也和以往有區(qū)別，總的來說3G基站所需要的傳輸帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2G的基站。當(dāng)前，各個(gè)運(yùn)營商城域網(wǎng)接入層的傳輸制式主要是STM-1速率的SDH設(shè)備，每個(gè)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量按平均810個(gè)計(jì)算（這是比較保守的估算），這樣的情況下，總的帶寬需求大約為每個(gè)接入環(huán)上20個(gè)左右的2M。實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)基站都有一些預(yù)留的2M，實(shí)際的情況是大約每個(gè)接入環(huán)上已經(jīng)占用的2M數(shù)量有四五十個(gè)。對STM-1的SDH設(shè)備來說，容量的可擴(kuò)展空間已經(jīng)比較小了。如果要支持3G傳輸系統(tǒng)，必然

11、要求傳輸設(shè)備的帶寬有一個(gè)跨越。 由于移動(dòng)業(yè)務(wù)需要從基站匯聚到MSC，這中間的所有業(yè)務(wù)流量都是集中型業(yè)務(wù)，比較適合采用通道保護(hù)方式。這樣，采用STM-4速率的設(shè)備，可用的帶寬為1262M或者2STM-1，顯然不能滿足3G的傳輸需求。這樣，STM-16速率的MSTP設(shè)備成為3G傳輸網(wǎng)接入層的首選。此外，由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的自身特殊性，3G邊緣接入傳輸網(wǎng)和其他接入傳輸網(wǎng)相比，還具有時(shí)鐘同步要求高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、每點(diǎn)上下業(yè)務(wù)較少、要求傳輸設(shè)備體積小等特點(diǎn)；同時(shí)，由于基站往往是無人值守機(jī)房，常常要求傳輸設(shè)備提供各種網(wǎng)管通道和環(huán)境監(jiān)控功能。 從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的角度，需要建設(shè)一個(gè)獨(dú)立3G邊緣接入傳輸網(wǎng)作為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)傳輸

12、平臺，即經(jīng)濟(jì)又可以大大簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，甚至還可以和其它業(yè)務(wù)公用，比如固網(wǎng)的數(shù)據(jù)接入等等。 從運(yùn)營商的維護(hù)體制來看，邊緣傳輸網(wǎng)作為一個(gè)獨(dú)立的層面和3G業(yè)務(wù)網(wǎng)分開，兩者相互獨(dú)立，便于維護(hù)，便于業(yè)務(wù)開展。 2. 烽火公司3G邊緣網(wǎng)絡(luò)解決方案 隨著第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)日趨成熟，國內(nèi)很多公司競相展開3G的研究和產(chǎn)品開發(fā)，電信運(yùn)營商開始著手3G傳輸網(wǎng)的規(guī)劃。烽火公司順應(yīng)這一發(fā)展趨勢，對產(chǎn)品系列進(jìn)行的優(yōu)化和改進(jìn)，推出了應(yīng)對3G邊緣傳輸網(wǎng)的IBAS 100系列產(chǎn)品，為3G的基站信號傳輸提供低成本、高效率、高帶寬的解決方案。IBAS 180設(shè)備具有低成本、體積?。?U高度）、STM-1/4/16全速率兼容、優(yōu)化的

13、多業(yè)務(wù)承載能力、強(qiáng)大的組網(wǎng)能力和高可用性設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。 （1）靈活的容量設(shè)計(jì) 當(dāng)前主要使用的邊緣MSTP為155/622M速率，面對寬帶業(yè)務(wù)的高速增長顯得力不從心，而當(dāng)前的2.5G MSTP設(shè)備雖然功能都能滿足要求，成本和體積卻并不適合邊緣網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。烽火公司IBAS 180緊湊型MSTP設(shè)備兼容155M/622M/2.5G三個(gè)速率等級，體積卻只有3U，非常適合高數(shù)據(jù)容量的邊緣傳輸網(wǎng)組網(wǎng)，使用戶能夠以最小的投資適應(yīng)較長時(shí)期的業(yè)務(wù)需求。 同時(shí)，針對邊緣網(wǎng)絡(luò)中小容量的接入需求，IBAS 100系列產(chǎn)品具備8M PDH光接口的接入能力，遠(yuǎn)端的PDH 8M設(shè)備能夠直接接入IBAS 100。以這種方式組網(wǎng)

14、后，可以選擇本地終結(jié)PDH 8M業(yè)務(wù)，也可以利用IBAS 100的調(diào)度能力將由PDH支路接入的業(yè)務(wù)調(diào)度到其它節(jié)點(diǎn)，而不需要中間轉(zhuǎn)接。這種功能的提供不但避免了大量PDH 8M設(shè)備組網(wǎng)時(shí)在局端占用大量機(jī)房空間的問題，而且能夠提供PDH、MSTP統(tǒng)一網(wǎng)管，大幅度簡化了局端的大量2M轉(zhuǎn)接工作，成為IBAS 100系列的一大特色。 （2）提供豐富的業(yè)務(wù)接口支持能力 IBAS 100系列MSTP設(shè)備支持各種寬帶業(yè)務(wù)接口，如E1，E3，STM-1，10/100M以太網(wǎng)接口，IMA接口，ATM接口等等。同時(shí)，針對不同的寬帶業(yè)務(wù)接口，增加了強(qiáng)大的處理能力。 針對以太網(wǎng)接口，能夠提供LAPS/PPP/GFP兼容的

15、映射方式，提供支持符合G.7041的低階虛級聯(lián)和符合G.7042的LCAS功能。這些功能使得以太網(wǎng)的承載效率、承載的靈活性大大增加。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步提供透傳、二層交換、多點(diǎn)匯聚等應(yīng)用方式，滿足針對不同等級用戶和應(yīng)用的不同需求。其中的VLAN功能能夠?yàn)橛脩籼峁┛煽康亩訑?shù)據(jù)隔離。 針對ATM接口，不但提供STM-1接口來滿足高速率的ATM接入，而且提供靈活的IMA接口，使用戶能夠以N2M的速率接入ATM業(yè)務(wù)。 （3）靈活的數(shù)據(jù)優(yōu)化處理能力 IBAS 100系列全面支持對IMA接口和ATM 155M接口的數(shù)據(jù)優(yōu)化。由于3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有動(dòng)態(tài)特性，傳統(tǒng)的SDH TDM方式的動(dòng)態(tài)傳輸效率不高，因此針

16、對MSTP設(shè)備的STM-1接口和IMA接口，均要求提供統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能和多點(diǎn)匯聚功能，使用戶能夠更加高效地利用帶寬。 從基站的容量上看，3G建網(wǎng)的初期，用戶容量需求不大，IMA口可以滿足要求，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過比較長的發(fā)展之后，對帶寬的需求增加，將會要求基站的上行接口升級到STM-1速率。這樣，用于邊緣接入的緊湊型2.5G設(shè)備必須具備低階處理能力，并能夠提供較多的STM-1接口。 對于現(xiàn)有的MSTP傳輸設(shè)備來說，不需要做任何的改動(dòng)就可以直接提供對普通IMA接口的支持。但是，由于移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的匯聚型業(yè)務(wù)流向非常突出，大量的IMA接口匯聚到RNC時(shí)，在與RNC相連接的MSTP節(jié)點(diǎn)處，將有大量分離的2M需

17、要經(jīng)過電口轉(zhuǎn)接, 其直接后果是帶來成本急劇上升，而且不便于維護(hù)，降低了系統(tǒng)的可靠性。 因此，對于IMA口的傳輸，需要統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能和多點(diǎn)匯聚功能的支持，以優(yōu)化3G的ATM信號處理。在與RNC連接的MSTP設(shè)備上通過增加ATM交換模塊實(shí)現(xiàn)如下的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。這樣，可以使得多個(gè)基站匯聚過來的IMA業(yè)務(wù)在MSTP內(nèi)部匯接為一個(gè)ATM 155M，通過這個(gè)155M接口與RNC進(jìn)行連接。 這種處理方式大大降低了轉(zhuǎn)接處的設(shè)備成本，而且便于維護(hù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。上述功能在一個(gè)機(jī)盤內(nèi)實(shí)現(xiàn)。這種處理方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對與基站連接的MSTP設(shè)備沒有特殊需求，成本也可以得到較好的控制。 當(dāng)然，也可以采取MSTP平臺

18、共享環(huán)來提高傳輸效率，在共享環(huán)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)需求分配一個(gè)固定的帶寬，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，環(huán)上節(jié)點(diǎn)共享帶寬。 這種處理方式的特點(diǎn)是在每個(gè)MSTP節(jié)點(diǎn)都增加了針對IMA的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。這種處理方式在整個(gè)環(huán)上共享一個(gè)ATM 155M帶寬，能夠提供基于VP Ring的保護(hù)。 從長遠(yuǎn)的發(fā)展來看，3G的業(yè)務(wù)量增長后極有可能會采用ATM 155M進(jìn)行基站互聯(lián)，對于ATM155接口的數(shù)據(jù)優(yōu)化需求和IMA接口類似，當(dāng)前業(yè)界針對ATM 155M已經(jīng)普遍實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能能非常好地滿足這種需求。 （4）領(lǐng)先的組網(wǎng)能力 IBAS 100系列邊緣MSTP設(shè)備與業(yè)界同類產(chǎn)品相比，組網(wǎng)能力強(qiáng)是其另一優(yōu)勢。IBAS 180緊湊型MSTP設(shè)備最多同時(shí)支持3個(gè)STM-16的光方向和8個(gè)STM-1的光分支。邊緣的MSTP網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃比較困難，往往需要根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的情況不斷進(jìn)行調(diào)整。這就要求邊遠(yuǎn)的MSTP產(chǎn)品能夠提供較強(qiáng)的組網(wǎng)能力，隨時(shí)根據(jù)需要延伸支路，增加業(yè)務(wù)。IBAS 100系列產(chǎn)品能夠提供多方向的組網(wǎng)能力，在設(shè)計(jì)上尤其重視了對S