3G傳輸網(wǎng)絡的規(guī)劃建設策略

1、3G傳輸網(wǎng)絡的規(guī)劃建設策略【摘要】在開展3G網(wǎng)絡部署工作的同時，3G業(yè)務的傳送也逐漸成為移動運營商建設傳輸網(wǎng)時關注的重點。3G網(wǎng)絡及業(yè)務的固有特點決定了其承載傳輸網(wǎng)的特殊需求，因此搭建與3G網(wǎng)絡配套的根底傳輸網(wǎng)是3G網(wǎng)絡建設的重要步驟。文章在分析3G網(wǎng)絡特點和3G對傳輸網(wǎng)絡新要求的根底上，闡述了3G傳輸網(wǎng)的幾種解決方案和網(wǎng)絡資源容量需求的規(guī)劃策略。1.引言3G代表了移動通信的未來開展方向，是移動用戶和移動業(yè)務開展的必然趨勢，因此如何與即將開展的大規(guī)模3G傳輸網(wǎng)絡建設相結(jié)合，如何為3G業(yè)務提供更好的傳送通道，已經(jīng)成為當前需要重點考慮的問題。從光網(wǎng)絡的開展趨勢來看，在光傳送網(wǎng)中引入控制平面，通過A

2、SON來快速提供業(yè)務，并實現(xiàn)業(yè)務的端到端調(diào)度和保護，將是3G傳輸開展的重要方向。從業(yè)務需求來看，在3G中將是多種業(yè)務并存開展，尤其是高速數(shù)據(jù)將占較大的比重，數(shù)據(jù)業(yè)務流量流向的不確定性和復雜性使TDM技術很難為3G業(yè)務的承載提供一個高效可靠的平臺。ATM技術可以很好地支持分組業(yè)務，但傳輸TDM業(yè)務本錢高且3G系統(tǒng)本身便具備ATM交換功能；IP技術雖然適合數(shù)據(jù)業(yè)務的需求，但QoS等問題一直沒有得到完善的解決，無法滿足高等級業(yè)務的需求。于是以SDH為根底，可以實現(xiàn)TDM/ATM/IP綜合業(yè)務的統(tǒng)一傳送的MSTP技術將肩負起3G網(wǎng)絡傳輸?shù)闹厝巍?2、3G網(wǎng)絡的特征與傳輸網(wǎng) 3G網(wǎng)絡與傳輸網(wǎng)相關的特性主

3、要表現(xiàn)在以下幾個方面： 圖1UMTS網(wǎng)絡單元構(gòu)成示意圖 13G網(wǎng)絡架構(gòu) 3G網(wǎng)絡包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種網(wǎng)絡制式，由無線接入網(wǎng)絡RAN和核心網(wǎng)絡CN組成。其中，RAN用于處理所有與無線有關的功能，而CN那么處理3G系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡的交換和路由功能，CN從邏輯上可分為電路交換域CS和分組交換域PS。UTRAN、CN與用戶設備UE一起構(gòu)成了整個無線系統(tǒng)。 從圖1所示的UMTS結(jié)構(gòu)可以看出，3G網(wǎng)絡分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，這也是建設3G傳輸網(wǎng)絡的一個重要前提。原有的2G傳輸網(wǎng)絡主要是作為話音的配套網(wǎng)絡，表達出分層建設的特點：骨干層傳輸設備常常

4、位于網(wǎng)絡的骨干或核心節(jié)點，具有大容量的業(yè)務調(diào)度功能，強調(diào)業(yè)務的中繼和傳送能力；接八層傳輸設備覆蓋在城域的各熱點地區(qū)，完成業(yè)務的接入，表達出低本錢、業(yè)務處理能力弱的特點；會聚層設備連接骨干層和接入層，完成MADM之間的業(yè)務整合和會聚功能。這種金字塔型的傳輸網(wǎng)絡模型也是3G業(yè)務網(wǎng)絡所需的，同時為移動網(wǎng)絡的平滑演進創(chuàng)造了客觀條件。 2基于分組技術 3G網(wǎng)絡的另一個主要特點是支持寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務，它采用了基于分組的網(wǎng)絡技術。雖然TDM在電路域的演進過程中還是作為可選的方案存在，但最終3G網(wǎng)絡必將開展成為支持多媒體業(yè)務的分組網(wǎng)。 目前，現(xiàn)有成熟的3G設備根本上都基于ATM平臺，基站BTS或NodeB與基站控

5、制器BSC或RNC之間常常通過IMAATM反向復用技術后的E1通道連接，由于基站控制器的容量往大型化開展，它與基站之間的連接將通過城域網(wǎng)的接入層和會聚層，這是建設城域網(wǎng)必須考慮的主體內(nèi)容。基站控制器與核心網(wǎng)之間常常通過ATMSTM-1或STM-4連接，由骨干傳輸網(wǎng)連接，一般不對業(yè)務進行會聚處理，而僅僅提供大顆粒通道透明傳送。核心網(wǎng)電路域和分組域內(nèi)部的業(yè)務傳送還涉及到干線傳輸，由于分組域的接口主要采用的是GE/FE/POS接口，因此傳輸設備必須能夠提供相應的接口適配能力。傳輸組網(wǎng)必須考慮與上述接口的對接關系，在保證話音和數(shù)據(jù)業(yè)務實時傳輸?shù)耐瑫r，綜合考慮網(wǎng)絡的平安性和可靠性，通過環(huán)網(wǎng)保護機制對業(yè)務

6、進行保護，并考慮組網(wǎng)效率，使傳輸帶寬利用率最大化。 3、3G傳輸網(wǎng)絡解決方案 隨著3G業(yè)務的增加，網(wǎng)絡的業(yè)務內(nèi)容和節(jié)點功能也將會有大的開展，這無疑也給傳輸網(wǎng)絡提出了要求，3G傳輸?shù)膬?nèi)容主要是承載RNC與NodeB之間的業(yè)務傳輸，由于3G無線設備都集成了IMA功能，現(xiàn)階段3G基站接入業(yè)務將主要是E1從骨干層到接入層透明傳輸，現(xiàn)網(wǎng)上存在一定E1帶寬余量的傳輸網(wǎng)實現(xiàn)起來都沒有什么問題。 理論上，采用ATM技術建設新的ATM傳輸網(wǎng)也可完成3G業(yè)務的傳輸。但是，從技術上看，3G無線設備已經(jīng)具有強大的ATM交換能力，如果再用ATM設備來完成傳輸，那么會造成功能上的重疊。從開展的眼光來看，目前新的ATM網(wǎng)絡

7、建設將逐漸停滯，適應多種業(yè)務傳輸?shù)男枨笏鶐淼谋惧X持續(xù)居高不下，為3G業(yè)務配套來新建ATM傳輸網(wǎng)是不現(xiàn)實的。而采用MSTP平臺構(gòu)造完整的根底傳輸網(wǎng)，可實現(xiàn)傳輸網(wǎng)與業(yè)務網(wǎng)的別離，網(wǎng)絡層次清晰，管理運營方便簡捷，對實現(xiàn)3G業(yè)務的傳送更具優(yōu)勢。圖2是3G傳輸網(wǎng)絡分層示意圖以WCDMAR99/R4為例，CDMA2000類似。 圖2 3G傳輸網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu) 從組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上看，3G傳輸網(wǎng)分為接入傳輸網(wǎng)絡和核心傳輸網(wǎng)絡。移動終端到基站的通信通過空中接口完成，不需要傳輸網(wǎng)絡考慮?？蓪NC和MSC統(tǒng)一規(guī)劃到核心傳輸網(wǎng)絡，承當RNC、MSC、GMSC、SGSN、GGSN間的傳輸。接入傳輸網(wǎng)絡主要完成基站與基站控制器

8、之間的業(yè)務的接入和傳送功能。由于NodeB通常很分散，由NodeB到RNC間的傳輸一般需要經(jīng)過接入和會聚兩層網(wǎng)絡。Iub接口的傳輸需求是3G網(wǎng)絡傳輸需求中最復雜而又最重要的局部，RNC與NodeB間的接入傳輸層面臨數(shù)據(jù)業(yè)務處理和傳輸帶寬兩個問題。借助MSTP+IMA功能，在會聚傳輸節(jié)點處將E1ATMSTM-1接口。借助MSTP設備良好的擴展能力和多業(yè)務支持能力，傳送網(wǎng)絡B平面能夠滿足3G和城域數(shù)據(jù)業(yè)務的開展需求。基站到基站控制器之間為會聚型業(yè)務，兩者之間的傳輸組網(wǎng)方式可靈活選擇環(huán)形、星型、鏈型或樹型。 對于3G傳輸網(wǎng)絡的構(gòu)建，建議推薦采用MSTP技術。因為MSTP兼容SDH網(wǎng)絡IMAE1電路的

9、同時，也可提供多種業(yè)務接口和處理能力，可根據(jù)網(wǎng)絡的開展來動態(tài)調(diào)整ATM、IP、TDM網(wǎng)絡的容量，為運營商提供高效的傳輸方案，很好地適應3G技術的無縫演進，具體表達在： MSTP平臺兼容SDH技術，可與SDH網(wǎng)絡組成統(tǒng)一的根底傳輸網(wǎng)絡平臺，既可保護原有的網(wǎng)絡投資，又實現(xiàn)了統(tǒng)一管理和維護。MSTP平臺除滿足3G業(yè)務的傳送要求之外，還能同時傳送2G和數(shù)據(jù)業(yè)務，并可開展大客戶專線業(yè)務和OVPN增值業(yè)務，充分表達資源網(wǎng)的價值。MSTP支持VP-Ring、IMA轉(zhuǎn)換、RPR等ATM和IP的處理技術，VP-Ring和RPR技術可完成統(tǒng)計復用、流量控制、路由保護等功能，提高了3G業(yè)務在傳輸網(wǎng)的帶寬利用率，而I

10、MA轉(zhuǎn)換能夠完成業(yè)務的會聚和接口適配，作為傳輸組網(wǎng)的補充方案。MSTP設備還支持MPLS技術，對未來以IP方式承載的3G業(yè)務傳輸提供有力支持?？梢哉f，針對3G無線網(wǎng)絡面向?qū)拵?shù)據(jù)的特性，MSTP具有完善的可升級解決方案，可充分利用傳輸帶寬和QoS，提供對動態(tài)數(shù)據(jù)業(yè)務的支持。在組網(wǎng)的過程中，MSTP設備還可根據(jù)3G各階段業(yè)務量的大小靈活地配置相應的TDM/ATM/IP模塊，根據(jù)業(yè)務從小容量到大容量，從多種業(yè)務并存到全分組業(yè)務的趨勢平滑過渡，實現(xiàn)邊投資邊受益的建網(wǎng)原那么，降低本錢。 3G網(wǎng)絡相對2G網(wǎng)絡，為用戶帶來的主要是在享受數(shù)據(jù)業(yè)務效勞上的差異。從傳輸網(wǎng)絡角度看，3G對傳輸網(wǎng)絡的影響最大的也最

11、主要的是在數(shù)據(jù)業(yè)務。如果考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務從無到有，從小到大，傳輸網(wǎng)絡將會面臨著從低容量、小顆粒、簡單結(jié)構(gòu)需求到高容量、大顆粒、復雜結(jié)構(gòu)需求的變化，而同時傳輸網(wǎng)絡不可能像業(yè)務網(wǎng)絡那樣根據(jù)用戶的增加進行簡單的容量增加，往往需要在初期規(guī)劃出中遠期數(shù)據(jù)業(yè)務的承載，初期規(guī)劃的彈性和對未來數(shù)據(jù)業(yè)務的支持將成為3G傳輸解決方案或者3G傳輸網(wǎng)絡規(guī)劃的精髓。因此，目前傳輸網(wǎng)絡接入層以及會聚層的根本結(jié)構(gòu)不需要變化，接入層設備主要是SDH可以不作變動，但對目前的會聚層和骨干層進行一定的調(diào)整是肯定有必要的。根據(jù)3G的開展，適合采用MSTP技術以應對3G的業(yè)務需求，3G本地傳輸網(wǎng)的組網(wǎng)方案近期可以采用IMA2M透明傳輸+

12、通道化155M，以后有需要時可以通過軟件升級轉(zhuǎn)換成會聚層ATM共享+接入層IMA透明傳輸。 4、3G傳輸網(wǎng)絡資源容量規(guī)劃 13G網(wǎng)絡的接口類型和傳輸需求 3G作為傳輸網(wǎng)的一種業(yè)務網(wǎng)，其接入網(wǎng)絡主要依賴城域傳輸網(wǎng)來提供傳輸支撐。對于傳輸網(wǎng)的建設，最關心的實際上是Iub、Iur、Iu三種物理接口，這三種物理接口的類型及速率等級直接影響了城域網(wǎng)的組網(wǎng)形式。其中Iu主要需要ATMSTM-1/4接口；關口局之間的傳輸主要是MSC和PSTN及ISDN之間的電路域傳輸需求和GGSN與Internet關口局之間分組域傳輸需求。電路域為假設干個E1和STM-1的TDM電路，分組域為的傳輸需求為ATM的STM-1

13、/4和高端路由器所需的STM-1/4的POSIPoverSDH口，以及FE、GE接口；不同CN之間的傳輸需求主要會采用ATM 155接口。而在3G接入網(wǎng)，R99或R4版本中的Iub為Node B和RNC之間的物理接口，在Node B側(cè)主要會采用ATM的反向復用IMAE1接口，少量采用ATM 155M接口，在RNC側(cè)采用ATM 155M接口。 23G網(wǎng)絡的傳輸容量需求分析 3G傳輸?shù)膸捔髁坑嬎闶禽^為復雜的問題，主要牽涉到用戶數(shù)目、用戶的話務量、基站的覆蓋密度，以及數(shù)據(jù)業(yè)務的開展趨勢。在進行傳輸網(wǎng)的規(guī)劃時，還應該考慮傳輸網(wǎng)的利用率，如果初期規(guī)劃過大，投資很難收回；如果規(guī)劃過小，那么傳輸網(wǎng)絡將被迫

14、進行頻繁升級。雖然通過與GSM網(wǎng)絡的業(yè)務比照，可以對3G傳輸?shù)膸捔髁窟M行初步的估計，但網(wǎng)絡建設時那么要按照話務模型和業(yè)務量進行詳細計算。表1是GSM與3G基站容量比照： 表1GSM與3G基站容量比照 注：一個E1支持430時隙=120語音信道 從表1中可以看出，3G基站配置成31載頻扇區(qū)模式時，支持的語音用戶數(shù)比2G基站高50%，在3G數(shù)據(jù)業(yè)務充分開展后，大約有60%的基站將升級為32載頻扇區(qū)模式，因此按同等規(guī)模的用戶量類比，3G網(wǎng)絡的傳輸容量最終應該是現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡容量的3倍左右。但是在傳輸網(wǎng)規(guī)劃時，一般考慮35年的業(yè)務傳輸需求，在目前3G數(shù)據(jù)業(yè)務價值鏈尚未形成的情況下，移動運營商的傳輸規(guī)劃應該根據(jù)自己的業(yè)務開展方案分階段進行。 另外，R5在R4的根底上引入了IP多媒體子系統(tǒng)IMS，CN和UTRAN向全IP演進。此外，高速下行分組接入HSDPA技術將使單用戶數(shù)據(jù)率進一步提升，NodeB單小區(qū)的業(yè)務吞吐量最高達14.4Mb/S，對傳輸網(wǎng)帶寬的需求大幅度攀升。因此，在進行3G傳輸網(wǎng)絡規(guī)劃和建設時，應結(jié)合3G技術的演進方向統(tǒng)籌考慮。 5、結(jié)束語 3G網(wǎng)絡相對2G網(wǎng)絡，為用戶帶來的主要是在享受數(shù)據(jù)業(yè)務效勞上的差異。從傳輸網(wǎng)絡的角度看，3G對傳輸網(wǎng)絡的影響最大的也最主要的是在數(shù)據(jù)業(yè)務，但數(shù)據(jù)業(yè)務效勞