建設(shè)適應(yīng)3G需求的光傳輸網(wǎng)絡(luò)

北京郵電大學(xué)光通信中心 張民


　　電信運(yùn)營市場的競爭日趨激烈，建設(shè)高效經(jīng)濟(jì)的多業(yè)務(wù)支持網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為各運(yùn)營商在當(dāng)前刻不容緩的重要任務(wù)。移動業(yè)務(wù)的競爭已經(jīng)從單純通過擴(kuò)大覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量、進(jìn)而增加語音用戶數(shù)量為特點(diǎn)的規(guī)模競爭轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝诰蚓W(wǎng)絡(luò)潛力、積極開拓新業(yè)務(wù)類型和運(yùn)營模式為特點(diǎn)的業(yè)務(wù)競爭模式。


　　業(yè)務(wù)范圍更廣和業(yè)務(wù)性能更高的3G技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。與2G相比，3G具有更大的系統(tǒng)容量和更好的通信質(zhì)量，能更好地實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無縫漫游，并為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。因此，3G代表了未來移動通信的發(fā)展走向。


　　如何適應(yīng)3G發(fā)展需要，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)量的同時提高帶寬利用率以降低傳輸帶寬需求是各方亟待解決的焦點(diǎn)問題。


　　3G對地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)的要求


　　移動業(yè)務(wù)的運(yùn)營商擁有大量GSM資源，經(jīng)過多次擴(kuò)容改造后，現(xiàn)有地面網(wǎng)絡(luò)由無線基站(BTS)、基站控制器(BSC)、移動交換中心(MSC)以及GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GSN)等共同構(gòu)成，并具有以下的特點(diǎn)：


　　·光纖資源有限，并且很多為租用；


　　·城域距離在各個地區(qū)不同，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)參差不齊；


　　·業(yè)務(wù)增長快，網(wǎng)絡(luò)容量有待提高；


　　·業(yè)務(wù)類型趨于多樣化，需要提供多種接口；


　　·對網(wǎng)管要求高，控制復(fù)雜。


　　3G技術(shù)下涌現(xiàn)出的新業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)提出了新的要求：


　　·組網(wǎng)扁平化，傳輸IP化，支持高效的傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；


　　·與現(xiàn)有的SDH設(shè)備、GSM系統(tǒng)兼容，縮短建網(wǎng)周期，降低建設(shè)成本；


　　·支持CMNET數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入，承載VoIP、GSM、GRPS業(yè)務(wù)以及正在發(fā)展中的3G等多種業(yè)務(wù)的接入；


　　·支持點(diǎn)對點(diǎn)(單/雙向、對稱/非對稱)和點(diǎn)對多點(diǎn)(廣播/多播)業(yè)務(wù)的傳送；



　　·支持訪問PSTN、Internet、PSDN以及LAN的業(yè)務(wù)，實現(xiàn)寬帶無線接入網(wǎng)同電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和Internet間的互通；



　　·融合移動網(wǎng)和固定網(wǎng)的能力，提供多功能交換平臺；



　　·提供經(jīng)濟(jì)、開放和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逐步完成GSM向3G的平滑過渡；



　　3G傳輸網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)



　　前兩代移動通信主要基于語音通信為主。3G的目標(biāo)則是滿足寬帶數(shù)據(jù)接入的可移動性要求，其主流制式包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，主要區(qū)別在空中接口(UU)部分，其余部分的網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)基本相同。其中WCDMA的傳輸接口種類最多，包括標(biāo)準(zhǔn)STM接口、ATM接口、IMA(反向復(fù)用)接口、POS接口和以太FE/GE接口等。目前定義的3G系統(tǒng)主要有R99，R4和R5版本，從目前技術(shù)的發(fā)展來說，如果在近期實施3G系統(tǒng)，R99或R4版本將被采用。



　　無論是WCDMA、CDMA2000還是TD-SCDMA，3G移動通信網(wǎng)絡(luò)的邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以統(tǒng)一為兩個層次：接入網(wǎng)絡(luò)層(UTRAN)和核心網(wǎng)絡(luò)層(CN)。3G傳輸網(wǎng)主要承擔(dān)從UTRAN到CN的業(yè)務(wù)匯聚，以及CN中的業(yè)務(wù)傳送。換言之，在接入層，3G移動系統(tǒng)將BTS改造為B節(jié)點(diǎn)(Node B)，將BSC改造為無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，并且定義ATM為Node-B和RNC間的通信接口，3G傳輸網(wǎng)需提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理和匯聚能力；在核心層，3G將MSC改造成網(wǎng)關(guān)移動交換中心(GMSC)，將GSN改造成服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)，3G傳輸網(wǎng)需提供RNC、MSC、GMSC、SGSN、GGSN間的高帶寬業(yè)務(wù)傳輸通道。



　　在核心層的3G傳輸網(wǎng)中應(yīng)該保留電路交換(CS)域，使基于如ATM分組交換的移動核心網(wǎng)與固定網(wǎng)方面的發(fā)展趨于同步，并逐步演進(jìn)成真正的全I(xiàn)P網(wǎng)。接入層的3G傳輸網(wǎng)解決方案主要包括基于ATM、基于SDH、基于ATM+SDH和基于多業(yè)務(wù)城域傳送平臺(MSTP)這四種。其中，基于MSTP的方案能提供以太網(wǎng)接口和IP-ring(共享環(huán))，滿足以太網(wǎng)接入、匯聚、共享和保護(hù)等功能，更符合3G傳輸網(wǎng)將來的發(fā)展趨勢。在設(shè)計和組建網(wǎng)絡(luò)時，使用IMA技術(shù)可靈活調(diào)整傳輸策略，適應(yīng)不同速率業(yè)務(wù)的需要，采用AAL2交換和VP-Ring技術(shù)能進(jìn)一步提高傳輸資源的利用率，因此IMA、AAL2和VP-Ring成為3G傳輸網(wǎng)技術(shù)的三個亮點(diǎn)。



　　3G傳輸網(wǎng)建設(shè)思路的探討



　　目前的共識是，建設(shè)3G傳輸網(wǎng)絡(luò)時要考慮可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、可管理性、兼容性和安全性�？蓴U(kuò)展性要求網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃具有前瞻性，使傳輸網(wǎng)快速而經(jīng)濟(jì)地擴(kuò)容和升級。可維護(hù)性要求實現(xiàn)有效的分層管理，便于快速定位故障�？晒芾硇灾妇W(wǎng)絡(luò)應(yīng)有豐富的網(wǎng)絡(luò)管理功能，能完成業(yè)務(wù)實時調(diào)配、告警故障定位、性能在線測試等操作。兼容性指3G系統(tǒng)應(yīng)兼容于已部署的大量GSM、GPRS的2G和2.5G設(shè)備，使網(wǎng)絡(luò)漫游互通和平滑演進(jìn)。安全性要求傳輸網(wǎng)對個人移動業(yè)務(wù)的安全性提供保障。



　　因此，傳輸網(wǎng)建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)是：既適應(yīng)3G發(fā)展需要，又結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量和帶寬利用率并重。



　　對地理環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)不同的各個省、直轄市和自治區(qū)，應(yīng)該區(qū)別對待，分別采取適當(dāng)?shù)姆桨�。�?yīng)優(yōu)先覆蓋重點(diǎn)地段和有發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域。在業(yè)務(wù)少、帶寬低、覆蓋小的區(qū)域，宜使用基于SDH的解決方案。隨著網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和升級，可逐漸采用MSTP傳輸方式，在接入層直接透傳，在匯聚環(huán)節(jié)引入VP-Ring等ATM處理功能。



　　3G傳輸網(wǎng)的演進(jìn)可能將經(jīng)歷兩個過程：首先是電路域和分組域共存的階段，TDM、ATM和IP相繼成為主導(dǎo)傳輸技術(shù)；最終網(wǎng)絡(luò)將向IP化的方向發(fā)展，整個網(wǎng)絡(luò)將用IP技術(shù)融合各種業(yè)務(wù)需求。



　　鏈接



　　3G帶動光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展



　　近年來，由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增長，過去超前部署的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正在發(fā)揮作用，其富余的帶寬也在被逐步的消化，當(dāng)然，世界各地的情形不盡相同，其中，亞太地區(qū)的業(yè)務(wù)增長最為顯著。根據(jù)市場調(diào)查機(jī)構(gòu)公布的數(shù)字，亞太地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)流量2001年增長198%，2002年增長126%。亞太地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)流量增加帶來的負(fù)荷逐年大幅增加，其中，日本和韓國的互聯(lián)網(wǎng)流量所占的份額最大，中國所占的比例不高，僅為6%，但中國的增長率最高，2002年已經(jīng)達(dá)到218%，名列亞太地區(qū)第一，專家預(yù)計未來兩年，中國的增長速度將繼續(xù)保持在170%以上的水平，這也說明中國發(fā)展?jié)摿κ�分巨大�?



　　從未來中國光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展看，中國的運(yùn)營商在進(jìn)行未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的規(guī)劃方面，首先應(yīng)當(dāng)充分考慮中國網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展的增長潛力。其次還要考慮到諸如北京奧運(yùn)會等對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)增長，特別是對視頻業(yè)務(wù)的帶動作用。第三，要考慮移動業(yè)務(wù)的增長，如未來基于3G的業(yè)務(wù)的增長也會對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求造成影響，工作人員移動性的增強(qiáng)，無疑會增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求。第四，目前，中國企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的水平與世界先進(jìn)水平相比尚有差距，相信未來，中國企業(yè)將會更多的投資于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，這也將帶來網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的增加。第五，中國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施將使東西部間的交流迅速增加，這也是網(wǎng)絡(luò)需求重要的增長點(diǎn)。


　　
----《通信產(chǎn)業(yè)報》