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摘要 本文針對(duì)3GPP R5版本后無(wú)線接入網(wǎng)（UTRAN）在選擇IP化發(fā)展背景下對(duì)傳輸承載網(wǎng)絡(luò)的新需求，分析了RNC和NodeB接口的使用方法和傳送承載方式，剖析了3G無(wú)線接入網(wǎng)IP化的關(guān)鍵技術(shù)，主要研究了基于城域傳送網(wǎng)和城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的各種傳輸承載方案和部署建議。
1、概述
從業(yè)務(wù)和技術(shù)層面來(lái)看，目前電信運(yùn)營(yíng)商面臨的主要沖擊來(lái)源于“移動(dòng)”和“IP”兩大領(lǐng)域。IP技術(shù)的設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)潔實(shí)用和應(yīng)用豐富多彩，成為一統(tǒng)天下的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議，全I(xiàn)P的組網(wǎng)方式成為網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的趨勢(shì)。在3G系統(tǒng)大規(guī)模商用一再推遲的情況下，業(yè)界已經(jīng)開(kāi)始了3G版本跨越和更高級(jí)的無(wú)線網(wǎng)“長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）”新技術(shù)的研究工作。隨著3G業(yè)務(wù)的發(fā)展，高速數(shù)據(jù)及多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)比例的進(jìn)一步提高，移動(dòng)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)寬帶化將是必然趨勢(shì)。在3GPP的R5及將來(lái)的版本中，一方面總體發(fā)展趨勢(shì)將向著全I(xiàn)P化的方向發(fā)展，另一方面隨著新的空中接口技術(shù)，如高速下行數(shù)據(jù)分組接入（HSDPA）和多輸入多輸出（MIMO）天線等新技術(shù)的引入，每用戶(hù)數(shù)據(jù)速率會(huì)大幅度提高，基站單小區(qū)的吞吐量最高可以達(dá)到8-10 Mbit/s，因此在目前建設(shè)傳輸承載網(wǎng)絡(luò)時(shí)充分考慮3GPP R5版本系統(tǒng)的IP化承載和高速傳輸需求及高效率解決方案是十分必要的。
如圖1所示，3G網(wǎng)絡(luò)由核心網(wǎng)（CN）、無(wú)線接入網(wǎng)（UTRAN）、用戶(hù)設(shè)備（UE）3大部分組成，設(shè)備間涉及的接口主要有Iub、Iur、IuPS和IuCS。UTRAN網(wǎng)元在功能上一般分為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（層）和傳送網(wǎng)絡(luò)（層）兩部分（RNL/TNL），IP化傳送就是在上述接口中傳送無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層和傳送網(wǎng)絡(luò)層的信令和用戶(hù)信息。
HSDPA承載的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及國(guó)際以太網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)共同催生了IP在WCDMA UTRAN中的引入。在3GPP R5標(biāo)準(zhǔn)中，引入了IP傳輸選項(xiàng)，參見(jiàn)圖1。但具體是選擇IP傳輸還是選擇ATM傳輸，主要取決于運(yùn)營(yíng)商自己的考慮。R5版本是全I(xiàn)P（或全分組化）的第一個(gè)版本，在無(wú)線接入網(wǎng)方面的改進(jìn)包括以下方面：提出了HSDPA技術(shù)，使得下行速率可以達(dá)到8-10 Mbit/s，大大提高了空中接口的效率；Iu、Iur、Iub接口增加了基于IP的可選傳輸方式，使得無(wú)線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了IP化，這時(shí)數(shù)據(jù)鏈路層可以是PPP/HDLC，也可使用FE等其他二層協(xié)議。
2、實(shí)現(xiàn)IP UTRAN的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 IP UTRAN的接口帶寬
3G傳輸?shù)膸捜萘啃枨笥?jì)算是較為復(fù)雜的問(wèn)題。主要涉及到用戶(hù)數(shù)目、話(huà)務(wù)量、基站的覆蓋密度以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)。在進(jìn)行傳輸網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，還應(yīng)該考慮傳輸網(wǎng)的利用率。如果初期容量規(guī)劃過(guò)大，投資很難收回；如果規(guī)劃過(guò)小，傳輸網(wǎng)絡(luò)將被迫進(jìn)行頻繁升級(jí)。IuCS、IuPS等接口的帶寬需求考慮在基站業(yè)務(wù)總量的基礎(chǔ)上根據(jù)話(huà)務(wù)模型進(jìn)行收斂，話(huà)務(wù)模型則一定要根據(jù)3G業(yè)務(wù)的規(guī)劃和合理的用戶(hù)預(yù)測(cè)給出。
表1是R4 WCDMA與R5 HSDPA帶寬需求的比較，在R5版本中，針對(duì)更高容量的移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，采用了更新的AMC調(diào)制編碼技術(shù)，這大大提高了基站的接入容量。HSDPA是在R99 WCDMA基礎(chǔ)上的升級(jí)，提高了對(duì)下行分組業(yè)務(wù)的支持能力。小區(qū)吞吐量是R4 WCDMA的2倍（宏蜂窩）或3倍以上（微蜂窩），單NodeB HSDPA帶寬占用情況：最大值為24個(gè)E1，典型值為5個(gè)E1。因此從R99/R4版本向R5版本過(guò)渡時(shí)，傳輸網(wǎng)的容量問(wèn)題需要考慮。
2.2 窄帶IP的傳送方式
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)業(yè)務(wù)的承載協(xié)議用于承載呼叫的業(yè)務(wù)流，Iub接口和Iu接口的待傳送信息分別稱(chēng)為幀協(xié)議(FP)和用戶(hù)協(xié)議(UP)。目前3GPP給出的UTRAN必備(強(qiáng)制)的第一層協(xié)議均基于PDH/SDH等窄帶鏈路技術(shù)，為了提高窄帶鏈路的承載效率，3G合作項(xiàng)目(3GPP)提出的業(yè)務(wù)協(xié)議棧方案包括提高傳送效率的新型傳送方式：頭壓縮與復(fù)用技術(shù)、MPLS、輕載UDP等。有的解決方案還用到RTP/UDP/IP的頭壓縮(HC)、多鏈路(ML或MP)、多業(yè)務(wù)類(lèi)(MC)和隧道協(xié)議(TP)等技術(shù)。
目前對(duì)IP包的承載主要有3種方式：IP over PPP/HDLC(也稱(chēng)作IPoMLPPP)、IP over Ethernet(也稱(chēng)為IPoE)和IP over ATM(也稱(chēng)作IPoA)。
如果采用寬帶IP技術(shù)，也就是底層為SDH高速電路或高速以太網(wǎng)時(shí)，對(duì)IP包的封裝映射無(wú)需執(zhí)行IP包頭壓縮，這時(shí)這3種承載方案就是我們通常所說(shuō)的IP over PPP/HDLC over SDH（PoS）、IP over Ethernet over SDH（EoS）和IP over ATM over SDH（ATM PoS）。
如果采用窄帶IP技術(shù)，通過(guò)PDH E1來(lái)承載和傳送IP，則：IP over ATM over E1就需要支持包頭壓縮和PPP復(fù)用（參見(jiàn)RFC 3153）技術(shù)。同樣，IP over PPP/HDLC over E1需支持包頭壓縮（參見(jiàn)IETF RFC 2508）和PPP multi link multi class（參見(jiàn)IETF RFC 2686）技術(shù)。同樣，這時(shí)對(duì)應(yīng)于IP over Ethernet的技術(shù)就是所謂的IP over Ethernet over GFP over E1封裝技術(shù)，有時(shí)也稱(chēng)其為Ethernet over PDH。這3種協(xié)議封裝格式如圖2所示。
對(duì)于UTRAN的承載主要靠城域網(wǎng)，最有可能大量應(yīng)用的鏈路是像NxE1/T1這樣的低帶寬鏈路。為了提高窄帶鏈路的傳送效率，要求UTRAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持PPP、IP頭壓縮、多鏈路以及多業(yè)務(wù)類(lèi)別等新技術(shù)。
PPP是點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議的簡(jiǎn)稱(chēng)，它可將長(zhǎng)IP包切成短包組成PPP幀，提供多協(xié)議封裝、差錯(cuò)控制和鏈路初始化控制的特性，而HDLC通過(guò)字節(jié)填充來(lái)實(shí)現(xiàn)PPP幀的定界。那么在窄帶傳送中為什么要使用PPP multiplexing技術(shù)呢?由于語(yǔ)音分組包長(zhǎng)度很短，而短包的頭開(kāi)銷(xiāo)相對(duì)較大，因此需要將大量的短包合并起來(lái)以增加鏈路的傳送效率，而且合并時(shí)還可以消除重復(fù)的多余的PPP包頭信息，對(duì)于像語(yǔ)音分組那樣的短分組而言，PPP multiplexing是一個(gè)優(yōu)化的鏈路層協(xié)議。參照協(xié)議3GPP R5 TS25.426要求作為可選項(xiàng)。
為什么要進(jìn)行IP/UDP包頭壓縮呢?由于無(wú)線語(yǔ)音分組包的長(zhǎng)度通常比IP/UDP頭的分組包長(zhǎng)度要短。例如無(wú)線語(yǔ)音分組包長(zhǎng)度為20 byte時(shí)IP/UDP頭的分組包長(zhǎng)度卻要高達(dá)28 byte，因此如果在低速鏈路（如E1）上傳送這樣的分組數(shù)據(jù)而不采用頭壓縮技術(shù)將不是一種高效率的傳送方案。通常對(duì)任何一個(gè)給定的數(shù)據(jù)流，每個(gè)包頭中的許多域都是固定不變的，或者相對(duì)于后續(xù)包頭來(lái)說(shuō)也是不變的。因此完全可以使用包頭壓縮技術(shù)來(lái)縮短包頭長(zhǎng)度，以提高鏈路的傳送效率。典型情況下，28 byte長(zhǎng)度的包頭可壓縮到2 byte以?xún)?nèi)（參照協(xié)議3GPP R5 TS25.426要求）。
MP用于分組的分段重裝和E1/T1鏈路綁定，可以成倍地提高傳輸速率。MC用于對(duì)業(yè)務(wù)分類(lèi)，防止長(zhǎng)分組、時(shí)延要求低的業(yè)務(wù)（如數(shù)據(jù)）對(duì)短分組、時(shí)延要求嚴(yán)格的業(yè)務(wù)（如語(yǔ)音1的影響。MC-MP/PPP提供了低帶寬鏈路上的反向復(fù)用、分組分段和重裝及QoS。可參照協(xié)議3GPP R5 TS25.426要求，主要是保障時(shí)延特性滿(mǎn)足要求。
ATM分組傳送是R99和R4版本主要使用的傳統(tǒng)方式，用ATM分組封裝IP包具有QoS質(zhì)量保證和高效率等特點(diǎn)，主要不足是處理復(fù)雜。隨著以太網(wǎng)的普及和城域傳送網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，采用GFP（通用成幀規(guī)程）/VCAT（虛級(jí)聯(lián)）/LCAS（鏈路容量動(dòng)態(tài)調(diào)整策略）技術(shù)的城域多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP）被廣泛應(yīng)用。GFP/VCAT/LCAS不僅具有帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整功能，而且使SDH網(wǎng)絡(luò)更加健壯，相反ML-PPP組中一個(gè)成員的故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)ML-PPP組的傳送失敗。另外GFP/VCAT具有差分時(shí)延糾正功能，不會(huì)對(duì)時(shí)延敏感業(yè)務(wù)引入時(shí)延，而ML-PPP協(xié)議需要對(duì)每一個(gè)片段進(jìn)行緩存重排；全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的GFP/VCAT與SONET/SDH的廣泛應(yīng)用使得IP UTRAN無(wú)線設(shè)備與城域傳送網(wǎng)MSTP設(shè)備的互聯(lián)互通非常容易。
因此，對(duì)于UTRAN的IP傳送策略建議如下。
●在寬帶網(wǎng)絡(luò)中，如有SDH（STM-1/STM-4）接口，可采用傳統(tǒng)PoS，不需提供UDP/IP頭壓縮，更不必提供PPP multiplexing，從而可以降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本，減小分組時(shí)延。
●在窄帶鏈路上，如N×E1/T1接口，采用cUDP/IP/MC-MP技術(shù)，而PPP multiplexing最好作為優(yōu)化選項(xiàng)，由運(yùn)營(yíng)商根據(jù)市場(chǎng)情況確定。
●針對(duì)高速數(shù)據(jù)傳送可采用分路傳送，由以太網(wǎng)（100BASE-TX/100BASE-FX）接口提供HSDPA數(shù)據(jù)傳送或用于連接較近或同一位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如RNC、NodeB），也可提供網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)（OAM）。
最好是以上接口按模塊化方法實(shí)現(xiàn)，根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的不同要求選擇以上不同接口的組合。
2.3 TDMoIP技術(shù)
盡管3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展就是不斷增強(qiáng)對(duì)高速數(shù)據(jù)的支撐能力，但語(yǔ)音業(yè)務(wù)依然是其生存的根本，而且E1類(lèi)電路還將長(zhǎng)期存在，因此在IP化浪潮下如何高效支撐語(yǔ)音業(yè)務(wù)仍是至關(guān)重要的大事。對(duì)于以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或其增值業(yè)務(wù)為主的新興運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，由于他們有完善的寬帶IP網(wǎng)絡(luò)，那么如何在IP網(wǎng)絡(luò)上透明地傳送E1電路就顯得尤為重要，這時(shí)使用一種新技術(shù)TDMoIP（time division multiplexing over internet protocol）就可達(dá)到這個(gè)目的。
TDMoIP的工作原理是E1同步比特流被打成包，再加上IP頭，封裝成IP數(shù)據(jù)包，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)把這些數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康牡兀康牡刂匦律赏綍r(shí)鐘信號(hào)。去掉數(shù)據(jù)包中的IP頭，把其中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成E1同步比特流發(fā)送出去。采用TDMoIP技術(shù)能夠在包交換網(wǎng)絡(luò)IP/Ethernet/MPLS上實(shí)現(xiàn)E1/T1電路的透?jìng)鳎峁└呙芏鹊腅1接口、高語(yǔ)音壓縮比以及先進(jìn)的壓縮功能和算法，同時(shí)融入了語(yǔ)音狀態(tài)檢測(cè)（voice activity detection）、靜音抑制（silence suppression）和舒適噪音產(chǎn)生（comfort noise generation）等技術(shù)。
TDMoIP技術(shù)為了高效傳送語(yǔ)音，采用了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如G.723.1、G.729A和G.711的壓縮算法，主要是基于靜音抑制技術(shù)。靜音抑制實(shí)際上可以理解為在靜默時(shí)切斷傳輸，即當(dāng)用戶(hù)沒(méi)有通話(huà)時(shí)，不傳送靜默的信號(hào)。對(duì)于中繼線路，采用此項(xiàng)技術(shù)可以節(jié)省60%的帶寬，當(dāng)然這主要與靜音所占的比例有關(guān)。
2.4 IP UTRAN的同步
當(dāng)采用基于IP包交換的傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，時(shí)鐘恢復(fù)和同步是面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。
IP UTRAN獲取時(shí)鐘主要有3種途徑：TDM電路和網(wǎng)絡(luò)、本地設(shè)置GPS時(shí)鐘源和基于分組網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘分配和時(shí)鐘恢復(fù)算法。
如果NodeB支持IP/PPP over E1/T1仍然通過(guò)E1/T1/Ch STM-1接口上傳輸網(wǎng)，這時(shí)同步時(shí)鐘仍然可從線路獲取，在宏蜂窩站點(diǎn)推薦使用該方案。如果NodeB采用分路傳輸，同時(shí)具備E1/T1、FE或DSL接口，這時(shí)同步時(shí)鐘仍然可從E1/T1線路獲取，在室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)推薦使用該方案。當(dāng)NodeB只有FE接口時(shí)，可配置GPS接收機(jī)來(lái)提供時(shí)鐘信號(hào)，推薦在大流量站點(diǎn)，并且IP路由比較復(fù)雜的情況下使用該方式。如果NodeB只有FE（或DSL）接口，而且不允許、不經(jīng)濟(jì)或者是不方便安裝GPS接收機(jī)，比如home NodeB、地下室NodeB，這時(shí)應(yīng)遵循IEEE1588，采用時(shí)間包機(jī)制（timestamp）在NodeB恢復(fù)時(shí)鐘，這種方案還在研究狀態(tài)。該方案目前僅適合于中間路由節(jié)點(diǎn)較少、抖動(dòng)小的網(wǎng)絡(luò)情況下使用。
2.5 IP UTRAN的分路傳輸技術(shù)
隨著HSDPA業(yè)務(wù)的引入。單站點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量會(huì)較大增加。如果Iub采用E1/T1接口，大量突發(fā)的HSDPA業(yè)務(wù)流量會(huì)影響語(yǔ)音業(yè)務(wù)的性能。目前大部分運(yùn)營(yíng)商初期建網(wǎng)仍然采用E1/T1作為Iub接口的主要承載介質(zhì)，HSDPA業(yè)務(wù)的引入對(duì)于E1/T1接口數(shù)量擴(kuò)容的需求大大增加，如果仍然采用E1/T1接口擴(kuò)容，相應(yīng)的成本很高，這時(shí)就可考慮將語(yǔ)音業(yè)務(wù)的傳送和承載與高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)區(qū)分開(kāi)來(lái)，進(jìn)行分路傳輸。
Iub接口在承載RNC和NodeB之間的流量時(shí)，按照不同的業(yè)務(wù)分類(lèi)。分配不同的物理承載介質(zhì)和帶寬。由于HSDPA峰值流量大，峰均比動(dòng)態(tài)范圍大，突發(fā)性強(qiáng)，適合在FE等高速接口傳輸。接入層傳輸采用以太網(wǎng)交換、RPR分組環(huán)等技術(shù)，提高統(tǒng)計(jì)復(fù)用帶寬增益。信令、語(yǔ)音以及操作維護(hù)等對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)仍然在E1/T1鏈路上傳輸。
2.6 IP UTRAN安全策略
3GPP標(biāo)準(zhǔn)工作組定義R5的IP UTRAN為一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)。所謂封閉的網(wǎng)絡(luò)就是本運(yùn)營(yíng)商的WCDMA網(wǎng)絡(luò)之外的其他網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)不能訪問(wèn)IP UTRAN的任何物理接口和傳輸鏈路，這樣就能減少來(lái)自于其他業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的安全威脅。在全I(xiàn)P情況下，Iub接口的操作維護(hù)采用IP in IP的隧道方式，對(duì)外隱藏內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
因此要求在實(shí)際組網(wǎng)時(shí)，Iub、Iur以及Iu接口采用單獨(dú)的傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)設(shè)備互聯(lián)，斷絕外部網(wǎng)絡(luò)和非法用戶(hù)接入的物理通道。如果要和其他網(wǎng)絡(luò)共用傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)設(shè)備互聯(lián)。需要考慮采用劃分VPN方式隔斷外部網(wǎng)絡(luò)的流量和接口；必要的情況下需要增加單獨(dú)的接入服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)的完整性檢測(cè)（比如IPSec機(jī)制），甚至完成數(shù)據(jù)加密。
2.7 IP UTRAN服務(wù)質(zhì)量
QoS直接影響用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)的評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的QoS目標(biāo)關(guān)鍵在于承載網(wǎng)絡(luò)所能提供的QoS能力。
（1）PPP機(jī)制下的QoS
在低速鏈路E1/T1以及信道化STM-1承載PPP協(xié)議時(shí)，可以得到和IMA/ATM協(xié)議相同的服務(wù)質(zhì)量。
●使用ML-PPP/MC-PPP提供QoS業(yè)務(wù)分類(lèi)機(jī)制；
●通過(guò)不同的QoS分類(lèi)和調(diào)度器來(lái)保障時(shí)延，而且對(duì)IP長(zhǎng)包的分片重組機(jī)制能很好地消除對(duì)于時(shí)延的影響。
●通過(guò)不同的隊(duì)列、帶寬測(cè)量器和調(diào)度器來(lái)保障帶寬。
●IP頭壓縮可將UDP/IP產(chǎn)生的開(kāi)銷(xiāo)從28 byte降低到2-3 byte，極大地減小短分組傳送的開(kāi)銷(xiāo)，提高了帶寬效率。
●MP實(shí)現(xiàn)多個(gè)E1/T1物理鏈路的綁定，可以成倍地提高傳輸速率，同時(shí)在少數(shù)E1/T1物理鏈路故障情況下，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)機(jī)制，保障可靠性。
（2）DiffServ結(jié)合MPLS交換
NodeB和RNC均支持DiffServ，具備合理的QoS映射方案。遵循RFC2474和RFC2475，要求NodeB與RNC相互協(xié)調(diào)，整個(gè)IP UTRAN節(jié)點(diǎn)使用統(tǒng)一的QoS映射機(jī)制。NodeB和RNC之間的MPLS交換機(jī)和路由器根據(jù)IP包中DSCP標(biāo)識(shí)決定處理策略，選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。參照協(xié)議3GPP R5 TS25.426要求，主要是平衡各類(lèi)業(yè)務(wù)的綜合性能，如時(shí)延、丟包率等指標(biāo)。
�。�3）以太網(wǎng)的QoS
基于802.1p可以實(shí)現(xiàn)流量匯聚和基于業(yè)務(wù)QoS調(diào)度的機(jī)制，性能可得到保障。UTRAN統(tǒng)一策略和傳輸網(wǎng)結(jié)合考慮，完成UTRAN QoS和CoS的一致性映射。
3、IP UTRAN的傳輸承載解決方案
3G網(wǎng)絡(luò)在不同的階段分別以TDM、ATM、IP技術(shù)為平臺(tái)，并在網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過(guò)程中不斷發(fā)展和變化，因此在傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中，需要傳輸網(wǎng)具有從窄帶到寬帶的多業(yè)務(wù)傳輸能力，支持和適應(yīng)各種承載方式。目前3GPP給出的UTRAN必備（強(qiáng)制）的第一層協(xié)議均基于PDH/SDH，因此在NodeB側(cè)，主要會(huì)采用SDH（STM-1/STM-4）的POS接口和E1接口。但由于以太網(wǎng)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用日益廣泛和HSDPA的高速下行速率業(yè)務(wù)的應(yīng)用，F(xiàn)E接口和以太網(wǎng)傳送技術(shù)將越來(lái)越普及。
根據(jù)UTRAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所處的位置和城域網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，IP UTRAN可以使用城域傳送網(wǎng)的MSTP設(shè)備和寬帶IP城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由器或以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備來(lái)為3G無(wú)線接入網(wǎng)提供承載和傳送功能，如圖3所示。
3.1 使用城域MSTP承載
3.1.1 E1接口的傳送承載
IP化的UTRAN網(wǎng)絡(luò)如果Iub采用E1接口，其內(nèi)部封裝協(xié)議要么是IP over Ethernet over GFP over E1（即所謂的EoE），要么就是IP over PPP/HDLC over E1（即所謂的IP E1），當(dāng)然也可以是IP over ATM over E1（即IMA E1），這時(shí)的傳輸解決方案主要是通過(guò)SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行透?jìng)鳌?
MSTP的接入和匯聚層主要完成NodeB與RNC之間的業(yè)務(wù)的接入和傳送功能。該方案的IP封裝傳輸是基于SDH傳輸?shù)�，本質(zhì)為基礎(chǔ)物理組網(wǎng)，屬于封閉網(wǎng)絡(luò)，安全性高。其缺點(diǎn)是：由于主要使用點(diǎn)到點(diǎn)E1電路來(lái)連接RNC和其所轄的所有NodeB的上行E1接口，因此對(duì)RNC側(cè)E1接口數(shù)量要求很大，而且因?yàn)橹虚g沒(méi)有任何匯聚復(fù)用使得其傳輸效率低�？紤]到RNC端口壓力問(wèn)題，在靠近RNC的MSTP匯聚節(jié)點(diǎn)使用信道化的STM-1接口，也可以在RNC前配置端口密集的IP路由交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)端口匯聚功能。
3.1.2 FE接口的傳送承載
IP化的UTRAN網(wǎng)絡(luò)如果Iub采用FE接口就有多種方式進(jìn)行承載。如果基站設(shè)備距離城域傳送網(wǎng)很近。而且城域傳送網(wǎng)也提供FE接口，那么首先可以考慮采用最簡(jiǎn)單的FE接口透?jìng)鞣绞�。這時(shí)主要是使用城域MSTP網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)傳送處理能力，缺點(diǎn)同上，也是對(duì)RNC的FE接口數(shù)量要求大，傳輸效率低。
在城域傳送網(wǎng)中除了在MSTP設(shè)備中提供以太網(wǎng)處理板卡來(lái)匯聚交換FE業(yè)務(wù)外，還可以使用MSTP內(nèi)嵌彈性分組環(huán)（RPR）技術(shù)以同時(shí)提供SDH環(huán)網(wǎng)的保護(hù)機(jī)制和對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的彈性共享機(jī)制。例如在接入層使用MSTP組建環(huán)網(wǎng)，提供部分帶寬兼容原有接入的2G和3G基站的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。并對(duì)業(yè)務(wù)提供基于VC-12的低階通道保護(hù)。其他剩余的帶寬組建內(nèi)嵌RPR環(huán)接入FE高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)業(yè)務(wù)進(jìn)入后，可根據(jù)IEEE802.1p對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，然后通過(guò)IEEE 802.17 RPR定義的A/B/C業(yè)務(wù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要的QoS實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)的傳送，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的QoS。
3.1.3 由下一代分組傳送網(wǎng)絡(luò)提供承載
MSTP技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，也就是對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的種類(lèi)和組網(wǎng)不斷豐富和完善的過(guò)程。隨著TDM業(yè)務(wù)的極度萎縮以及“全I(xiàn)P環(huán)境”的逐漸成熟，傳送設(shè)備要從“多業(yè)務(wù)的接口適應(yīng)性”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸鄻I(yè)務(wù)的內(nèi)核適應(yīng)性”，而分組傳送網(wǎng)正迎合了這種趨勢(shì)。
下一代基于MPLS的分組傳送網(wǎng)是利用MPLS的幀格式、基本機(jī)制（如標(biāo)簽棧）和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，而適用于傳送網(wǎng)的一種面向連接的分組傳送技術(shù)的設(shè)備組成如圖4所示。它將業(yè)務(wù)處理和業(yè)務(wù)交換相互分離，將與技術(shù)相關(guān)的各種業(yè)務(wù)處理功能放置在不同的線卡上，而與技術(shù)無(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)交換功能放置在通用交換板上。采用通用交換板，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求靈活配置容量，僅通過(guò)更換不同的線卡就可實(shí)現(xiàn)。因此這種設(shè)備更加適合3G UTRAN的IP化承載的需要，可以根據(jù)IP UTRAN的不同接口靈活配置承載傳送方式。
ITU-T定義分組傳送網(wǎng)是在終端實(shí)體之間提供傳輸用戶(hù)分組數(shù)據(jù)的功能，以及控制和管理承載數(shù)據(jù)的傳送資源的功能。分組傳送網(wǎng)采用遵照ITU-T建議G.805和G.809的面向連接的分組交換（CO-PS）以及面向無(wú)連接分組交換（CL-PS）技術(shù)。
基于MPLS的分組傳送網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范了傳送網(wǎng)傳送MPLS承載的業(yè)務(wù)，G.8110.1在G.811O的框架內(nèi)進(jìn)一步發(fā)展了比較完整的基于MPLS分組交換為核心的傳送網(wǎng)。G.8112描述了MPLS傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)、復(fù)用/映射、物理層接口。G.8121描述了設(shè)備的業(yè)務(wù)處理流程和適配以及連續(xù)性、連通性、維護(hù)信號(hào)、缺陷、性能的監(jiān)視和處理。采用分組傳送網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)在統(tǒng)一的分組轉(zhuǎn)發(fā)平面中承載不同的業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)，提高了業(yè)務(wù)匯聚的能力。ITU-T SG15/SG13在這兩個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)上都取得了階段性的進(jìn)展。
3.2 使用寬帶城域數(shù)據(jù)網(wǎng)提供承載
3.2.1 采用IP網(wǎng)來(lái)承載傳送FE
對(duì)于寬帶IP城域數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)到位的3G運(yùn)營(yíng)商，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由城域數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚承載是順理成章的解決方案。這時(shí)，如果UTRAN直接利用IP城域網(wǎng)的接入層和匯聚層設(shè)備，實(shí)際上和公網(wǎng)有直接和潛在的互聯(lián)通道，存在一定程度的安全隱患。為了與其他城域數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)隔離，必須采用基于MPLS VPN技術(shù)的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)，需啟用接納控制和嚴(yán)格的QoS機(jī)制（DiffServ）來(lái)保證業(yè)務(wù)�？紤]到要滿(mǎn)足業(yè)務(wù)50 ms的電信級(jí)保護(hù)，路由器需要快速重路由技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，這時(shí)設(shè)備的投入成本相對(duì)來(lái)說(shuō)較高。
如果不要求路由器具備VPN功能，那就要實(shí)現(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，提供UTRAN承載的路由器不能和城域網(wǎng)中其他業(yè)務(wù)共享設(shè)備，路由器需要啟用DSCP功能以支持信令、CS、PS業(yè)務(wù)的區(qū)分對(duì)待。
3.2.2 通過(guò)以太網(wǎng)承載傳送FE
當(dāng)數(shù)據(jù)帶寬需求增加時(shí)，以太網(wǎng)將成為一種非常普及、經(jīng)濟(jì)、高效的解決方案。正如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)在用戶(hù)桌面和局域網(wǎng)的普及一樣，吉比特以太網(wǎng)（GE）設(shè)備的價(jià)格相信也將會(huì)迅速下降。使得光纖以太網(wǎng)從核心層擴(kuò)展到“最后一公里”變得非常容易。FE接口在xDSL銅線或“黑光纖”（dark fiber）上傳輸?shù)腅thernet over copper和Ethernet over dark fiber，或Ethernet over LMDS以及WiMax（802.16d）上承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在“最后一公里”都具有很高的經(jīng)濟(jì)性，而IP則是以太網(wǎng)上最適合的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。因此也可以用2/3層以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)光纖直驅(qū)實(shí)現(xiàn)WCDMA R5版本IP接口的連接。
該方案對(duì)邊緣層設(shè)備端口占用量大，星型組網(wǎng)需占用和浪費(fèi)大量光纖（特別是雙歸組網(wǎng)）。網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差（擴(kuò)容時(shí)需改現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)），結(jié)構(gòu)層次多，管理維護(hù)較困難。由于沒(méi)有基于環(huán)的快速保護(hù)機(jī)制，采用生成樹(shù)保護(hù)方案，保護(hù)時(shí)間為秒級(jí)。時(shí)間較長(zhǎng)，不滿(mǎn)足語(yǔ)音業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，無(wú)法提供故障定位、性能監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能。因此其作為一種非運(yùn)營(yíng)級(jí)的解決方案很少被運(yùn)營(yíng)商采用。
4、結(jié)束語(yǔ)
3GPP在R5標(biāo)準(zhǔn)中，雖然引入了IP傳輸選項(xiàng)，但對(duì)于所有的無(wú)線運(yùn)營(yíng)商而言，是否選擇向IP傳輸演進(jìn)，主要應(yīng)從自己網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)性角度進(jìn)行分析。雖然IP化UTRAN符合技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)，但是在窄帶鏈路上IP效率很低，雖然可以通過(guò)PPP multilink multiclass（MLMC）和包頭壓縮等措施進(jìn)行改善，但由于Iub接口上嚴(yán)格的QoS要求，仍然需要很大的配置余量。對(duì)于低容量基站或覆蓋型基站，ATM仍然是最好的選擇，在窄帶鏈路上，其帶寬效率和QoS保障更高。考慮到NodeB接口和承載方式的多樣性需求，電路（E1）/分組（ATM）/分組（IP）將長(zhǎng)期并存，分路傳送方式將是一種很好的選擇，因此NodeB和RNC產(chǎn)品應(yīng)在傳輸技術(shù)的選擇和協(xié)議棧的支持方面具有足夠的靈活性，避免投資浪費(fèi)。
隨著3G業(yè)務(wù)的逐步增加，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)內(nèi)容和節(jié)點(diǎn)功能也水漲船高，這無(wú)疑給傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了很高的要求，MSTP恰恰滿(mǎn)足了這種需求，它以豐富的業(yè)務(wù)接口和處理能力為運(yùn)營(yíng)商提供了高效的傳輸方案，很好地適應(yīng)了3G技術(shù)的無(wú)縫演進(jìn)。
3G網(wǎng)絡(luò)在不同的階段中以TDM、ATM、IP技術(shù)為平臺(tái)。并在網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過(guò)程中不斷發(fā)展和變化，因此在傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中，需要傳輸網(wǎng)具有從窄帶到寬帶的多業(yè)務(wù)傳輸能力，支持和適應(yīng)各種承載方式。正是3G的不斷演進(jìn)和新業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)MSTP提出了既能夠保留電路業(yè)務(wù)高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)又能提供完全的數(shù)據(jù)擴(kuò)展能力的新要求，要求下一代傳送網(wǎng)要為基于IP的業(yè)務(wù)提供更加有效的傳送。
在網(wǎng)絡(luò)融合浪潮中“業(yè)務(wù)IP化，傳送分組化”趨勢(shì)十分明顯，但是必須明白：無(wú)論技術(shù)如何發(fā)展（電路化或分組化），對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高效快速傳送、可靠安全、簡(jiǎn)便的管理等基本需求仍是我們永遠(yuǎn)的追求。即便在完全的IP網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商仍然要求實(shí)現(xiàn)每比特最低成本的業(yè)務(wù)傳送和匯聚，而且需要滿(mǎn)足相應(yīng)的傳送距離要求，而下一代分組傳送網(wǎng)正迎合了這種趨勢(shì)，必將擁有更加美好的未來(lái)。
