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基站IP RAN需求分析
在移動互聯網時代，多業(yè)務承載和綜合成本控制等原因，對CDMA網基站IPRAN提出了更高的承載要求。
由于網絡演進不可能一蹴而就，會在一定時期內存在2G、3G乃至4G基站共站址的情況。因此，基站IPRAN需要考慮統一承載，在BTS基站側能夠支持E1、IMA、IP等多種接口；在BSC/RNC側需要支持STM-1、IP接口。第一，在網絡承載漸變的過程中，需要考慮到不同承載網絡之間的OAM互通能力，快速、準確地實現配置，并支持網絡層和業(yè)務層的電信級運維管理，以滿足基站承載的高質量、高可靠要求。第二，3G初期受空口限制，帶寬需求不大，但是DOB時期，乃至演進到LTE，空口性能的提升以及大量多媒體數據業(yè)務需要更高的帶寬。第三，IPRAN需要嚴格的時間和時鐘同步來輔助實現后3G時代實時業(yè)務所要求的低時延、低抖動的傳送。
面對新時期基站IPRAN的承載需求，基站IPRAN面臨一些關鍵問題的挑戰(zhàn)。
基站IP RAN關鍵技術問題
基站深化覆蓋問題
隨著移動網絡的不斷演進，單一語音業(yè)務承載向數據業(yè)務、實時多媒體業(yè)務等綜合業(yè)務承載發(fā)展。（見表1）
根據無線網絡規(guī)劃可知，用戶平均帶寬越高，基站分布越密集。隨著CDMA網數據業(yè)務的大規(guī)模發(fā)展,需要基站可以靈活、廣泛地部署,包括Femtocell微基站等各類基站的深化覆蓋需求將會非常普遍。（見表2）
從成本考慮，可利用目前電信無處不在的多種寬帶接入手段以及寬帶網絡資源，如SDH/MSTP網絡、寬帶接入網絡等，實現一定時期內的基站深度覆蓋。
但是，對于Femtocell等微基站由于多數部署室內，衛(wèi)星同步接收信號較差，甚至難以接收到衛(wèi)星同步信號，因此，Femtocell等室內微基站的部署，需要綜合考慮寬帶接入網相關設備的地面同步技術實現能力以及實施成本等因素來確定合適的承載方案。
同步問題
CDMA網同步系統的要求可以歸納為：同時要求頻率同步（<0.05ppm）和時間同步（<3us）。CDMA網同步功能主要用于相鄰基站（BTS）和基站控制器（BSC/RNC）之間進行同步，滿足無縫切換。同時，CDMA網精確的同步功能可以保證空口成幀的精確性。但是，在一定時間段內失去同步的情況下，CDMA網仍然可以工作（取決于設備與終端的時鐘和時間累計誤差）。
同步系統可以分為兩大類，分別是衛(wèi)星同步系統和地面同步系統。
表1CDMA2000演進不同階段的帶寬需求
表2用戶平均帶寬與基站覆蓋密度的關系
目前CDMA網廣泛應用的是衛(wèi)星同步系統。衛(wèi)星同步系統有兩種實現方式，即GPS同步系統和北斗同步系統。但是，都存在難以解決的技術問題。為了規(guī)避衛(wèi)星同步系統存在的問題，滿足今后IP接口基站的接入以及室內微基站（如Femtocell）等部署的需求，需要考慮地面同步系統。目前有三種地面同步方式：第一種是線路同步方式。它相對成熟，通過PDH方式實現傳統傳輸網絡的時鐘同步。但這種同步方式不能提供時間同步，而且其精度取決于SDH的同步精度。后兩種是新型地面同步系統，一種是基于協議層的1588v2，標準尚未完全成熟。另一種是基于物理層實現的同步以太網技術，只支持頻率同步，要求每個網元必須支持同步以太網，但無須占用帶寬資源。新型地面同步系統實現方便，不受自然環(huán)境影響，尤其適合Femtocell等樓內微基站和建筑物比較密集的地域；與GPS租用相比，新型地面同步系統利用二層網絡傳送，安全性高，且長期成本較低，但實施成本較高，寬帶接入網中的相關設備還不能普遍支持。目前只有部分PON設備可以支持新型地面同步功能，多數DSLAM、BRAS等設備支持新型地面同步功能較弱。
因此，在新型地面同步技術標準和產業(yè)鏈成熟前，對于同步方式的選擇,建議當前區(qū)別對待，根據基站覆蓋區(qū)域的重要性可分別采用衛(wèi)星同步和地面同步：大部分地域繼續(xù)保持衛(wèi)星同步方式，等待標準和設備的進一步成熟再全面采用地面同步方式；對于特殊或重要地域，建議地面同步或衛(wèi)星同步與地面同步并用方式。
組網靈活性問題
CDMA網IP RAN的靈活性要求體現在多方面。
首先，IP RAN應滿足漸進式演進的需求，即考慮到2G、3G可能的共站址以及E1、IP等多種基站接口需求，支持E1、IMA、DSL（銅纜）、XPON（光纖）及微波等多種傳輸媒介的接入方式。
其次，演進到LTE時代將采用全IP組網，RNC不存在，LTE組網與寬帶城域網架構接近，需要IPRAN具有較高的業(yè)務靈活性。如果基站與AGW/PGW之間采用端到端點對點二層通道，那么基站與AGW/P-GW必須處于同一IP網段，當AGW/P-GW調整時，將導致基站與AGW/P-GW之間緊耦合，即下聯所有基站的IP地址都要隨之更改；反之亦然。因此，組網靈活性差。為了使運維簡便，提升運維效率，需要eNB與AGW/PGW之間存在動態(tài)IP路由。再次，LTE引入了AGWPool功能，當一臺AGW發(fā)生故障時，下掛的所有基站需要及時切換到Pool中的備用AGW。因此，需要寬帶網絡提供安全、可靠、靈活的邏輯管道和保護機制實現eNB基站連接的快速切換。
端到端OAM問題
2G的CDMA網回傳一般都是通過SDH/MSTP的數字電路或電路仿真或IMA分組通道承載。對于已經大規(guī)模商用多年的SDH網絡和ATM網絡，天生具有電信級OAM，可以很好地實現業(yè)務的快速開通和故障快速檢測、定位。但是，隨著基站回程IP化，新型分組網絡（如PTN、電信級以太網等）逐步滲透到基站回程網絡中。此時，一方面需要解決新型分組網本身的端到端電信級OAM支持問題；另一方面，由于基站IPRAN的漸進式演進，當利用現網MSTP資源作為IPRAN接入網段時，需要考慮與作為無線回程承載擴容的新型分組承載網之間的OAM互通互操作問題。由于目前多數電信級以太網或PTN等新型分組網端到端電信級OAM能力尚不足，因此，在MSTP與新型分組網不可避免混合組網的情形下，最好采用同廠商設備組網，以盡可能地提升端到端OAM性能。同時，在OAM標準和設備成熟之前，盡可能利用現有電信網絡資源，避免引入不必要的技術風險。
在電信運營商3G發(fā)展風起云涌之際，基站IPRAN網絡演進是一個持續(xù)平滑的過程，2G/3G乃至LTE將長期共存。因此，基站IPRAN需要考慮多業(yè)務多場景的承載需求。在基站IPRAN漸進式發(fā)展過程中，尚存在多方面的技術問題有待解決，但高質量、低TCO是共性的需求。近期，建議結合技術演進和產業(yè)鏈成熟度以及技術經濟性，根據業(yè)務發(fā)展需求，盡可能利用電信現有網絡資源，實現基站RAN一定程度的IP化以及基站廣泛覆蓋，滿足用戶規(guī)模和數據業(yè)務發(fā)展的需求。
作者：中國電信股份有限公司上海研究院 張屆新 馬鈺璐 徐文華
來源：中國信息產業(yè)網
