全業(yè)務(wù)時(shí)代的光傳送網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)

一、移動(dòng)基站回傳傳送網(wǎng)現(xiàn)狀

原先在電信網(wǎng)中的傳送網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)有骨干傳送網(wǎng)、本地傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)三個(gè)層面，后來將城域網(wǎng)這個(gè)概念也引入到傳送網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)，就將本地網(wǎng)和接入網(wǎng)部分都稱為城域傳送網(wǎng)。

以前的傳送網(wǎng)采用基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)MSTP技術(shù)，主要是用于無線接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）的基站承載，并兼顧解決專線、TDM電路等業(yè)務(wù)的傳送需求。

圖1 中國移動(dòng)2G基站回傳所使用的SDH/MSTP技術(shù)方案

過去，中國移動(dòng)為了滿足GSM基站接入的高質(zhì)量傳送需求，建立了較完善的城域傳送網(wǎng)絡(luò)。城域傳送網(wǎng)在邏輯上可以分為三個(gè)層次：核心層、匯聚層和接入層，如圖1所示。主干節(jié)點(diǎn)由交換局、關(guān)口局、長途局、數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)組成，形成核心層；一般采用城域WDM或10G/2.5G的SDH設(shè)備組建環(huán)網(wǎng)（個(gè)別地區(qū)采用網(wǎng)狀網(wǎng)）。匯聚節(jié)點(diǎn)由重要局站、數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)組成，形成匯聚層；以2.5G的SDH/MSTP設(shè)備為主，輔以少量的622M/155M的SDH/MSTP設(shè)備，組建環(huán)網(wǎng)（采用復(fù)用段保護(hù)方式）。接入節(jié)點(diǎn)由基站、社區(qū)寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)及其它業(yè)務(wù)接入點(diǎn)組成，形成接入層；主要采用622M/155M的SDH/MSTP設(shè)備，輔以PDH、微波、3.5G或其他無線接入技術(shù)，主要組環(huán)網(wǎng)（一般采用通道保護(hù)方式），根據(jù)接入光纜路由也可采用星型、樹型或鏈型結(jié)構(gòu)。

在過去，SDH以其可靠的傳送承載能力、靈活的分插復(fù)用技術(shù)、強(qiáng)大的保護(hù)恢復(fù)功能、運(yùn)營級(jí)的維護(hù)管理能力在中國移動(dòng)塑造“精品網(wǎng)絡(luò)”的過程中發(fā)揮了強(qiáng)有力的后盾作用。MSTP不同于SDH之處在于MSTP應(yīng)用了Ethernet over SDH、帶寬靜態(tài)配置管理技術(shù)，然而，MSTP的分組處理或IP化程度不夠“徹底”，其IP化主要體現(xiàn)在用戶接口（即表層分組化），內(nèi)核卻仍然是電路交換（即內(nèi)核電路化）。這就使得MSTP在承載IP分組業(yè)務(wù)時(shí)效率較低，并且無法適應(yīng)以大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的3G和全業(yè)務(wù)時(shí)代的需要。

二、3G和全業(yè)務(wù)對(duì)光傳送網(wǎng)的新挑戰(zhàn)

移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是為了滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用日益增長的帶寬需求，無論是TD-SCDMA，還是WCDMA，3G系統(tǒng)都是為移動(dòng)多媒體通信而設(shè)計(jì)的。3G的核心是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和上網(wǎng)，全球電信運(yùn)營商總體ARPU呈現(xiàn)下降趨勢，但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的ARPU則普遍呈現(xiàn)上揚(yáng)趨勢。移動(dòng)話音趨于飽和，固定移動(dòng)替代（FMS）向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)深入滲透�；ヂ�(lián)網(wǎng)正在擺脫P(yáng)C機(jī)的束縛，步入自由移動(dòng)的時(shí)代。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將驅(qū)動(dòng)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，為移動(dòng)通信的持續(xù)增長提供了廣闊的新空間。

高速上網(wǎng)吸引3G用戶數(shù)大幅增長，當(dāng)前各種業(yè)務(wù)都向IP化方向發(fā)展，同時(shí)新型業(yè)務(wù)也都是建立在IP基礎(chǔ)上的，必將推動(dòng)未來網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)業(yè)務(wù)類型的轉(zhuǎn)變，如圖2所示。IP已經(jīng)成為下一代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，可降低網(wǎng)絡(luò)投資成本和綜合運(yùn)維成本，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和收益；滿足未來HSDPA的高帶寬需求，減少E1捆綁數(shù)量，大顆粒的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用IP承載效率更高。

圖2 城域網(wǎng)主導(dǎo)業(yè)務(wù)類型由TDM向Packet的轉(zhuǎn)換

3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)使得承載和傳送層面面臨業(yè)務(wù)類型由TDM為主向以IP/ETH分組為主轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)接口由E1向FE變化，業(yè)務(wù)粒度由2M向10M/100M發(fā)展等挑戰(zhàn)。有電信專家預(yù)計(jì)在未來5～10年內(nèi)固定用戶帶寬需求下行接入帶寬可達(dá)20～30Mbit/s、上行接入帶寬可達(dá)4～8Mbit/s，而移動(dòng)通信系統(tǒng)每基站的帶寬需求也將達(dá)到30M～100Mbit/s。下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)和寬帶接入業(yè)務(wù)對(duì)更高帶寬的需求將是無止境的，首先，用戶需要更高的帶寬，未來5年內(nèi)不管固定用戶還是移動(dòng)用戶，對(duì)帶寬的需求將是現(xiàn)在的10倍甚至更多。其次，用戶需要在不同終端上得到更好的服務(wù)體驗(yàn)，包括手機(jī)和手提電腦。第三，用戶越來越希望參與通信服務(wù)的定制。目前用戶已經(jīng)不滿足于運(yùn)營商推給他的服務(wù)，希望參與定制服務(wù)，這就需要運(yùn)營商提供固定、移動(dòng)融合的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

圖3 后3G時(shí)代LTE的技術(shù)優(yōu)勢

當(dāng)前主流3G技術(shù)都成型于上世紀(jì)90年代，其設(shè)計(jì)目標(biāo)并未針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。如圖3所示，TD-LTE充分考慮了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求，且隨著TD-LTE與LTE FDD的產(chǎn)業(yè)整合，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，TD-LTE更具突出的高效率、低時(shí)延、高帶寬、低成本優(yōu)勢。

移動(dòng)運(yùn)營商的業(yè)務(wù)將逐漸由傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)為主轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主。3G網(wǎng)絡(luò)大大拓展了用戶通信方式，為用戶提供了更豐富的業(yè)務(wù)選擇。移動(dòng)運(yùn)營商2G/3G網(wǎng)絡(luò)的IP化趨勢也驅(qū)動(dòng)著無線回傳網(wǎng)絡(luò)向分組化的方向發(fā)展演進(jìn)，所提供的主導(dǎo)業(yè)務(wù)也從TDM電路業(yè)務(wù)向運(yùn)營級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)方向演進(jìn)。

三、面向3G和全業(yè)務(wù)的光傳送網(wǎng)演進(jìn)思路

目前3G/B3G、移動(dòng)＋互聯(lián)以及全I(xiàn)P趨勢的發(fā)展都對(duì)基站回傳的承載和傳送網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，IP化的業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出帶寬突發(fā)性、很高的峰均值比等特點(diǎn)，傳統(tǒng)基于電路交換的MSTP傳送網(wǎng)以剛性管道為特點(diǎn)，不能很好地滿足這些分組業(yè)務(wù)的傳送需求，如何構(gòu)建一個(gè)能承載多種新舊業(yè)務(wù)、易于擴(kuò)展、可靠、且低OPEX和CAPEX的城域網(wǎng)是電信運(yùn)營商要認(rèn)真考慮的問題。

1. 基站回傳與寬帶接入的特性分析

由于基站回傳業(yè)務(wù)和寬帶接入業(yè)務(wù)存在以下差異性：

業(yè)務(wù)模型的差異性：基站業(yè)務(wù)是需要傳輸承載網(wǎng)絡(luò)提供高質(zhì)量保證的業(yè)務(wù)，在沒有任何集線比的情況下需要保證各點(diǎn)峰值速率；寬帶接入業(yè)務(wù)則要支持很大的集線比，一般設(shè)置在1：10左右；

流量需求的差異性：基站業(yè)務(wù)所需帶寬較小，完全可預(yù)測，升級(jí)的速度緩慢；固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)所需帶寬很大，特別是在發(fā)展了IPTV以后帶寬需求量更大，一般是移動(dòng)所需帶寬的10倍以上，同時(shí)帶寬增長的模式受業(yè)務(wù)需求和用戶數(shù)兩者綜合影響，擴(kuò)容需求頻繁；

QoS的差異性：在只考慮基站業(yè)務(wù)的情況下，QoS可以最簡單也最可靠性的方式，即通過規(guī)劃來確保；而在疊加有集線比的普通寬帶業(yè)務(wù)時(shí)，QoS的管理將較為復(fù)雜，容易形成隱患和增加成本；

從服務(wù)質(zhì)量方面來說，基站回傳對(duì)傳送網(wǎng)的基本要求是“面向連接”和“電信級(jí)”，這一點(diǎn)是IP RAN傳送與傳統(tǒng)IP互聯(lián)網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)的最本質(zhì)區(qū)別。面向連接意味著端到端業(yè)務(wù)管理和配置能力、運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的OAM以及保護(hù)能力，在管理方案全面運(yùn)用電信網(wǎng)管理TMN思路，全面支持圖像化端到端業(yè)務(wù)配置，操作簡單。而傳統(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備基本上都是無連接的、盡力而為的、運(yùn)用命令行進(jìn)行單站配置、操作復(fù)雜、效率低。基站業(yè)務(wù)的“電信級(jí)傳送”對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率都有嚴(yán)格的要求，而互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的“寬帶接入”是盡力而為的，因此它們?cè)跇I(yè)務(wù)特性和網(wǎng)絡(luò)功能方面存在著本質(zhì)差異，直接導(dǎo)致“基站回傳”與“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)接入”在質(zhì)量保證和網(wǎng)絡(luò)性能方面水火不容，很難統(tǒng)一承載；既就是要統(tǒng)一承載，那么對(duì)統(tǒng)一承載網(wǎng)絡(luò)性能的要求也會(huì)是“就高不就低”的，這就意味著統(tǒng)一承載網(wǎng)絡(luò)的性能必須要首先滿足基站回傳所需要的時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率要求。這也就是為什么在過去移動(dòng)運(yùn)營商都采用城域傳送網(wǎng)MSTP來承載基站回傳業(yè)務(wù)，而固網(wǎng)運(yùn)營商都采用城域?qū)拵�IP網(wǎng)來提供互聯(lián)網(wǎng)接入的原因。

所以，關(guān)于針對(duì)基站業(yè)務(wù)和固網(wǎng)寬帶接入業(yè)務(wù)是否共用的問題，作者認(rèn)為3G的基站回傳傳送網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該和2G無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸承載情況一樣，采用相對(duì)獨(dú)立的建網(wǎng)思路，也就是分別建設(shè)基站業(yè)務(wù)回傳承載網(wǎng)和寬帶用戶接入網(wǎng)。這樣可以在城域網(wǎng)規(guī)模很小的時(shí)候避免顧及移動(dòng)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性而束縛固網(wǎng)業(yè)務(wù)高速發(fā)展的手腳。但是必須依托基站資源開展寬帶接入，因?yàn)橐曰�站為中心發(fā)展多業(yè)務(wù)和企業(yè)客戶是移動(dòng)在多業(yè)務(wù)上的策略，RAN的IP化和以基站為中心發(fā)展多業(yè)務(wù)可互相促進(jìn)。為了利用線路資源，可以采用寬帶接入網(wǎng)和基站業(yè)務(wù)網(wǎng)共址但不共網(wǎng)的建設(shè)方式。