中國網(wǎng)通集團研究院 馮立華 邵巖 李樹明 張震
運營商重組后,如何實現(xiàn)固定、移動的網(wǎng)絡融合和業(yè)務融合,從而降低CAPEX/OPEX,是運營商當前亟需研究的一個課題。
從固定網(wǎng)絡角度看,按照分層模型,可以把網(wǎng)絡劃分為核心網(wǎng)、匯聚網(wǎng)、接入網(wǎng)。從移動網(wǎng)絡角度看,也可以把網(wǎng)絡劃分為核心網(wǎng)、匯聚網(wǎng)、(無線)接入網(wǎng)。固定和移動的融合將會在網(wǎng)絡的各個層次展開。本文將主要探討接入網(wǎng)的融合,即未來的接入網(wǎng)絡是繼續(xù)采用目前固網(wǎng)和移動垂直分離的方式,還是采用統(tǒng)一方式。
固網(wǎng)接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢
近年來,國內(nèi)固網(wǎng)運營商一直在大力發(fā)展寬帶接入業(yè)務,對傳統(tǒng)語音業(yè)務,采用IP化的方式大力發(fā)展固網(wǎng)軟交換網(wǎng)絡建設。同時,2007年后,固網(wǎng)運營商開始進行大規(guī)模的“光進銅退”建設,也就是用光接入代替銅線接入推進寬帶、窄帶綜合接入的過程。FTTx建設的大力推進加快了語音業(yè)務的IP化進程,推動語音網(wǎng)絡朝接入多樣化、承載IP化、網(wǎng)絡扁平化的方向發(fā)展,同時也增加了用戶接入帶寬,為高帶寬業(yè)務如IPTV、高清電視等提供了保障。
電信網(wǎng)絡的IP化、寬帶化、融合化、扁平化的發(fā)展目標成為共識,TDM業(yè)務在傳輸網(wǎng)絡容量方面所占比例越來越低。寬帶接入網(wǎng)整體架構向網(wǎng)絡扁平化的方向發(fā)展,光纖盡可能向用戶端延伸。城市地區(qū)新建小區(qū)盡量光纖到樓,主要采用基于PON的FTTB+LAN建設模式;高檔住宅區(qū)和商務樓開始建設FTTH/O;城市現(xiàn)有區(qū)域結合業(yè)務需求,開始改造銅纜超長的用戶線路,采用FTTB的改造模式;農(nóng)村地區(qū)將光纜推進到行政村和大的自然村,采用FTTN+DSL的建設模式。在“光進銅退”的過程中,接入網(wǎng)從建設模式、設備應用、運營管理等方面加快推進向IP化的方向轉變。
因此,固網(wǎng)接入網(wǎng)的寬帶化、IP化、光纖化成為大勢所趨。
移動接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢
2G/3G的統(tǒng)籌發(fā)展是移動運營商關注的重要問題,移動運營商在考慮現(xiàn)有2G網(wǎng)絡發(fā)展的同時也關注未來3G網(wǎng)絡建設的需求。
移動網(wǎng)GSM/UMTS采用相同的體系結構,分為核心網(wǎng)(CN)和接入網(wǎng)(RAN)部分。GSM接入網(wǎng)由基站控制器BSC和基站BTS組成,UMTS接入網(wǎng)由基站控制器RNC和基站NodeB組成。
無論是2G網(wǎng)絡還是3G網(wǎng)絡,移動用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務的需求保持著強勁的增長趨勢,對移動網(wǎng)絡和容量將提出更高的要求。在2G時代,單基站幾個E1就夠用了。但是到了3G時代,單基站的帶寬需求會達到數(shù)十Mbit/s,甚至上百Mbit/s。傳統(tǒng)的“最后一公里”基于微波、銅線的移動承載方式已經(jīng)無法滿足業(yè)務發(fā)展和成本控制的需要,而基于光纖的移動承載網(wǎng)絡建設開始成為運營商的新一輪建設重點,另一方面,隨著移動網(wǎng)絡業(yè)務量的快速增長,在空口能力提升的同時,規(guī)劃的蜂窩小區(qū)覆蓋半徑也在逐漸變小。這種基站的光纖化移動承載趨勢在歐美國家稱之為FTTM(Fiber To The Mobile)。
因此,為了更好地滿足用戶的規(guī)模發(fā)展,移動網(wǎng)將不斷發(fā)展和創(chuàng)新,移動網(wǎng)的光纖化成為重要發(fā)展趨勢。
固網(wǎng)、移動接入網(wǎng)的融合發(fā)展
移動接入網(wǎng)和固網(wǎng)接入網(wǎng)未來都走向光纖化,這使得接入層網(wǎng)絡的融合具備了基礎。相比較而言,固網(wǎng)的接入網(wǎng)建設比移動接入網(wǎng)更加超前,固網(wǎng)運營商大力推進的FTTx網(wǎng)絡建設具備承載固網(wǎng)和移動業(yè)務的條件。
FTTx網(wǎng)絡的核心是xPON(無源光網(wǎng)絡)技術。目前包括EPON和GPON兩種技術。由于EPON技術相對成熟,國內(nèi)原固網(wǎng)運營商已規(guī)模應用EPON技術,為公眾用戶提供寬帶接入業(yè)務。GPON技術主要停留在商用試點和測試階段。兩種技術均具備承載基站回程的能力,鑒于EPON設備的成熟性,本文僅介紹EPON技術的實現(xiàn)方式。
EPON是基于以太網(wǎng)的技術,單纖雙向傳輸上下行對稱傳輸速率達1.25Gbit/s,最大傳輸距離為一般20km,未來的發(fā)展方向是10Gbit/sEPON。EPON承載數(shù)據(jù)、視頻和VoIP語音具有固有的優(yōu)勢,但承載基于TDM的業(yè)務如PBX、基站并不是以太網(wǎng)技術的特長。然而,目前的基于PWE3的CES技術能夠解決這個問題,TDM業(yè)務可以通過偽線的方式在以太網(wǎng)中傳遞,EPON的網(wǎng)絡時鐘同步功能使得ONU與OLT保持時鐘同步。
圖1就是EPON用于承載GSM和WCDMA基站回程的示意圖。EPONOLT上行接口可以是E1或者STM-1,OLT可以通過上行接口提取時鐘信號,然后通過EPON的網(wǎng)絡時鐘同步技術,在ONU處恢復時鐘,再傳遞給BTS或者NodeB。E1內(nèi)的數(shù)據(jù)在OLT和ONU之間通過PWE3技術封裝在偽線中傳遞。
圖1 EPON承載E1接口的GSM/WCDMA基站回程
電信網(wǎng)絡未來將不斷走向IP化,所以當OLT上行接口為IP,ONU下行接口也為IP時,TDM業(yè)務數(shù)據(jù)的傳遞和時鐘的傳遞成為IP網(wǎng)絡必須要解決的關鍵技術。目前基于IP網(wǎng)絡的IEEE1588協(xié)議(精準時鐘協(xié)議)可以解決在IP網(wǎng)絡中的時鐘同步問題,這一技術已經(jīng)開始商用。IEEE1588協(xié)議應用于EPON網(wǎng)絡后,EPON網(wǎng)絡可以承載基于IP接口的無線基站。如圖2所示,E1業(yè)務數(shù)據(jù)同樣可以采用PWE3技術封裝;局С1588Slave功能,可以從1588Master處同步時鐘。OLT和ONU必須支持1588時鐘透傳功能。1588Master可以直接作為OLT的時鐘輸入信號,也可以部署在城域網(wǎng)中,由OLT透傳。
圖2 EPON承載IP接口的GSM/WCDMA基站回程
EPON作為一種在固網(wǎng)中規(guī)模應用的技術,一旦其能通過合理規(guī)劃帶寬應用比例來彌補在QoS方面(與GPON相比)的不足,從而保證各種業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|量,EPON必將成為固網(wǎng)和移動在接入層融合的首選技術。下面我們對FTTx建設中的一種典型場景——商業(yè)樓宇FMC綜合接入,做一些更深入得分析。
商業(yè)樓宇內(nèi)的集團客戶從來是運營商的兵家必爭之地。與此同時,商業(yè)樓宇內(nèi)部還普遍存在移動網(wǎng)絡室內(nèi)覆蓋需要。而且,在很多商業(yè)樓宇的樓頂上還有用于室外覆蓋的宏基站。那么運營商針對商業(yè)樓宇基于EPON進行FTTO+FTTM建設,將是一個投資少、見效快的建設模式。在圖3中,固網(wǎng)和移動接入網(wǎng)采用EPON統(tǒng)一承載,ONU可以部署在商務樓宇中,下行提供E1、FE等接口,可以提供移動基站的接入,也可以為商業(yè)用戶提供語音、數(shù)據(jù)、IPTV等業(yè)務。OLT上行可以通過各種接口接入到移動網(wǎng)絡、傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡、軟交換網(wǎng)絡、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)等。
圖3 EPON用于商務樓宇的典型組網(wǎng)圖