中国移动本地传输网建设方案初探

2019-11-03 09:00:33

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供稿：网友

陈辉

　　摘要　本文在总结中国移动本地传输网规划实践经验的基础上，对中国移动本地传输网(后面简称移动城域传输网)的建设方案进行了初步探讨。通过分析移动本地传输网内目前所承栽和未来将要承载的主要业务及其传输需求特性，提出了移动本地传输网分层建设的原则并对各层所应采取的组网方案进行了归纳和总结，此外，文章还探讨了未来3G基站传输的问题，提出了一些可行的建设方案。

　　关键词　中国移动　本地传输网　移动城域传输网　分层建设

　　引言

　　在中国移动2000年从中国电信中剥离出来之前，其各本地网的基站接入和局间中继传输一直是由当地的中国电信来提供的。在电信、移动分家之后，大多数移动公司在本地网层面没有分到任何传输网络资源，所有业务的开展完全靠租用中国电信的本地传输电路来维持。因此，自中国移动成立以来，其所属各移动本地网均开始了自有本地传输网的建设，经过几年的建设目前各省移动本地传输网的建设已经形成了相当的规模。本文将近几年来全国各地移动本地传输网的规划建设经验加以总结，给出了一些较为典型和通用的网络组织建设方案，并对未来3G基站传输的网络组织方案进行了探讨。

　　移动城域传输网的定义、所承载的业务和分层结构

　　移动本地传输网是指利用以光纤传输和微波为主的各种有线、无线传输技术在移动本地网范围内建立起来的为移动本地网中各种业务提供传输电路的传送网络实体。移动本地传输网与其它运营商的本地传输网相比有着明显的区别，这是由中国移动本地网的业务特点所造成的。目前，移动本地传输网建设所应考虑的业务主要有以下几大类：

　　a)以2G、3G电路与网为主要承载网络的移动话音业务

　　b)以CMNET为主要承裁网络的各种固定数据业务

　　c)以GPRS、3G分组域网络和CMNET为主要承载网络的移动数据业务

　　d)同步、信令和网管等支撑网所需电路

　　e)企业内部信息化所需的传输电路

　　在上述各类业务中，语音业务的传输电路需求占据了移动本地传输网中的绝大多数容量，数据业务电路需求所占的比重还比较小。

　　按照承载上述业务的各种业务网络的组织情况来分，对移动本地传输网的电路需求又可以划分为移动基站到业务节点之间的基站传输电路和业务节点之间的中继传输电路。基站传输电路的存在导致了移动本地传输网与其他运营商的本地传输网的最大区别。目前，移动本地传输网建设的主要目的之一就是解决基站传输电路的需求。由于当前各移动本地网内基站数量都较为庞大，因此大部分基站不可能在传输上直接连接到其所属业务节点，只能通过在某些节点的汇聚之后，再连接到所属业务节点。因此。目前大多数移动本地传输网分为了三层，即：核心层、汇聚层和接入层。各层面的网络建设重点、安全性考虑、组网结构均有差异，工作侧重点也有所不同。移动本地传输网的分层结构情况如下面图l所示。

图1　移动本地传输网分层结构图

　　移动本地传输网的业务需求分析

　　1.基站传输电路需求分析

　　目前，基站传输电路的需求占据了移动本地传输网中接入层的绝大部分容量，其业务需求主要是以2M为基本颗粒，具有向所属业务节点汇聚的特点。同时，在这部分业务需求中也存在部分固定数据业务大客户的专线接入业务需求，大部分地区以2M数字专线或10M／100M以太网专线为主，个别特大城市也有155M的电路需求，但总体来说数量不多，在基站传输电路总带宽需求中所占比例不大，目前基本上采用SDH设备透传或用MSTP满足业务需求。此外，基站传输电路一般情况还会占用部分中继传输电路的容量，有些地方甚至还占了相当大的比例，这主要是由基站与所属MSC之间的地理位置相距过远而造成的。在这种情况下，基站传输电路会经过汇聚后从附近的一个汇聚层或核心层传输节点上到移动本地传输网的核心层，通过核心层传输到达其所属的业务节点。这种情况与当地的移动交换网的网络组织以及无线网与交换网的协调配合有关，不同地区会出现很大的差异。该部分电路需求主要来源于无线网和交换网网络规划结果。

　　此外，由于3G牌照的发放工作将在近两年时间内完成，按照传输网络应当超前于业务网建设的原则，在今后的移动本地传输网规划建设中，应当开始考虑3G基站的传输问题了，本文最后将专门讨论3G基站传输的网络组织问题。

　　2.局间传输电路需求分析

　　移动本地传输网的局间传输电路需求主要分为GSM话音网业务电路需求矩阵、数据业务(包括固定和移动数据业务)电路需求矩阵和其它业务需求矩阵三个部分，各部分电路需求特点如下：

　　·GSM话音网业务电路需求矩阵

　　该部分电路需求来自交换网规划方案的电路配置计算结果，主要由移动本地网中各MSC之间的电路需求组成，颗粒以为2M为主，个别特大城市已经出现了155M颗粒的电路需求，业务分布呈分散型特征。

　　·数据业务(包括固定和移动数据业务)电路需求矩阵

　　该部分电路需求来自固定数据业务网络规和移动数据业务网络规划中的电路配置计算结果，由固定和移动数据网中的数据业务节点之间的电路需求组成电路需求颗粒以2M、155M、FE和GE为主，电路分布特性兼有汇聚和分散两种特性，主要取决于业务网的组网方式。

　　·其它业务电路需求矩阵

　　该部分电路需求主要包括了支撑网电路需求、企业内部信息化电路需求、同步、信令、网管电路需求、电路出租业务需求和其他特殊情况占用电路需求，原则上该矩阵应由上述各网的规划结果中取得，但是由于该部分电路在移动本地传输网总的局间电路需求中所占比例较小，一般可以在GSM和数据业务电路需求总和的基础上取一定比例的裕量即可。

　　移动本地传输网的网络组织方案

　　1.移动本地传输网网络组织的总体原则

　　通过上面对移动传输网中各种业务的电路需求特性的分折，我们认为移动本地传输网的网络组织总体上应遵循如下原则：

　　·在考虑组网方案时，应分核心、汇聚和接入三层面分别考虑

　　·组网时应兼顾话音与数据业务对传输电路的需求

　　·组网采用话音业务与数据业务混合传输的组网方式

　　·组网时应考虑3G基站传输问题

　　·主要技术为WDM、SDH／MSTP、PDH和无线传输

　　·速率接口为：2M、155M、FE和GE

　　·保护方式采用复用段保护或通道保护

　　2.移动本地传输网核心层的特点和组网方案

　　一般来说，移动本地传输网的核心层由位于移动交换局、关口局及数据业务中心节点的传输设备组成，负责提供各业务节点之间的传输电路以及完成与省内干线传输网的连接，要能提供大容量的业务调度能力和多业务传输能力，该层而业务对于安全性和可靠性要求较高。根据该层面的特点和前面对局间传输电路需求特性的分析，该层面的网络组织一般按照下述方式进行：　

　　·核心层节点设置　

　　移动本地传输网的核心层传输节点一般设置在TMSC、GMSC、MSC等设备所在节点、GSR、GE等城域网核心层节点设备所在节点或GGSN、SGSN等移动数据设备所在节点的局房内。　

　　·核心层采用的技术

　　由于核心层传输节点之间大多是经过汇聚之后的传输电路，传输电路颗粒较大或高阶VC的填充率较高，因此应采用WDM、10G／2.5G的SDH设备进行组网，一般不采用MSTP设备，因为在这一层面其多业务汇聚功能的优势不能充分发挥，作用与传统SDH差别不大。

　　·核心层网络结构

　　由于安全可靠性要求很高，核心层必须采用环型结构。一般来说普通城市建设1～3个核心层光环即可，大型城市可适当多建几个，但一般不超过6个。由于业务分布较为分散，该层面的网络保护机制直采用两纤或四纤复用段保护方式。

　　·与省内长途传输网的衔接

　　每个城域网至少有一个核心层节点与省网衔接，省会城市最好有两个核心层节点与省网衔接。如果条件允许，重要城市电应设置两个核心层节点与省网衔接。

　　3.移动本地传输网汇聚层的特点和组网方案

　　移动本地传输网汇聚层主要由位于基站接入汇聚节点和数据汇聚点的传输设备组成。汇聚层负责一定区域内业务的汇聚和疏导，要求能够提供强大的业务汇聚能力。此外，移动本地传输网的汇聚层网络还应具有良好的可扩展性，原则上不直接进行业务接入。根据该层面的特点和前面对基站传输电路需求特性的分析，该层面的网络组织一般按照下述方式进行：

　　·汇聚层子结构上面的节点，由特意选出的用于汇聚基站接入电路的基站接入汇聚点加上一到两个核心层节点组成。基站接入汇聚节点负责接入层各节点上业务的接入(包括一些固定数据业务)。

　　·汇聚层传输原则上按环型系统考虑，也可适当采用其他结构。在按照环型结构组网时，由于业务呈汇聚型特点，应采用通道保护方式

　　·根据汇聚层的电路需求特点，该层传输网应以2.5G的SDH和MSTP设备为主并辅以少量的622M／设备进行组网，环形子结构中的结点数目在3-6个之间为宜，主要取决于其下挂的接入层网络的电路需求。个别电路需求较大的接入汇聚点也可以单独和一个核心层节点组成汇聚层的两点环，以提高传输电路利用率。

　　·基站接入汇聚点，可以设在某基站设备节点，也可选在单独的没有基站设备但较便于周边若干基站接入的节点，例如采用3.5G无线接入技术时，其中心站节点就可作为基站接入汇聚点。

　　·基站接入汇聚点将采用MSTP、SDH、PDH、微波、3.5G无线接入和其它无线接入技术将基站传输电路和一些固定数据业务电路汇聚起来传送，再通过汇聚层传送到核心层。

　　·基站接入汇聚点和接入层节点之间可根据各自地理位置情况和采用的传输手段分别组成环形、树型、星型和链型结构来完成各种业务的接入

　　·市区的汇聚层结点和郊县的汇聚层结点原则上应当分开组网，以便于运

　　营维护和电路调度

　　·在采用环型结构建设本地传输网的汇聚层时，每个环中最好有两个节点是核心层节点，这样可以使每一个汇聚环有两个节点与核心层网络衔接，但一般也可以采用只有一个节点与汇聚层网络衔接的方式组网。

　　4.移动本地传输网接入层的特点和组网方案

　　移动本地传输网接入层由位于基站、营业厅、数据业务接入点及其它业务接入点的传输设备组成，负责将业务接入到各汇聚层节点，由汇聚节点再传送到各业务网络，其在移动本地传输网中的作用要求它具有多业务接入能力和良好的可扩展能力。根据该层面的特点和前面对基站传输电路需求特性的分析，该层面的网络组织一般按照下述方式进行：　

　　·接入层节点设置　

　　移动本地传输网接入层传输节点一般应设置在移动基站所在节点、固定数据客户接入节点、移动营业厅或WLAN节点等地，以方便于各种业务的接入。接入层各子结构(无论是环形还是其它网络拓扑结构)一般由一到两个汇聚层传输节点加上多个接入层传输节点组成。　

　　·接入层采用的技术　

　　根据接入层的业务特点，该层传输网的建设可采用622M／155M的SDH技术和MSTP设备、PDH技术、微波技术、3.5G无线接入技术和其它无线接入技术来解决多种业务的接入问题。　

　　·主要网络结构　

　　接入层传输设备可根据接入光缆路由分别组成环型、星型、树型或链型结构。由于该层业务呈明显的汇聚特点，在采用环型结构时应采用通道保护方式。

　　·与本地传输网汇聚层的衔接

　　在采用环型结构建设本地传输网接入层时，最好应有两个节点与汇聚层网络衔接，但也可以采用只有一个节点与汇聚层网络衔接的方式。

　　5.不同基站分布类型所对应的不同组网模式

　　由于基站接入是移动本地传输网建设所需要解决的重点问题，因此我们在这里对基站接入的组网模式进行更进一步的探讨。根据基站分布的特点，我们归纳了三种基站接入的组网模式：

　　·在市内，基站分布的密集地区和载频数多的大基站一般会在市内的繁华地段和各区的中心地带，其光缆的建设相对比较完善，对这类基站的接入，我们建议采用在物理上和市区的基站接入汇聚点一起建设以网格网为主的网络结构，通过组织逻辑环型网的方式进行电路的组织调度，将基站的电路需求汇集到基站控制器中。这样可通过多格环型结构对光纤的带宽资源进行共享，使传输网络具有强大的可扩展能力并保证了基站和基站接入汇聚点地理上的安全可靠性。网络组织方式如图2所示。

图2　基站接入传输组网模式一

　　·在基站分布分散的地区，由于基站间的距离相对较远，组织物理的格网相对浪费传输资源，我们建议在这类基站中选择部分基站接入汇聚点(该局同时也可是一个基站)，通过环型网或线型、星型结构将一定范围内的基站接入该基站接入汇聚点，几个基站接入汇聚点通过环型结构和BSC所在的骨干传输节点相连。这洋可很好的保证基站电路的安全性，有效的利用光缆资源，并通过组织环型网将基站较小的带宽需求进行汇集，有效的利用网络的带宽资源。网络组织方式如图3所示；

图3　基站接入传输组网模式二

　　·对一些相对偏远孤立的基站或载频数小的基站，可以直接用星型结构或链型结构接入汇聚层节点，再通过这些节点所在的环网进入BSC所在传输节点。线型结构或链型结构虽然在安全性能上较差，但对少量的偏远小基站来讲不失为一种经济的手段。网络组织方式如图4所示。

图4　基站接入传输组网模式三

　　3G基站传输组网方案

　　目前，3G移动牌照的发放已经列入信息产业部的议事日程，各大运营商的3G实验网也已经建成试运行，因此，当前在进行移本地传输网的建设时，必须考虑未来3G基站传输的问题。本节就对这一问题进行一些初步探讨。

　　根据WCDMA体制标准可知，3G基站的传输问题关键在于IMA接口的处里，根据不同的IMA接口处理方式，我们提出了三种3G基站传输网建设方案。

　　·方案一

　　完全利用现有的SDH(MSTP)传输网组织3G传输网，3G的接口信号通过TDM方式传输。对于带宽颗粒小的NodeB与RNC之间的Iub接口，可通过El信号映射到VCl2通道的方式在传输网络中进行传输；对于带宽颗粒大的RNc到MSC之间的业务，可通过ATM接口映射到VC4通道或级连的VC4通道中进行传输。在此方案下，所有的ATM信元处理都在业务层面进行(NodeB、RNC)，SDH(MSTP)仅使用透传实现3G业务的传送。详见图5。

图5　方案一组网结构示意图

　　优势：

　　1)NodeB到RNC，RNC到RNC之间只需提供透明传输；

　　2)原有网络不需要升级，网络能得到充分运用。

　　劣势：

　　1)RNC节点需要有较强的ATM处理能力；

　　2)RNC单点故障后，整个系统影响较大；

　　3) 数据业务在SDH TDM传送方式下，效率不高，带宽浪费严重。在数据业务发展迅速，网络带宽需求增加时，传输网络需要不断面临扩容、升级的压力；

　　·方案二

　　接入层利用现有SDH(MSTP)网络，NodeB采用E1(IMA)接口，RNC采用STM-1(ATM)接口。在汇聚节点采用ATM处理卡，对ATM IMA接口进行处理，实现E1到STM－1(ATM)的收敛，在汇聚层进行ATMVP RING传输。该方案的网络结构图见图6。

图6　方案二组网结构示意图

　　优势：

　　1)只需在汇聚节点进行ATM处理，RNC只需提供STM－1(ATM)，实现统一网管，成本较低；

　　2)接入侧可以充分利用现有基站SDH设备，无需改造；

　　3)汇聚层可以支持带宽的统计复用，升级灵活；

　　·方案三

　　升级现有接入传输网络，使其支持ATMIMA接口，在接入设备侧就可以提供ATM信元的处理能力，接入环具备ATM VP—Ring功能。在本方案中，对ATM IMA的处理下放到了每个NodeB节点，结构图如图7所示。

图7　方案三组网结构示意图

　　优势：

　　1)在接入层就可以实现ATM的统计复用，带宽利用率高

　　2)RNC使用STM-1接口，对RNC的要求低；

　　3)NodeB扩容方便；

　　4)MSTP组网很容易过渡到ip接口

　　劣势：

　　1)接入侧的节点数量巨大，大量ATM处理卡成本较高；

　　2)现有基站的SDH设备部需进行改造，原用E1接口浪费；

　　综上所述，在3G的网络建设初期，方案二最经济适用，利于网络的演进。

　　结语

　　本文对于自电信和移动分家以来移动本地传输网的建设方案进行了全面研究和系统总结，提出了移动本地传输网分层建设的原则并针对每一层的网络建设给出了具体的组网方案和原则，最后文章还对未来的3G基站传输的网络组织方案进行了探讨，希望本文的观点能够对移动运营商的本地传输网建设提供参考和借鉴作用。

　　
摘自　泰尔网

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