实现理想的3G基础传输网

2019-11-03 09:03:17

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供稿：网友

UT斯达康通讯有限公司光网络事业部(ONS) 陈晓峰何苗

　　数据业务的飞速发展，数据接入的可移动性要求不断凸现，支持高带宽可移动无线数据接入的第三代移动通信技术(3G)浮出水面。第三代移动通信系统在国际上统称为IMT-2000，简称3G，是国际电信联盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz频段，预期在2000年左右商用的系统。移动系统主要分为两个层次：无线接入网络层(RAN)，由无线网络控制器(RNC/BSC)和基站收发器(Node B/BTS)组成；核心网络层(CN)，由移动交换中心MSC/VLR、GMSC、SGSN、PDSN、GGSN等设备组成。 GSM/GPRS移动传输网络

　　由于传统移动运营商在建设3G系统时必须考虑如何实现现有GSM/GPRS网络的逐步演进和过渡，在规划和建设移动传输网时也应考虑系统的可延续性。以中国移动为例，在GSM/GPRS的移动传输网络要提供无线接入网络(RAN)和移动核心网络(CN)的TDM及数据业务的传输。因此，GSM/GPRS传输网络主要分为两个部分：

　　(1)基站到中心节点的传输

　　在GSM/GPRS系统中，一般BSC与MSC安装在中心节点，基站的业务直接通过传输网络传送到中心节点。每个基站一般为1至2个E1。传输网络分为针对基站接入的155/622M接入传输层和针对一定区域业务进行汇聚的2.5G汇聚传输层。

　　(2)中心节点间的传输

　　中心节点包括移动交换局、移动关口局、移动长途局、移动数据中心等，包括大量E1电路以及部分数据业务，传输速率以2.5G/10G为主。

　　3G移动系统的传输要求

　　3G移动系统的网络架构

　　目前定义的3G系统主要有R99，R4和R5版本，在3GPP R99网络的核心网部分，WCDMA和GSM使用相同的核心网络，与GPRS的核心网相似，分为电路交换域(CS)和分组交换域(PS)，但WCDMA的编码解码器和MSC在一起，而在GSM/GPRS网络中，编码解码器和基站控制器在一起。另外，GSM/GPRS采用PCM编码，而WCDMA采用AMR(自适应多速率编码)。与此同时，3GPP R99引入了新的无线接入网络(UTRAN)，其中基站(BS)改造为B节点(Node B)，再将基站控制器(BSC)改造为RNC。

　　3G移动系统的承载技术

　　3G网络在不同的技术发展阶段可以采用不同的承载技术，包括TDM、ATM、ip等。由于3G网络主要是针对大容量的数据而设计的，数据业务的流量流向的不确定性，使TDM技术很难为3G业务的承载提供一个高效可靠的平台。采用纯IP的UTRAN和CN还不成熟，在3GPP规范中已经推迟到R5甚至以后的版本中。R99和R4中对UTRAN推荐了ATM技术，其面向连接的特性可以很好地保证业务质量，并可发挥ATM的统计复用、QOS保证等优势。

　　在CN中，由于业务已经经过收敛和汇聚，承载网主要提供TDM/ATM/IP的透传，可以直接在over SDH/WDM网络进行大容量业务传输，对部分业务也可以采用ATM VP-RING或以太共享环提高带宽的利用率。移动传输网的建设最主要关心如何提供高效、安全、灵活的UTRAN业务的传输，其接口为Iu接口，包括：

　　* Iub：RNC与NodeB的之间的物理接口(IMAE1，ATMSTM-1)

　　* Iur：RNC和RNC之间的接口(ATM STM-1)

　　* Iu：RNC和CN之间的接口(ATM STM-1/4)

　　3G移动传输网的建设

　　一种简单的思路是为UTRAN建设一套独立的ATM网络，但ATM交换设备比较昂贵，而且作为一个基础网，实践证明了它对其他业务并非最佳解决方案。另外，ATM在采用光纤组网时自愈方面还存在全网连接的自动配置和恢复时间问题，无法满足电信级服务质量的要求。

　　另外，由于Iub可采用IMAE1或ATM STM-1，不同接口的选择对移动传输组网的要求也不尽相同，从而使移动传输组网面临比较复杂的局面。

　　Iub可采用的物理接口如下：

　　(1)全部采用IMA E1

　　RNC侧提供IMA E1接口与Node-B的IMA E1相连。这种方法在中心RNC需提供大量IMA E1接口。

　　(2)全部采用ATM STM-1

　　RNC和Node-B直接提供基于ATM的STM-1接口代替了多个外IMAE1接口。如果采用ATMSTM-1透传，需要大量带宽，对传输网的压力过大。

　　(3)ATM STM-1与IMA E1混用

　　RNC提供ATM的STM-1接口而Node-B提供IMA E1接口，则RNC只需提供少量接口，Node-B只需提供IMA E1接口，使网络变得简洁实用。

　　采用这种方法面临了在RNC与Node-B间必须进行ATM信号的处理，实现IMA E1到ATM STM-1间的转换。一种方法是在RNC侧进行处理，在RNC前提供一个ATM交换机，IMA E1在ATM交换机上终结，并提供STM-1信号进入RNC。

　　针对3G业务的需求，UT斯达康的MSTP产品NetRing系列提供完善的解决方案。核心网(CN)采用大容量10G MSTP平台NetRing10000组成核心环，在UTRAN采用NetRing2500组成2.5G汇聚层，NetRing600组成155M接入层。

　　由于在接入层采用IMAE1的接口，接入层网络只需将Node-B的E1传送至汇聚层节点，在汇聚层节点提供ATM处理。UT斯达康NetRing2500提供具有ATM交换能力的板卡，对接入层上传IMAE1电路通过VC-12进入ATM处理板卡进行统计复用成ATM VC-4，然后经汇聚层透明传输或经ATM VP-RING传送至RNC节点，通过STM-1接口与RNC相接。现带宽的统计复用，大大提高了带宽的利用率。

　　采用UT斯达康多业务传输平台NetRing系列MSTP产品组建3G移动传输网，在一个网络中同时提供了ATM业务接入、处理和传输，并且可以同时为各种其它业务提供通用的传输平台。另外，采用MSTP实现了传输与ATM的统一管理，提供灵活的带宽调度。在接入层，可以充分利用原有基站的传输设备和E1接口，只需在汇聚层进行少量投资，在提供ATM业务处理的同时，利用ATM的统计复用提高带宽利用率。通过MSTP对原有传输网络的改造，实现网络结构更为清晰合理，将大大提高网络的可扩展性和灵活高效的带宽提供能力。

　　向纯IP的3G移动通信系统演进

　　基于纯IP网络是电信发展的方向，IP以其简单高效特点，在电信界被越来越多的关注。3G的R5及以后的版本趋向以IP为基础的系统。UT斯达康的NetRing系列产品不仅能够支持IP的接口，还应针对不同的业务提供相应的QoS的保证。由于目前的以太网技术是面向无连接，没有足够的QoS保证机制。为了能将真正的QoS引入，需要在以太网和SDH间引入一个中间的智能适配层来处理IP业务的QoS。因此UT斯达康的NetRing系列产品将逐步引入RPR、MPLS机制，很好地满足这一需求。

　　在建设传输网络时充分考虑3G系统的传输需求是十分必要的，UT斯达康MSTP产品NetRing系列以成熟的SDH技术为基础，提供IP、ATM等多业务处理能力，不但能够满足目前GSM/GPRS网络的传输要求，还能提供完善的低成本的基于ATM承载技术的3G传输解决方案，并能面向基于纯IP技术的R5及以后版本的3G网络技术，实现一条通向3G理想的基础传输网的迁徙之路，与3G移动系统相得益彰。

　　
----《通信产业报》