3G业务传输基于综合接入系统的解决方案

    作者：普天股份系统事业本部 崔岩峰

    3G业务的开展及网络部署已成为各运营商关注的焦点，3G网络的业务特征将对现有的传输网络提出更多的新需求，尤其对接入层网络影响较大。

    3G业务的开展及网络部署已成为各运营商关注的焦点，3G网络的业务特征将对现有的传输网络提出更多的新需求，尤其对接入层网络影响较大。那么，从3G网络业务需求特征和接入层传输网络优化的几种方案来看，基于综合接入系统的3G业务传输解决方案就各有其差异。

    3G网络概述

    3G网络包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种网络制式，由核心网和无线网组成。核心网由于考虑到数据业务的大量引入，在设备构成上又分为CS（电路域）和PS（分组域）。从技术本身来看，WCDMA的商用版本为R99和R4，其中R99版本的WCDMA需与GSM网络结合，核心网与GSM网络共用MSC交换中心，增加了PS分组域数据业务，由SGSN和GGSN通过高速以太网接口或POS连接构成全ip分组交换网络，无线网部分RNC与NodeB之间通过ATM技术组网，语音业务和数据业务以ATM信元承载；R4版本不再考虑原有的移动网络而单独成网，无线网部分和核心网PS分组域与R99相同，在电路域采用了基于NGN的组网方式。

    CDMA2000在接口和传输模式上与WCDMAR99版本区别不大，CDMA1X在传送需求上相当于GPRS，而CDMA2000EV-DO则相当于WCDMA的R99版本。TD-SCDMA作为我国提出的3G标准，在技术上有一定的继续性和先进性，预计将在国内3G网络上取得一定的应用，其接口方式和传输与R99版本的WCDMA没有太大区别。因此，WCDMA的接口方式和对传输电路的需求具有一定的普遍意义，本文以WCDMA网络接口方式及对传输网的需求为例，讨论综合接入系统在3G网络接入层的应用，并提出相应的解决方案。

    3G业务对传输网络的资源需求

    3G移动通信网络的网络结构可以统一为两个层次：接入网络层(UTRAN)和核心网络层(CN)。3G传输网主要承担从UTRAN到CN的业务汇聚，以及CN中的业务传送。在接入层，3G移动通信系统将BTS改造为B节点(NodeB)，将BSC改造为无线网络控制器(RNC)，并且定义ATM为NodeB和RNC间的通信接口，3G传输网需提供相应的数据业务处理和汇聚能力；在核心层，3G将MSC改造成网关移动交换中心(GMSC)，将GSN改造成服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN)，3G传输网需提供RNC、MSC、GMSC、SGSN、GGSN间的高带宽业务传输通道。

    从当前成熟的技术版本和厂家提供的3G产品来看，对3G传输接口类型的要求都是基于ATM的接口。NodeB与RNC之间的接口类型主要包括El/T1IMA口、STM-1接口，也有STM-4接口；RNC与MSC之间的接口为STM-1接口、STM-4，也有IMA接口。由此可得出结论，对于3G边缘传输网接口需求集中在基于ATM的El/T1IMA口、STM-1接口，也有STM-4接口。对于骨干层来说，接口种类相对简单，而且数据经过汇聚，对带宽的需求较大。

    3G网络骨干层的电路需求主要由干线/城域传输网承载，接口种类相对简单，而且目前各运营商所建干线网、城域网均采用了高容量的波分设备组网，因此3G网络对干线、城域传输网影响不大，只需根据业务需求扩容即可满足需求。目前2G系统的传输接入层网络主要承载基站到中心节点（BSC）的传输，每基站电路需求为1至2个E1，设备以SDH155/622M系统、PDH系统等为主。当移动网演进到3G后接入层网络将主要承载NodeB与RNC之间电路需求，采用基于ATM的接口类型，承载的业务由原来的以话音为主变为以宽带数据业务为主，业务带宽需求量大大增加，而且具有突发性的数据业务将占据主导地位。由此可见，为满足3G业务的传输需求，接入层传输网络应演进成为具备支持ATM业务接入能力、能够实现带宽共享和流量汇聚的大容量传输系统，现有接入层网络需要进行改造、扩容，方可适应3G网络的业务需求。

    面向3G的接入层网络解决方案

    由以上分析可以看出，面向3G的接入层传输网络承载的业务接口主要有两种类型：E1IMA接口和STM-1ATM接口。不同的接口选择对接入层传输网影响较大，为满足3G业务需求，现有接入层网络有以下几种演进方案：

    1、全部采用IMAE1接口的传输解决方案

    RNC侧提供IMAE1接口与NodeB的IMAE1相连。这种方式对现有传输网络的影响最小，只需提供简单的E1电路传输，但在RNC会有大量的2M接口，成本和维护压力巨大，由于IMA机制的限制，一般需预留大量E1端口用于扩容，RNC的投资费用很高。而且，虽然对于传输网络接口不需要进行升级改造，但由于多个NodeB间的带宽无法实现共享，传输带宽需求也很大。目前接入层网络大部分采用SDH155/622M设备组网，采用环形、星型结合的网络结构，每个环网上接入的基站数量较多，采用该方式必将需要对现有网络进行大规模扩容，而且由于SDH网络无法实现带宽共享及业务汇聚，传输资源利用率很低。

    2、全部采用ATMSTM-1接口的传输解决方案

    RNC和NodeB直接提供基于ATM的STM-1接口。假如采用ATMSTM-l透传方式，需占用SDH网络大量静态配置带宽，造成网络资源快速消耗，对传输网的压力过大。假如在NodeB直接进行业务统计复用，所有NodeB的传输节点要提供ATMSTM-1接口，并提供ATM处理功能，传输网要承载其它业务时，线路带宽要求在622M以上，需要对现有网络进行大规模扩容，网络建设费用巨大。而且在接入层面无法实现业务汇聚，造成大量的传输资源浪费。

    3、RNC提供STM-1接口而NodeB提供IMAE1接口传输解决方案

    如考虑在传统的SDH接入层网络上支持该方案，则需在第一方案的基础之上，在RNC与SDH设备之间，增加ATM交换机，实现多个E1至STM-1的汇聚，其他方面与第一方案相同。如现有接入层网络采用的是MSTP设备组网，则部分厂商设备可以在MSTP上实现ATM的流量汇聚，但目前接入层网络上支持MSTP或可以平滑升级的设备很少，同样会对现有网络容量造成很大的压力。

    4、基于综合接入技术的解决方案

    目前综合接入正逐渐成为接入网发展的一种重要形式。综合接入系统大部分采用基于IP/ATM核心架构，支持多种宽窄带业务的接入与流量汇聚，网络侧提供多种接口类型与业务网相连。综合接入系统可以利用现有传输资源组网或灵活的自由组网，在接入层网络内实现业务流量的汇聚与带宽共享，提高传输资源利用率，在满足3G业务接入的同时，可承载其他类型业务的接入，成为3G网络接入层传输需求的最佳解决方案。

    普天综合接入系统的3G解决方案

    中国普天推出的AXH系列综合接入设备可为3G业务在接入层网络的传输、汇聚提供经济高效的解决方案（如图所示），系统采用以IP/ATM技术为核心的模块化结构设计，在一个统一的平台上实现从语音到视频、从窄带数据到宽带数据的多业务综合接入。系统采用紧凑的硬件设计、高密度的端口配置和基于通用插槽的设计理念，实现高容量的流量汇聚及网关能力，可根据不同业务需求提供多种可靠的运营商级解决方案。AXH设备可根据业务需求配置不同的交叉矩阵和设备型号，并根据现有网络资源实现灵活组网；同时充分利用现有传输资源，对现有网络影响达到最小，节省网络建设投资，并同时实现对多种宽窄带业务的综合接入。

    3G投资风险高仪器租赁市场火

    尽管中国政府承诺要在2008年奥运会上实现3G服务，但近来却有多家手机芯片制造商及手机业大牌厂商纷纷对3G市场表达了非乐观的猜测，并在具体实施过程中出手谨慎。手机生产商对3G项目摸着石头过河租赁仪器小批量试生产的态度使国内租赁业出现利好势头。

    专家预计，随着企业经营治理水平的提高加之3G市场的逐渐成熟，国内仪器租赁市场将迅速增长，与国际流行趋势接轨。

    既要把握商机同时又能在最大程度上规避风险，大部分手机生产商在3G等项目上采用了租赁仪器试探性生产的方式，即3G项目所需仪器尽量选择租赁。而仪器租赁不仅有其方便与灵活性，而且可以回避技术升级带来的风险。

    北京东方集成公司租赁翻新事业部总经理江懿认为，企业尤其是外企之所以越来越热衷租赁仪器，主要是以下原因所致：

    首先，租赁仪器能够降低风险，而购买仪器风险就比较高。

    其次，购买仪器利用率不高轻易造成浪费。比如对一些使用率比较低或有波峰时才用得上的仪器，国外企业通常是租。

    第三，购买仪器治理成本高，而租赁仪器却没有治理成本，由于国际跨国公司在华投资设厂，其对仪器租赁的需求也被带到国内。瞄准中国这片尚未开垦的租赁市场，仪器租赁公司会有大的作为。