3G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃的探討

寧兆波

（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司四平市分公司，吉林 四平 136000）

3G代表了移動(dòng)通信的未來(lái)發(fā)展方向，是移動(dòng)用戶和移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，從光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在光傳送網(wǎng)中引入控制平面，通過(guò)ASON來(lái)快速提供業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的端到端調(diào)度和保護(hù)，將是3G傳輸發(fā)展的重要方向。以SDH為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)TDM/ATM/IP綜合業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳送的MSTP技術(shù)將肩負(fù)起3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹厝巍ＲM建3G傳輸網(wǎng)，就必須充分考慮支撐3G網(wǎng)絡(luò)的城域傳輸設(shè)備與3G無(wú)線設(shè)備各種接口間的對(duì)接關(guān)系和帶寬需求，保證語(yǔ)音的實(shí)時(shí)傳輸和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高效傳輸，以及網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠。

1 網(wǎng)絡(luò)的接口類型和傳輸需求

1.1 傳輸網(wǎng)上的配置

就WCDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在傳輸網(wǎng)上的配置看，3G接入網(wǎng)絡(luò)主要依賴城域傳輸網(wǎng)來(lái)提供傳輸支撐。城域傳輸網(wǎng)有三層結(jié)構(gòu)，即接入層、匯聚層和核心層。對(duì)于傳輸網(wǎng)的建設(shè)，人們最關(guān)心的就是Iub、Iur、Iu三種物理接口，在R99和R4版本中，這三種接口都有定義，其接口類型及速率等級(jí)（業(yè)務(wù)容量）等，都會(huì)對(duì)城域傳輸網(wǎng)的組網(wǎng)方式產(chǎn)生直接的影響。從接口的類型看，3G網(wǎng)絡(luò)的傳輸仍然以標(biāo)準(zhǔn)的E1、STM-N和用于傳送數(shù)據(jù)的POS口為主導(dǎo)，從3G傳輸接口的角度看，SDH網(wǎng)絡(luò)仍是3G首選的傳送手段，沒(méi)有傳輸層面執(zhí)行ATM終結(jié)處理等上層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所要完成的任務(wù)。

1.2 SDH技術(shù)在3G傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

SDH環(huán)路在網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視、故障恢復(fù)及可靠性方面有著優(yōu)勢(shì)，非常適合時(shí)間敏感型語(yǔ)音業(yè)務(wù)的需求。基于技術(shù)成熟性、可靠性和總體成本等方面的綜合考慮，以SDH為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)解決方案仍將在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)扮演重要角色，這一點(diǎn)在城域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域顯得尤為突出。Iu-CS、Iu-PS等接口的帶寬需求是考慮在基站業(yè)務(wù)總量的基礎(chǔ)上、根據(jù)話務(wù)模型收斂的，話務(wù)模型定要根據(jù)3G業(yè)務(wù)的規(guī)劃和合理的用戶預(yù)測(cè)才能得出。

1.3 關(guān)于3G傳輸網(wǎng)絡(luò)可以充分利用現(xiàn)有的PDH或SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)，而不必對(duì)現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)全面更新，除非因容量受限而不得已而為之?；趥鹘y(tǒng)的SDH的E1透?jìng)鞣绞浇M建的3G傳輸網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)是采用了傳統(tǒng)的SDH組網(wǎng)技術(shù)，即NodeB采用E1（或 IMAE1）接口，RNC 采用 E1（或 IMAE1）或信道化的STM-1接口，兩者之間通過(guò)傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)募夹g(shù)。這里，采用E1顆粒進(jìn)行3G基站業(yè)務(wù)的傳輸是最好的方式。

1.3.1 基站覆蓋具有數(shù)量多、分布廣的特點(diǎn)，如以單個(gè)基站的業(yè)務(wù)帶寬為1～4個(gè)E1設(shè)置，并以2Mbit/s帶寬進(jìn)行業(yè)務(wù)調(diào)度和匯聚傳輸，就可充分提高城域網(wǎng)傳輸資源的利用率。

1.3.2 由于現(xiàn)有的SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)都是以2Mbit/s(VC-12)為基本調(diào)度單元的，在設(shè)備的交叉設(shè)計(jì)中充分考慮了2Mbit/s業(yè)務(wù)調(diào)度容量的需求，因而可以對(duì)業(yè)務(wù)傳送給予充分的支持而不需對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。特別是由于3G業(yè)務(wù)是封裝在E1信號(hào)中通過(guò)傳輸網(wǎng)透明傳送的，傳輸層管理簡(jiǎn)單，運(yùn)維成本低，而且業(yè)務(wù)與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系定位非常清晰，因此有利于網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)發(fā)展。

3G無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的Iu，Iur，Iub接口均基于ATM協(xié)議，僅要求點(diǎn)到點(diǎn)的連接，因此完全可以通過(guò)各無(wú)線設(shè)備內(nèi)置的ATM交叉連接功能，直接在E1或SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)高效的傳送，而無(wú)需再由傳輸層提供ATM網(wǎng)絡(luò)交換功能。另外，由于基于傳統(tǒng)的SDH組成的3G傳輸網(wǎng)有兩個(gè)完全不同的層面，3G網(wǎng)絡(luò)在完成業(yè)務(wù)層ATM信元交換、調(diào)度和匯聚后，就可以經(jīng)過(guò)SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行透明的傳輸，其層次是分明的，結(jié)構(gòu)是清晰的。

2 3G傳輸建網(wǎng)方案

2.1 核心網(wǎng)的承載方案

由于R4版本核心網(wǎng)的電路域采用的是承載與控制相分離的移動(dòng)軟交換架構(gòu)，故R4核心網(wǎng)（電路域和分組域）可以采用IP或TDM來(lái)承載。采用TDM來(lái)承載必須沿用傳統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)，同一層面內(nèi)的MGW必須建立全連接，組網(wǎng)復(fù)雜，而采用IP網(wǎng)來(lái)承載，則由于IP網(wǎng)本身是個(gè)包交換網(wǎng)，各MGW之間的流量可以通過(guò)IP尋址來(lái)實(shí)現(xiàn)，消除了TDM方式下物理電路的全連接，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于網(wǎng)絡(luò)的扁平化。

2.2 無(wú)線接入網(wǎng)的傳輸建設(shè)方案

根據(jù)3G建網(wǎng)模式，RNC與核心網(wǎng)設(shè)備通常安裝在中心節(jié)點(diǎn)中，一般不需要經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)進(jìn)行傳送，另外Iu和Iur接口的業(yè)務(wù)已經(jīng)過(guò)RNC的處理和收斂，部分傳輸業(yè)務(wù)可以直接提供透?jìng)魈幚砘駻TMVP-RING提高帶寬效率。因此，連接RNC與NodeB的Iub接口是傳輸?shù)闹饕獦I(yè)務(wù)。由于Iub可采用IMAE1或ATMSTM-1，不同接口的選擇對(duì)傳輸組網(wǎng)的要求也不盡相同，從而使傳輸組網(wǎng)面臨比較復(fù)雜的局面。

3 3G傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

3G網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的固有特點(diǎn)決定了其對(duì)承載傳輸網(wǎng)的特殊需求，因此搭建與3G網(wǎng)絡(luò)配套的基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)是3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要步驟。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初，對(duì)傳輸網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃顯得尤為重要。我們?cè)谶M(jìn)行3G傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)應(yīng)重點(diǎn)分析3G網(wǎng)絡(luò)的接口類型和傳輸需求、3G網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量需求。

3.1 在3G網(wǎng)絡(luò)的接口類型和傳輸需求方面，3G接入網(wǎng)絡(luò)主要依賴城域傳輸網(wǎng)來(lái)提供傳輸支撐。對(duì)于傳輸網(wǎng)的建設(shè)，我們最關(guān)心的實(shí)際上是Iub、Iur、Iu三種物理接口，這三種物理接口的類型及速率等級(jí)直接影響了城域網(wǎng)的組網(wǎng)形式。其中Iu主要需要ATMSTM-1/4接口；關(guān)口局之間的傳輸主要是MSC、PSTN及ISDN之間的電路域傳輸需求和GGSN與Internet關(guān)口局之間的分組域傳輸需求。不同CN之間的傳輸需求主要采用ATM155接口。

3.2 在3G網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量需求方面，3G傳輸?shù)膸捔髁坑?jì)算是較為復(fù)雜的問(wèn)題，主要牽涉到用戶數(shù)目、用戶的話務(wù)量、基站的覆蓋密度，以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)。在進(jìn)行傳輸網(wǎng)的規(guī)劃時(shí)，還應(yīng)該考慮傳輸網(wǎng)的利用率，如果初期規(guī)劃過(guò)大，投資很難收回；如果規(guī)劃過(guò)小，則傳輸網(wǎng)絡(luò)將被迫進(jìn)行頻繁升級(jí)。雖然通過(guò)與GSM網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)對(duì)比，我們可以對(duì)3G傳輸?shù)膸捔髁窟M(jìn)行初步的估計(jì)，但網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)則要按照話務(wù)模型和業(yè)務(wù)量進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。對(duì)比GSM基站與3G基站的容量，3G基站配置成3×1載頻扇區(qū)模式時(shí)，支持的語(yǔ)音用戶數(shù)比2G基站多50%，在3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)充分發(fā)展后，大約有60%的基站將升級(jí)為3×2載頻扇區(qū)模式，因此按同等規(guī)模的用戶量類比，3G網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量最終應(yīng)該是現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡(luò)容量的3倍左右。

3.33 G網(wǎng)絡(luò)相對(duì)2G網(wǎng)絡(luò)，將為用戶帶來(lái)更豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3G對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的最大影響就是對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持，考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展軌跡，傳輸網(wǎng)絡(luò)將會(huì)面臨著從低容量、小顆粒和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)到高容量、大顆粒和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的變化。同時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)不可能像業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)那樣根據(jù)用戶的增加進(jìn)行簡(jiǎn)單的容量增加，往往需要在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期規(guī)劃出中長(zhǎng)期數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載，初期規(guī)劃的彈性和未來(lái)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持成為3G傳輸網(wǎng)建設(shè)能否成功的關(guān)鍵。

結(jié)語(yǔ)

基于目前比較成熟的SDH技術(shù)和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，以及3G建網(wǎng)初期的業(yè)務(wù)量、投資成本等方面的考慮，采用基于傳統(tǒng)的SDH純透?jìng)鞯姆绞?，在網(wǎng)絡(luò)末端輔以局部的HubNodeB的匯聚功能，不失是一種既簡(jiǎn)單又高效和有諸多優(yōu)點(diǎn)的3G傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。通過(guò)以上對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、接口及其使用方法等方面的討論，可以得出：特別是目前各運(yùn)營(yíng)商的骨干傳輸網(wǎng)都是比較完善的，寬帶資源也比較豐富，本地網(wǎng)/城域網(wǎng)也都基本采用了SDH環(huán)網(wǎng)，如果有剩余的帶寬，完全可以將現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)資源用于3G業(yè)務(wù)的傳輸。

[1]彭偉峰.傳輸網(wǎng)絡(luò)故障對(duì)WCDMA移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的影響[D].北京：北京郵電大學(xué)，2011.

[2]李攀.河南聯(lián)通省內(nèi)干線傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2011.

[3]王曉義，陳君，袁野.移動(dòng)城域傳送網(wǎng)ASON演進(jìn)策略分析[J].電信科學(xué)，2007.

[4]張曉榮，張釗.中國(guó)聯(lián)通本地傳輸網(wǎng)建設(shè)探討[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2003.