移动回传网络承载技术研究

第３２卷第２期　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ山东通信技术　ｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１－３２　ＮＯ．２　２０１２年６月　Ｊｕｎ．２０１２　移动回传网络承载技术研究　连建ｔ潘春芳２　（１南京信雅达通信工程有限公司，南京２１００４６　２中国铁通盐城分公司。盐城２２４０００）　摘要：随着移动通信进入３（３时代。移动回传网的承载问题日益受到业界关注。本文介绍了移动回传网在传送和承载　方面的新需求，探讨了ＭＳＴＰ、ＰＴＮ和ＩＰ／ＭＰＬＳ三种无线基站回传技术方案，对移动回传网的设计具有一定参　考价值。　关键词：移动回传ＭＳＴＰ　ＰｒｒＮ　ＭＰＬＳ　１引言　配置能力，所提供的网元应该是大容量的网元，以便　减少网元数量及随后带来的维护、运营成本。为了支　随着移动通信技术的迅猛发展、３Ｇ网络的大规　持大容量传输，可以使用模块化的设计，使运营商能　模部署建设以及ＬＴＥ网络的逐步商用，移动承载网　根据实际容量需求进行配置，拓展性强，易于使用各　络将逐步从核心层到接入层实现端到端全　化．这　种网络规模，并消除网络启动阶段在硬件方面超频投　对移动回传网提出了新的要求和挑战。移动回传网规　资的顾虑。　模庞大、场景复杂，其ＩＩ，化改造已成为整个移动网络　（２）网络可靠性、可用性：３Ｇ业务包括移动数据　Ａｌｌ　ＩＩ，转型过程中最为关键的一环。目前３　３Ｇ、移　业务和话音业务。其可靠性要求高于一般的数据网　动互联网以及全　趋势的发展都对移动回传的承载　络，因此３Ｇ传输网络必须具有运营级的保护能力，　网络提出了更高要求．　化的业务呈现出带宽突发　提供较高的可靠性。在移动信息社会的演进中，不断　性、峰均值比很高等特点：而传统基于电路交换的　增加的丰富多样的服务迫切需要移动互联网的支持。　ＭＳＴＰ传送网以刚性管道为特质。所以不能很好地满　为确保服务的安全性。３Ｇ网络解决方案势在必行。３Ｇ　足分组业务的传送需求。如何构建一个能承载多种新　网络在向全口的演进过程中，不仅带来了许多益处，　旧业务、易于扩展、可靠且低ＯＰＥＸ和ＣＡＰＥＸ的移　也形成了许多新的网络安全威胁．因此有必要保证网　动回传网，是电信运营商要认真考虑的问题。　络的安全性　（３）网络的扩展性：３Ｇ的发展和数据业务的增　２移动回传网的新需求　加，将对３Ｇ传输容量产生更大需求，要求承载网在　满足目前容量的基础上，能具有良好的可扩展性，以　业务的　化导致了传送层的分组化。为适应这　更好地保护原有网络投资。　一变化。移动回传网对传送层的功能提出了新的要　（４）多业务支持能力：融合网络中有互联网、语　求。具体包括：　音、视频等业务，各种业务对于ＱｏＳ的要求不尽相　（１）大容量高效传送：电信网络已从原来的单一　同，所以传送层必须提供多种差异化服务，并保障它　话音应用转到同时提供话音、数据及多媒体等应用的　们的ＱｏＳ。３Ｇ网络的发展趋势是全口化，因此需要　多重播放业务环境。为保证网络运营的稳定和有效　３Ｇ传输网络具备多业务支持能力，以有效满足不同　性，应具有１００％的ＴＤＭ到１００％的分组业务的灵活　的基站传输要求。　（５）可管理性：随着３Ｇ业务的开展和网络的广　第２期　连建等：移动回传网络承载技术研究　２４　覆盖．３Ｇ传输网络将逐渐演进为庞大的多业务传送　ＲＮＣ设备的ＧＥ接口上。该方案的优点是业务配置简　业务与２Ｍ完全一样，中间节点时隙转接，便于处　网络．良好的管理能力将能有效节约网络运营维护成　单。本。ＯＡＭ机制不仅要预防网络故障的发生，而且要实　理基站负荷分担及归属调整所带来的电路调整问题；　缺点是一个ＲＮＣ管理１００多个基站，一次汇聚对中　心节点及其以太网盘压力极大，对骨干节点低阶交叉　现对网络故障的迅速诊断和定位，以最终提高网络的　可用性和用户服务质量。　（６）满足同步定时要求的时钟质量：无线网络对　于时钟同步的要求有两个级别——频率同步和时间　同步。基于ＦＤＤ模式的无线系统（如ＷＣＤＭＡ）需要　容量要求高。同时，该方案在ＭＳＴＰ网络中为全程透　传．不进行带宽收敛，因此消耗网络带宽较严重。　（２）二级汇聚＋收敛方案　各节点之间保持频率同步即可：而基于ＴＤＤ模式的　无线系统，包括ＣＤＭＡ２０００和ＴＤ。ＳＣＤＭＡ．则需要　更为严格的时间同步。以确保小区切换能够顺利完　成。目前，频率同步可通过地面时钟信号分配解决，而　时间同步则需要由ＧＰＳ提供。在传送网设计时，时钟　同步具有重要意义。　３移动回传网络技术方案的选择　３．１　ＭＳＴＰ技术方案　从传送网的现状来看，２Ｇ的基站回传主要解决　２Ｍ、ＳＴＭ．１等ＴＤＭ接口的传输需求。ＳＤＨ技术在过　去十多年中提供了完善的解决方案．３Ｇ　ＩＰ化的发展　趋势则对传送网提出了多种需求。在数据业务不多的　初期，可以考虑继续采用ＭＳＴＰ技术来构建３Ｇ回传　网络，通过充分利用现有网络、增加部分数据板卡即　可实现。在数据业务量不大的情况下，对于带宽需求　和汇聚收敛方面的要求并不高．可以通过ＭＳＴＰ的数　据板卡实现透传和部分汇聚收敛，以满足网络的传送　需求。但是．ＭＳＴＰ的解决方案还是存在采用ＶＣ刚　性管道承载分组业务、汇聚比受限、统计复用效率不　高的问题，在数据业务量逐步增大的情况下，这种方　案必然会受到一定的限制。　为满足ＭＳＴＰ承载３Ｇ数据业务的端口汇聚收　敛需求，根据ＭＳＴＰ采用的技术类型和组网方式．可　分为以下两种方式：　（１）一级汇聚＋透传方案　基站业务通过ｎ＊ＶＣ１２直接透传至核心节点进　行汇聚。要求在基站侧配置以太网透传板卡．在核心　节点配置大汇聚比的以太网汇聚板卡．将通向相同　ＲＮＣ的多个基站业务（ＶＣ．１２级联组）。汇聚到连接　基站侧配置接入以太网透传盘，ＲＮＣ侧和汇聚　节点配置汇聚型以太网盘。基站业务通过ｎ＊ＶＣ１２透　传至汇聚节点进行一级汇聚。汇聚成ＧＥ接口；再通　过ＶＣ３厂、，Ｃ４的ｎ　ＶＣ级联通道传送到核心节点，在　核心节点将多个汇聚节点的业务进行二级汇聚，通过　ＧＥ接口传送给ＲＮＣ。优点是减轻了核心层ＥＯＳ单　板汇聚和配置的压力，汇聚层可进行一定的带宽收　敛，节省了汇聚层、核心层带宽；缺点是业务配置复　杂，尤其是基站更改归属ＲＮＣ时调整复杂。　综上，ＥＯＳ一级汇聚＋透传方案成本低．业务配　置简单，但对核心节点的低阶交叉和汇聚比要求高，　受到ＭＳＴＰ设备的汇聚比能力限制．网络可扩展性较　差，适用于３Ｇ发展初期的小型城市、且每个ＲＮＣ带　基站数量较少的场景。ＥＯＳ二级汇聚＋收敛方案通过　汇聚节点分担核心节点的汇聚比和低阶交叉压力．汇　聚收敛能力较强，可以满足３Ｇ建设期的数据业务需　求，但业务配置和调整稍复杂，成本略高于前者，适合　大中型城市、基站数据业务量较大的场景。　３．２　ＰＴＮ组网方案　３．２．１　ＰＴＮ组网思路　ＰＴＮ组网可以与原有城域传送网混合组网，也可　以独立组网。　混合组网是指将新、老平面的网络混合在同一张　网上，可以首先在汇聚层采用ＰＴＮ代替ＭＳＴＰ，然后　逐步在接人层采用ＰＴＮ替代ＭＳＴＰ：也可以将ＰＴＮ　设备从有ＩＩ，业务接人需求的接人层引入．组建ＧＥ　环，随着ＩＩ，业务的深入，在汇聚层引入ＧＥ／１０ＧＥ环。　混合组网方式可以保护原有的设备投资，并实现网络　的平滑演进；缺点是ＰＴＮ与ＳＤＨ两种技术存在互通　性瓶颈，ＰＴＮ设备必须兼顾ＳＤＨ功能，无法发挥其内　２５　山东通信技术　２０１２年　核　化的优势，网络发展后期又涉及大量业务割接，　型接口和设备长期共存．因此需要和其他多个网络进　网络维护压力较大。　行互通。目前，因为现网存在大量的ＭＳＴＰ，所以当业　独立组网是指从接人层至核心层均采用ＰＴＮ设　务逐步向ＰＴＮ迁移时，为了保护投资，需要将ＭＳＴＰ　备，与现网ＭＳＴＰ设备形成两个独立的平面。此时，Ｐ　所承载的部分业务接人ＰＴＮ。此时．可以由ＭＳＴＰ将　化基站回传采用ＰＴＮ承载。ＴＤＭ基站回传和有高安　业务终结落地后通过ＦＥ／ＧＥ／ＳＴＭ一１（专指Ｅ１业务复　全性要求的以太网专线业务仍由ＭＳＴＰ承载。ＭＳＴＰ　用为ＳＴＭ．１）接口与ＰＴＮ对接（切、『Ｉ），或者直接通过　向ＰＴＮ演进时，可以首先在汇聚层转入ＰＴＮ，其次在　线路ＳＴＭ．Ｎ接口与ＰＴＮ对接（ＭＳＴＰ／ＰＴＮ网关）。前　接入层转入ＰＴＮ承载。独立组网方式网络结构清晰，　一种方式下，ＭＳＴＰ设备将其承载的以太网业务或者　易于管理和维护，新、老两个平面可采取不同的网络　ＴＤＭ业务终结落地后，从ＰＴＮ的客户侧接口接人　拓扑结构，适应不同的业务流向；但目前ＰＴＮ组网速　ＰＴＮ进行承载。此时，ＰＴＮ和ＭＳＴＰ网络各自独立，　率只有ＧＥ和１０ＧＥ两级，若采用多层网络结构，将导　在需要互通的节点之间通过ＩＪ］　接口易于实现业务　致上、下层网络速率的不匹配。因此，独立组网模式比　互通，对两类设备的功能要求简单，不需要进行　较适合核心节点数量较少的小型城域网。　ＭＳＴＰ或ＰＴＮ设备的升级改造。两个网络相对独立　当网络规模较大时。在核心层采用ＯＴＮ、汇聚层　地进行建设扩容和管理运维。主要适用于两个网络之　和接入层采用ＰＴＮ组网是比较合理的组网方式。该　间有少量业务互通需求的场景。对于ＭＳＴＰ和ＰＴＮ　方式可通过ＯＸＣ对业务进行调度，简化核心节点与　需要大量业务互通的场景，在ＰＴＮ和ＭＳＴＰ网络的　汇聚节点之间的网络结构。避免了ＰＴＮ独立组网模　边界点，可由ＰＴＮ设备提供ＭＳＴＰ／ＰＴＮ网关功能，即　式中因某节点业务容量升级而引起环路上所有节点　通过ＳＴＭ－Ｎ接口与ＭＳＴＰ网络对接。此时，ＰＴＮ将　设备必须升级的情况。从而节省网络投资。　ＳＴＭ－Ｎ接口中以太网或ＴＤＭ业务终结后再通过　３．２．２　ＰＴＮ组网模式　ＰＴＮ传送。　由于不同城市的业务量存在差异，因此应根据当　对于３Ｇ和集团客户需求发展较快的大中型城　地业务量和移动网络实际进行组网规划。而不能简单　市，可以在原有的ＭＳＴＰ环网结构上新增ＰＴＮ设备，　地以地级市、县级市规划网络，同时还要考虑未来　这样能够满足网络快速发展需求。避免网络频繁扩容　３～５年的业务发展需求。　和调整。如果机房、电源、光纤等接入站点的配套资源　对于网络规模较小的城市，城域网的核心汇聚层　较为充足，则可以考虑叠加组网方式。优点是对已有　和接入层应尽量采用环型结构组网。核心汇聚层可采　业务影响较小；缺点是配套资源要求较高，初期投资　用ｌ０ＧＥ环，每个汇聚环应尽量经过两个核心节点；　较多。如果接人站点配套资源有限，则可以采用替换　接入层采用ＧＥ环，环上节点数在２～６个即可，否则　方式．将已有ＭＳＴＰ局站替换为ＰＴＮ设备。优点是不　很可能超出所在环的承载极限而引起线路堵塞，从而　受配套资源条件的限制，现有资源改造少；缺点是需　影响网络质量。接人环上节点数过多，还会扩大出现　要割接电路和调整网络，工程复杂。　故障点时的受影响范围。　从长远看。２Ｇ网络在相当长的一段时间内仍将　对于网络规模较大的城市，城域网的核心层应尽　为运营商带来可观的利润，这就决定了ＭＳＴＰ将与　量采用双星型网络，汇聚层和接入层应尽量采用环型　ＰＴＮ在一定时间内长期共存、共同维护。之后，ＭＳＴＰ　网络，后续可根据路由规划逐步引入Ｍｅｓｈ结构。核　还可作为ＰＴＮ的有效补充，为带宽需求不高、但安全　心层和汇聚层均采用１０ＧＥ环，每个汇聚环应尽量经　性和私密性要求较高的客户提供专线接人，同时兼顾　过两个核心节点；接入层可根据业务量实际情况组建　覆盖ＰＴＮ暂时无法到达的区域。　１０ＧＥ环或ＧＥ环，ＰＴＮ核心节点之间的ｌ０ＧＥ链路　通过ＷＤ　ＯＴＮ网络承载。　３－３基于ＩＰ　ＬＳ融合的移动回传　３．２．３　ＰＴＮ与ＭＳＴＰ混合组网　在城域传送网的建设和演进过程中，由于不同类　３－３．１固定与移动的融合　对于综合业务运营商而言，在ＩＩ，城域网上统一　第２期　连建等：移动回传网络承载技术研究　２６　承载固定和移动业务，不仅将大大降低投资和运维成　以太基站回传解决方案目前大多只能解决以太接口　本．而且有利于推动固定与移动业务的融合。新一代　和ＴＤＭ接口，而对于ＡＴＭ接口的支持不够，这在当　面向固定、移动融合的宽带多业务城域网，将支持　前仍存在大量ＡＴＭ　３Ｇ基站的情况下显然有不足之　Ｌ２／Ｌ３ＶＰＮ、ＩＩ＇ＴＶ、固定软交换、移动回传、ＩＭＳ等业务　处。ＩＰ／ＭＰＬＳ基站回传解决方案基于ＩＥＴＦ标准的　以及传统的宽带互联网业务，可分成核心路由器、电　ＭＰＬＳ伪线技术．能够提供从ＴＤＭ、ＡＴＭ、ＦＲ到以太　信级以太汇聚网和多种接人方式等层次。通过以　ＩＰ／ＭＰＬＳ解决移动回传。运营商能快速并以相对低的　的所有接口，是真正的多业务接人技术。　成本实施固定、移动融合。就移动基站回传来说，ｎ×　Ｅ１　ＴＤＭ、ｎｘＥ１　ＡＴＭ／ＩＭＡ、ｎｘＥ１　ＭＬＰＰＰ和以太等各　种接口的２Ｇ、３Ｇ、Ｂ３Ｇ基站，都可利用微波、光纤、铜　线、同轴电缆等介质，通过ＩＰ／ＭＰＬＳ多业务接人设　备、ＭＳＴＰ、ＤＳＬ终端、ＰＯＮ终端等，或通过基站内置　的以太接口．接人城域网。　更进一步，运营商要考虑能否在现有的ＩＰ／ＭＰＬＳ　城域网上部署。这种方式的优点显而易见：最少的变　动，最低的投入：问题是国内大多数城域网设计之初　就定位于解决大众客户或集团用户的接人，或流量非　常有限的２Ｇ核心网流量。这种架构从根本上讲是不　能满足对服务质量敏感的３Ｇ语音和其他高等级数　据业务（如ＩＩ）ＴＶ、手机流媒体等）需求的。类似情况在　国外同样存在，大多数运营商采取了分开建设方式：　原来的城域网保留，大众用户的ＨＳＩ业务不动，同时　建设一张新的　城域网，可称之为二平面。在新平面　上，通过部署能提供精细化控制的边缘设备，满足承　载关键业务的需求。这样，运营商很好地解决了低端　用户流量对关键业务的影响，在保障关键业务可用性　和安全性的基础上，还充分利用新平面实现了固定与　移动业务的融合。　３．３．２多种接入方式的融合　移动回传网络解决方案的主要目标是大幅度降　低每个比特的传输成本，以适应移动业务从话音为主　向话音和数据并重，最后向以数据业务为主的发展趋　势。　多业务基站回传解决方案可基于ＩＰ／ＭＰＬＳ、　ＡＴＭ、以太网等方式。ＡＴＭ基站回传解决方案要求　ＡＴＭ汇聚接入网，不符合接人网向　演进的趋势。　４结束语　移动回传网的建设不应当仅限于考虑短期、当前　的业务需求。还应从技术和成本的角度考虑原有业务　如何兼容和网络发展的长期需求。换言之，在移动业　务宽带化的趋势下。移动回传解决方案不仅要瞄准当　前的３Ｇ回传需求，还应考虑如何解决优化２Ｇ、２．５Ｇ　的回传以及ＬＴＥ移动回传的新要求，从而与运营商　现有网络在未来走向融合。　参考文献　ｌ　张平．Ｂｅｙｏｎｄ３Ｇ移动通信系统关键技术．北京邮电大学　学报，２００２，２５（３）　２宋强．ＩＰ城域网优化技术探讨．电信科学，２００７，２３（１ｏ）　３龚倩，徐荣，李允博等．分组传送网．人民邮电出版社，２００８　４张胜，严炎．ＰＴＮ技术在城域传输网中的应用分析．数据　通信，２ｏｌｏ（２）　５王磊，叶雯，李晗等．中国移动ＰＴＮ网络规划和部署策略．移　动通信，２０１０，３４（１７）　６马琳，荆瑞泉．ＰＴＮ技术的发展与应用探讨．电信网技术，　２００８（１０）　７张俊华．夏楠菲．３Ｇ背景下城域传送网ＰＴＮ部署方案．通信　管理与技术，２０１０（１）　８　ＤｒａｆｔＮｅＷＩＴＵ—ＴＲｅｃＧ．８１１０．１／Ｙ．１３７０．１（２００６），　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔ　ＭＰＬＳ（Ｔ－ＭＰＬＳ）Ｌａｙｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　９　Ｄｒａｆｔ　ｎｅｗ　ＩＴＵ—Ｔ　Ｒｅｃ　Ｇ．８１　１２／Ｙ．１３７１（２００６）．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ＭＰＬＳ（Ｔ－ＭＰＬＳ）Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ　１０郭艳春．向承载多种业务的城域传送网演进．现代电信科　技，２００８（８）