关于中兴建设国内某运营商TD-SCDMA承载网案例的分析

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随着新一轮通信产业的变革，3G已经成为时下最热门的话题之一，作为我国自主的3G标准，TD-SCDMA自然成为了国内应用3G的先行者。目前，国家已就TD展开了多次试验网络建设，TD的国内商用呈现呼之欲出的态势。在准备TD业务时，作为基础网络的承载网是每个运营商最先考虑的因素之一。只有具备可靠、成熟、足以支撑大量3G新增业务的承载网，才能保证未来TD业务的顺利开展和运营。本文将结合中兴通讯建设国内某运营商TD承载网的案例，分享TD建设经验，提出相关组网建议。        一、网络背景及规划
        该运营商原有网络是标准的三层结构，采用MSTP技术，其中核心层为10G带宽，汇聚层为2.5G带宽，接入层采用155M带宽。运营商的主要业务是GSM业务以及部分大客户业务。
        按照新的网络规划，新建宏蜂窝基站总数将达到566个，室内分布系统150个，RNC5个。市区NodeB采用S3/3/3站型配置，其带宽将达到10M，其他地区NodeB采用S1/1/1站型配置，带宽为4M，市内分布系统所需带宽也将达到25M～34M。
        二、网络建设思路探讨
        1．采用MSTP作为3G业务承载技术
        当前，在本地城域网络中应用的主要技术有两个：一是MSTP，另一个是波分。波分技术是城域、本地网的核心，较为成熟，至今仍未有一项新的技术能够替代它。而MSTP技术则面临众多新技术的挑战。尤其在提出3G、全IP的概念后，运营商在网络规划时面临较大冲击。许多人认为全IP的业务需要采用全IP的承载网，即采用基于分组的承载网。情况是不是这样呢？我们从TD业务接口来分析。

    图1 TD-SCDMA网络示意图

        如图1所示，Iub接口是NodeB与RNC之间的接口，也是TD承载网络中最主要的接口。从Iub接口的演进来看，在当前R4版本下，接口类型以ATM的E1为主，只有当TD发展到R5版本时，才会逐步出现FE接口的基站。从TD标准来看，TD的全IP化进程比WCDMA和CDMA2000要慢，因此，即使全IP化是TD的趋势，其发展也将是个长期的过程。现阶段，TD在接入层的业务仍以TDM为主，接口依然是大量的E1，TDM与IP的接口在较长时间内仍会并存。当前，能够同时解决好TDM与IP业务的只有MSTP。同时，现有网络仍存在大量的MSTP设备，采用MSTP来承载TD网络对运营商来说，在运营、维护等各个方面都将具备相当大的优势。
        分组承载网是近年来随着业务IP化而诞生的概念。由于3G、IMS、Tripleplay等通信领域的主要业务在网络演进中都呈现出全IP化的趋势，而TD作为3G的重要技术在未来演进过程中也无法避免全IP化。因此，从承载网的承载角度来看，全IP业务与TDM业务在承载的处理过程上是不同的，至少在承载效率上MSTP无法与分组承载网相比较。但从技术应用的实际情况来看，虽然分组承载网技术已经在部分发达国家有初步应用，然而目前能够支持该技术的设备厂家还非常少，产品成本也相对较高，并且由于大量的协议私有化，产业化程度还不够高。因此，采用MSTP仍然是运营商目前最好的选择。
        2．新建TD网络承载3G业务
        本次网络一期建设中新建基站61个，共站基站89个，预计共站率62%。
        在2G资源调查时对现网的224个微蜂窝基站和190个射频直放站进行了调查。除个别室内分布系统可共用，绝大部分室内分布系统并不满足共用要求，需进行改造或新建。
        共站率的高低，直接关系到基站配套的投资规模和建设速度，共站率越高，配置投资比例就越小。因此在3G的无线网络规划过程中，在保证基站合理布局的前提下，应通过各种方式来提高共站率。虽然共站在一定程度上意味着许多公共资源的共享，如线缆、空调等附属设备，但共站是否也意味着传输资源的共有呢？对此，运营商从几个方面进行了论证，并得出以下结论：
        （1）现有资源无法满足TD带宽需求
        显然，在当前情况下TD与GSM网络将同时运营。目前，运营商现网上多数GSM基站的带宽要求为2×E1，有1个额外E1作为备份。在接入层，一个STM-1上的平均基站数量为12个，即一个STM-1上的总业务为48个E1，网络的带宽占用率为60%左右，处于非常合理的状态。增加3G业务之后，网络如图2所示。

    图2 增加3G业务后的网络

        在一个原有10个站点的网络基础上，增加了5个新的TD基站。根据规划，每个TD基站的带宽是10M，即整个环网的带宽此时达到了122M（50M＋72M），非常接近环网的最大带宽。显然，这样单纯的叠加方式行不通。此时，有两个选择，一是进行裂环，即两个环网分别走不同的光纤跳站，使每个环上跑60M左右的带宽；另一个选择是升级，把155M的带宽升级成622M。然而，这两种方式都有一个致命的弱点：无论是裂环还是升级，都必须把光口的光纤拔下来重新设置，即必须中断接入层的业务来实现网络的改造或升级。对于一个现网存在上千个基站的网络来说，所有基站中断业务来进行网络升级的风险是非常大的，一旦升级失败，业务将无法恢复，造成难以估量的损失。因此，对于正在运行的网络来说，这两种操作方式在理论上讲得通，实践起来却非常难。所以，与其共用传输，不如利用上TD业务的机会，一步到位，建设一张全新的TD专用网络。
        （2）新建方式是网络可管理的保证
        如果大量的2G/3G业务共传输，网络的管理和维护就成了难题。当前，运营商的网络运营成本分为CAPEX和OPEX。CAPEX是表象，一般体现在招标价格上，更多的成本隐含在OPEX中。如果2G/3G业务共传输，意味着一旦新增2G或3G业务，在割接电路时随时可能影响到另外一张网络的业务。
        从实际操作层面来看，一旦2G/3G业务共用传输，就只能在现有的传输网络上进行扩容，运营商在商务价格等方面的谈判余地就很小。根据中国移动公开的信息，其在2006年新建项目集采节约的投资达到了近10％。而反复改造现有网络造成的人力、资源浪费等隐性成本加上扩容时较高的商务价格，最终网络扩容的成本绝不会少于新建一张专用的、方便维护的网络。
        因此，经过反复权衡和激烈讨论，运营商最终决定利用TD对网络改造的机会，重新建设一张新的承载网络。
        三、网络建设方案
        在具体的网络建设过程中，中兴通讯提出了3步走的网络建设方案：
        第一步：采用E1直接透传NodeB的ATME1，在RNC站点采用信道化的STM-N实现业务汇聚，提高网络利用率。
        该模式的好处是把ATME1当成普通的E1，而不对ATM的信元进行处理，相关工作全部交给业务网络设备，大大减少了传输设备的复杂度，无需对现有MSTP设备做任何改进，使得传送网与业务网分离，界面清晰。这种方式非常适合R4阶段的TD-SCDMA业务传送。
        第二步：采用分路传送的方式接入基站业务。随着业务发展，网络中开始出现全IP的基站，此时面临的主要问题是当语音业务和数据业务同时放在FE接口时，如何实现两个业务QoS的差异化。如果网络中的数据业务量非常大，很容易出现因为数据业务的繁忙而导致语音电话无法接通的情况，而语音业务收入往往又是运营商的主要收入来源。因此采用分路传送是最为理想的方式，一方面可以继续使用E1为基站提供时钟，另一方面将语音和数据业务分别放在E1和FE中传送，又解决了两个业务的QoS问题。
        第三步：TD业务全IP化后，建设基于分组传送技术的城域传送网，并辅以大容量WDM（OXC）的传输骨干网（如图3）。MSTP之二层交换、内嵌MPLS、RPR等技术，能实现带宽统计复用、安全隔离、保证相应的QoS。接入层引入CWDM，汇聚层引入DWDM，解决高速接入带宽的需求。

    图3 业务全IP化后的传送网络

        从该TD网络建设案例中，可看出，根据现网情况和业务发展，目前仍应采用MSTP作为3G业务的承载技术。同时，从TD业务的带宽需求以及2G/3G业务的网络管理出发，应专门针对TD业务新建承载网络。