TD-SCDMA光传输网络建网思路探讨

admin

TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准制式之一，受到各方尤其是国内产业界人士的密切关注。而光传输网络的研究者们，则更加关注TD网络建设对传输承载网络的需求及影响，考虑适应TD当前及中远期发展的承载技术方案、配套传输网络规划建设方式、TD技术发展与光网络自身技术发展的融合等问题。
    一、TD传输承载网技术方案选择
        TD网络近期和中远期的发展可分成R4、R5、R6三个阶段。各个不同阶段的业务承载协议、接口以及业务容量等各有不同，Iub网络接口从E1演进至GE/FE，Iu-CS接口从STM-N/GE演进至GE，Iu-PS/Nb/Gn/Gi接口从GE演进成GE/10GE。因此，TD传送网建设也应该根据3G不同的技术应用阶段，选择合适的技术进行。
        TD-SCDMA网络结构分为UTRAN和CN两大部分。RNC一般采取大容量、少局所建网，因此在传送网层面上RNC与MGW、MSCServer、GGSN、SGSN等节点一起归并到城域传送网的核心层；而NodeB数量较大，且分布比较分散，可将3G业务从NodeB到RNC之间的业务传送归并到城域传送网的接入层和汇聚层之中。UTRAN建设是对城域传送网影响最大的一个层面。
    1.传输承载网技术方案探讨
    （1）R4 UTRAN承载技术方案
        经分析研究，目前TD-SCDMAR4版本中RAN基本需求是：基站设备Iub接口主要有IMAE1、STM-1两种，在建网初期1～2年内以满足语音业务应用为主，数据多媒体业务为辅，一般需要提供3～8路E1链路。少量通过基带拉远技术连接其他子基站或射频单元的大容量基站需要通过STM-1接口进行连接（其容量与实际组网相关）。
        在这个阶段，采用成熟技术对业务进行透传，是传输网络建设的优选方案，即采用SDH对业务进行透传，实现业务高质量传送。这样做既实现低成本、快速建网，又使得网络层次清晰，业务层与传输层分离，便于管理。
    （2）IP化UTRAN承载技术方案
        UTRAN最初版本采用的是ATM传输技术，随着IP技术的发展，在R5规范中引入了IP传输作为第二种可选的传输机制。这样用户平面帧的传输除了采用AAL2/ATM之外，还可以在Iur/Iub接口采用UDP/IP，在IuCS接口采用RTP/UDP/IP。
        为保证运营商网络中物理层接口实现方式的灵活性，规范没有对物理层接口做详细规定，即不限制底层物理介质（E1/T1/STM-1/Ethernet等），具体使用取决于运营商本身。对于数据链路层，规范要求IP传输选项支持PPP/HDLC帧，但不排斥使用其他L2/L1协议（如PPPMux/AAL5/ATM、PPP/AAL2/ATM、Ethernet、MPLS/ATM等）。
        在这个阶段，为了提高带宽利用率，并保证语音业务的高QoS，采用语音、数据分路传送的方式，对语音业务进行透明传送，对数据业务可以适当利用MSTP的二层交换、内嵌MPLS、RPR等技术实现带宽统计复用和安全隔离。
    （3）CN传输承载网技术方案
        R4TD系统核心网已实现IP化，接口以高速POS口与GE口为主，后期可发展为10GE。传统SDH设备承载效率低，建议在SDH层面之上适当引入动态WDM（ROADM+GSS）承载大颗粒业务，如图1。

    图1 CN传输网引入WDM

    2.基站光纤拉远传输方案探讨
        中兴通讯在TD-SCDMA基站技术上领先于业界，采用第二代分布式TD基站（BBU+RRU）技术，率先在青岛现网应用。BBU和RRU之间通过光信号通信，相比传统的大量电缆馈线到塔顶的方式具备以下两个优点：
    （1）解决了线缆复杂、施工难度大的问题；
    （2）BBU和RRU分离，组网灵活方便，解决了机房、电源等多种难题。
        通常BBU和RRU间采用光纤直连承载，然而经过分析，在BBU:RRU为1:N的应用场景下，用粗波分设备组网，以波长替代裸光纤将节省大量光纤资源，对2G网络中已铺设的光纤实现利旧复用，使网络具有良好的扩展性。此外，避免了在密集城区铺设新光缆，保证网络快速建设。图2和图3分别显示了在宏基站、微基站应用环境中，光纤直连及粗波分方案的应用效果对比。

    图2 宏基站“BBU+ RRU”通信环境下应用效果

    图3 微基站“BBU+ RRU”通信环境下应用效果对比

        综上所述，TD配套传输网络主要采用MSTP技术，实现对TDM及数据业务的接入、处理、调度，核心层及RRU-BBU间适度引入WDM，实现大颗粒数据业务的高效传送与调度，节省光纤资源。该方案既能满足TD当前的建设需求，也能适应TD中远期的动态发展。
    二、TD传输网建设方式探讨
        现有传输网是否已满足TD网络建设需求？是否需重新规划建设传输网络？这是网络规划实施者必须考虑的问题。下面将对现网与所需TD配套传输网络进行比较：
    ·从站点部署角度看，受覆盖能力及规划方式的限制，部分TD基站与2G基站不同址；
    ·密集商业区、奥运场馆大多采用的“BBU＋RRU”分布式基站方式将导致带宽需求急剧增长，现有网络部分区域接近饱和，剩余带宽难以支撑TD网络的新增业务需求。此外，由于几年来2G、大客户等业务剧增及业务的突发性和不平衡性，部分区域网络虽具有较大的容量，但在全网调度方面出现“瓶颈”，网络资源利用率低、网络业务不够安全等问题也日益突出；
    ·早期传输网络主要提供2M通路业务，接口速率低、种类单一，中低端设备不具备容量平滑升级能力，数据类业务处理能力较差，尤其是大颗粒数据业务的承载效率低；
    ·TD网络目前仍处于试验性质，距离大规模商用尚有一段距离，TD网络持续的技术演进、基站站型升级、规划调整等将给现有网络带来振荡，对现有2G业务、大客户业务等有不利影响。
    结合TD网络站点规划及TD技术发展预测等各方面情况，建议规划独立的TD配套传输网络，以新建网络为主，适度引入波分技术。
    三、TD传输网远期发展趋势
        近年来，通信行业中数据业务迅猛发展，业务IP化已成大势所趋，数据多媒体业务尤其是语音、视频IP化取得了重大进展，导致了传输网承载信号从TDM到IP的逐渐转变。
        当前，技术成熟、应用广泛的MSTP技术强调依托于SDH平台。MSTP利用SDH网络的多余电路（时隙）资源，实现对数据业务尤其是以太网业务的透明传送，在此基础上逐步实现了功能的深化和演进，如增加L2交换、内嵌RPR功能以及MPLS功能等。但随着3GIP化演进和相关技术及标准的成熟，伴随着分组传送技术、标准和产业链的成熟，以现有光纤网络结构为基础，建设基于分组传送技术的城域传送网，并辅以大容量WDM（OXC）的传输骨干网是未来的重要发展趋势，参见图4。

    图4技术发展趋势

        由于TD网络走向全IP化将是一个长期的过程，因此，在2010年以前，MSTP的市场应用会保持一定的稳定性，WDM设备体系也需要顺应分组传送的需要，扩大业务承载能力，IP over WDM是我们需要重视的一个方向。