构建3G时代的光传输网络

摘要　分析了3G业务特点，3G传输网络的系统，详细介绍了福建龙岩移动3G配套传输网络建设方案的建议。

1 第三代移动通信

20世纪90年代，随着GSM网络投入服务，全球通信领域也随之大举革新。第二代移动通信服务的面世，更是大大革新了个人通信的用途，从个人简单的语音通信到后来的多元化业务。伴随着移动业务的不断发展，业务的竞争，迈向3G（3rd Generation，第三代移动通信）则是移动运营商的必然选择。

3G是通过无线网络，为用户提供高带宽、IP分组交换业务和丰富的信息内容。与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移动环境中支持144kbit/s，步行慢速移动环境中支持384kbit/s，静止状态下支持2Mbit/s。

2 3G业务特点

2.1 业务多样性

在3G业务中，除了传统的语音业务外，最主要的业务是数据类业务，如多媒体流、通用上网、消息类服务、定位服务和基于商务和个人的特有服务等。由于数据类业务的突发性很强，对3G业务的传输网络提出了一些新的要求，不但要求高带宽，而且要求高的带宽利用率和强大的多业务处理能力。这些特点表明，在3G传输网络的承载业务中，既要有严格保证业务质量的电路交换方式，更要有充分利用带宽和传输效率的分组方式。

2.2 带宽需求大

3G可提供话音、数据、图像等多媒体业务，数据速率高达144kbit/s～2Mbit/s。中国移动在厦门移动部署的TD-SCDMA系统中，已经实现了384kbit/s的用户速率，这相对目前GPRS提供的用户速率而言(30～40kbit/s)，速率提高了10倍左右。相应地，若按照相同比例考虑，则传送带宽要增大10倍左右。若从接口方面而言，基站到基站控制器之间提供的接口为可选的2Mbit/s和155Mbit/s，而传统的2G提供的都是2Mbit/s的接口。另外，对于3G网络应用而言，除了2Mbit/s之外，还可提供N×2Mbit/s的业务连接接口。因此，3G的引入对于传送网的带宽需求相对2G或2.5G系统而言增加了很多。

以TD-SCDMA技术为例，就3G部署看网络演进对传输网络的要求。

从TD网络近期和中远期的发展来看，可分成R4，R5，R6三个阶段（见图1）。

图1 TD网络发展的不同阶段对传输网的影响

●第一阶段：网络无线侧基于ATM承载，核心网基于ATM和IP承载。

●第二阶段：引入HSDPA，采用单载波方式，提供少量高速数据业务，无线侧采用语音和数据分离传送的方式。

●第三阶段：采用多载波HSDPA，提供大量高速数据业务。无线侧和核心网均采用IP承载。

网络的接口需求如表1所示。Iub传输带宽要求如表2所示(单位kbit/s)。

表1 TD网络接口需求

表2 TD网络lub接口带宽需求表

从网络的发展看，到HSDPA阶段，单个站型Node B的最大带宽可达到20M。

针对Node B采用BBU＋RRU分布式基站的应用场景（见图2），BBU基带处理单元为多个RRU单元共享，BBU基带池的处理能力可以支持144个载扇，实际应用按30~40个载扇计算，Iub带宽的需求达到25~34M。

图2 分布式基站组网应用场景

总体来看，接入层传输的容量应达到STM-4，支持E1和FE接口。

按照移动TD网络规划，每个RNC接入200个Node B，每个Node B带宽按10M考虑，每个RNC上行带宽将达到2000M，核心网带宽流量将很大，需要具备GE，STM-N乃至10GE的高速接入和处理能力。传输网络将面临着从低容量、小颗粒、以TDM为主的需求到高容量、大颗粒全IP的需求变化。初期规划的弹性、对未来数据业务的支持、减少TD网络不断升级对传输网本身的振荡将成为TD传输解决方案或者规划的重点。

因此，采用在核心层/城域层引入IP over DWDM将具有更好的网络适应能力。

3 3G传输网络系统

3.1 3G网络的结构

3G网络的建设主要包括HLR，GGSN，SGSN，MSC，GMSC，NodeB等设备。

3.2 TD传输网络建设方案

以TD-SCDMA技术为例，我们可以清楚地看到，IP化进程不可逆转，因此在传输网络建设中，必须考虑IP承载的问题。

（1）接入传送网方案

以基于SDH的MSTP设备为主要解决方案。R4阶段，网络无线侧基于ATM承载，接口为IMA E1。引入HSDPA后，带宽需求增加，接口向FE过渡，最终实现无线侧的IP化。MSTP解决方案能够持续满足TD不同阶段对传输的需求，适应TD网络的平滑演进及规模应用。

●第一阶段：R4阶段（见图3）。传输网透传Node B的IMA E1，在汇聚层汇聚成信道化STM-1与RNC连接，减少RNC的接口压力，快速构建网络。

图3 3G网络R4阶段接入传送网解决方案

●第二阶段：R5阶段(见图4)。Node B侧语音、数据业务分别采用E1，FE分路传送，新增FE完成对高速数据业务支持。最大程度减少了原有业务的调整以及高速数据对语音QoS的冲击。

图4 3G网络R5阶段接入传送网解决方案

●第三阶段：R6阶段。全面支持分组业务传送，Iub接口最终完全演进到高速FE接口，基站带宽会达到几十Mbit/s。MSTP的二层交换，内嵌MPLS，RPR等技术，实现带宽统计复用、安全隔离、保证相应的QoS。考虑到热点地区将来建设WiMAX高速无线接入的可能性，可在接入层引入CWDM，汇聚层引入DWDM，解决高速接入带宽的需求。

（2）核心传送网方案

核心传送网建设重点考虑分组业务的高效传送与今后网络的全IP、高带宽演进，核心网建设优先采用GE接口，将来向10GE演进，WDM解决方案可以很好地适应TD核心网的演进需求，通过WDM解决方案可以构建灵活、高效、可靠的统一业务承载平台，满足当前、将来TD核心网的业务需求。考虑到TD的网络建设和网络演进，核心传送网WDM建设可以分三个阶段：

●第一阶段：采用静态N×2.5G WDM系统，2纤光通道共享保护环技术，保护时间小于50ms。

●第二阶段：随着网络中端到端业务数量增多，GE/10GE等业务流量和方向的不确定性，平滑升级到N×10G WDM系统（可重构OADM）＋动态ROADM/GSS（通用业务交换平台）网络，完成2.5G／10G波长级业务的任意上下和调度，并能对FC，GE，2.5GPOS，SAN等子波长业务直接进行接入、汇聚、交叉，支持子波长级交叉和端到端链路的建立和管理。

●第三阶段：升级到多维动态WDM系统＋OXC全光交叉机。

采用WDM系统构建核心传送网，不但满足TD业务网络宽带化、IP化的需求，同时可以向后续阶段平滑演进，最终构建一张全光传送网。

4 龙岩移动3G配套传输网络建设方案建议

无论是从TD站点部署规划、带宽需求还是持续演进要求，现有传输网络资源都受到了挑战。若仅接入层新建或扩容，其规划部署将受到上层原有汇聚核心层网络剩余资源及拓扑流向的限制，无法避免网络调整、业务割接、节点扩容，制约了TD承载网快速部署的目标。此外，TD技术制式演进、规划调整等因素给现有整体网络带来的振荡，对现有2G业务、大客户业务等带来不利影响。因此，建议3G配套传输应该以新建传输方式为主，以规避在现网改造和扩容过程中的诸多不利因素。

在3G网络规划中，一般将放置在中心节点的RNC和MSC（MGW）/SGSN等一起归并到3G传输网的核心层，在核心层的3G传输网中，在保留电路交换的同时，根据需求要引入其他业务。而Node B数量较大，且分布比较分散，这样可将3G业务中从Node B到RNC之间的传输归并到3G传输网的接入层和汇聚层中。汇聚层、接入层的3G传输网解决方案主要利用MSTP来解决NodeB的接入以及大客户数据业务的接入。

（1）基站到中心节点的接入传输层

在3G系统中，基站业务直接通过传输网络传送到中心节点。每个基站目前一般需要1～4个E1，到后期的R5/R6阶段时，每个基站的带宽至少达到8～12个E1，同时考虑到IP化的进程，基站传输必须需要支持更丰富的接口类型。因此，建议Node B侧采用定制传输设备，可内置在TD基站设备中。通过软件设置可以灵活支持155~622M速率升级，支持丰富的E1，FE，HDSL等接口。

龙岩移动本地网B平面建设中采用中兴通信的S200设备就是一款适用于Node B侧的集成式的155/622M传输设备，能够满足3G网络建设的需求。

（2）各节点传输的汇聚传输层

各市县的传输中心节点，汇聚多种业务后传送到中心节点，包括大量E1电路的传输和数据业务。传输速率应以2.5G为主。

目前，龙岩移动本地网B平面的汇聚层网络还未能建成，后期将随着业务的增加，考虑在相应的节点部署汇聚层网络。

（3）中心节点间的核心传输层

中心节点间包括移动交换局、移动关口局、移动数据中心，以及大量E1电路和数据业务，因此建议在核心层传输中，以传输速率2.5G/10G的MSTP传输设备解决大量的E1电路接入，同时核心网采用IP over DWDM方案，支持动态ROADM（可重构OADM）＋GSS（通用业务交换平台），实现2.5G／10G波长级业务的任意上下和调度，可直接提供GE/POS等子波长业务的灵活调度，解决大量大颗粒的数据业务。

龙岩移动核心层传输网已经部署波分设备，同时在G2/G3中心机房部署10G MSTP传输设备，提供STM-1~STM-64速率的标准光接口、STM-1电接口、PDH电接口等。针对3G业务中的多数据业务，提供GE接口、FE接口等丰富的数据接口，实现可为用户提供一个综合业务的传送平台。整个核心层传输网将提供包括整个龙岩地区所有语音业务、移动交换局、移动关口局、移动业务的传输，构成龙岩移动本地传输的主干道；在6个县市建设传输子网（永定、漳平、上杭、长汀、武平、连城），以2.5G环网构成，采用2.5G设备；以各县市的移动机房为中心，连接下辖的各乡镇及行政村的模块局，并与上层的本地主干网相连；可根据情况作基站接入业务与和大客户的CMNET，GPRS等数据业务。

5 结束语

面对3G时代的到来，传输网络将围绕着如何解决业务多样性、业务容量需求巨大的问题来建设，需要构建更加优越的传输平台，才能更好地为3G网络服务。