TD-SCDMA光傳輸網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)思路探討

         TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標準制式之一，受到各方尤其是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界人士的密切關(guān)注。而光傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究者們，則更加關(guān)注TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對傳輸承載網(wǎng)絡(luò)的需求及影響，考慮適應(yīng)TD當前及中遠期發(fā)展的承載技術(shù)方案、配套傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方式、TD技術(shù)發(fā)展與光網(wǎng)絡(luò)自身技術(shù)發(fā)展的融合等問題。 

         一、TD傳輸承載網(wǎng)技術(shù)方案選擇 

         TD網(wǎng)絡(luò)近期和中遠期的發(fā)展可分成R4、R5、R6三個階段。各個不同階段的業(yè)務(wù)承載協(xié)議、接口以及業(yè)務(wù)容量等各有不同，Iub網(wǎng)絡(luò)接口從E1演進至GE/FE，Iu-CS接口從STM-N/GE演進至GE，Iu-PS/Nb/Gn/Gi接口從GE演進成GE/10GE。因此，TD傳送網(wǎng)建設(shè)也應(yīng)該根據(jù)3G不同的技術(shù)應(yīng)用階段，選擇合適的技術(shù)進行。 

         TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為UTRAN和CN兩大部分。RNC一般采取大容量、少局所建網(wǎng)，因此在傳送網(wǎng)層面上RNC與MGW、MSCServer、GGSN、SGSN等節(jié)點一起歸并到城域傳送網(wǎng)的核心層;而NodeB數(shù)量較大，且分布比較分散，可將3G業(yè)務(wù)從NodeB到RNC之間的業(yè)務(wù)傳送歸并到城域傳送網(wǎng)的接入層和匯聚層之中。UTRAN建設(shè)是對城域傳送網(wǎng)影響最大的一個層面。 

         1.傳輸承載網(wǎng)技術(shù)方案探討 

         (1)R4 UTRAN承載技術(shù)方案 

         經(jīng)分析研究，目前TD-SCDMAR4版本中RAN基本需求是：基站設(shè)備Iub接口主要有IMAE1、STM-1兩種，在建網(wǎng)初期1～2年內(nèi)以滿足語音業(yè)務(wù)應(yīng)用為主，數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù)為輔，一般需要提供3～8路E1鏈路。少量通過基帶拉遠技術(shù)連接其他子基站或射頻單元的大容量基站需要通過STM-1接口進行連接(其容量與實際組網(wǎng)相關(guān))。 

         在這個階段，采用成熟技術(shù)對業(yè)務(wù)進行透傳，是傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的優(yōu)選方案，即采用SDH對業(yè)務(wù)進行透傳，實現(xiàn)業(yè)務(wù)高質(zhì)量傳送。這樣做既實現(xiàn)低成本、快速建網(wǎng)，又使得網(wǎng)絡(luò)層次清晰，業(yè)務(wù)層與傳輸層分離，便于管理。 

         (2)IP化UTRAN承載技術(shù)方案 

         UTRAN最初版本采用的是ATM傳輸技術(shù)，隨著IP技術(shù)的發(fā)展，在R5規(guī)范中引入了IP傳輸作為第二種可選的傳輸機制。這樣用戶平面幀的傳輸除了采用AAL2/ATM之外，還可以在Iur/Iub接口采用UDP/IP，在IuCS接口采用RTP/UDP/IP。 

         為保證運營商網(wǎng)絡(luò)中物理層接口實現(xiàn)方式的靈活性，規(guī)范沒有對物理層接口做詳細規(guī)定，即不限制底層物理介質(zhì)(E1/T1/STM-1/Ethernet等)，具體使用取決于運營商本身。對于數(shù)據(jù)鏈路層，規(guī)范要求IP傳輸選項支持PPP/HDLC幀，但不排斥使用其他L2/L1協(xié)議(如PPPMux/AAL5/ATM、PPP/AAL2/ATM、Ethernet、MPLS/ATM等)。 

         在這個階段，為了提高帶寬利用率，并保證語音業(yè)務(wù)的高QoS，采用語音、數(shù)據(jù)分路傳送的方式，對語音業(yè)務(wù)進行透明傳送，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以適當利用MSTP的二層交換、內(nèi)嵌MPLS、RPR等技術(shù)實現(xiàn)帶寬統(tǒng)計復(fù)用和安全隔離。 

         (3)CN傳輸承載網(wǎng)技術(shù)方案 

         R4TD系統(tǒng)核心網(wǎng)已實現(xiàn)IP化，接口以高速POS口與GE口為主，后期可發(fā)展為10GE。傳統(tǒng)SDH設(shè)備承載效率低，建議在SDH層面之上適當引入動態(tài)WDM(ROADM+GSS)承載大顆粒業(yè)務(wù)，如圖1。 

         2.基站光纖拉遠傳輸方案探討 

         中興通訊在TD-SCDMA基站技術(shù)上領(lǐng)先于業(yè)界，采用第二代分布式TD基站(BBU+RRU)技術(shù)，率先在青島現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用。BBU和RRU之間通過光信號通信，相比傳統(tǒng)的大量電纜饋線到塔頂?shù)姆绞骄邆湟韵聝蓚€優(yōu)點： 

         (1)解決了線纜復(fù)雜、施工難度大的問題; 

         (2)BBU和RRU分離，組網(wǎng)靈活方便，解決了機房、電源等多種難題。 

         通常BBU和RRU間采用光纖直連承載，然而經(jīng)過分析，在BBU:RRU為1:N的應(yīng)用場景下，用粗波分設(shè)備組網(wǎng)，以波長替代裸光纖將節(jié)省大量光纖資源，對2G網(wǎng)絡(luò)中已鋪設(shè)的光纖實現(xiàn)利舊復(fù)用，使網(wǎng)絡(luò)具有良好的擴展性。此外，避免了在密集城區(qū)鋪設(shè)新光纜，保證網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)。圖2和圖3分別顯示了在宏基站、微基站應(yīng)用環(huán)境中，光纖直連及粗波分方案的應(yīng)用效果對比。 

圖2 宏基站“BBU+ RRU”通信環(huán)境下應(yīng)用效果

圖3 微基站“BBU+ RRU”通信環(huán)境下應(yīng)用效果對比

         綜上所述，TD配套傳輸網(wǎng)絡(luò)主要采用MSTP技術(shù)，實現(xiàn)對TDM及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入、處理、調(diào)度，核心層及RRU-BBU間適度引入WDM，實現(xiàn)大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高效傳送與調(diào)度，節(jié)省光纖資源。該方案既能滿足TD當前的建設(shè)需求，也能適應(yīng)TD中遠期的動態(tài)發(fā)展。 

         二、TD傳輸網(wǎng)建設(shè)方式探討 

         現(xiàn)有傳輸網(wǎng)是否已滿足TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求?是否需重新規(guī)劃建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)?這是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實施者必須考慮的問題。下面將對現(xiàn)網(wǎng)與所需TD配套傳輸網(wǎng)絡(luò)進行比較： 

         從站點部署角度看，受覆蓋能力及規(guī)劃方式的限制，部分TD基站與2G基站不同址; 

         密集商業(yè)區(qū)、奧運場館大多采用的“BBU+RRU”分布式基站方式將導(dǎo)致帶寬需求急劇增長，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)部分區(qū)域接近飽和，剩余帶寬難以支撐TD網(wǎng)絡(luò)的新增業(yè)務(wù)需求。此外，由于幾年來2G、大客戶等業(yè)務(wù)劇增及業(yè)務(wù)的突發(fā)性和不平衡性，部分區(qū)域網(wǎng)絡(luò)雖具有較大的容量，但在全網(wǎng)調(diào)度方面出現(xiàn)“瓶頸”，網(wǎng)絡(luò)資源利用率低、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不夠安全等問題也日益突出; 

         早期傳輸網(wǎng)絡(luò)主要提供2M通路業(yè)務(wù)，接口速率低、種類單一，中低端設(shè)備不具備容量平滑升級能力，數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)處理能力較差，尤其是大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載效率低; 

         TD網(wǎng)絡(luò)目前仍處于試驗性質(zhì)，距離大規(guī)模商用尚有一段距離，TD網(wǎng)絡(luò)持續(xù)的技術(shù)演進、基站站型升級、規(guī)劃調(diào)整等將給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶來振蕩，對現(xiàn)有2G業(yè)務(wù)、大客戶業(yè)務(wù)等有不利影響。 

         結(jié)合TD網(wǎng)絡(luò)站點規(guī)劃及TD技術(shù)發(fā)展預(yù)測等各方面情況，建議規(guī)劃獨立的TD配套傳輸網(wǎng)絡(luò)，以新建網(wǎng)絡(luò)為主，適度引入波分技術(shù)。 

         三、TD傳輸網(wǎng)遠期發(fā)展趨勢 

         近年來，通信行業(yè)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展，業(yè)務(wù)IP化已成大勢所趨，數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù)尤其是語音、視頻IP化取得了重大進展，導(dǎo)致了傳輸網(wǎng)承載信號從TDM到IP的逐漸轉(zhuǎn)變。

         當前，技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的MSTP技術(shù)強調(diào)依托于SDH平臺。MSTP利用SDH網(wǎng)絡(luò)的多余電路(時隙)資源，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)尤其是以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透明傳送，在此基礎(chǔ)上逐步實現(xiàn)了功能的深化和演進，如增加L2交換、內(nèi)嵌RPR功能以及MPLS功能等。但隨著3GIP化演進和相關(guān)技術(shù)及標準的成熟，伴隨著分組傳送技術(shù)、標準和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，以現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，建設(shè)基于分組傳送技術(shù)的城域傳送網(wǎng)，并輔以大容量WDM(OXC)的傳輸骨干網(wǎng)是未來的重要發(fā)展趨勢，參見圖4。 

         由于TD網(wǎng)絡(luò)走向全IP化將是一個長期的過程，因此，在2010年以前，MSTP的市場應(yīng)用會保持一定的穩(wěn)定性，WDM設(shè)備體系也需要順應(yīng)分組傳送的需要，擴大業(yè)務(wù)承載能力，IP over WDM是我們需要重視的一個方向。