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TD-SCDMA光传输网网络建设构想探讨

2023 年 5 月 30 日

TD-SCDMA作为我国提出的第三代移动通信标准体系之一,受到了各方尤其是国内业界的密切关注。 光传输网研究人员更关注TD网络建设对传输承载网的需求和影响,他们考虑承载技术方案、支持传输网规划和建设方式,以及TD技术发展与光传输网络的融合。发展光网络技术以适应TD当前和中长期发展。

I. TD传输承载网技术方案选择

TD网络的近期和中长期发展可分为R4、R5、R6三个阶段。 每个阶段都有不同的服务承载协议、接口和服务能力。 Iub网络接口从E1演进到GE/FE,Iu-CS接口从STM-N/GE演进到GE,Iu-PS/Nb/Gn/Gi接口从GE演进到GE/10GE。 因此,TD传输网的建设也应根据3G的不同技术应用阶段,选择合适的技术实施。

TD-SCDMA网络结构分为两个主要部分:UTRAN和CN。 RNC(Radio Network Controller)一般采用大容量、少局的建设,因此在传输网层,RNC与MGW、MSC Server、GGSN、SGSN等节点组成城域传输网的核心层。 另一方面,NodeB数量较多且分散,与NodeB到RNC的3G业务可以归为城域传输网的接入层和汇聚层。 UTRAN的建设是影响城域传送网的一方面。

1、传输承载网技术方案探讨

(1) R4 UTRAN承载技术方案

经过分析研究,当前TD-SCDMAR4版本对RAN的基本要求是: 基站设备的Iub接口主要是IMAE1和STM-1,初期1主要用于支持语音业务应用和数据多媒体业务。到2年的网络建设。 通常,他们需要提供 3 到 8 个 E1 链路。 少数大容量基站,通过基带拉动技术与其他子基站或射频单元相连,需要通过STM-1接口连接(其容量与实际网络配置有关)。

现阶段,采用成熟技术进行业务传输是传输网络建设的首选方案。 这涉及利用SDH(同步数字体系)进行服务传输以实现高质量的服务交付。 这种方式具有降低成本、建网速度快、网络层次清晰、业务层与传输层分离、易于管理等优点。

(2) 基于IP的UTRAN承载技术方案

UTRAN的初始版本采用ATM传输技术,随着IP技术的发展,IP传输作为第二种可选的传输机制在R5规范中被引入。 除了 AAL2/ATM 之外,这还允许在 Iur/Iub 接口使用 UDP/IP 和在 IuCS 接口使用 RTP/UDP/IP 传输用户平面帧。

为保证运营商网络物理层接口实现的灵活性,规范未对物理层接口进行详细规定。 这意味着对底层物理介质(如E1/T1/STM-1/Ethernet等)没有任何限制,具体使用取决于运营商自身。 对于数据链路层,规范要求IP传输选项支持PPP/HDLC帧,但不排除使用其他L2/L1协议(如PPPMux/AAL***TM、PPP/AAL2/ATM、Ethernet、 MPLS/ATM等)。

 现阶段,为了提高带宽利用率,保证语音业务的高质量服务,语音业务采用语音和数据分离的传输方式进行透传。 通过适当利用MSTP、嵌入式MPLS、RPR等技术,实现数据业务的带宽统计复用和安全隔离。

(3) CN传输承载网技术方案

R4TD系统核心网已经IP化,接口主要采用高速POS口和GE口,后期可升级到10GE。 传统SDH设备容量效率低,建议在SDH层之上引入动态WDM(ROADM+GSS),高效处理大颗粒业务,如图1所示。

CN传输网络中WDM的引入
图1 CN传输网络中WDM的引入

2.基站光纤远距离传输方案探索

中兴通讯在TD-SCDMA基站技术方面走在行业前沿,采用第二代分布式TD基站(BBU+RRU)技术,在青岛现网率先实现。 BBU 和 RRU 之间的通信是通过光信号完成的,与传统的将大量电缆馈线连接到塔顶的方法相比,它具有以下两个优势。

(一)解决电缆复杂、施工难的问题。

(2) BBU和RRU分离,组网灵活方便,解决机房、供电等各种问题。

BBU和RRU之间的传输通常采用光纤直接连接。 但经过分析,在BBU:RRU为1:N的应用场景下,采用粗波分设备组网,以波长代替裸纤,可以节省大量光纤资源,实现对已铺设光纤的利用和再利用。 2G网络,从而提高了网络的可扩展性。 此外,避免了在人口密集的城区铺设新的光缆,保证了快速建网。 图2和图3分别为光纤直连和粗波分方案在宏基站和微基站应用环境下的应用效果对比。

“BBU+RRU”通信环境在宏基站的应用效果
图2 “BBU+RRU”通信环境在宏基站的应用效果
微基站“BBU+RRU”通信环境应用效果对比
图3 微基站“BBU+RRU”通信环境应用效果对比

综上所述,TD支撑传输网主要采用MSTP技术实现TDM和数据业务的接入、处理和调度。 此外,在核心层和RRU-BBU之间适度引入WDM,在节省光纤资源的同时实现大规模数据业务的高效传输和调度。 该方案既能满足TD当前的建设需求,又能适应TD中长期的动态发展。

Ⅱ TD传输网络建设方式探讨

现有传输网络是否已经满足TD建网需求? 是否需要重新规划建设输电网络? 这些都是网络规划者和实施者必须考虑的问题。 下面将现有网络与支持TD所需的传输网络进行比较。

从站址部署来看,部分TD基站受覆盖容量和规划方式的限制,与2G基站不在同一地址。

多用于密集商业区和奥运场馆的“BBU+RRU”分布式基站方式将导致带宽需求激增。 但现网部分区域已接近饱和,剩余带宽难以支撑TD网络新增业务需求。 此外,由于前几年2G和大客户业务的激增,以及这些业务的突发性和不均衡性,网络整体调度出现了“瓶颈”。 尽管部分区域网络容量巨大,但网络资源利用率低、网络服务安全性不足等问题日益突出。

早期传输网主要提供2M信道业务,接口速率低,类型有限。 低端设备缺乏平滑升级的能力,对数据类业务的处理能力较差,尤其是对大规模数据业务处理效率低下。

TD网络仍处于试验性质,尚未达到大规模商用。 TD网络的不断技术演进、基站升级、规划调整,将带来现网波动,对现有2G业务和大客户业务产生不利影响。

综合考虑TD网点规划、TD技术发展预测等多方面因素,建议规划独立的TD配套传输网络,以新建网络为主,适度采用WDM技术。

三、 TD传输网的长期发展趋势

近年来,电信行业数据业务发展迅速,业务IP化已成为大趋势。 数据多媒体业务,特别是语音、视频IP化取得长足进步,传输网逐步从基于TDM的信号承载向基于IP的信号承载转变。

目前,技术成熟、应用广泛的MSTP(Multi-Service Transport Platform,多业务传输平台)技术强调依托于SDH平台。 MSTP利用SDH网络的冗余电路(时隙)资源,实现数据业务,尤其是以太网业务的透传。 在此基础上,MSTP逐渐演进并深化其功能,如增加二层交换、内嵌RPR功能和MPLS功能等。但是,随着2G IP的演进和相关技术及标准的成熟,随着3G网络的成熟分组传送技术、标准和产业链,在现有光纤网络结构基础上,建设以分组传送技术为基础的城域传送网,辅以大容量WDM(Optical Cross-Connect)传送骨干网,成为重要发展方向未来趋势,见图4。

技术发展趋势
图4 技术发展趋势

由于TD网络向全IP架构的过渡是一个长期的过程,MSTP的市场应用有望在2010年之前保持一定的稳定性。另外,WDM设备系统也需要顺应分组的需求。输电,扩大服务承载能力。 在这个背景下,IP over WDM是我们需要关注的一个方向。