TD-SCDMA hat als eines der von China vorgeschlagenen Mobilkommunikationsstandardsysteme der dritten Generation große Aufmerksamkeit bei allen Parteien auf sich gezogen, insbesondere bei der heimischen Industrie. Die Forscher im Bereich optischer Übertragungsnetze sind mehr besorgt über die Nachfrage und die Auswirkungen des TD-Netzaufbaus auf Übertragungsträgernetze. Sie berücksichtigen das Trägertechnologieschema, die Unterstützung für Übertragungsnetzplanungs- und -baumethoden sowie die Integration der TD-Technologieentwicklung in die Entwicklung optischer Netzwerktechnologien zur Anpassung an die aktuelle und mittel- bis langfristige Entwicklung von TD.
I. Auswahl des TD-Übertragungsträgernetzwerk-Technologieschemas
Die kurz- und mittel- bis langfristige TD-Netzwerkentwicklung kann in drei Phasen unterteilt werden: R4, R5 und R6. Jede Stufe verfügt über unterschiedliche Dienstträgerprotokolle, Schnittstellen und Dienstkapazitäten. Die Iub-Netzwerkschnittstelle entwickelt sich von E1 zu GE/FE, die Iu-CS-Schnittstelle entwickelt sich von STM-N/GE zu GE, die Iu-PS/Nb/Gn/Gi-Schnittstelle entwickelt sich von GE zu GE/10GE. Daher sollte sich der Aufbau des TD-Übertragungsnetzes auch an den verschiedenen technischen Anwendungsstufen von 3G orientieren und die geeignete Technologie für die Umsetzung auswählen.
Die TD-SCDMA-Netzwerkstruktur ist in zwei Hauptteile unterteilt: UTRAN und CN. RNC (Radio Network Controller) verwendet im Allgemeinen eine hohe Kapazität und einen weniger bürokratischen Aufbau, sodass RNC auf Übertragungsnetzebene mit Knoten wie MGW, MSC Server, GGSN, SGSN in der Kernschicht des Metro-Übertragungsnetzes gruppiert wird. Andererseits kann NodeB, das zahlreicher und verstreuter ist, zusammen mit den 3G-Diensten von NodeB bis RNC in die Zugangsschicht und die Konvergenzschicht des Metro-Übertragungsnetzes eingeteilt werden. Der Bau von UTRAN ist ein Aspekt, der sich auf das U-Bahn-Verkehrsnetz auswirkt.
1. Diskussion des Übertragungsträgernetzwerk-Technologieschemas
(1) R4 UTRAN-Trägertechnologieschema
Nach Analyse und Recherche sind die grundlegenden Anforderungen von RAN in der aktuellen TD-SCDMAR4-Version: Iub-Schnittstellen der Basisstationsausrüstung sind hauptsächlich IMAE1 und STM-1, die hauptsächlich zur Unterstützung von Sprachdienstanwendungen und Daten-Multimedia-Diensten während der ersten 1 verwendet werden bis zu 2 Jahre Netzwerkaufbau. Normalerweise müssen sie 3 bis 8 E1-Links bereitstellen. Einige Basisstationen mit großer Kapazität, die mithilfe der Basisband-Pulling-Technologie mit anderen Unterbasisstationen oder HF-Einheiten verbunden sind, erfordern eine Verbindung über die STM-1-Schnittstelle (ihre Kapazität hängt von der tatsächlichen Netzwerkkonfiguration ab).
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist der Einsatz ausgereifter Technologie zur Dienstübertragung die bevorzugte Lösung für den Aufbau von Übertragungsnetzen. Dies beinhaltet die Nutzung von SDH (Synchronous Digital Hierarchy) für die Dienstübertragung, um eine qualitativ hochwertige Dienstbereitstellung zu erreichen. Dieser Ansatz bietet Vorteile wie Kostenreduzierung, schnellen Netzwerkaufbau, klare Netzwerkhierarchie und die Trennung der Serviceschicht von der Übertragungsschicht, was die Verwaltung erleichtert.
(2) IP-basierte UTRAN-Lagertechnologielösungen
Die erste Version von UTRAN nutzte die ATM-Übertragungstechnologie, und mit der Entwicklung der IP-Technologie wurde die IP-Übertragung als zweiter optionaler Übertragungsmechanismus in der R5-Spezifikation eingeführt. Dies ermöglicht die Übertragung von User-Plane-Frames zusätzlich zu AAL2/ATM über UDP/IP an der Iur/Iub-Schnittstelle und RTP/UDP/IP an der IuCS-Schnittstelle.
Um Flexibilität bei der Implementierung von Physical-Layer-Schnittstellen im Netz des Betreibers zu gewährleisten, spezifiziert die Spezifikation die Physical-Layer-Schnittstellen nicht im Detail. Dies bedeutet, dass es keine Einschränkungen hinsichtlich der zugrunde liegenden physischen Medien (wie E1/T1/STM-1/Ethernet usw.) gibt und die konkrete Verwendung vom Betreiber selbst abhängt. Für die Datenverbindungsschicht erfordert die Spezifikation IP-Transportoptionen zur Unterstützung von PPP/HDLC-Frames, schließt jedoch die Verwendung anderer L2/L1-Protokolle (wie PPPMux/AAL***TM, PPP/AAL2/ATM, Ethernet, MPLS/ATM usw.).
Um die Bandbreitennutzung zu verbessern und eine hohe Dienstqualität für Sprachdienste sicherzustellen, wird in dieser Phase ein Übertragungsansatz mit getrennter Sprach- und Datenübertragung für die transparente Übertragung von Sprachdiensten verwendet. Durch den angemessenen Einsatz von Technologien wie MSTP, eingebettetem MPLS, RPR und anderen können Bandbreitenstatistik-Multiplexing und Sicherheitsisolation für Datendienste erreicht werden.
(3) CN-Übertragungsträgernetzwerk-Technologieschema
Das Kernnetzwerk des R4TD-Systems ist IP-basiert, wobei die Schnittstellen hauptsächlich Hochgeschwindigkeits-POS-Ports und GE-Ports nutzen, die in späteren Phasen auf 10GE aufgerüstet werden können. Herkömmliche SDH-Geräte weisen eine geringe Kapazitätseffizienz auf, und es wird empfohlen, dynamisches WDM (ROADM+GSS) über der SDH-Schicht einzuführen, um große Getreidedienste effizient zu bewältigen, wie in Abbildung 1 dargestellt.
2. Zu erforschendes Glasfaser-Fernübertragungsschema der Basisstation
ZTE ist branchenweit führend in der TD-SCDMA-Basisstationstechnologie und übernimmt die verteilte TD-Basisstationstechnologie (BBU+RRU) der zweiten Generation, die erstmals im bestehenden Netzwerk von Qingdao implementiert wurde. Die Kommunikation zwischen BBU und RRU erfolgt über optische Signale und bietet gegenüber der herkömmlichen Methode umfangreicher Kabelzuführungen zur Turmspitze die folgenden zwei Vorteile.
(1) Lösung des Problems komplizierter Kabel und schwieriger Konstruktion.
(2) BBU und RRU sind getrennt, was Flexibilität und Komfort für das Netzwerk bietet und verschiedene Probleme im Zusammenhang mit Serverräumen und Stromversorgung löst.
Normalerweise wird für die Übertragung zwischen BBU und RRU eine direkte Glasfaserverbindung verwendet. Nach der Analyse kann jedoch in dem Anwendungsszenario, in dem BBU:RRU 1:N ist, die Vernetzung mit Geräten zur groben Wellenlängenteilung und der Ersatz von nackten Fasern durch Wellenlängen eine große Menge an Faserressourcen einsparen und die Nutzung und Wiederverwendung der bereits verlegten Fasern realisieren 2G-Netzwerk, was zu einer verbesserten Netzwerkskalierbarkeit führt. Darüber hinaus wird die Verlegung neuer Glasfaserkabel in dicht besiedelten Stadtgebieten vermieden und ein schneller Netzwerkaufbau gewährleistet. Abbildung 2 und Abbildung 3 zeigen den Vergleich der Anwendungseffekte von Glasfaser-Direktverbindungen und groben Wellenlängenteilungsschemata in Makro-Basisstations- bzw. Mikro-Basisstations-Anwendungsumgebungen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das TD-unterstützende Übertragungsnetz hauptsächlich die MSTP-Technologie verwendet, um den Zugriff, die Verarbeitung und die Planung von TDM- und Datendiensten zu realisieren. Darüber hinaus wird WDM mäßig in der Kernschicht und zwischen RRU-BBU eingeführt, um eine effiziente Übertragung und Planung großer Datendienste zu erreichen und gleichzeitig Glasfaserressourcen zu sparen. Diese Lösung kann den aktuellen Baubedarf von TD decken und sich auch mittel- und langfristig an die dynamische Entwicklung von TD anpassen.
Ⅱ Zu erforschende Methoden zum Aufbau von TD-Übertragungsnetzen
Deckt das bestehende Übertragungsnetz bereits den Bedarf für den TD-Netzbau? Muss das Übertragungsnetz neu geplant und gebaut werden? Dies sind Fragen, die Netzwerkplaner und -umsetzer berücksichtigen müssen. Im Folgenden wird das vorhandene Netzwerk mit dem erforderlichen Übertragungsnetzwerk zur Unterstützung von TD verglichen.
Aus Sicht der Standortbereitstellung befinden sich einige TD-Basisstationen aufgrund begrenzter Abdeckungskapazitäten und Planungsmethoden nicht an derselben Adresse wie 2G-Basisstationen.
Die verteilte Basisstationsmethode „BBU + RRU“, die vor allem in dicht besiedelten Gewerbegebieten und olympischen Austragungsorten zum Einsatz kommt, wird zu einem starken Anstieg der Bandbreitennachfrage führen. Einige Bereiche des bestehenden Netzwerks sind jedoch nahezu ausgelastet, sodass es für die verbleibende Bandbreite schwierig wird, den neuen Servicebedarf des TD-Netzwerks zu decken. Darüber hinaus sind aufgrund des dramatischen Anstiegs von 2G- und Großkundendiensten in den letzten Jahren und der plötzlichen und unausgewogenen Natur dieser Dienste „Engpässe“ in der Gesamtplanung des Netzwerks aufgetreten. Obwohl bestimmte regionale Netzwerke über beträchtliche Kapazitäten verfügen, treten Probleme wie die geringe Auslastung der Netzwerkressourcen und die unzureichende Sicherheit der Netzwerkdienste immer stärker in den Vordergrund.
Frühe Übertragungsnetze bieten hauptsächlich 2M-Kanaldienste mit niedrigen Schnittstellenraten und begrenztem Typ. Low-End-Geräten fehlten die Möglichkeit für reibungslose Upgrades und sie verfügten über eine schlechte Verarbeitungskapazität für Datenklassendienste, insbesondere für die Verarbeitung umfangreicher Datendienste mit geringer Effizienz.
Das TD-Netzwerk befindet sich noch in der Erprobungsphase und muss noch in großem Maßstab kommerzialisiert werden. Die kontinuierliche technische Weiterentwicklung, die Modernisierung der Basisstationen und Planungsanpassungen des TD-Netzes werden zu Schwankungen im bestehenden Netz führen und negative Auswirkungen auf bestehende 2G-Dienste und Großkundendienste haben.
Unter Berücksichtigung verschiedener Aspekte wie der Planung des TD-Netzwerkstandorts und der Prognose der TD-Technologieentwicklung wird empfohlen, ein unabhängiges TD-unterstützendes Übertragungsnetz zu planen, wobei der Schwerpunkt auf neuen Netzen und der moderaten Einführung der WDM-Technologie liegen sollte.
III. Langfristiger Entwicklungstrend des TD-Übertragungsnetzes
In den letzten Jahren hat sich die rasante Entwicklung von Datendiensten in der Telekommunikationsbranche und Business IP zu einem wichtigen Trend entwickelt. Daten-Multimedia-Dienste, insbesondere Sprach- und Video-IP, haben erhebliche Fortschritte gemacht, was zu einer schrittweisen Umstellung des Übertragungsnetzes von TDM-basierten Signalträgern auf IP-basierte Signalträger geführt hat.
Derzeit konzentriert sich die technisch ausgereifte und weit verbreitete MSTP-Technologie (Multi-Service Transport Platform) auf die SDH-Plattform. MSTP nutzt die redundanten Schaltkreisressourcen (Zeitschlitze) des SDH-Netzwerks, um eine transparente Übertragung von Datendiensten, insbesondere Ethernet-Diensten, zu realisieren. Aufbauend auf dieser Grundlage entwickelt MSTP seine Funktionalitäten schrittweise weiter und vertieft sie, wie z. B. das Hinzufügen von L2-Switching, eingebetteten RPR-Funktionen und MPLS-Funktionen usw. Mit der Entwicklung von 3G IP und der Reifung verwandter Technologien und Standards sowie der Reife von Pakettransporttechnologie, Standards und Industrieketten hat sich der Aufbau von Metro-Transportnetzen auf Basis der Pakettransporttechnologie, ergänzt durch hochleistungsfähige WDM-Transport-Backbone-Netze (Optical Cross-Connect) auf Basis der bestehenden Glasfasernetzstruktur, zu einer wichtigen Entwicklung entwickelt Trend für die Zukunft, siehe Abbildung 4.
Da der Übergang von TD-Netzwerken zu einer All-IP-Architektur ein langfristiger Prozess ist, wird erwartet, dass die Marktanwendung von MSTP bis 2010 ein gewisses Maß an Stabilität aufrechterhalten wird. Darüber hinaus müssen WDM-Gerätesysteme auch den Anforderungen von Paketen entsprechen Getriebe und erweitern die Service Tragfähigkeit. In diesem Zusammenhang ist IP over WDM eine Richtung, auf die wir achten müssen.
