Το TD-SCDMA, ως ένα από τα τυποποιημένα συστήματα κινητής επικοινωνίας τρίτης γενιάς που προτείνει η Κίνα, έχει προσελκύσει την προσοχή όλων των μερών, ειδικά από την εγχώρια βιομηχανία. Οι ερευνητές στα δίκτυα οπτικής μετάδοσης ανησυχούν περισσότερο για τη ζήτηση και τον αντίκτυπο της κατασκευής του δικτύου TD στο δίκτυο φέροντος μετάδοσης. Λαμβάνουν υπόψη το σύστημα τεχνολογίας φορέα, την υποστήριξη για τον σχεδιασμό και τις μεθόδους κατασκευής του δικτύου μεταφοράς, καθώς και την ενσωμάτωση της ανάπτυξης τεχνολογίας TD με το ανάπτυξη τεχνολογιών οπτικών δικτύων για προσαρμογή στην τρέχουσα και μεσοπρόθεσμη έως μακροπρόθεσμη ανάπτυξη της TD.
I. Επιλογή σχεδίου τεχνολογίας δικτύου φορέα μετάδοσης TD
Η ανάπτυξη του δικτύου TD βραχυπρόθεσμα και μεσοπρόθεσμα έως μακροπρόθεσμα μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια: R4, R5 και R6. Κάθε στάδιο έχει διαφορετικό πρωτόκολλο κομιστή υπηρεσίας, διεπαφές και χωρητικότητες εξυπηρέτησης. Η διεπαφή δικτύου Iub εξελίσσεται από E1 σε GE/FE, η διεπαφή Iu-CS εξελίσσεται από STM-N/GE σε GE, η διεπαφή Iu-PS/Nb/Gn/Gi εξελίσσεται από GE σε GE/10GE. Επομένως, η κατασκευή του δικτύου μεταφοράς TD θα πρέπει επίσης να βασίζεται στα διαφορετικά στάδια τεχνικής εφαρμογής του 3G και να επιλέξει την κατάλληλη τεχνολογία για υλοποίηση.
Η δομή του δικτύου TD-SCDMA χωρίζεται σε δύο κύρια μέρη: UTRAN και CN. Το RNC (Ραδιοφωνικός Ελεγκτής Δικτύου) υιοθετεί γενικά κατασκευή υψηλής χωρητικότητας και μικρότερης χωρητικότητας γραφείων, επομένως σε επίπεδο δικτύου μετάδοσης, το RNC ομαδοποιείται με κόμβους όπως MGW, MSC Server, GGSN, SGSN στο βασικό στρώμα του δικτύου μετάδοσης του μετρό. Από την άλλη πλευρά, το NodeB, το οποίο είναι πιο πολυάριθμο και διάσπαρτο, μαζί με τις υπηρεσίες 3G από το NodeB στο RNC μπορούν να ομαδοποιηθούν στο επίπεδο πρόσβασης και στο επίπεδο σύγκλισης του δικτύου μεταφοράς του μετρό. Η κατασκευή του UTRAN είναι μια πτυχή που επηρεάζει το δίκτυο μεταφορών του μετρό.
1. Συζήτηση για το σύστημα τεχνολογίας δικτύου φορέα μετάδοσης
(1) Σύστημα τεχνολογίας φορέα R4 UTRAN
Μετά από ανάλυση και έρευνα, οι βασικές απαιτήσεις του RAN στην τρέχουσα έκδοση TD-SCDMAR4 είναι: Οι διεπαφές Iub του εξοπλισμού σταθμών βάσης είναι κυρίως IMAE1 και STM-1, οι οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως για την υποστήριξη εφαρμογών φωνητικών υπηρεσιών και υπηρεσιών πολυμέσων δεδομένων κατά την αρχική 1 έως 2 χρόνια κατασκευής δικτύου. Συνήθως, πρέπει να παρέχουν 3 έως 8 συνδέσμους E1. Μερικοί σταθμοί βάσης μεγάλης χωρητικότητας, οι οποίοι συνδέονται με άλλους υποσταθμούς βάσης ή μονάδες ραδιοσυχνοτήτων χρησιμοποιώντας τεχνολογία έλξης ζώνης βάσης, απαιτούν σύνδεση μέσω της διεπαφής STM-1 (η χωρητικότητά της σχετίζεται με την πραγματική διαμόρφωση δικτύου).
Στην παρούσα φάση, η χρήση ώριμης τεχνολογίας για τη μετάδοση υπηρεσιών είναι η προτιμώμενη λύση για την κατασκευή δικτύου μεταφοράς. Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση SDH (Synchronous Digital hierarchy) για μετάδοση υπηρεσιών για την επίτευξη παροχής υπηρεσιών υψηλής ποιότητας. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει πλεονεκτήματα όπως μείωση κόστους, γρήγορη κατασκευή δικτύου, σαφή ιεραρχία δικτύου και το επίπεδο υπηρεσίας διαχωρίζεται από το επίπεδο μετάδοσης, καθιστώντας ευκολότερη τη διαχείρισή του.
(2) Λύσεις τεχνολογίας ρουλεμάν UTRAN βασισμένες σε IP
Η αρχική έκδοση του UTRAN χρησιμοποιούσε τεχνολογία μετάδοσης ATM και με την ανάπτυξη της τεχνολογίας IP, η μετάδοση IP εισήχθη ως δεύτερος προαιρετικός μηχανισμός μετάδοσης στις προδιαγραφές R5. Αυτό επιτρέπει τη μετάδοση πλαισίων επιπέδου χρήστη χρησιμοποιώντας UDP/IP στη διεπαφή Iur/Iub και RTP/UDP/IP στη διεπαφή IuCS, επιπλέον του AAL2/ATM.
Για να διασφαλιστεί η ευελιξία στην υλοποίηση διεπαφών φυσικών επιπέδων στο δίκτυο του χειριστή, η προδιαγραφή δεν καθορίζει λεπτομερώς τις διεπαφές φυσικών επιπέδων. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχουν περιορισμοί στα υποκείμενα φυσικά μέσα (όπως E1/T1/STM-1/Ethernet, κ.λπ.), και η συγκεκριμένη χρήση εξαρτάται από τον ίδιο τον χειριστή. Για το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, η προδιαγραφή απαιτεί επιλογές μεταφοράς IP για την υποστήριξη πλαισίων PPP/HDLC, αλλά δεν αποκλείει τη χρήση άλλων πρωτοκόλλων L2/L1 (όπως PPPMux/AAL***TM, PPP/AAL2/ATM, Ethernet, MPLS/ATM, κ.λπ.).
Σε αυτό το στάδιο, προκειμένου να βελτιωθεί η χρήση του εύρους ζώνης και να διασφαλιστεί η υψηλή ποιότητα υπηρεσιών για υπηρεσίες φωνής, χρησιμοποιείται μια προσέγγιση μετάδοσης διαχωρισμού φωνής και δεδομένων για διαφανή μετάδοση φωνητικών υπηρεσιών. Κάνοντας κατάλληλη χρήση τεχνολογιών όπως το MSTP, το ενσωματωμένο MPLS, το RPR και άλλες, μπορεί να επιτευχθεί πολυπλεξία στατιστικών εύρους ζώνης και απομόνωση ασφάλειας για υπηρεσίες δεδομένων.
(3) Σύστημα τεχνολογίας δικτύου φορέα μετάδοσης ΣΟ
Το κεντρικό δίκτυο του συστήματος R4TD βασίζεται σε IP, με διεπαφές που χρησιμοποιούν κυρίως θύρες POS υψηλής ταχύτητας και θύρες GE, οι οποίες μπορούν να αναβαθμιστούν σε 10 GE στα επόμενα στάδια. Ο παραδοσιακός εξοπλισμός SDH έχει χαμηλή απόδοση χωρητικότητας και συνιστάται η εισαγωγή δυναμικού WDM (ROADM+GSS) πάνω από το στρώμα SDH για αποτελεσματικό χειρισμό υπηρεσιών μεγάλων κόκκων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.
2. Σχέδιο μετάδοσης οπτικών ινών σε μεγάλες αποστάσεις σταθμού βάσης για εξερεύνηση
Η ZTE βρίσκεται στην πρώτη γραμμή του κλάδου στην τεχνολογία σταθμών βάσης TD-SCDMA, υιοθετώντας την τεχνολογία κατανεμημένων σταθμών βάσης TD δεύτερης γενιάς (BBU+RRU), η οποία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στο υπάρχον δίκτυο του Qingdao. Η επικοινωνία μεταξύ BBU και RRU γίνεται μέσω οπτικών σημάτων, προσφέροντας τα ακόλουθα δύο πλεονεκτήματα σε σχέση με την παραδοσιακή μέθοδο των εκτεταμένων καλωδιακών τροφοδοτών στην κορυφή του πύργου.
(1) Επίλυση του προβλήματος των περίπλοκων καλωδίων και της δύσκολης κατασκευής.
(2) Το BBU και το RRU διαχωρίζονται, παρέχοντας ευελιξία και βολικό στο δίκτυο, το οποίο επιλύει διάφορα προβλήματα που σχετίζονται με τα δωμάτια διακομιστών και την παροχή ρεύματος.
Συνήθως, η απευθείας σύνδεση οπτικών ινών χρησιμοποιείται για μετάδοση μεταξύ BBU και RRU. Ωστόσο, μετά από ανάλυση, στο σενάριο εφαρμογής όπου το BBU:RRU είναι 1:N, η δικτύωση με εξοπλισμό διαίρεσης χονδροειδούς μήκους κύματος και η αντικατάσταση γυμνών ινών με μήκος κύματος μπορεί να εξοικονομήσει μεγάλο αριθμό πόρων οπτικών ινών και να πραγματοποιήσει τη χρήση και επαναχρησιμοποίηση της ίνας που έχει ήδη τοποθετηθεί Δίκτυο 2G, με αποτέλεσμα τη βελτιωμένη επεκτασιμότητα του δικτύου. Επιπλέον, αποφεύγει την ανάγκη τοποθέτησης νέων καλωδίων οπτικών ινών σε πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές και εξασφαλίζει ταχεία κατασκευή δικτύου. Το Σχήμα 2 και το Σχήμα 3 δείχνουν τη σύγκριση των επιπτώσεων της εφαρμογής της απευθείας σύνδεσης ινών και των σχημάτων διαίρεσης χονδροειδούς μήκους κύματος σε περιβάλλοντα εφαρμογής μακροσταθμού βάσης και μικροσταθμού βάσης, αντίστοιχα.
Συνοπτικά, το υποστηρικτικό δίκτυο μετάδοσης TD υιοθετεί κυρίως την τεχνολογία MSTP για την πραγματοποίηση πρόσβασης, επεξεργασίας και προγραμματισμού υπηρεσιών TDM και δεδομένων. Επιπλέον, το WDM εισάγεται μετρίως στο βασικό επίπεδο και μεταξύ RRU-BBU για την επίτευξη αποτελεσματικής μετάδοσης και προγραμματισμού υπηρεσιών δεδομένων μεγάλης κλίμακας, εξοικονομώντας παράλληλα πόρους οπτικών ινών. Αυτή η λύση μπορεί να καλύψει την τρέχουσα κατασκευαστική ζήτηση της TD και επίσης να προσαρμοστεί στη δυναμική ανάπτυξη της TD μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα.
Ⅱ Μέθοδοι κατασκευής δικτύου μεταφοράς TD προς διερεύνηση
Το υπάρχον δίκτυο μεταφοράς ανταποκρίνεται ήδη στη ζήτηση για κατασκευή δικτύου TD; Είναι απαραίτητος ο επανασχεδιασμός και η κατασκευή του δικτύου μεταφοράς; Αυτά είναι ερωτήματα που πρέπει να λάβουν υπόψη οι σχεδιαστές και οι υλοποιητές του δικτύου. Στη συνέχεια θα γίνει σύγκριση του υπάρχοντος δικτύου με το απαιτούμενο δίκτυο μεταφοράς για υποστήριξη TD.
Από την άποψη της ανάπτυξης τοποθεσίας, ορισμένοι σταθμοί βάσης TD δεν βρίσκονται στην ίδια διεύθυνση με τους σταθμούς βάσης 2G λόγω των περιορισμών της χωρητικότητας κάλυψης και των μεθόδων προγραμματισμού.
Η μέθοδος κατανεμημένου σταθμού βάσης «BBU + RRU» που χρησιμοποιείται κυρίως σε πυκνές εμπορικές περιοχές και ολυμπιακούς χώρους θα οδηγήσει σε απότομη αύξηση της ζήτησης εύρους ζώνης. Ωστόσο, ορισμένες περιοχές του υπάρχοντος δικτύου είναι κοντά στον κορεσμό, γεγονός που καθιστά δύσκολο για το υπόλοιπο εύρος ζώνης να υποστηρίξει τη νέα ζήτηση υπηρεσιών του δικτύου TD. Επιπλέον, λόγω της δραματικής αύξησης του 2G και των μεγάλων υπηρεσιών πελατών τα τελευταία χρόνια και της ξαφνικής και μη ισορροπημένης φύσης αυτών των υπηρεσιών, έχουν εμφανιστεί «σημεία συμφόρησης» στον συνολικό προγραμματισμό του δικτύου. Παρά το γεγονός ότι ορισμένα περιφερειακά δίκτυα έχουν σημαντική χωρητικότητα, ζητήματα όπως η χαμηλή χρήση πόρων δικτύου και η ανεπαρκής ασφάλεια των υπηρεσιών δικτύου γίνονται όλο και πιο εμφανή.
Το δίκτυο πρώιμης μετάδοσης παρέχει κυρίως υπηρεσίες καναλιών 2M με χαμηλούς ρυθμούς διεπαφής και περιορισμένο τύπο. Ο εξοπλισμός χαμηλού επιπέδου δεν είχε την ικανότητα για ομαλές αναβαθμίσεις και είχε κακή ικανότητα επεξεργασίας για υπηρεσία κλάσης δεδομένων, ιδιαίτερα για το χειρισμό υπηρεσιών δεδομένων μεγάλης κλίμακας με χαμηλή απόδοση.
Το δίκτυο TD εξακολουθεί να είναι δοκιμαστικό και δεν έχει ακόμη φτάσει σε μεγάλη κλίμακα εμπορευματοποίησης. Η συνεχής τεχνική εξέλιξη, οι αναβαθμίσεις του σταθμού βάσης και οι προσαρμογές προγραμματισμού του δικτύου TD θα επιφέρουν διακυμάνσεις στο υπάρχον δίκτυο και θα έχουν αρνητικές επιπτώσεις στις υπάρχουσες υπηρεσίες 2G και στις μεγάλες υπηρεσίες πελατών.
Λαμβάνοντας υπόψη διάφορες πτυχές όπως ο σχεδιασμός τοποθεσίας δικτύου TD και η πρόβλεψη ανάπτυξης τεχνολογίας TD, συνιστάται ο σχεδιασμός ενός ανεξάρτητου δικτύου μετάδοσης που υποστηρίζει TD, με κύρια εστίαση τα νέα δίκτυα και τη μέτρια υιοθέτηση της τεχνολογίας WDM.
III. Μακροπρόθεσμη αναπτυξιακή τάση δικτύου μεταφοράς TD
Τα τελευταία χρόνια, η ταχεία ανάπτυξη των υπηρεσιών δεδομένων στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών, επιχειρηματική IP έχει γίνει μια σημαντική τάση. Οι υπηρεσίες πολυμέσων δεδομένων, ιδίως η IP φωνής και βίντεο, έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο, με αποτέλεσμα τη σταδιακή μετατροπή του δικτύου μετάδοσης από φορέα σήματος που βασίζεται σε TDM σε φορέα σήματος που βασίζεται σε IP.
Επί του παρόντος, η τεχνικά ώριμη και ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία MSTP (Multi-Service Transport Platform) δίνει έμφαση στη βάση της πλατφόρμας SDH. Το MSTP χρησιμοποιεί τους πλεονάζοντες πόρους κυκλώματος (χρονοθυρίδας) του δικτύου SDH για να πραγματοποιήσει διαφανή μετάδοση υπηρεσιών δεδομένων, ειδικά των υπηρεσιών Ethernet. Βασιζόμενο σε αυτό το θεμέλιο, το MSTP εξελίσσει σταδιακά τις λειτουργίες του, όπως η προσθήκη εναλλαγής L2, ενσωματωμένων λειτουργιών RPR και λειτουργιών MPLS κ.λπ. Ωστόσο, με την εξέλιξη της IP 3G και την ωρίμανση των σχετικών τεχνολογιών και προτύπων, μαζί με την τεχνολογία μεταφοράς πακέτων, πρότυπα και βιομηχανικές αλυσίδες, η κατασκευή δικτύων μεταφοράς μετρό που βασίζονται στην τεχνολογία μεταφοράς πακέτων, συμπληρωμένα με δίκτυα κορμού μεταφοράς WDM (Optical Cross-Connect) υψηλής χωρητικότητας που βασίζονται στην υπάρχουσα δομή δικτύου οπτικών ινών, έχει γίνει μια σημαντική εξέλιξη τάση για το μέλλον, βλέπε Εικόνα 4.
Καθώς η μετάβαση των δικτύων TD σε μια αρχιτεκτονική αποκλειστικά IP είναι μια μακροπρόθεσμη διαδικασία, η εφαρμογή του MSTP στην αγορά αναμένεται να διατηρήσει ένα ορισμένο επίπεδο σταθερότητας πριν από το 2010. Επιπλέον, τα συστήματα εξοπλισμού WDM πρέπει επίσης να συμμορφώνονται με τις ανάγκες των πακέτων μετάδοση και επέκταση της φέρουσας ικανότητας υπηρεσίας. Σε αυτό το πλαίσιο, η IP μέσω WDM είναι μια κατεύθυνση που πρέπει να δώσουμε προσοχή.
