Dyskusja na temat budowy sieci transmisji optycznej TD-SCDMA

TD-SCDMA, jako jeden z zaproponowanych przez Chiny standardów komunikacji mobilnej trzeciej generacji, przyciągnął uwagę wszystkich stron, zwłaszcza rodzimego przemysłu. Naukowcy zajmujący się optycznymi sieciami transmisyjnymi są bardziej zainteresowani zapotrzebowaniem i wpływem budowy sieci TD na transmisyjną sieć nośną. Rozważają schemat technologii transmisji, wsparcie dla metod planowania i budowy sieci transmisyjnej, a także integrację rozwoju technologii TD z rozwój technologii sieci optycznych w celu dostosowania do obecnego oraz średnio- i długoterminowego rozwoju TD.

I. Wybór schematu technologii sieci na okaziciela transmisji TD

Rozwój sieci TD w bliskiej, średnio- i długoterminowej perspektywie można podzielić na trzy etapy: R4, R5 i R6. Każdy etap ma inny protokół nośnika usługi, interfejsy i możliwości usługi. Interfejs sieciowy Iub ewoluuje od E1 do GE/FE, interfejs Iu-CS ewoluuje od STM-N/GE do GE, interfejs Iu-PS/Nb/Gn/Gi ewoluuje od GE do GE/10GE. Dlatego budowa sieci transmisyjnej TD powinna opierać się również na różnych technicznych etapach aplikacji 3G i wybrać odpowiednią technologię do wdrożenia.

Struktura sieci TD-SCDMA jest podzielona na dwie główne części: UTRAN i CN. RNC (Kontroler sieci radiowej) generalnie przyjmuje konstrukcję o dużej pojemności i mniejszej liczbie biur, więc na poziomie sieci transmisyjnej RNC jest zgrupowany z węzłami takimi jak MGW, serwer MSC, GGSN, SGSN w warstwie rdzeniowej sieci transmisyjnej metra. Z drugiej strony NodeB, który jest bardziej liczny i rozproszony, wraz z usługami 3G od NodeB do RNC można pogrupować w warstwę dostępową i warstwę konwergencji sieci transmisyjnej metra. Budowa sieci UTRAN jest jednym z aspektów wpływających na sieć transportową metra.

1. Omówienie schematu technologii sieci transmisyjnych na okaziciela

(1) Schemat technologii nośnika R4 UTRAN

Po analizie i badaniach podstawowe wymagania RAN w obecnej wersji TD-SCDMAR4 są następujące: Interfejsy Iub urządzeń stacji bazowych to głównie IMAE1 i STM-1, które są wykorzystywane głównie do obsługi aplikacji usług głosowych i usług danych multimedialnych w okresie początkowej 1 do 2 lat budowy sieci. Zazwyczaj muszą zapewnić od 3 do 8 łączy E1. Kilka stacji bazowych o dużej przepustowości, które są połączone z innymi stacjami bazowymi lub jednostkami RF z wykorzystaniem technologii baseband pull, wymaga połączenia przez interfejs STM-1 (jego przepustowość jest związana z rzeczywistą konfiguracją sieci).

Na obecnym etapie preferowanym rozwiązaniem przy budowie sieci przesyłowych jest wykorzystanie dojrzałej technologii do transmisji usług. Wiąże się to z wykorzystaniem SDH (synchroniczna hierarchia cyfrowa) do transmisji usług w celu osiągnięcia wysokiej jakości świadczenia usług. Takie podejście oferuje korzyści, takie jak redukcja kosztów, szybka budowa sieci, przejrzysta hierarchia sieci oraz oddzielenie warstwy usługowej od warstwy transmisyjnej, co ułatwia zarządzanie.

(2) Rozwiązania technologii łożysk UTRAN oparte na protokole IP

Początkowa wersja UTRAN wykorzystywała technologię transmisji ATM, a wraz z rozwojem technologii IP transmisja IP została wprowadzona jako drugi opcjonalny mechanizm transmisji w specyfikacji R5. Pozwala to na transmisję ramek płaszczyzny użytkownika przy użyciu UDP/IP na interfejsie Iur/Iub i RTP/UDP/IP na interfejsie IuCS, oprócz AAL2/ATM.

Aby zapewnić elastyczność w implementacji interfejsów warstwy fizycznej w sieci operatora, specyfikacja nie określa szczegółowo interfejsów warstwy fizycznej. Oznacza to, że nie ma żadnych ograniczeń dotyczących bazowych nośników fizycznych (takich jak E1/T1/STM-1/Ethernet itp.), a konkretne zastosowanie zależy od samego operatora. W przypadku warstwy łącza danych specyfikacja wymaga opcji transportu IP w celu obsługi ramek PPP/HDLC, ale nie wyklucza użycia innych protokołów L2/L1 (takich jak PPPMux/AAL***TM, PPP/AAL2/ATM, Ethernet, MPLS/ATM itp.).

 Na tym etapie, w celu poprawy wykorzystania pasma i zapewnienia wysokiej jakości usług głosowych, do przejrzystej transmisji usług głosowych stosuje się podejście transmisyjne z separacją głosu i danych. Dzięki odpowiedniemu wykorzystaniu technologii, takich jak MSTP, wbudowany MPLS, RPR i inne, można osiągnąć multipleksowanie statystyk przepustowości i izolację bezpieczeństwa usług danych.

(3) Schemat technologii sieci na okaziciela transmisji CN

Sieć rdzeniowa systemu R4TD została oparta na protokole IP, z interfejsami wykorzystującymi głównie szybkie porty POS i porty GE, które na późniejszych etapach można rozbudować do 10GE. Tradycyjny sprzęt SDH ma niską wydajność i zaleca się wprowadzenie dynamicznego WDM (ROADM + GSS) na wierzchu warstwy SDH, aby wydajnie obsługiwać usługi o dużym ziarnie, jak pokazano na rysunku 1.

2. schemat transmisji światłowodowej stacji bazowej na duże odległości do zbadania

Co to jest sieć centrum danych? Jak zarządzać siecią centrum danychNapisane przez AscentOptics
30 maja 2023 r.

ZTE jest liderem branży w technologii stacji bazowych TD-SCDMA, przyjmując technologię rozproszonych stacji bazowych TD drugiej generacji (BBU+RRU), która została po raz pierwszy wdrożona w istniejącej sieci Qingdao. Komunikacja między BBU i RRU odbywa się za pomocą sygnałów optycznych, co zapewnia dwie zalety w porównaniu z tradycyjną metodą rozległych doprowadzeń kabli na szczyt wieży.

(1) Rozwiązanie problemu skomplikowanych kabli i trudnej konstrukcji.

(2) BBU i RRU są rozdzielone, zapewniając elastyczność i wygodę w sieci, co rozwiązuje różne problemy związane z serwerowniami i zasilaniem.

Zwykle do transmisji pomiędzy BBU a RRU wykorzystywane jest bezpośrednie łącze światłowodowe. Jednak po analizie, w scenariuszu aplikacji, w którym BBU:RRU wynosi 1:N, połączenie sieciowe ze sprzętem do zgrubnego podziału długości fali i zastąpienie gołego włókna długością fali może zaoszczędzić dużą ilość zasobów światłowodowych i zrealizować wykorzystanie i ponowne wykorzystanie światłowodu już ułożonego sieci 2G, co skutkuje lepszą skalowalnością sieci. Ponadto pozwala uniknąć konieczności układania nowych kabli światłowodowych w gęsto zaludnionych obszarach miejskich i zapewnia szybką budowę sieci. Rysunek 2 i Rysunek 3 przedstawiają porównanie efektów stosowania bezpośredniego połączenia światłowodowego i schematów zgrubnego podziału długości fali odpowiednio w środowiskach zastosowań makro stacji bazowych i mikro stacji bazowych.

Podsumowując, sieć transmisyjna wspierająca TD przyjmuje głównie technologię MSTP w celu realizacji dostępu, przetwarzania i planowania usług TDM i danych. Dodatkowo WDM jest wprowadzany umiarkowanie w warstwie rdzeniowej oraz pomiędzy RRU-BBU w celu osiągnięcia wydajnej transmisji i planowania usług danych na dużą skalę przy jednoczesnej oszczędności zasobów światłowodowych. To rozwiązanie może zaspokoić obecne zapotrzebowanie budowlane TD, a także dostosować się do dynamicznego rozwoju TD w perspektywie średnio- i długoterminowej.

Ⅱ Metody budowy sieci transmisyjnej TD do zbadania

Czy istniejąca sieć przesyłowa zaspokaja już zapotrzebowanie na budowę sieci TD? Czy konieczne jest przeprojektowanie i budowa sieci przesyłowej? Są to pytania, które planiści sieci i realizatorzy muszą wziąć pod uwagę. Poniżej porównamy istniejącą sieć z wymaganą siecią transmisyjną do obsługi TD.

Z punktu widzenia lokalizacji, niektóre stacje bazowe TD nie są zlokalizowane pod tym samym adresem, co stacje bazowe 2G ze względu na ograniczenia zasięgu i metod planowania.

Metoda rozproszonej stacji bazowej „BBU + RRU”, stosowana głównie w gęsto zaludnionych obszarach handlowych i obiektach olimpijskich, doprowadzi do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na przepustowość. Jednak niektóre obszary istniejącej sieci są bliskie nasycenia, co sprawia, że ​​pozostała przepustowość jest trudna do zaspokojenia nowego zapotrzebowania na usługi sieci TD. Ponadto, ze względu na dramatyczny wzrost usług 2G i usług dla dużych klientów w ciągu ostatnich kilku lat oraz nagły i niezrównoważony charakter tych usług, w ogólnym harmonogramie sieci pojawiły się „wąskie gardła”. Pomimo tego, że niektóre sieci regionalne mają znaczną przepustowość, problemy takie jak niskie wykorzystanie zasobów sieciowych i niewystarczające bezpieczeństwo usług sieciowych stają się coraz bardziej widoczne.

Wczesna sieć transmisyjna zapewnia głównie usługi kanału 2M z niskimi szybkościami interfejsu i ograniczonym typem. Sprzęt z niższej półki nie miał możliwości płynnej aktualizacji i miał słabą zdolność przetwarzania do usług klasy danych, szczególnie do obsługi usług danych na dużą skalę przy niskiej wydajności.

Sieć TD nadal ma charakter próbny i nie osiągnęła jeszcze komercjalizacji na dużą skalę. Ciągła ewolucja techniczna, modernizacje stacji bazowych i dostosowania planowania sieci TD spowodują fluktuacje w istniejącej sieci i będą miały negatywny wpływ na istniejące usługi 2G i duże usługi dla klientów.

Biorąc pod uwagę różne aspekty, takie jak planowanie lokalizacji sieci TD i prognoza rozwoju technologii TD, zaleca się zaplanowanie niezależnej sieci transmisyjnej wspierającej TD, z głównym naciskiem na nowe sieci i umiarkowane przyjęcie technologii WDM.

III. Długookresowy trend rozwoju sieci transmisyjnej TD

W ostatnich latach gwałtowny rozwój usług transmisji danych w branży telekomunikacyjnej, biznes IP stał się głównym trendem. Multimedialne usługi transmisji danych, zwłaszcza głosowe i wideo IP, poczyniły znaczne postępy, czego efektem jest stopniowa transformacja sieci transmisyjnej z nośnika sygnału opartego na TDM na nośnik sygnału oparty na protokole IP.

Obecnie dojrzała technicznie i szeroko stosowana technologia MSTP (Multi-Service Transport Platform) kładzie nacisk na oparcie się na platformie SDH. MSTP wykorzystuje redundantne zasoby obwodów (szczelin czasowych) sieci SDH do realizacji przejrzystej transmisji usług danych, w szczególności usług Ethernet. Opierając się na tym fundamencie, MSTP stopniowo ewoluuje i pogłębia swoje funkcjonalności, takie jak dodawanie przełączania L2, wbudowanych funkcji RPR i funkcji MPLS itp. Jednak wraz z ewolucją 3G IP i dojrzewaniem powiązanych technologii i standardów, wraz z dojrzałością technologia transportu pakietów, standardy i łańcuchy branżowe, ważnym wydarzeniem stała się budowa sieci transportu metra w oparciu o technologię transportu pakietów, uzupełniona o szkieletowe sieci transportowe WDM (Optical Cross-Connect) o dużej przepustowości w oparciu o istniejącą strukturę sieci światłowodowej trend na przyszłość, zob. wykres 4.

Architektura sieci centrum danychNapisane przez AscentOptics
30 maja 2023 r.

Ponieważ przejście sieci TD na architekturę all-IP jest procesem długotrwałym, oczekuje się, że rynkowe zastosowanie MSTP utrzyma pewien poziom stabilności przed 2010 r. Ponadto systemy sprzętowe WDM muszą również spełniać wymagania transmisję i rozszerzyć nośność usługi. W tym kontekście IP over WDM to kierunek, na który musimy zwrócić uwagę.