TD-SCDMA, là một trong những hệ thống tiêu chuẩn thông tin di động thế hệ thứ ba do Trung Quốc đề xuất, đã thu hút sự chú ý của tất cả các bên, đặc biệt là từ ngành công nghiệp trong nước. Các nhà nghiên cứu về mạng truyền dẫn quang quan tâm nhiều hơn đến nhu cầu và tác động của việc xây dựng mạng TD đối với mạng truyền dẫn. Họ xem xét sơ đồ công nghệ mang, hỗ trợ cho các phương pháp xây dựng và lập kế hoạch mạng truyền dẫn, cũng như tích hợp phát triển công nghệ TD với phát triển các công nghệ mạng quang thích ứng với sự phát triển hiện tại và trung và dài hạn của TD.
I. Lựa chọn sơ đồ công nghệ mạng truyền tải TD
Sự phát triển của mạng TD trong thời gian ngắn và trung và dài hạn có thể được chia thành ba giai đoạn: R4, R5 và R6 . Mỗi giai đoạn có giao thức mang dịch vụ, giao diện và khả năng dịch vụ khác nhau. Giao diện mạng Iub phát triển từ E1 thành GE/FE, giao diện Iu-CS phát triển từ STM-N/GE thành GE, giao diện Iu-PS/Nb/Gn/Gi phát triển từ GE thành GE/10GE. Vì vậy, việc xây dựng mạng truyền dẫn TĐ cũng cần căn cứ vào các giai đoạn ứng dụng kỹ thuật khác nhau của 3G mà lựa chọn công nghệ triển khai phù hợp.
Cấu trúc mạng TD-SCDMA được chia thành hai phần chính: UTRAN và CN. RNC (Bộ điều khiển mạng vô tuyến) thường áp dụng cấu trúc dung lượng cao và ít cục hơn, do đó, ở cấp độ mạng truyền dẫn, RNC được nhóm với các nút như MGW, MSC Server, GGSN, SGSN vào lớp lõi của mạng truyền dẫn tàu điện ngầm. Mặt khác, NodeB, nhiều hơn và phân tán hơn, cùng với các dịch vụ 3G từ NodeB đến RNC, có thể được nhóm thành lớp truy cập và lớp hội tụ của mạng truyền tải đô thị. Việc xây dựng UTRAN là một khía cạnh ảnh hưởng đến mạng lưới giao thông tàu điện ngầm.
1. Thảo luận sơ đồ công nghệ mạng truyền tải mang
(1) Sơ đồ công nghệ mang R4 UTRAN
Sau khi phân tích và nghiên cứu, các yêu cầu cơ bản của RAN trong phiên bản TD-SCDMAR4 hiện tại là: Giao diện Iub của thiết bị trạm gốc chủ yếu là IMAE1 và STM-1, được sử dụng chủ yếu để hỗ trợ các ứng dụng dịch vụ thoại và dịch vụ đa phương tiện dữ liệu trong 1 lần đầu tiên. đến 2 năm xây dựng mạng lưới. Thông thường, họ cần cung cấp từ 3 đến 8 liên kết E1. Một số trạm gốc dung lượng lớn, được kết nối với các trạm gốc phụ hoặc thiết bị RF khác bằng công nghệ kéo băng gốc, yêu cầu kết nối thông qua giao diện STM-1 (dung lượng của nó liên quan đến cấu hình mạng thực tế).
Ở giai đoạn hiện tại, sử dụng công nghệ trưởng thành để truyền dẫn dịch vụ là giải pháp ưu tiên cho việc xây dựng mạng truyền dẫn. Điều này liên quan đến việc sử dụng SDH (Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đồng bộ) để truyền dịch vụ nhằm đạt được việc cung cấp dịch vụ chất lượng cao. Cách tiếp cận này mang lại các lợi ích như giảm chi phí, xây dựng mạng nhanh, phân cấp mạng rõ ràng và lớp dịch vụ được tách biệt với lớp truyền dẫn nên dễ quản lý hơn.
(2) Giải pháp công nghệ vòng bi UTRAN dựa trên IP
Phiên bản ban đầu của UTRAN sử dụng công nghệ truyền dẫn ATM và với sự phát triển của công nghệ IP, truyền dẫn IP được giới thiệu như một cơ chế truyền dẫn tùy chọn thứ hai trong đặc tả R5. Điều này cho phép truyền khung mặt phẳng người dùng sử dụng UDP/IP tại giao diện Iur/Iub và RTP/UDP/IP tại giao diện IuCS, ngoài AAL2/ATM.
Để đảm bảo tính linh hoạt trong việc triển khai các giao diện lớp vật lý trong mạng của nhà điều hành, đặc tả kỹ thuật không chỉ định chi tiết các giao diện lớp vật lý. Điều này có nghĩa là không có hạn chế đối với các phương tiện vật lý cơ bản (chẳng hạn như E1/T1/STM-1/Ethernet, v.v.) và việc sử dụng cụ thể phụ thuộc vào chính nhà điều hành. Đối với lớp liên kết dữ liệu, đặc tả yêu cầu các tùy chọn truyền tải IP để hỗ trợ các khung PPP/HDLC, nhưng không loại trừ việc sử dụng các giao thức L2/L1 khác (chẳng hạn như PPPMux/AAL***TM, PPP/AAL2/ATM, Ethernet, MPLS/ATM, v.v.).
Ở giai đoạn này, để cải thiện việc sử dụng băng thông và đảm bảo chất lượng dịch vụ cao cho các dịch vụ thoại, phương pháp truyền tách thoại và dữ liệu được sử dụng để truyền các dịch vụ thoại trong suốt. Bằng cách sử dụng thích hợp các công nghệ như MSTP, MPLS nhúng, RPR và các công nghệ khác, có thể đạt được ghép kênh thống kê băng thông và cách ly bảo mật cho các dịch vụ dữ liệu.
(3) Sơ đồ công nghệ mạng mang truyền dẫn CN
Mạng lõi của hệ thống R4TD dựa trên IP, với các giao diện chủ yếu sử dụng cổng POS tốc độ cao và cổng GE, có thể nâng cấp lên 10GE trong giai đoạn sau. Thiết bị SDH truyền thống có hiệu suất dung lượng thấp và nên sử dụng WDM động (ROADM+GSS) trên lớp SDH để xử lý hiệu quả các dịch vụ hạt lớn, như trong Hình 1.
2. sơ đồ truyền dẫn cáp quang đường dài của trạm gốc để khám phá
ZTE đi đầu trong ngành về công nghệ trạm gốc TD-SCDMA, áp dụng công nghệ trạm gốc TD phân tán (BBU+RRU) thế hệ thứ hai, lần đầu tiên được triển khai trong mạng hiện tại của Thanh Đảo. Giao tiếp giữa BBU và RRU được thực hiện thông qua tín hiệu quang học, mang lại hai ưu điểm sau so với phương pháp truyền thống của các bộ cấp cáp rộng rãi lên đỉnh tháp.
(1) Giải quyết vấn đề dây cáp phức tạp và khó thi công.
(2) BBU và RRU được tách biệt, mang lại sự linh hoạt và thuận tiện cho hệ thống mạng, giúp giải quyết các vấn đề khác nhau liên quan đến phòng máy chủ và nguồn điện.
Thông thường, kết nối cáp quang trực tiếp được sử dụng để truyền giữa BBU và RRU. Tuy nhiên, sau khi phân tích, trong kịch bản ứng dụng trong đó BBU:RRU là 1:N, kết nối mạng với thiết bị phân chia bước sóng thô và thay thế sợi quang trần bằng bước sóng có thể tiết kiệm một lượng lớn tài nguyên sợi quang và nhận ra việc tận dụng và tái sử dụng sợi quang đã được đặt trong Mạng 2G, dẫn đến khả năng mở rộng mạng được cải thiện. Ngoài ra, nó tránh được nhu cầu đặt cáp quang mới ở các khu vực đô thị đông dân cư và đảm bảo xây dựng mạng nhanh chóng. Hình 2 và Hình 3 cho thấy sự so sánh các tác động ứng dụng của sơ đồ kết nối trực tiếp sợi quang và phân chia bước sóng thô trong các môi trường ứng dụng trạm gốc vĩ mô và trạm gốc vi mô, tương ứng.
Tóm lại, mạng truyền dẫn hỗ trợ TD chủ yếu áp dụng công nghệ MSTP để thực hiện truy cập, xử lý và lập lịch cho TDM và các dịch vụ dữ liệu. Ngoài ra, WDM được giới thiệu vừa phải trong lớp lõi và giữa RRU-BBU để đạt được việc truyền và lập lịch trình hiệu quả cho các dịch vụ dữ liệu quy mô lớn trong khi tiết kiệm tài nguyên sợi quang. Giải pháp này có thể đáp ứng nhu cầu xây dựng hiện tại của TĐ đồng thời thích ứng với sự phát triển năng động của TĐ trong trung và dài hạn.
Ⅱ Phương pháp xây dựng mạng truyền dẫn TD để khám phá
Mạng truyền dẫn hiện có đã đáp ứng được nhu cầu xây dựng mạng TD chưa? Có cần thiết phải quy hoạch lại và xây dựng mạng lưới truyền dẫn? Đây là những câu hỏi mà các nhà quy hoạch và triển khai mạng phải xem xét. Sau đây sẽ so sánh mạng hiện tại với mạng truyền dẫn cần thiết để hỗ trợ TD.
Từ quan điểm triển khai trang web, một số trạm gốc TD không được đặt ở cùng địa chỉ với trạm gốc 2G do những hạn chế về khả năng phủ sóng và phương pháp lập kế hoạch.
Phương pháp trạm gốc phân tán “BBU + RRU” chủ yếu được sử dụng trong các khu vực thương mại dày đặc và các địa điểm tổ chức Olympic sẽ dẫn đến nhu cầu băng thông tăng mạnh. Tuy nhiên, một số khu vực của mạng hiện tại đã gần bão hòa, gây khó khăn cho băng thông còn lại để hỗ trợ nhu cầu dịch vụ mới của mạng TD. Ngoài ra, do sự gia tăng mạnh mẽ của 2G và các dịch vụ khách hàng lớn trong vài năm qua cũng như tính chất đột ngột và không cân bằng của các dịch vụ này, đã xuất hiện “các nút thắt cổ chai” trong lịch trình tổng thể của mạng. Mặc dù các mạng khu vực nhất định có dung lượng đáng kể, các vấn đề như sử dụng tài nguyên mạng thấp và bảo mật dịch vụ mạng không đủ ngày càng trở nên nổi bật.
Mạng truyền dẫn ban đầu chủ yếu cung cấp các dịch vụ kênh 2M với tốc độ giao diện thấp và loại hạn chế. Thiết bị cấp thấp thiếu khả năng nâng cấp mượt mà và có khả năng xử lý kém đối với dịch vụ cấp dữ liệu, đặc biệt là xử lý các dịch vụ dữ liệu quy mô lớn với hiệu quả thấp.
Mạng TD vẫn đang trong quá trình thử nghiệm và chưa đạt được thương mại hóa quy mô lớn. Sự phát triển kỹ thuật liên tục, nâng cấp trạm gốc và điều chỉnh kế hoạch của mạng TD sẽ gây ra những biến động trong mạng hiện có và có tác động bất lợi đến các dịch vụ 2G hiện có và các dịch vụ khách hàng lớn.
Có tính đến các khía cạnh khác nhau như lập kế hoạch vị trí mạng TD và dự báo phát triển công nghệ TD, nên lập kế hoạch cho một mạng truyền dẫn hỗ trợ TD độc lập, với các mạng mới là trọng tâm chính và áp dụng vừa phải công nghệ WDM.
III. Xu hướng phát triển dài hạn của mạng truyền dẫn TD
Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ dữ liệu trong ngành viễn thông, kinh doanh IP đã trở thành một xu hướng lớn. Các dịch vụ đa phương tiện dữ liệu, đặc biệt là thoại và video IP, đã có những bước tiến đáng kể, dẫn đến việc chuyển đổi dần mạng truyền dẫn từ vật mang tín hiệu dựa trên TDM sang vật mang tín hiệu dựa trên IP.
Hiện tại, công nghệ MSTP (Nền tảng truyền tải đa dịch vụ) đã trưởng thành về mặt kỹ thuật và được sử dụng rộng rãi nhấn mạnh vào việc dựa vào nền tảng SDH. MSTP sử dụng tài nguyên mạch dự phòng (khe thời gian) của mạng SDH để thực hiện truyền dẫn trong suốt các dịch vụ dữ liệu, đặc biệt là các dịch vụ Ethernet. Dựa trên nền tảng này, MSTP dần dần phát triển các chức năng của nó, chẳng hạn như thêm chuyển mạch L2, chức năng RPR nhúng và chức năng MPLS, v.v. Tuy nhiên, với sự phát triển của 3G IP và sự trưởng thành của các công nghệ và tiêu chuẩn liên quan, cùng với sự trưởng thành của công nghệ vận chuyển gói, các tiêu chuẩn và chuỗi công nghiệp, việc xây dựng các mạng vận chuyển tàu điện ngầm dựa trên công nghệ vận chuyển gói, được bổ sung bởi các mạng đường trục vận chuyển WDM (Kết nối chéo quang) dung lượng cao dựa trên cấu trúc mạng cáp quang hiện có, đã trở thành một bước phát triển quan trọng xu hướng cho tương lai, xem Hình 4.
Vì quá trình chuyển đổi mạng TD sang kiến trúc toàn IP là một quá trình lâu dài, ứng dụng thị trường của MSTP dự kiến sẽ duy trì mức độ ổn định nhất định trước năm 2010. Ngoài ra, các hệ thống thiết bị WDM cũng cần tuân thủ các nhu cầu của gói. truyền dẫn và mở rộng khả năng chịu lực của dịch vụ. Trong bối cảnh đó, IP over WDM là một hướng chúng ta cần quan tâm.
