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移动回传网络承载技术研究

2020-01-30 来源:好走旅游网
第32卷第2期 Shandong Communicat山东通信技术 ion Technology V01-32 NO.2 2012年6月 Jun.2012 移动回传网络承载技术研究 连建t潘春芳2 (1南京信雅达通信工程有限公司,南京210046 2中国铁通盐城分公司。盐城224000) 摘要:随着移动通信进入3(3时代。移动回传网的承载问题日益受到业界关注。本文介绍了移动回传网在传送和承载 方面的新需求,探讨了MSTP、PTN和IP/MPLS三种无线基站回传技术方案,对移动回传网的设计具有一定参 考价值。 关键词:移动回传MSTP PrrN MPLS 1引言 配置能力,所提供的网元应该是大容量的网元,以便 减少网元数量及随后带来的维护、运营成本。为了支 随着移动通信技术的迅猛发展、3G网络的大规 持大容量传输,可以使用模块化的设计,使运营商能 模部署建设以及LTE网络的逐步商用,移动承载网 根据实际容量需求进行配置,拓展性强,易于使用各 络将逐步从核心层到接入层实现端到端全 化.这 种网络规模,并消除网络启动阶段在硬件方面超频投 对移动回传网提出了新的要求和挑战。移动回传网规 资的顾虑。 模庞大、场景复杂,其II,化改造已成为整个移动网络 (2)网络可靠性、可用性:3G业务包括移动数据 All II,转型过程中最为关键的一环。目前3 3G、移 业务和话音业务。其可靠性要求高于一般的数据网 动互联网以及全 趋势的发展都对移动回传的承载 络,因此3G传输网络必须具有运营级的保护能力, 网络提出了更高要求. 化的业务呈现出带宽突发 提供较高的可靠性。在移动信息社会的演进中,不断 性、峰均值比很高等特点:而传统基于电路交换的 增加的丰富多样的服务迫切需要移动互联网的支持。 MSTP传送网以刚性管道为特质。所以不能很好地满 为确保服务的安全性。3G网络解决方案势在必行。3G 足分组业务的传送需求。如何构建一个能承载多种新 网络在向全口的演进过程中,不仅带来了许多益处, 旧业务、易于扩展、可靠且低OPEX和CAPEX的移 也形成了许多新的网络安全威胁.因此有必要保证网 动回传网,是电信运营商要认真考虑的问题。 络的安全性 (3)网络的扩展性:3G的发展和数据业务的增 2移动回传网的新需求 加,将对3G传输容量产生更大需求,要求承载网在 满足目前容量的基础上,能具有良好的可扩展性,以 业务的 化导致了传送层的分组化。为适应这 更好地保护原有网络投资。 一变化。移动回传网对传送层的功能提出了新的要 (4)多业务支持能力:融合网络中有互联网、语 求。具体包括: 音、视频等业务,各种业务对于QoS的要求不尽相 (1)大容量高效传送:电信网络已从原来的单一 同,所以传送层必须提供多种差异化服务,并保障它 话音应用转到同时提供话音、数据及多媒体等应用的 们的QoS。3G网络的发展趋势是全口化,因此需要 多重播放业务环境。为保证网络运营的稳定和有效 3G传输网络具备多业务支持能力,以有效满足不同 性,应具有100%的TDM到100%的分组业务的灵活 的基站传输要求。 (5)可管理性:随着3G业务的开展和网络的广 第2期 连建等:移动回传网络承载技术研究 24 覆盖.3G传输网络将逐渐演进为庞大的多业务传送 RNC设备的GE接口上。该方案的优点是业务配置简 业务与2M完全一样,中间节点时隙转接,便于处 网络.良好的管理能力将能有效节约网络运营维护成 单。本。OAM机制不仅要预防网络故障的发生,而且要实 理基站负荷分担及归属调整所带来的电路调整问题; 缺点是一个RNC管理100多个基站,一次汇聚对中 心节点及其以太网盘压力极大,对骨干节点低阶交叉 现对网络故障的迅速诊断和定位,以最终提高网络的 可用性和用户服务质量。 (6)满足同步定时要求的时钟质量:无线网络对 于时钟同步的要求有两个级别——频率同步和时间 同步。基于FDD模式的无线系统(如WCDMA)需要 容量要求高。同时,该方案在MSTP网络中为全程透 传.不进行带宽收敛,因此消耗网络带宽较严重。 (2)二级汇聚+收敛方案 各节点之间保持频率同步即可:而基于TDD模式的 无线系统,包括CDMA2000和TD。SCDMA.则需要 更为严格的时间同步。以确保小区切换能够顺利完 成。目前,频率同步可通过地面时钟信号分配解决,而 时间同步则需要由GPS提供。在传送网设计时,时钟 同步具有重要意义。 3移动回传网络技术方案的选择 3.1 MSTP技术方案 从传送网的现状来看,2G的基站回传主要解决 2M、STM.1等TDM接口的传输需求。SDH技术在过 去十多年中提供了完善的解决方案.3G IP化的发展 趋势则对传送网提出了多种需求。在数据业务不多的 初期,可以考虑继续采用MSTP技术来构建3G回传 网络,通过充分利用现有网络、增加部分数据板卡即 可实现。在数据业务量不大的情况下,对于带宽需求 和汇聚收敛方面的要求并不高.可以通过MSTP的数 据板卡实现透传和部分汇聚收敛,以满足网络的传送 需求。但是.MSTP的解决方案还是存在采用VC刚 性管道承载分组业务、汇聚比受限、统计复用效率不 高的问题,在数据业务量逐步增大的情况下,这种方 案必然会受到一定的限制。 为满足MSTP承载3G数据业务的端口汇聚收 敛需求,根据MSTP采用的技术类型和组网方式.可 分为以下两种方式: (1)一级汇聚+透传方案 基站业务通过n*VC12直接透传至核心节点进 行汇聚。要求在基站侧配置以太网透传板卡.在核心 节点配置大汇聚比的以太网汇聚板卡.将通向相同 RNC的多个基站业务(VC.12级联组)。汇聚到连接 基站侧配置接入以太网透传盘,RNC侧和汇聚 节点配置汇聚型以太网盘。基站业务通过n*VC12透 传至汇聚节点进行一级汇聚。汇聚成GE接口;再通 过VC3厂、,C4的n VC级联通道传送到核心节点,在 核心节点将多个汇聚节点的业务进行二级汇聚,通过 GE接口传送给RNC。优点是减轻了核心层EOS单 板汇聚和配置的压力,汇聚层可进行一定的带宽收 敛,节省了汇聚层、核心层带宽;缺点是业务配置复 杂,尤其是基站更改归属RNC时调整复杂。 综上,EOS一级汇聚+透传方案成本低.业务配 置简单,但对核心节点的低阶交叉和汇聚比要求高, 受到MSTP设备的汇聚比能力限制.网络可扩展性较 差,适用于3G发展初期的小型城市、且每个RNC带 基站数量较少的场景。EOS二级汇聚+收敛方案通过 汇聚节点分担核心节点的汇聚比和低阶交叉压力.汇 聚收敛能力较强,可以满足3G建设期的数据业务需 求,但业务配置和调整稍复杂,成本略高于前者,适合 大中型城市、基站数据业务量较大的场景。 3.2 PTN组网方案 3.2.1 PTN组网思路 PTN组网可以与原有城域传送网混合组网,也可 以独立组网。 混合组网是指将新、老平面的网络混合在同一张 网上,可以首先在汇聚层采用PTN代替MSTP,然后 逐步在接人层采用PTN替代MSTP:也可以将PTN 设备从有II,业务接人需求的接人层引入.组建GE 环,随着II,业务的深入,在汇聚层引入GE/10GE环。 混合组网方式可以保护原有的设备投资,并实现网络 的平滑演进;缺点是PTN与SDH两种技术存在互通 性瓶颈,PTN设备必须兼顾SDH功能,无法发挥其内 25 山东通信技术 2012年 核 化的优势,网络发展后期又涉及大量业务割接, 型接口和设备长期共存.因此需要和其他多个网络进 网络维护压力较大。 行互通。目前,因为现网存在大量的MSTP,所以当业 独立组网是指从接人层至核心层均采用PTN设 务逐步向PTN迁移时,为了保护投资,需要将MSTP 备,与现网MSTP设备形成两个独立的平面。此时,P 所承载的部分业务接人PTN。此时.可以由MSTP将 化基站回传采用PTN承载。TDM基站回传和有高安 业务终结落地后通过FE/GE/STM一1(专指E1业务复 全性要求的以太网专线业务仍由MSTP承载。MSTP 用为STM.1)接口与PTN对接(切、『I),或者直接通过 向PTN演进时,可以首先在汇聚层转入PTN,其次在 线路STM.N接口与PTN对接(MSTP/PTN网关)。前 接入层转入PTN承载。独立组网方式网络结构清晰, 一种方式下,MSTP设备将其承载的以太网业务或者 易于管理和维护,新、老两个平面可采取不同的网络 TDM业务终结落地后,从PTN的客户侧接口接人 拓扑结构,适应不同的业务流向;但目前PTN组网速 PTN进行承载。此时,PTN和MSTP网络各自独立, 率只有GE和10GE两级,若采用多层网络结构,将导 在需要互通的节点之间通过IJ] 接口易于实现业务 致上、下层网络速率的不匹配。因此,独立组网模式比 互通,对两类设备的功能要求简单,不需要进行 较适合核心节点数量较少的小型城域网。 MSTP或PTN设备的升级改造。两个网络相对独立 当网络规模较大时。在核心层采用OTN、汇聚层 地进行建设扩容和管理运维。主要适用于两个网络之 和接入层采用PTN组网是比较合理的组网方式。该 间有少量业务互通需求的场景。对于MSTP和PTN 方式可通过OXC对业务进行调度,简化核心节点与 需要大量业务互通的场景,在PTN和MSTP网络的 汇聚节点之间的网络结构。避免了PTN独立组网模 边界点,可由PTN设备提供MSTP/PTN网关功能,即 式中因某节点业务容量升级而引起环路上所有节点 通过STM-N接口与MSTP网络对接。此时,PTN将 设备必须升级的情况。从而节省网络投资。 STM-N接口中以太网或TDM业务终结后再通过 3.2.2 PTN组网模式 PTN传送。 由于不同城市的业务量存在差异,因此应根据当 对于3G和集团客户需求发展较快的大中型城 地业务量和移动网络实际进行组网规划。而不能简单 市,可以在原有的MSTP环网结构上新增PTN设备, 地以地级市、县级市规划网络,同时还要考虑未来 这样能够满足网络快速发展需求。避免网络频繁扩容 3~5年的业务发展需求。 和调整。如果机房、电源、光纤等接入站点的配套资源 对于网络规模较小的城市,城域网的核心汇聚层 较为充足,则可以考虑叠加组网方式。优点是对已有 和接入层应尽量采用环型结构组网。核心汇聚层可采 业务影响较小;缺点是配套资源要求较高,初期投资 用l0GE环,每个汇聚环应尽量经过两个核心节点; 较多。如果接人站点配套资源有限,则可以采用替换 接入层采用GE环,环上节点数在2~6个即可,否则 方式.将已有MSTP局站替换为PTN设备。优点是不 很可能超出所在环的承载极限而引起线路堵塞,从而 受配套资源条件的限制,现有资源改造少;缺点是需 影响网络质量。接人环上节点数过多,还会扩大出现 要割接电路和调整网络,工程复杂。 故障点时的受影响范围。 从长远看。2G网络在相当长的一段时间内仍将 对于网络规模较大的城市,城域网的核心层应尽 为运营商带来可观的利润,这就决定了MSTP将与 量采用双星型网络,汇聚层和接入层应尽量采用环型 PTN在一定时间内长期共存、共同维护。之后,MSTP 网络,后续可根据路由规划逐步引入Mesh结构。核 还可作为PTN的有效补充,为带宽需求不高、但安全 心层和汇聚层均采用10GE环,每个汇聚环应尽量经 性和私密性要求较高的客户提供专线接人,同时兼顾 过两个核心节点;接入层可根据业务量实际情况组建 覆盖PTN暂时无法到达的区域。 10GE环或GE环,PTN核心节点之间的l0GE链路 通过WD OTN网络承载。 3-3基于IP LS融合的移动回传 3.2.3 PTN与MSTP混合组网 在城域传送网的建设和演进过程中,由于不同类 3-3.1固定与移动的融合 对于综合业务运营商而言,在II,城域网上统一 第2期 连建等:移动回传网络承载技术研究 26 承载固定和移动业务,不仅将大大降低投资和运维成 以太基站回传解决方案目前大多只能解决以太接口 本.而且有利于推动固定与移动业务的融合。新一代 和TDM接口,而对于ATM接口的支持不够,这在当 面向固定、移动融合的宽带多业务城域网,将支持 前仍存在大量ATM 3G基站的情况下显然有不足之 L2/L3VPN、II'TV、固定软交换、移动回传、IMS等业务 处。IP/MPLS基站回传解决方案基于IETF标准的 以及传统的宽带互联网业务,可分成核心路由器、电 MPLS伪线技术.能够提供从TDM、ATM、FR到以太 信级以太汇聚网和多种接人方式等层次。通过以 IP/MPLS解决移动回传。运营商能快速并以相对低的 的所有接口,是真正的多业务接人技术。 成本实施固定、移动融合。就移动基站回传来说,n× E1 TDM、nxE1 ATM/IMA、nxE1 MLPPP和以太等各 种接口的2G、3G、B3G基站,都可利用微波、光纤、铜 线、同轴电缆等介质,通过IP/MPLS多业务接人设 备、MSTP、DSL终端、PON终端等,或通过基站内置 的以太接口.接人城域网。 更进一步,运营商要考虑能否在现有的IP/MPLS 城域网上部署。这种方式的优点显而易见:最少的变 动,最低的投入:问题是国内大多数城域网设计之初 就定位于解决大众客户或集团用户的接人,或流量非 常有限的2G核心网流量。这种架构从根本上讲是不 能满足对服务质量敏感的3G语音和其他高等级数 据业务(如II)TV、手机流媒体等)需求的。类似情况在 国外同样存在,大多数运营商采取了分开建设方式: 原来的城域网保留,大众用户的HSI业务不动,同时 建设一张新的 城域网,可称之为二平面。在新平面 上,通过部署能提供精细化控制的边缘设备,满足承 载关键业务的需求。这样,运营商很好地解决了低端 用户流量对关键业务的影响,在保障关键业务可用性 和安全性的基础上,还充分利用新平面实现了固定与 移动业务的融合。 3.3.2多种接入方式的融合 移动回传网络解决方案的主要目标是大幅度降 低每个比特的传输成本,以适应移动业务从话音为主 向话音和数据并重,最后向以数据业务为主的发展趋 势。 多业务基站回传解决方案可基于IP/MPLS、 ATM、以太网等方式。ATM基站回传解决方案要求 ATM汇聚接入网,不符合接人网向 演进的趋势。 4结束语 移动回传网的建设不应当仅限于考虑短期、当前 的业务需求。还应从技术和成本的角度考虑原有业务 如何兼容和网络发展的长期需求。换言之,在移动业 务宽带化的趋势下。移动回传解决方案不仅要瞄准当 前的3G回传需求,还应考虑如何解决优化2G、2.5G 的回传以及LTE移动回传的新要求,从而与运营商 现有网络在未来走向融合。 参考文献 l 张平.Beyond3G移动通信系统关键技术.北京邮电大学 学报,2002,25(3) 2宋强.IP城域网优化技术探讨.电信科学,2007,23(1o) 3龚倩,徐荣,李允博等.分组传送网.人民邮电出版社,2008 4张胜,严炎.PTN技术在城域传输网中的应用分析.数据 通信,2olo(2) 5王磊,叶雯,李晗等.中国移动PTN网络规划和部署策略.移 动通信,2010,34(17) 6马琳,荆瑞泉.PTN技术的发展与应用探讨.电信网技术, 2008(10) 7张俊华.夏楠菲.3G背景下城域传送网PTN部署方案.通信 管理与技术,2010(1) 8 DraftNeWITU—TRecG.8110.1/Y.1370.1(2006), Architecture ofTransport MPLS(T-MPLS)Layer Network 9 Draft new ITU—T Rec G.81 12/Y.1371(2006).Interfaces for the Transport MPLS(T-MPLS)Hierarchy 10郭艳春.向承载多种业务的城域传送网演进.现代电信科 技,2008(8) 

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