作 者:中兴通讯 娄德刚
UMTS从1999年第一个版本R99开始,就采用了ATM的技术平台,IP作为一个强有力的竞争技术却因为QoS、安全性等原因而未被采用。但是,作为数据时代的霸主,IP技术终究和UMTS这个以宽带接入为特色的技术有着不解之缘。
UMTS之初,ATM独领风骚
3GPP定义的UTRAN网络结构主要接口是Iub、Iur和Iu(包括Iucs和Iups),这些接口上的协议栈分为无线网络层和传输网络层。UTRAN的传输网络实际上指在Iub/Iu/Iur上位于无线网络层下的传输资源,分别是数据承载(DataBearer)和信令承载(SignallingBearer)。3GPP在早期制订R99/R4UTRAN规范的时候,曾经为选择IP技术还是ATM技术做了深入的探讨和分析,两种技术各有优缺点,ATM技术成熟、QoS质量保证高,而IP组网灵活、传输效率高,实在让人难以取舍。但因为当时IP传输技术被认为还没有成熟,并且2G系统也大多采用TDM技术,因此3GPP最终推荐了ATM技术。其面向连接的特性可以很好地保证业务质量,并可发挥ATM的统计复用、QoS保证等优势,这样常用的传输配置是:在Iub接口上因为传输流量小通常采用IMA E1传输,在Iu/Iur上通常采用ATM over STM-1传输。目前在全球部署的大多数UMTS网络都采用ATM作为承载,也是目前较为成熟的解决方案。
ATM的特征是面向连接和带宽保障,比较适合传统话音业务和固定带宽的PS业务(如R99的PS业务)的传送。针对突发性的可变速率的各类IP业务,ATM平台很难在高效和无阻塞之间取得平衡;ATM配置管理的复杂性也使得系统很难实现大容量的扩展,难以在容量和配置灵活性之间取得平衡。基于ATM架构的UMTS平台,在数据业务高速发展的今天,在传输容量、传送效率、组网方式等方面都正在暴露其固有的局限性。
需求驱动,IP应运而生
基于IP的Internet业务的爆炸式增长给传统网络带来了前所未有的变革,使其在业务发展、流量模式、运营方面发生了巨大变化。IP技术在Internet上的成功使其在移动网络的业务和承载上也必将得到全面应用,未来的移动通信从网络到终端均将使用基于IP的协议通信,包括结构IP化、承载与业务IP化的全过程。IP技术在移动网络的应用,首先将改变承载网络的方式。
总体来说,移动网络全IP化将有助于建立统一的承载网,同时简化移动网络结构,提高网络承载能力,支撑移动宽带业务的快速部署。从业务模式和业务运营的角度看,移动网络全IP化将带来两点变化。首先是通信方式的变化,移动IP化将真正实现话音和数据的业务融合,语音和数据将在一个统一的基于IP技术的平台上进行传送,未来的移动网络将实现全包交换,语音和数据都由IP包来承载,语音将会弱化为数据的一种应用。其次是运营模式的变化,移动IP技术使得为用户快速、高效、方便地部署丰富的应用服务成为可能。IP网络具有灵活的自主路由寻址能力,可以方便地实现移动网元之间的备份功能,在网元节点出现故障情况下,业务能够得到恢复保护;采用IP组网方式能够为基站提供FE/GE接口,FE相当于50个E1的带宽,能在很大程度上满足基站的带宽要求;IP组网带来的带宽能力的提升,很好地解决了由HSPA技术引发传输成本增加的问题。
鉴于IP在高数据业务负荷时有更高的链路利用率,并且有更好的开放性,更低的成本,更能满足用户的通信需求,所以3GPP还是及时地在R5的UTRAN规范里正式推荐IP传输选项。根据3GPP的工作项目“IPTransportinUTRAN”的最终输出报告RP-020135,共有18个3GPP规范描述了IP传输,主要涉及到Iub/Iur/Iu接口,从而为核心网和无线接入网全网向IP传输演进打下了理论基础。
随着协议的逐渐完善和产业链的成熟,IP技术正在被逐渐引入UMTS网络,这不仅可以大幅度提高网络数据承载能力,更可以缓解3G运营商当前面临的巨大传输压力,特别是HSPA等无线宽带技术的商用对接入网传输带来的挑战。
中兴通讯UMT SIP化策略
作为最早加入3GPP的成员之一,中兴通讯一直坚持以客户需求和面向未来的技术发展为导向,在UMTS解决方案上始终追求建网成本最低化和客户利益最大化。中兴通讯是最早提出UMTS网络IP化的厂商之一,并在UMTS产品研发伊始,就一直把向全IP化平滑演进作为产品研发的重点。目前,中兴通讯凭借先进的设计理念、强大的研发能力、优异的产品性能,已经可以为客户提供灵活机动的全方位IP解决方案,方案的优点主要包括以下几方面。
循序渐进的IPUTRAN演进策略
中兴通讯IPUTRAN遵循循序渐进的网络演进方式,在网络建设初期,数据业务量比较小并且客户没有充足的IP传输网的情况下,可以采用ATM传输;随着数据业务的发展和IP网络的完善,可通过软件配置将语音业务和数据业务分别承载到ATM和IP传输上,实现混合传输;如果客户IP网络资源丰富,还可以采用全IP组网。
优异的IP交换能力
中兴通讯V3+RNC和系列化基站都采用中兴通讯统一的全IP硬件平台,核心架构为IP化,内置IP交换与路由功能。RNC提供最大80G的数据交换容量,板间、框间及机架间的IP数据可进行线速转发,实现了系统内部的无阻塞IP数据交换,满足高速增长的移动数据业务对RNC数据处理能力的需求,全面支持IPUTRAN组网。