图2 3G传输网络分层结构
从组网结构上看,3G传输网分为接入传输网络和核心传输网络。移动终端到基站的通信通过空中接口完成,不需要传输网络考虑。可将RNC和MSC统一规划到核心传输网络,承担RNC、MSC、GMSC、SGSN、GGSN间的传输。接入传输网络主要完成基站与基站控制器之间的业务的接入和传送功能。由于NodeB通常很分散,由NodeB到RNC间的传输一般需要经过接入和汇聚两层网络。Iub接口的传输需求是3G网络传输需求中最复杂而又最重要的部分,RNC与NodeB间的接入传输层面临数据业务处理和传输带宽两个问题。借助MSTP+IMA功能,在汇聚传输节点处将E1→ATMSTM-1接口。借助MSTP设备良好的扩展能力和多业务支持能力,传送网络B平面能够满足3G和城域数据业务的发展需求。基站到基站控制器之间为汇聚型业务,两者之间的传输组网方式可灵活选择环形、星型、链型或树型。
对于3G传输网络的构建,建议推荐采用MSTP技术。因为MSTP兼容SDH网络IMAE1电路的同时,也可提供多种业务接口和处理能力,可根据网络的发展来动态调整ATM、IP、TDM网络的容量,为运营商提供高效的传输方案,很好地适应3G技术的无缝演进,具体体现在:
MSTP平台兼容SDH技术,可与SDH网络组成统一的基础传输网络平台,既可保护原有的网络投资,又实现了统一管理和维护。MSTP平台除满足3G业务的传送要求之外,还能同时传送2G和数据业务,并可开展大客户专线业务和OVPN增值业务,充分体现资源网的价值。MSTP支持VP-Ring、IMA转换、RPR等ATM和IP的处理技术,VP-Ring和RPR技术可完成统计复用、流量控制、路由保护等功能,提高了3G业务在传输网的带宽利用率,而IMA转换能够完成业务的汇聚和接口适配,作为传输组网的补充方案。MSTP设备还支持MPLS技术,对未来以IP方式承载的3G业务传输提供有力支持。可以说,针对3G无线网络面向宽带数据的特性,MSTP具有完善的可升级解决方案,可充分利用传输带宽和QoS,提供对动态数据业务的支持。在组网的过程中,MSTP设备还可根据3G各阶段业务量的大小灵活地配置相应的TDM/ATM/IP模块,根据业务从小容量到大容量,从多种业务并存到全分组业务的趋势平滑过渡,实现边投资边受益的建网原则,降低成本。
3G网络相对2G网络,为用户带来的主要是在享受数据业务服务上的差别。从传输网络角度看,3G对传输网络的影响最大的也最主要的是在数据业务。如果考虑到数据业务从无到有,从小到大,传输网络将会面临着从低容量、小颗粒、简单结构需求到高容量、大颗粒、复杂结构需求的变化,而同时传输网络不可能像业务网络那样根据用户的增加进行简单的容量增加,往往需要在初期规划出中远期数据业务的承载,初期规划的弹性和对未来数据业务的支持将成为3G传输解决方案或者3G传输网络规划的精髓。因此,目前传输网络接入层以及汇聚层的基本结构不需要变化,接入层设备(主要是SDH)可以不作变动,但对目前的汇聚层和骨干层进行一定的调整是肯定有必要的。根据3G的发展,适合采用MSTP技术以应对3G的业务需求,3G本地传输网的组网方案近期可以采用IMA2M透明传输+通道化155M,以后有需要时可以通过软件升级转换成汇聚层ATM共享+接入层IMA透明传输。
4、3G传输网络资源容量规划
(1)3G网络的接口类型和传输需求
3G作为传输网的一种业务网,其接入网络主要依赖城域传输网来提供传输支撑。对于传输网的建设,最关心的实际上是Iub、Iur、Iu三种物理接口,这三种物理接口的类型及速率等级直接影响了城域网的组网形式。其中Iu主要需要ATMSTM-1/4接口;关口局之间的传输主要是MSC和PSTN及ISDN之间的电路域传输需求和GGSN与Internet关口局之间分组域传输需求。电路域为若干个E1和STM-1的TDM电路,分组域为的传输需求为ATM的STM-1/4和高端路由器所需的STM-1/4的POS(IPoverSDH)口,以及FE、GE接口;不同CN之间的传输需求主要会采用ATM 155接口。而在3G接入网,R99或R4版本中的Iub为Node B和RNC之间的物理接口,在Node B侧主要会采用ATM的反向复用(IMA)E1接口,少量采用ATM 155M接口,在RNC侧采用ATM 155M接口。
(2)3G网络的传输容量需求分析
3G传输的带宽流量计算是较为复杂的问题,主要牵涉到用户数目、用户的话务量、基站的覆盖密度,以及数据业务的发展趋势。在进行传输网的规划时,还应该考虑传输网的利用率,如果初期规划过大,投资很难收回;如果规划过小,则传输网络将被迫进行频繁升级。虽然通过与GSM网络的业务对比,可以对3G传输的带宽流量进行初步的估计,但网络建设时则要按照话务模型和业务量进行详细计算。表1是GSM与3G基站容量对比:
表1GSM与3G基站容量对比
注:一个E1支持4×30(时隙)=120语音信道
从表1中可以看出,3G基站配置成3×1载频扇区模式时,支持的语音用户数比2G基站高50%,在3G数据业务充分发展后,大约有60%的基站将升级为3×2载频扇区模式,因此按同等规模的用户量类比,3G网络的传输容量最终应该是现在GSM网络容量的3倍左右。但是在传输网规划时,一般考虑3~5年的业务传输需求,在目前3G数据业务价值链尚未形成的情况下,移动运营商的传输规划应该根据自己的业务发展计划分阶段进行。
另外,R5在R4的基础上引入了IP多媒体子系统(IMS),CN和UTRAN向全IP演进。此外,高速下行分组接入(HSDPA)技术将使单用户数据率进一步提升,NodeB单小区的业务吞吐量最高达14.4Mb/S,对传输网带宽的需求大幅度攀升。因此,在进行3G传输网络规划和建设时,应结合3G技术的演进方向统筹考虑。
5、结束语
3G网络相对2G网络,为用户带来的主要是在享受数据业务服务上的差别。从传输网络的角度看,3G对传输网络的影响最大的也最主要的是在数据业务,但数据业务服务的推动需要移动公司与ISP、ICP长期不解的努力才能得到广泛的认可和接受,是一个渐进过程,不可能像语音网一样可以通过增长率预期未来带宽的具体需求。因此,如果考虑到数据业务从无到有,从小到大,传输网络将会面临着从低容量、小颗粒、简单结构需求到高容量、大颗粒、复杂结构需求的变化,而同时传输网络不可能像业务网络那样根据用户的增加进行简单的容量增加,往往需要在初期规划出中远期数据业务的承载,初期规划的弹性和未来数据业务的支持成为3G传输解决方案或者3G传输网络规划的精髓。