3G移動(dòng)基站回傳：MSTP將會(huì )向PTN演進(jìn)
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基站回傳的需求定位與技術(shù)選擇
隨著(zhù)數據業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，寬帶多業(yè)務(wù)傳送、端到端的帶寬提供等新模式不斷出現，傳統的同步數字體系(SDH)技術(shù)、IP技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)都不能適應下一代網(wǎng)絡(luò )對傳送和承載的全方位需求，迫切需要建立一種更高效率、更加靈活的面向分組的傳送網(wǎng)絡(luò )形態(tài)，充當未來(lái)大容量信息傳送與交換的基礎平臺角色，實(shí)現IP與光傳送網(wǎng)的完美結合。
綜合電路、分組和光域技術(shù)的分組傳送網(wǎng)PTN(Packet Transport Network)是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡(luò )架構和具體技術(shù)：在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間架構的一個(gè)層面，它針對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統計復用傳送的要求而設計，以分組業(yè)務(wù)為核心并支持多業(yè)務(wù)提供，具有更低的總體使用成本(TCO)，同時(shí)秉承光傳輸的電信網(wǎng)絡(luò )傳統優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性，高效的帶寬管理機制和流量工程，便捷的OAM和網(wǎng)管，可擴展、較高的安全性等等。
面對基站回傳的IP化承載和傳送需求，有許多的候選技術(shù)可以使用，主要有IP/MPLS三層承載技術(shù)、新型以太網(wǎng)(增強以太網(wǎng)技術(shù)或電信級以太網(wǎng))技術(shù)，還有就是新型的面向IP的分組化傳送PTN技術(shù)，如圖所示。那么到底那種技術(shù)是最佳的基站回傳解決方案呢？作者認為這最終還是要取決于“需求的本質(zhì)是什么？”和“滿(mǎn)足需求的必備技術(shù)功能是什么”這兩個(gè)問(wèn)題。
作者認為在分析基站回傳的需求本質(zhì)和定位何種技術(shù)時(shí)，首先要澄清以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1)傳送網(wǎng)的“IP化”其實(shí)質(zhì)是“面向IP的高效傳送”，而并非是純粹意義上的具有三層IP路由和交換功能的“IP化”或“路由器化”，因此嚴格來(lái)說(shuō)傳輸網(wǎng)絡(luò )并不存在IP化問(wèn)題，與其說(shuō)“IP化傳送”，不如說(shuō)“面向IP的傳送”更加科學(xué)。
(2)邏輯上的承載和物理上的傳送也是有本質(zhì)區別的。例如在3G無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)分層結構中，承載的IP化意味著(zhù)用IP包去封裝信息，IP化基站指的是基站設備內部的承載層由ATM轉變?yōu)镮P，但無(wú)論是ATM還是IP承載都需要基站外部的傳送網(wǎng)來(lái)解決其與基站控制器設備的連接需求。
(3)基站內部的(邏輯)承載需求是IP化的，而其外部與控制器的連通需求是管道性的透明傳送，因此IP化RAN的基站回傳需要的是從基站NodeB到基站控制器RNC的二層管道傳送功能，而無(wú)需進(jìn)行三層的IP路由和交換。如果非得使用路由器/交換機技術(shù)去實(shí)現基站回傳業(yè)務(wù)的傳送那就必然存在用三層設備實(shí)現二層功能將面臨的可擴展性、可靠性、安全性等方面的缺陷；而且在大規模組網(wǎng)時(shí)，也會(huì )面臨建設資金、投資回報等經(jīng)濟壓力；因此使用IP/MPLS三層組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現二層透明傳送將得不償失。
(4)從服務(wù)質(zhì)量方面來(lái)說(shuō)，基站回傳對傳送網(wǎng)的基本要求是“面向連接”和“電信級”，這一點(diǎn)是IPRAN傳送與傳統IP互聯(lián)網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)的最本質(zhì)區別。面向連接意味著(zhù)端到端業(yè)務(wù)管理和配置能力、運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )的OAM以及保護能力，在管理方案全面運用電信網(wǎng)管理TMN思路，全面支持圖像化端到端業(yè)務(wù)配置，操作簡(jiǎn)單。而傳統以太網(wǎng)設備基本上都是無(wú)連接的、盡力而為的、運用命令行進(jìn)行單站配置、操作復雜、效率低?；緲I(yè)務(wù)的“電信級傳送”對時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率都有嚴格的要求，而互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的“寬帶接入”是盡力而為的，因此它們在業(yè)務(wù)特性和網(wǎng)絡(luò )功能方面存在著(zhù)本質(zhì)差異，直接導致“基站回傳”與“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)接入”在質(zhì)量保證和網(wǎng)絡(luò )性能方面水火不容，很難統一承載。這也就是為什么在過(guò)去移動(dòng)運營(yíng)商都采用城域傳送網(wǎng)MSTP來(lái)承載基站回傳業(yè)務(wù)，而固網(wǎng)運營(yíng)商都采用城域寬帶IP網(wǎng)來(lái)提供互聯(lián)網(wǎng)接入的原因。
(5)雖然可提供面向IP的高效傳送有多種備選技術(shù)，但只有分組傳送PTN技術(shù)可以滿(mǎn)足3G基站的回傳傳送需求。這一方面是因為分組傳送網(wǎng)是面向連接的，符合電信級業(yè)務(wù)和電信級網(wǎng)絡(luò )要求的傳送網(wǎng)，而傳統以太網(wǎng)和局部增強型以太網(wǎng)就不能稱(chēng)其為分組傳送網(wǎng)。另一方面是由于PTN將無(wú)連接、轉發(fā)行為不可知，弱控制或無(wú)控制的分組網(wǎng)改造成適合于傳送的基于連接、可預知行為、可控制的網(wǎng)絡(luò )，并集成了靈活性、可擴展性、統計復用等分組特性和網(wǎng)絡(luò )端到端OAM和保護、面向連接、QoS、定時(shí)同步等傳送特性。如圖所示3所示，目前符合該思路的主要技術(shù)是基于以太網(wǎng)面向連接的包傳輸技術(shù)PBT(Provider Backbone Transport，運營(yíng)商級以太網(wǎng)傳輸技術(shù))與基于MPLS(Multi-protocol Label Switch，多協(xié)議標簽)面向連接的包傳輸技術(shù)T-MPLS/MPLS-TP(Transport Multi-protocol Label Switching/MPLS Transport Profile，傳送多協(xié)議標簽)。
PTN支持豐富的運營(yíng)級網(wǎng)絡(luò )特性，可大幅度降低網(wǎng)絡(luò )的CAPEX和OPEX，因此，對于基站回傳的IP化傳送需求，PTN技術(shù)將是不二選擇。
向PTN升級引發(fā)的思考
隨著(zhù)數據業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，寬帶多業(yè)務(wù)傳送、端到端的帶寬提供等新模式不斷出現，傳統的同步數字體系(SDH)技術(shù)、IP技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)都不能適應下一代網(wǎng)絡(luò )對傳送和承載的全方位需求，分組傳送網(wǎng)(PTN)的誕生為解決分組業(yè)務(wù)的高效傳送和電信級質(zhì)量提供了一個(gè)較好的解決方案。
PTN通過(guò)綜合IP、MPLS和光傳輸技術(shù)的優(yōu)勢、實(shí)現各技術(shù)的融合來(lái)達到網(wǎng)絡(luò )扁平化的目的，其基本特征是提供點(diǎn)到點(diǎn)的L2隧道，可以廣泛用于城域傳送網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)的二層匯聚網(wǎng)絡(luò )，以及3G基站到RNC的基站回傳段。
MSTP向PTN的平滑演進(jìn)主要有兩種方式，可根據具體業(yè)務(wù)需求和地區采用不同策略。
一種方式是自上而下的引入PTN。首先在匯聚層采用PTN帶接入層MSTP，然后逐步在接入層采用PTN替代MSTP。該方式適用于一定時(shí)期內仍以TDME1業(yè)務(wù)為主的地區，可以保護接入層大量的MSTP設備投資，并實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的平滑演進(jìn)。
第二種方式是根據基站類(lèi)型采用不同技術(shù)。在新建的IP化基站采用PTN技術(shù)實(shí)現接入和匯聚；現有基站則仍由MSTP提供接入和匯聚，部分有條件地區可通過(guò)更換板卡方式實(shí)現內嵌RPR的MSTP設備，并逐漸在匯聚層轉入PTN承載，最終在接入層轉入PTN，從而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的平滑演進(jìn)。
由于基站回傳業(yè)務(wù)和寬帶接入業(yè)務(wù)存在以下差異性：
業(yè)務(wù)模型的差異性?；緲I(yè)務(wù)是需要全保證的業(yè)務(wù)，在沒(méi)有任何集線(xiàn)比的情況下需要保證各點(diǎn)峰值速率；固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)則要支持很大的集線(xiàn)比，一般設置在1∶10左右。
流量需求的差異性?；緲I(yè)務(wù)所需帶寬較小，完全可預測，升級的速度緩慢；固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)所需帶寬很大，特別是在發(fā)展了IPTV以后帶寬需求量更大，一般是移動(dòng)所需帶寬的10倍以上，同時(shí)帶寬增長(cháng)的模式受業(yè)務(wù)需求和用戶(hù)數兩者綜合影響，擴容需求頻繁。
QoS的差異性。在只考慮基站業(yè)務(wù)的情況下，QoS可以最簡(jiǎn)單也最可靠性的方式，即通過(guò)規劃來(lái)確保；而在疊加有集線(xiàn)比的普通寬帶業(yè)務(wù)時(shí)，QoS的管理將較為復雜，容易形成隱患和增加成本。
所以，關(guān)于針對基站業(yè)務(wù)和固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)是否共用的建議如下：
3G的基站回傳傳送網(wǎng)絡(luò )應該和2G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的傳輸承載情況一樣，采用完全獨立的建網(wǎng)思路。建議分網(wǎng)建設基站業(yè)務(wù)回傳網(wǎng)和寬帶用戶(hù)接入網(wǎng)，寬帶用戶(hù)網(wǎng)應采用增強型以太網(wǎng)進(jìn)行建設，容量可以得到保證，建設成本較低。從長(cháng)遠來(lái)看，應采用PTN來(lái)建設基站回傳網(wǎng)絡(luò )，因為PTN在OAM、保護、時(shí)鐘、管理等方面都針對移動(dòng)Backhaul應用進(jìn)行了較多的優(yōu)化。而在PTN標準和產(chǎn)業(yè)鏈成熟前可繼續采用MSTP承載2G/3G業(yè)務(wù)。分別建設基站業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )和固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )，這樣可以在城域網(wǎng)規模很小的時(shí)候避免顧及移動(dòng)業(yè)務(wù)的穩定性而束縛固網(wǎng)業(yè)務(wù)高速發(fā)展的手腳。為了利用線(xiàn)路資源，可以采用固網(wǎng)和基站業(yè)務(wù)網(wǎng)共址但不共網(wǎng)的建設方式。
在PTN作為移動(dòng)基站回傳網(wǎng)絡(luò )時(shí)，基站獲取時(shí)鐘主要有3種途徑：TDM電路和網(wǎng)絡(luò )、本地設置GPS時(shí)鐘源和基于分組網(wǎng)絡(luò )的時(shí)鐘分配和時(shí)鐘恢復算法。如果NodeB支持IP/PPPoverE1/T1仍然通過(guò)E1/T1/ChSTM-1接口上傳輸網(wǎng)，這時(shí)同步時(shí)鐘仍然可從線(xiàn)路獲取，在宏蜂窩站點(diǎn)推薦使用該方案。如果NodeB采用分路傳輸，同時(shí)具備E1/T1、FE或DSL接口，這時(shí)同步時(shí)鐘仍然可從E1/T1線(xiàn)路獲取，在室內覆蓋站點(diǎn)推薦使用該方案。當NodeB只有FE接口時(shí)，可配置GPS接收機來(lái)提供時(shí)鐘信號，推薦在大流量站點(diǎn)，并且IP路由比較復雜的情況下使用該方式。如果NodeB只有FE(或DSL)接口，而且不允許、不經(jīng)濟或者是不方便安裝GPS接收機，比如homeNodeB、地下室NodeB，這時(shí)應遵循IEEE1588v2或同步以太網(wǎng)原理，在NodeB恢復時(shí)鐘。
2G和3G網(wǎng)在移動(dòng)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中將長(cháng)期共存，而且從未來(lái)數據業(yè)務(wù)流量發(fā)展趨勢出發(fā)，利用分組傳送網(wǎng)建設面向3G的城域傳送網(wǎng)符合業(yè)務(wù)需求與流量演進(jìn)模式，它不但滿(mǎn)足2G和3G需要的高質(zhì)量TDM傳送，還可以逐步平滑地向電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)匯聚和傳送演進(jìn)，實(shí)現移動(dòng)業(yè)務(wù)傳送平臺從支持語(yǔ)音電路業(yè)務(wù)為主到支持數據分組業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò )轉型。
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