MSTP技術(shù)在3G傳輸體系中的地位與應(yīng)用

　摘要本文簡述了3G傳輸網(wǎng)的特點(diǎn)，闡明了“MSTP技術(shù)對(duì)構(gòu)建WCDMA傳輸平臺(tái)重要性”，同時(shí)駁斥了所謂“唯MSTP適用論”，通過理論與應(yīng)用相結(jié)合的具體分析，指出“MSTP的引入，必須有計(jì)劃、有步驟審慎而行”。

　　1、3G傳輸網(wǎng)的要求及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　3G業(yè)務(wù)相對(duì)于2G業(yè)務(wù)，無論從內(nèi)容上還是形式上都發(fā)生了根本的變化，因此對(duì)3G傳輸網(wǎng)也提出了不同的要求，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

　　多業(yè)務(wù)支持能力：傳統(tǒng)的2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)基于電路交換；而WCDMAR99商用化版本目前采用ATM協(xié)議，3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢是全I(xiàn)P化，因此在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，電路交換業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)將在網(wǎng)絡(luò)中并存，需要傳輸網(wǎng)絡(luò)在支持傳統(tǒng)電路交換業(yè)務(wù)的同時(shí)，也同樣能夠支持日益增長的分組業(yè)務(wù)。

　　良好的擴(kuò)展性：隨著3G技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的開展，可以預(yù)見移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的份額以及移動(dòng)總業(yè)務(wù)量會(huì)有較大的增長，這需要傳輸網(wǎng)絡(luò)具有在能夠滿足大容量傳輸?shù)幕A(chǔ)上，能夠具有良好的可擴(kuò)展性，以更好地保護(hù)原有網(wǎng)絡(luò)投資。

　　業(yè)務(wù)收斂匯聚能力：3G業(yè)務(wù)的帶寬需求主要來源于移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有流量不確定和突發(fā)等特性，因此3G傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備業(yè)務(wù)的收斂匯聚能力，以保證有效利用傳輸網(wǎng)的帶寬，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資?！【W(wǎng)絡(luò)可靠性：3G業(yè)務(wù)包括移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)，可靠性要求高于一般的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，因此3G傳輸網(wǎng)絡(luò)必須具有電信級(jí)的保護(hù)能力，提供較高的可靠性。

　　可管理性：隨著3G業(yè)務(wù)的開展和網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋，3G傳輸網(wǎng)絡(luò)將逐漸演進(jìn)為龐大的多業(yè)務(wù)傳送網(wǎng)絡(luò)，良好的管理能力將有效節(jié)約網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營維護(hù)成本。

　　以WCDMAR99為例，其主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 WCDMAR99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　WCDMAR99的傳輸接口相對(duì)于2G網(wǎng)絡(luò)而言，最顯著的變化就是在Iub，Iur，Iu-CS和Iu-Ps接口中推薦了ATM接口而非TDM接口，同時(shí)為了支持N×E1業(yè)務(wù)，也提出了采用反向復(fù)用技術(shù)的IMAE1接口。而在核心網(wǎng)中，WCDMA的傳輸接口與2G網(wǎng)絡(luò)變化不大，在電路域同樣采用TDM接口，而在分組域采用FE或者GE接口。因此，3G光傳輸網(wǎng)與2G光傳輸網(wǎng)最大的差別就在于RAN部分，而在3G的CN部分沒有變化。

　　2、推薦采用MSTP技術(shù)構(gòu)建WCDMA傳輸平臺(tái)的理由

　　MSTP的全稱為多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)，是新一代傳輸系統(tǒng)平臺(tái)，它繼承了傳統(tǒng)SDH設(shè)備對(duì)TDM業(yè)務(wù)的支持，同時(shí)又具有對(duì)動(dòng)態(tài)ATM、IP業(yè)務(wù)傳輸?shù)闹С?。?duì)于不同的業(yè)務(wù)，MSTP設(shè)備可通過配置不同的模塊，組成固定時(shí)隙或動(dòng)態(tài)共享的環(huán)網(wǎng)，提高傳輸效率，并可通過成熟的環(huán)網(wǎng)保護(hù)機(jī)制對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)。由于3G業(yè)務(wù)網(wǎng)包含語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，因此網(wǎng)絡(luò)在不同的區(qū)域和發(fā)展階段有著不同的特性，而MSTP平臺(tái)則是傳輸網(wǎng)的一種理想方案。

　　利用MSTP技術(shù)組建WCDMA傳輸網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

　　(1)MSTP平臺(tái)具有ATM交換功能，可以提高動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)的傳輸效率并進(jìn)行環(huán)網(wǎng)保護(hù)，但是這種交換功能非常有限，依然屬于傳輸平臺(tái)范疇，與3G業(yè)務(wù)設(shè)備中的ATM交換功能完全沒有重疊。因此MSTP設(shè)備的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ATM交換機(jī)。

　　(2)采用MSTP平臺(tái)共享環(huán)相對(duì)于采用傳統(tǒng)SDH平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)男拭黠@提高。所謂共享環(huán)(VP-Ring)是指，分配一個(gè)固定的帶寬給環(huán)上的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，環(huán)上的節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)需求占用帶寬，由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性和不均衡性，多節(jié)點(diǎn)共享的這部分帶寬提高了傳輸效率。只要合理地安排環(huán)上節(jié)點(diǎn)的帶寬峰值出現(xiàn)的時(shí)間，并預(yù)留足夠的帶寬余量，則可控制共享環(huán)的傳輸達(dá)到電信級(jí)的可靠性。另外MSTP可對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行不同優(yōu)先級(jí)的服務(wù)，進(jìn)一步保證業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。

　　(3)目前在網(wǎng)運(yùn)行的大部分SDH光傳輸設(shè)備均具有平滑升級(jí)到MSTP的能力，僅需要較少投資即可由傳統(tǒng)SDH過渡到MSTP。

　　(4)從3G的發(fā)展情況來看，WCDMA商用化的版本是R99、R4版本，網(wǎng)絡(luò)采用ATM架構(gòu)，并存在著繼續(xù)向全網(wǎng)IP模式演變的可能性。屆時(shí)，對(duì)于采用MSTP平臺(tái)的組網(wǎng)方式，只須更換相關(guān)的模塊，而不必對(duì)傳輸網(wǎng)進(jìn)行重大改動(dòng)。因此，MSTP平臺(tái)可最大程度地保護(hù)運(yùn)營投資。

　　可以說，MSPT技術(shù)在整個(gè)WCDMA傳輸體系中，占據(jù)著極其重要的地位，業(yè)界甚至有很多人認(rèn)為，MSTP技術(shù)是構(gòu)建構(gòu)建WCDMA傳輸平臺(tái)的唯一正確選擇。

　　3、在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際建設(shè)中，引入MSTP真的勢在必行嗎?

　　在WCDMA實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，由于RNC一般與MSC等核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備共址，因此，在考慮光傳輸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，一般把RNC與3G核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。MSC等歸入到光傳輸網(wǎng)的核心層中，而RNC與MSC等3G核心網(wǎng)之間的通信可在本地解決，不再需要考慮傳輸問題。這樣，WCDMA光傳輸?shù)闹饕裹c(diǎn)就集中于NodeB到RNC之間的傳輸問題，即Iub接口的傳輸問題。

　　從實(shí)現(xiàn)ATM信元傳送的最終結(jié)果來看，采用ATM網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)，和MSTP網(wǎng)絡(luò)均可以實(shí)現(xiàn)Iub接口的傳輸。但是從兩大移動(dòng)運(yùn)營商(中國移動(dòng)和中國聯(lián)通)的角度看，他們目前并沒有十分完整的ATM網(wǎng)絡(luò)體系，因此Iub業(yè)務(wù)的傳輸，不大可能搭載在純ATM網(wǎng)絡(luò)上。同時(shí)各運(yùn)營商也不可能完全舍棄幾年來耗費(fèi)了大量人力物力構(gòu)建的傳統(tǒng)SDH光傳輸本地網(wǎng)，那樣勢必會(huì)造成對(duì)現(xiàn)有資源的極大浪費(fèi)。因此最實(shí)際可行的方案應(yīng)該是盡可能利用現(xiàn)有SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)，或在一定程度上，將其升級(jí)到MSTP，以滿足Iub業(yè)務(wù)的傳輸需求。

　　目前各地本地網(wǎng)(主要指移動(dòng)和聯(lián)通)均已建成較為清晰完整的三層結(jié)構(gòu)。如圖2所示。

　　圖2 本地傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　為使描述更為簡單明確，我們將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)抽象成鏈狀形式(左邊的骨干節(jié)點(diǎn)既包含匯接層設(shè)備又包含骨干層設(shè)備)。如圖3所示。

　　圖3 本地傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖鏈狀表示

　　根據(jù)不同組網(wǎng)策略，RNC至NodeB之間主要可按如下5種方式連接。

　　方案A：NodeB提供IMA接口，采用傳統(tǒng)SDH將E1電路透傳至RNC。如圖4所示。

　　圖4 方案A

　　圖4中上面一組指RNC設(shè)備與起收斂作用的骨干節(jié)點(diǎn)在同一機(jī)房，即Iub業(yè)務(wù)不需要經(jīng)過骨干層轉(zhuǎn)接；下面一組指RNC設(shè)備與起收斂作用的骨干節(jié)點(diǎn)不在同一機(jī)房，即Iub業(yè)務(wù)需要經(jīng)過骨干層轉(zhuǎn)接。

　　特點(diǎn)：沒有采用MSTP技術(shù)，而僅采用傳統(tǒng)SDH透傳，不需對(duì)現(xiàn)有本地傳輸網(wǎng)進(jìn)行任何改造(在技術(shù)層面)，技術(shù)成熟，便于應(yīng)用。但RNC側(cè)需要大量的2Mbit/s接口，建設(shè)成本和維護(hù)壓力較大。同時(shí)無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用，對(duì)于突發(fā)性較強(qiáng)的3G業(yè)務(wù)，采用透傳方式會(huì)造成傳輸帶寬的極大浪費(fèi)。

　　一般RNC設(shè)備的容量大于現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)的BSC。

　　方案B：NodeB提供IMA接口，E1在傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)透傳，通過信道化的STM-1與RNC連接。如圖5所示。

　　圖5 方案B

　　特點(diǎn)：與方案B類似也沒有采用MSTP技術(shù)，巧妙地解決了RNC側(cè)2M過多電路的問題，便于維護(hù)管理，且節(jié)省了部分配套設(shè)備的投資。但要求RNC設(shè)備支持信道化的STM-1接口。據(jù)了解目前大多數(shù)廠商RNC設(shè)備均支持信道化STM-1接口。

　　方案C：NodeB提供IMA接口，采用SDH將E1電路透傳至傳輸骨干節(jié)點(diǎn)，骨干節(jié)點(diǎn)的光傳輸設(shè)備需要升級(jí)為MSTP設(shè)備，利用其ATM處理功能將大量E1電路統(tǒng)計(jì)復(fù)用成為ATM的STM-1，并傳至RNC。如圖6所示。

　　圖6 方案C

　　特點(diǎn)：引入了MSTP，可以在骨干節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用，亦可在骨干環(huán)引入VP-Ring，從而在很大程度上節(jié)省了骨干環(huán)的帶寬。

　　方案D：NodeB提供IMA接口，在接入層采用SDH將E1電路透傳至匯接節(jié)點(diǎn)(類似HubN0deB)，匯接節(jié)點(diǎn)(亦可連同骨干節(jié)點(diǎn))需升級(jí)為MSTP，利用匯接環(huán)的MSTP功能梳理帶寬后，接入RNC。如圖7所示。

　　圖7 方案D

　　特點(diǎn)：可以在匯接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用，亦可在匯接環(huán)即引入VP-Ring，可同時(shí)緩解匯接層和骨干層的帶寬壓力，同時(shí)利用匯接環(huán)的多業(yè)務(wù)處理功能，為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等未來將要大量開展的新業(yè)務(wù)提供了充足的傳輸通路。但要求匯接環(huán)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)均提供MSTP功能，需要一定的改造量和投資量。

　　方案E：NodeB提供ATM接口，全網(wǎng)使用MSTP，接入RNC。如圖8所示。

　　圖8 方案E

　　特點(diǎn)：NodeB設(shè)備直接提供ATM碼流，省去IMA接口，全網(wǎng)省級(jí)MSTP，利用接入節(jié)點(diǎn)的。MSTP接入功能，將ATM碼流直接接入傳輸網(wǎng)，全網(wǎng)統(tǒng)計(jì)復(fù)用，節(jié)省了大量帶寬；但需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面升級(jí)改造，初期的建設(shè)成本較高；而且由于目前VP-Ring共享通道至少需要占用一個(gè)VC-4，大量的STM-1接入環(huán)(目前大部分本地網(wǎng)內(nèi)STM-l接入環(huán)占主導(dǎo)地位)一旦引入了VP-Ring，將無法再接入其他業(yè)務(wù)。

　　由于全國各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，各本地網(wǎng)所在地區(qū)的人口、面積、地形地貌等存在很大差異，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)亦有先有后，網(wǎng)絡(luò)完善情況各不相同，因此不同地區(qū)應(yīng)選擇不同方案。

　　方案B全程采用傳統(tǒng)SDH透傳，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)沖擊較小，技術(shù)上非常成熟且方案簡單易行，適用于“經(jīng)濟(jì)相對(duì)欠發(fā)達(dá)，相對(duì)地廣人稀，3G、數(shù)據(jù)等新業(yè)務(wù)需求較小，現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小或SDH系統(tǒng)建設(shè)尚未完善”的地區(qū)。

　　另外，為縮短3G傳輸網(wǎng)的建設(shè)周期，中大型城市也可以考慮暫時(shí)選用方案B。

　　方案A與方案B類似，區(qū)別在于傳輸設(shè)備與RNC的連接采用傳統(tǒng)的2M跳線而不是信道化STM-1?？紤]到未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不建議大量采用方案A，但在某些情況下，方案A可作為方案B的臨時(shí)性補(bǔ)充。

　　方案C和方案D在SDH的基礎(chǔ)上不同程度地引入了MSTP技術(shù)，利用其統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能可以大大緩解骨干層和匯聚層的帶寬壓力，同時(shí)為多種業(yè)務(wù)的接入，以及未來全網(wǎng)向多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)演進(jìn)打下了良好得基礎(chǔ)。其中方案C可以認(rèn)為是方案D的過渡方案。方案C、D適用于“經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口密集，3G、數(shù)據(jù)等新業(yè)務(wù)需求較大，現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大且骨干層或匯接層容量不足”的地區(qū)。

　　而對(duì)MSTP應(yīng)用得最徹底的方案E，反而不適用于早期的3G建設(shè)。

　　因此，對(duì)于MSTP技術(shù)，必須分地區(qū)、有計(jì)劃，有步驟，審慎地應(yīng)用，不能簡單地一刀切。

　　4、在何時(shí)何地何層面引入MSTP?

　　對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，3G、數(shù)據(jù)等新業(yè)務(wù)需求巨大的大型城市，其本地網(wǎng)接入層已經(jīng)初具規(guī)模，匯接層相對(duì)穩(wěn)定，而骨干層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容量相對(duì)不足，應(yīng)優(yōu)先考慮將匯聚層和骨干層升級(jí)改造成為支持：MSTP的統(tǒng)一傳送平臺(tái)，一方面緩解容量壓力，一方面可以保持環(huán)路結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。在有條件的情況下，逐步向全網(wǎng)MSTP演進(jìn)，以解決各新種業(yè)務(wù)的接入問題。

　　對(duì)于中型城市，3G、數(shù)據(jù)等新業(yè)務(wù)對(duì)傳輸帶寬有一定需求，且主要集中在市區(qū)。其本地網(wǎng)交換局址相對(duì)較少，骨干環(huán)轉(zhuǎn)接電路亦較少，短期內(nèi)將骨干環(huán)升級(jí)為MSTP的意義不大，因此應(yīng)優(yōu)先考慮市區(qū)匯接環(huán)的MSTP建設(shè)，待各種新業(yè)務(wù)發(fā)展到一定規(guī)模，再考慮全網(wǎng)向MSTP過渡。

　　對(duì)區(qū)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)且目前網(wǎng)絡(luò)容量較小的城市，其3G、數(shù)據(jù)等新業(yè)務(wù)需求較少，MSTP的意義重點(diǎn)在于解決各種業(yè)務(wù)的接入問題，而不是容量問題。因此各層網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程均應(yīng)稍稍滯后，在未來統(tǒng)一考慮。

　　具體的演進(jìn)時(shí)間如表1(其中，時(shí)間點(diǎn)1對(duì)應(yīng)于3G一期工程開始施工前，其余時(shí)間點(diǎn)依次順延5～8個(gè)月)。