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
隨著數(shù)據(jù)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(xiàn)，傳統(tǒng)的同步數(shù)字體系(SDH)技術(shù)、IP技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)都不能適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(dāng)未來(lái)大容量信息傳送與交換的基礎(chǔ)平臺(tái)角色，實(shí)現(xiàn)IP與光傳送網(wǎng)的完美結(jié)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(gòu)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(gòu)的一個(gè)層面，它針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求而設(shè)計(jì)，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?shù)碾娦啪W(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，包括高可用性和可靠性，高效的帶寬管理機(jī)制和流量工程，便捷的OAM和網(wǎng)管，可擴(kuò)展、較高的安全性等等。
面對(duì)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(qiáng)以太網(wǎng)技術(shù)或電信級(jí)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(rèn)為這最終還是要取決于“需求的本質(zhì)是什么？”和“滿足需求的必備技術(shù)功能是什么”這兩個(gè)問(wèn)題。
作者認(rèn)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(yán)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(qū)別的。例如在3G無(wú)線接入網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)中，承載的IP化意味著用IP包去封裝信息，IP化基站指的是基站設(shè)備內(nèi)部的承載層由ATM轉(zhuǎn)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(shè)備的連接需求。
(3)基站內(nèi)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(jī)技術(shù)去實(shí)現(xiàn)基站回傳業(yè)務(wù)的傳送那就必然存在用三層設(shè)備實(shí)現(xiàn)二層功能將面臨的可擴(kuò)展性、可靠性、安全性等方面的缺陷；而且在大規(guī)模組網(wǎng)時(shí)，也會(huì)面臨建設(shè)資金、投資回報(bào)等經(jīng)濟(jì)壓力；因此使用IP/MPLS三層組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(duì)傳送網(wǎng)的基本要求是“面向連接”和“電信級(jí)”，這一點(diǎn)是IPRAN傳送與傳統(tǒng)IP互聯(lián)網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)的最本質(zhì)區(qū)別。面向連接意味著端到端業(yè)務(wù)管理和配置能力、運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的OAM以及保護(hù)能力，在管理方案全面運(yùn)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(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備基本上都是無(wú)連接的、盡力而為的、運(yùn)用命令行進(jìn)行單站配置、操作復(fù)雜、效率低?；緲I(yè)務(wù)的“電信級(jí)傳送”對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率都有嚴(yán)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?cè)跇I(yè)務(wù)特性和網(wǎng)絡(luò)功能方面存在著本質(zhì)差異，直接導(dǎo)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(tǒng)一承載。這也就是為什么在過(guò)去移動(dòng)運(yùn)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(yùn)營(yíng)商都采用城域?qū)拵P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)可以滿足3G基站的回傳傳送需求。這一方面是因?yàn)榉纸M傳送網(wǎng)是面向連接的，符合電信級(jí)業(yè)務(wù)和電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)要求的傳送網(wǎng)，而傳統(tǒng)以太網(wǎng)和局部增強(qiáng)型以太網(wǎng)就不能稱其為分組傳送網(wǎng)。另一方面是由于PTN將無(wú)連接、轉(zhuǎn)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(yù)知行為、可控制的網(wǎng)絡(luò)，并集成了靈活性、可擴(kuò)展性、統(tǒng)計(jì)復(fù)用等分組特性和網(wǎng)絡(luò)端到端OAM和保護(hù)、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(yùn)營(yíng)商級(jí)以太網(wǎng)傳輸技術(shù))與基于MPLS(Multi-protocol Label Switch，多協(xié)議標(biāo)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(biāo)簽)。
PTN支持豐富的運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)特性，可大幅度降低網(wǎng)絡(luò)的CAPEX和OPEX，因此，對(duì)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(jí)引發(fā)的思考
隨著數(shù)據(jù)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(xiàn)，傳統(tǒng)的同步數(shù)字體系(SDH)技術(shù)、IP技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)都不能適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(jí)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(shì)、實(shí)現(xiàn)各技術(shù)的融合來(lái)達(dá)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(jù)具體業(yè)務(wù)需求和地區(qū)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(nèi)仍以TDME1業(yè)務(wù)為主的地區(qū)，可以保護(hù)接入層大量的MSTP設(shè)備投資，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)。
第二種方式是根據(jù)基站類型采用不同技術(shù)。在新建的IP化基站采用PTN技術(shù)實(shí)現(xiàn)接入和匯聚；現(xiàn)有基站則仍由MSTP提供接入和匯聚，部分有條件地區(qū)可通過(guò)更換板卡方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌RPR的MSTP設(shè)備，并逐漸在匯聚層轉(zhuǎn)入PTN承載，最終在接入層轉(zhuǎn)入PTN，從而實(shí)現(xiàn)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比，一般設(shè)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(yù)測(cè)，升級(jí)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(zhǎng)的模式受業(yè)務(wù)需求和用戶數(shù)兩者綜合影響，擴(kuò)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(guī)劃來(lái)確保；而在疊加有集線比的普通寬帶業(yè)務(wù)時(shí)，QoS的管理將較為復(fù)雜，容易形成隱患和增加成本。
所以，關(guān)于針對(duì)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(yīng)該和2G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸承載情況一樣，采用完全獨(dú)立的建網(wǎng)思路。建議分網(wǎng)建設(shè)基站業(yè)務(wù)回傳網(wǎng)和寬帶用戶接入網(wǎng)，寬帶用戶網(wǎng)應(yīng)采用增強(qiáng)型以太網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)，容量可以得到保證，建設(shè)成本較低。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，應(yīng)采用PTN來(lái)建設(shè)基站回傳網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)镻TN在OAM、保護(hù)、時(shí)鐘、管理等方面都針對(duì)移動(dòng)Backhaul應(yīng)用進(jìn)行了較多的優(yōu)化。而在PTN標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)鏈成熟前可繼續(xù)采用MSTP承載2G/3G業(yè)務(wù)。分別建設(shè)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(guī)模很小的時(shí)候避免顧及移動(dòng)業(yè)務(wù)的穩(wěn)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(shè)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(shè)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(fù)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線路獲取，在室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)推薦使用該方案。當(dāng)NodeB只有FE接口時(shí)，可配置GPS接收機(jī)來(lái)提供時(shí)鐘信號(hào)，推薦在大流量站點(diǎn)，并且IP路由比較復(fù)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(jì)或者是不方便安裝GPS接收機(jī)，比如homeNodeB、地下室NodeB，這時(shí)應(yīng)遵循IEEE1588v2或同步以太網(wǎng)原理，在NodeB恢復(fù)時(shí)鐘。
2G和3G網(wǎng)在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中將長(zhǎng)期共存，而且從未來(lái)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，利用分組傳送網(wǎng)建設(shè)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(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)匯聚和傳送演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)從支持語(yǔ)音電路業(yè)務(wù)為主到支持?jǐn)?shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。
評(píng)論