购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.1 技术产生背景

移动通信技术发展进入3G、4G阶段后,传统的同步传输体系(SDH)传输网在承载移动互联网数据业务时,逐渐暴露出带宽利用率低下、扩展困难、配置不够灵活等弊端。业务传输的IP化可以有效解决这些弊端,移动通信网络运营商纷纷建设面向IP的传输网,以应对业务发展和竞争的压力。从2009年起,中国移动在本地传输网中广泛采用分组传输网(PTN)技术,中国电信和中国联通则采用IP化无线接入网(IPRAN)技术,传统的SDH、多业务传输平台(MSTP)技术逐渐被淘汰。本节介绍造成传输技术变革的主要原因。

1.1.1 移动网络向IP化演进带来的带宽需求

当前,人们已经不满足于坐在家里或办公室里享受有线宽带网络带来的便利,而是希望能随时随地享受互联网提供的信息服务(即移动通信网络服务);同时,手机开始从掌上移动电话向掌上移动电脑演进,移动通信网络运营商的业务已经由以传统的语音业务为主转向以数据业务为主,数据流量经营正成为运营商新的业绩增长点和未来的主营收入。这给运营商带来了无限商机,同时也对移动通信网络提出了更高的要求。

随着语音、视频、数据业务在IP层面的不断融合,各种业务都向IP化发展,各类新型业务也都是建立在IP基础上的,业务的IP化和传输的分组化已经成为目前网络演进的主线。

在4G时代,移动终端进行数据通信的上行理论速率达到了50Mbit/s,下行理论速率达到了100Mbit/s,移动互联网的带宽需求呈现爆炸式增长。移动通信网络的带宽瓶颈已经逐渐从手机与基站的空中接口之间,转移到基站与基站控制器之间,也就是移动通信网络架构中所谓的无线接入网(Radio Access Network,RAN)。在2G时代,RAN是基站(Base Transceiver Station,BTS)到基站控制器(Base Station Controller,BSC)之间的网络;在3G时代,RAN是指Node B(节点B,也就是基站)到无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)之间的网络;在长期演进技术(LTE)阶段,RAN是指演进型Node B(Evolved Node B,eNode B)到核心网(Evolved Packet Core,EPC)之间,以及基站之间的网络。

在移动通信网络架构中,RAN可以看作是一个本地传输网,其结构可以分成接入层、汇聚层和核心层3层,如图1-1所示。小型本地传输网则可以将汇聚层与核心层合二为一,即只分为接入层和核心层两层。接入层和汇聚层主要负责从基站到基站控制器之间的接入和传输,核心层主要负责基站控制器到移动交换中心等设备功能节点业务的传输,同时提供与外部网络(如Internet等)连接的接口。

图1-1 本地传输网分层结构

1.1.2 SDH/MSTP承载3G RAN业务力不从心

在2G时代,RAN主要是为满足语音业务需求而存在的,数据通信需求较低,接口主要为E1接口,而SDH就是针对语音业务传输而推出的,因此承载2G RAN网络得心应手。

到3G时代初期,除了承载语音业务之外,基站还承担数据业务,每个基站的数据带宽一般保持在10~20Mbit/s。此时SDH演变为MSTP,在传统的SDH的基础上增加了以太网、ATM等二层传输功能,还能完成承载任务。此时接入层主速率提升到622Mbit/s以上,汇聚层速率一般为2.5~10Gbit/s。

当进入4G阶段后,业务接口由E1向FE变化,业务颗粒度从2Mbit/s向100Mbit/s发展,基站带宽需求增加,MSTP开始明显力不从心。虽然MSTP相比SDH已经在IP承载方面有进步,但是其IP化只停留在接口层面,内核依然是时分交叉连接复用,不具备分组交换中的统计时分复用能力;而且其组网是基于独享方式的刚性管道模式,不同接口之间的带宽不能共享,带宽利用率低,已经不能满足IP化业务呈现出的带宽突发性强、高峰均值比大的特点。另外,MSTP的业务路径为静态机制,需要网管手动配置,不利于业务的调度和扩展,而且MSTP不具备服务质量(Quality of Service,QoS)能力,所以MSTP技术最终难以满足以IP为核心的移动通信网络分组数据业务爆炸式增长的承载需求。

1.1.3 3G网络向LTE演进的分组化传输需求

LTE技术充分考虑了当前和未来移动通信网络发展的需求,突出了网络的高效率、高带宽、低时延、高可靠性等要求,通过将基站和核心网之间的S1接口和基站之间的X2接口全IP化进行分组化的传输,并将原RNC的控制功能分布到移动性管理实体(Mobile Manage Entity,MME)和eNode B(基站),以实现网络的扁平化,降低网络时延。

2013年上半年,中国移动的4G/LTE(长期演进)呼之欲出,电信和联通也对自己的LTE网络开始布局。LTE的RAN传输需求成为承载技术发展的方向,对RAN传输技术提出了如下几点明确的要求。

(1)多业务承载,支持2G、3G、LTE长期共存。运营商从保护原有投资和节省建设成本的角度考虑,2G、3G、LTE业务会长期共存,90%以上的基站会共站址建设,传输网必须具备多业务的传输能力(即TDM业务和IP业务的承载能力),甚至具备将固网与移动网融合之后大客户专线的承载能力(如ATM业务和VPN业务)。

(2)提供更大、更高效的带宽。LTE基站至少要求吉比特上联才可满足业务流量不断增长的需要,现在部署的承载网应具备将来和OTN对接的能力。

(3)LTE要求严格的网络同步,即时间同步和时钟同步。例如,TDD-LTE时钟频率误差要求低于0.05×10 −6 ,时间同步误差要求为±1.25μs。

(4)LTE要求高质量的业务保证、完善可靠的端到端QoS能力,能够实现电信级业务保护功能(即保护切换时间≤50ms)。

(5)LTE网络要求易于维护,有丰富的OAM能力,保证可视化网管,便于业务开通、日常监控和故障处理。未来的LTE网络基站要求花式部署,因此设备和业务的快速部署非常重要。 zszQJLlo4PbNWctG/4Omg3LCqYQOZuLfkXd8tM056VpbCDectb5zNMk4BGlvVtZN

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×