面向3G的传输网络

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一、3G网络浅析
    为了便于解决3G传输的问题，先分析一下3G网络向传输网络提供的接口。3G网络包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种网络制式，由核心网和无线网UTRAN组成。核心网由于考虑到数据业务的大量引入，在设备构成上又分为CS（电路域）和PS（分组域）。从技术本身来看，WCDMA的商用版本为R99和R4，其中R99版本的WCDMA需与GSM网络结合，核心网与GSM网络共用MSC交换中心，增加了PS分组域数据业务，由SGSN和GGSN通过高速以太网接口或POS连接构成全IP分组交换网络，无线网部分RNC与NodeB之间通过ATM技术，语音业务和数据业务以ATM信元承载；R4版本不再考虑原有的移动网络而单独成网，无线网部分和核心网PS分组域与R99相同，不同的是在CS电路域没有采用电路交换模式的MSC，而是采用了基于NGN，控制（MSC Sever）与交换平面（MGW媒体网关）完全分开，MGW可进行TDM、ATM、IP三种方式的业务交换，目前的商用情况主要以TDM交换为主。

    CDMA2000在接口和传输模式上与WCDMA R99版本区别不大，CDMA 1X在传送需求上相当于GPRS，而CDMA2000 EV-DO则相当于R99版本的WCDMA。TD-SCDMA作为我国提出的3G标准，在技术上有一定的继承性和先进型，必将在国内3G网上取得一定的应用，其优势在于无线域和天线方面，接口方式和传输与R99版本的WCDMA没有太大区别。本文主要分析WCDMA传输网络的解决方案，使大家对3G制式下传输网络可能面临的问题有进一步的了解，并提出相应的解决方案。

    分析3G网络，有一个内容对传输网络的规划非常重要：WCDMA采用1900MHz或更高的频率，基站覆盖范围略低于GSM、CDMA，但随着移动网络技术特别是天线技术的进步，加上载频覆盖效率的提升，WCDMA网络基站的综合覆盖效率会与GSM网络基站基本相同或者略高，因此在无线本地网如果要实现相同的覆盖效果，WCDMA与GSM基站的数量应该相当，在发达城市会稍有下降，但数量差别不会太大，其它两种制式也基本类似。

二、3G无线网传输网络解决方案
    对于WCDMA，传输网络需要解决的问题包括三个方面，一是核心网电路域的连接，二是核心网分组域的IP互连，第三就是RNC到NodeB之间的ATM业务承载了。首先分析UTRAN部分。WCDMA网络R4、R99版本在无线网络部分基本保持不变，无线网和GSM一样，主要处于城域，由RNC（基站控制器）和NodeB（基站）互连构成，在传输模式上RNC与NodeB之间通过ATM信元方式承载。

    第一种接口和传输解决方案：根据业界设备、ATM芯片的开发情况，ATM网络最简单的接口方式是155M，因此最早在欧洲、日本得到应用的WCDMA的RNC与NodeB之间普遍采用155M ATM接口，如图1所示。





图1 RNC与NodeB之间采用155M接口


    与国内情况不同的是，欧洲、日本的ATM网络已具相当规模，已有完整ATM网络的运营商完全可以通过ATM网络实现3G基站的接入，以PVC方式实现电路业务和数据业务。而我国目前只有少数运营商具有ATM网络，且很不完整，在不重新建设的情况下构建几百个甚至上千个点的基站接入覆盖，基本上是不现实的。面临这样的3G无线网，解决3G网络的传统方式只有两种办法：一是光纤直连、一是通过SDH透传155M，在3G基站最大突发带宽不超过30M的情况下，两种方案明显均不可取。MSTP技术提供ATMVP-Ring功能，通过ATM信元统计复用实现多个基站到1个155M通道的共享，为基站大量带宽不满的155M ATM提供汇聚，从而在汇聚和核心层面可降低对传输带宽的要求。由于对MSTP功能的要求较高，国内外各3G移动产品提供商也不再大量推广NodeB到RNC采用155M的3G方案。

    第二种接口和传输解决方案：根据现实情况，3G网络在接口上发生了很多变化，IMA是解决传输接口方法之一，IMA通过155M接口ATM信元反向复用封装在E1中，在E1内部实现信元的统计复用，