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1、3G驱动下的分组传送技术,桑 新 柱 E-mail: xzsang,附、IP Ran,业务IP化和传送网IP化,根据3GPP的定义，移动接入网分为无线网络层（R a d i o N e t w o r k Layer）和传输网络层（Transport Network Layer），分别实现应用层协议处理及L1/L2承载。 相应地，移动接入网的IP 化也分为两个层面：业务IP化和传送网络IP化。两者之间具有一定的差异，不能将业务IP化等同于传送网络的IP化。,附、IP Ran,业务IP化和传送网IP化,在无线网逻辑子层中，业务IP地址在用户终端产生，用于标识具体的服务及用户，由业务IP地址标识的
2、分组在Iub接口上被NodeB及RNC切割为块码流，因此该IP地址对于Iub接口上的中间设备不可见，而只能在RNC内的Iu接口可见，并最终在移动核心网的处理节点如MSC/得到终结。 在网络的传送层的IP技术标识NodeB和RNC的连接端口，上行起始于Node B,终结于RNC;下行起始于RNC，终结于Node B，仅在Iub内部有效，因此Iub虽然已经IP化，但并不意味着要使用IP路由功能。即使使用路由设备传输Iub，其中间传送节点也不需要强的路由功能，而仅需要传送功能。,附、IP Ran,业务IP化和传送网IP化,在RAN中，只有传送IP可见，传送IP与业务无关，仅用于传送的目的。从业务传送
3、角度来说，无线接入层由于业务流向清晰（从基站到机制控制器），不需要强大路由功能。与无线核心网不同，因为后者业务IP可见，且业务拓扑呈网状，需要选由路由器和波长管道相结合的传送方案。 IP化的RAN中，对下层承载传送网的需求仅是传送IP信息流，因此不能想当然地认为有IP就一定需要IP网络来提供路由和传送。这里IP与业务无关，仅用于承载传送，是逻辑上存在的，并不对应为IP实体网络。 移动基站接入网的需求就是IP传送，移动核心网的需求是强的路由。,附、IP Ran,当前Ran的状况,当前移动网络中已建成的RAN 传送网，主要是基于TDM/SDH 技术而构建的。 对于移动数据的传送，SDH传送网存在带
4、宽利用率低下、扩展困难、配置不够灵活等弊端。IPRAN 的成熟应用成为驱动传送网分组化的重要因素。移动运营商因此纷纷寻求建设面向IP的传送网，以应对业务发展和竞争的压力。 在传送网领域，近年来涌现了多种传送技术和方案，如M S T P、MetroEthernet、基于IP 的汇聚、以及基于PWE3/CES 的多业务分组传送等。 运营商在选择时，需要深入理解IP-RAN的传送需求，并结合自身的业务发展状况，找到最适合自身网络的IP RAN 传送网解决方案 移动网的IP化特别是RAN的IP化对于网络发展意义十分重大，它能够有效提升网络的性能、新业务支持能力和用户体验，并且保证移动网的长期演进和发展
5、。,6,附、IP Ran,当前Ran的状况,目前RAN的网络单元（基站BTS/NodeB和控制器BSC/RNC）之间，存在着多种接口连接和接入方式，如接口有IMA E1/TDM E1/ML-PPP E1/FE和接入方式有xDSL/光纤/微波/PDH，如图所示。移动业务能力将主要依赖于网络单元本身的能力和网络单元之间链路上的通信承载能力。建设IP RAN承载网络要充分考虑到现有移动接入网络的情况和未来网络的发展趋势，考虑到移动业务和其承载网络本身的特点。,7,附、IP Ran,RAN IP化的建设考虑,8,附、IP Ran,分组化IP RAN 的优势,节省传输成本IP传输资源容易获得，IP网络建
6、设成本低；头开销压缩和包复用技术等，使IP传输效率比ATM传输效率高得多；IP传输可以很方便地支持业务的统计复用功能。 提供丰富端口，满足不同的组网及未来网络的演进需求IP传输提供各种丰富的端口类型，满足不同类型的组网需求，适应未来网络的演进需要，支持快速的网络建设。 便于快速开展新业务IP传输可提供更大的带宽，为业务传输提供足够带宽，方便运营商根据用户需求快速开展新业务，提升竞争力。 节省维护和管理成本IP传输在维护、扩容和基站搬迁等方面上相对于ATM传输具有明显优势。 符合网络向全IP发展的趋势无线接入网在未来向扁平化架构演进，相对于点到点传输方式，IP传输更有利于满足接入网网状组网需求，
7、从而保护运营商的投资。,9,附、IP Ran,IP RAN 的演进移动运营商,而对于移动运营商来说, 由于自身的IP城域网尚不完善, 移动运营商更关心的是如何把IP-RAN 作为一个综合承载网使用。 鉴于目前多数移动运营商的基站传输网络RAN 还承载着大客户专线等数据业务, 一旦将基站传输网络RAN 升级到全IP 状态, 势必要对大客户专线有一个更为完善的解决方案。此时就有关于IP RAN 向IP 城域网融合的需求产生。 目前有一种观点是将IP 城域网汇聚节点设置在县城中心, 将原有的底层交换机全部转接到IP RAN 上, 以IP RAN 作为IP 城域网面向用户的接入手段.,10,附、IP
8、Ran,IP RAN 的演进固网运营商,对于固网运营商而言, 如何在全IP 架构下合理处理IP城域网和基于PTN的IP-RAN 的关系是一个难点。 多数固网运营商现存的IP 城域网规模均已非常庞大, 而且业务模式和技术手段都较为成熟。 如果单从网络融合的目标看, 势必要把IP-RAN 纳入IP 城域网内, 那么不仅需要提前考虑对IP 城域网进行扩容, 以承载未来以N10GE 带宽为单位计量的IP-RAN, 而且还必须进行IP-RAN 的2/3 层网络定位, 以确定IP RAN 在IP 城域网中的层次地位。 目前业界较为主流的观点认为, IP-RAN 应该是一个标准的2 层网络, 应该在IP 城
9、域网的汇聚层以下向IP城域网的业务路由器SR 进行汇聚。,一、3G和LTE网络的发展需求,1.1 业务驱动,要能够满足两类QoS基本业务的需求： (1)QoS要求较高的互联业务和实时视频业务：电子商务、电子政务、VPN、远程教育、协同设计、数字图书馆、电视会议、可视电话、视频点播等 (2) QoS要求较低的Internet上网业务：如E-mail、FTP、Telnet等,一、3G和LTE网络的发展需求,1.1 业务驱动,分组业务将在流量主导地位,一、3G和LTE网络的发展需求,1.1 业务驱动,分组业务将在流量主导地位,3G 网络的建设使得承载和传送层面面临业务类型由TDM 为主向以IP/Et
10、hernet 分组为主转变， 业务接口由E1向FE 变化， 业务粒度由2 Mbit/s 向10/100 Mbit/s 发展等挑战。有电信专家预计，在未来510 年固定用户带宽需求下行接入带宽可达2030 Mbit/s、上行接入带宽可达48 Mbit/s，而移动通信系统每基站的带宽需求将达到30100 Mbit/s,一、3G和LTE网络的发展需求,1.1 业务驱动,3G和LTE需求推动PTN的发展,作为支持高速数据接入的3G网络，其业务承载除了GSM话音业务外，其他业务种类也随之不断丰富。伴随着业务流量的不断增加，以TDM为基础的传统传送网络传送效率较低的劣势就突显出来，从而难以适应全业务对带宽
11、需求的迅猛增长，从而给运营商造成了巨大的传送成本压力。此外，我国运营商的城域网现状是SDH/MSTP、以太网交换机、路由器等多个网络分别承载不同业务、各自维护，这难以满足多业务统一承载和降低运营成本的发展需求。因此，城域网需要采用更灵活、更高效和低成本的分组传送平台来实现全业务统一承载和网络融合，分组传送网（PTN）技术由此应运而生。 PTN作为一种面向分组的传输网技术，已被主流运营商列为商用化进程的推动目标，其两大主流技术T-MPLS/MPLS-TP和PBB-TEPBB的国际标准化进展已成为业界顶级设备商们关心的热点。,一、3G和LTE网络的发展需求,1.1 业务驱动,3G和LTE需求推动P
12、TN的发展,虽然PTN技术的标准化工作还未完成，但由于国内外移动运营商的无线回传市场需求迫切，国内外运营商都已经开始了对PTN的积极探索。 到目前为止，全球启动移动IP基站接入传送的运营商有60多个，其中Vodafone集团、Telefonica集团、DT、法国电信、意大利电信、美洲移动AM、俄罗斯Vimplecom、乌克兰电信、泰国AIS、泰国TRUE、澳大利亚OPTUS、澳大利亚沃达丰、香港数码通、香港和记电讯都在积极探索PTN的试点和商用。在国内，中国移动从2008年7月开始对PTN进行测试，参与的厂商有华为、中兴、上海贝尔、烽火、北电五家。经过第一阶段的实验室测试、第二阶段的模拟业务加
13、载测试，目前已经进入现网测试阶段。 2009年国内PTN市场处于稳步上升阶段，主要的应用场景还是定位于基站回传网络和集团大客户专线传送。随着3G建设的深入和移动数据业务的蓬勃发展，国内PTN的建设需求将日益显现。,一、3G和LTE网络的发展需求,1.2 LTE的需求,分组业务的要求,移动通信的发展方向则是与互联网密切结合，即移动通信未来的竞争焦点是数据业务。从长远规划的角度来看，现有的3G、35G技术不能成为最终的解决方案，面对宽带无线接入技术的竞争，特别是IEEE80220技术的发展，3G必须加快后续技术的研究。目前国际标准化组织正在推动无线传输技术从2Mbps向100Mbps（E3G）、1
14、000Mbps（B3G）的目标发展。可以看到，竞争的加剧进一步推动了技术的发展，从而使移动通信宽带化的步伐不断加快，为迎接移动数据业务时代的到来奠定了坚实的技术基础。,一、3G和LTE网络的发展需求,1.2 LTE的需求,峰值速率：上、下行各20MHz带宽条件下，下行峰值速率100Mb/s，上行峰值速率50Mb/s； 控制面延迟：空闲状态到激活状态的转换时间小于100ms； 控制面容量：5MHz带宽下，每小区应至少支持200个激活用户； 用户面延迟：系统在单用户、单业务流以及小IP包条件下，用户面延迟小于5ms； 用户吞吐量：下行用户平均吞吐量34倍于Release 6 HSDPA；上行用户平
15、均吞吐量23倍于Release 6 HSDPA； 频谱效率：在有负荷的网络中，下行频谱效率(bits/sec/Hz/site)34倍于Release 6 HSDPA；下行频谱效率23倍于Release 6 HSDPA；,一、3G和LTE网络的发展需求,1.2 LTE的需求,移动性：演进系统需优化在低速（015km/h）情况下性能；以较高的性能支持高移动速度（15120km/s）；系统在120350km/h的移动速度下可用； 系统覆盖：小区半径5Km情况下，系统吞吐量、频谱效率和移动性等指标符合需求定义要求；小区半径30Km情况下，上述指标略有降低；系统能够支持100Km半径的小区。演进系统支持
16、在1.25 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz和 20 MHz带宽部署，支持成对和非成对频谱； 系统共存以及与其他3GPP接入技术的互联互通：支持UTRAN和GERAN的演进系统多模终端，应该能够支持与UTRAN和GERAN之间的测量和切换； 系统结构：基于分组的、单一的、支持端到端QoS的系统结构； 无线资源管理需求：增强支持端到端QoS；支持在不同接入网技术之间负荷分担和策略管理； 系统复杂度方面：最小化可选项，无冗余的必选项。,一、3G和LTE网络的发展需求,1.2 LTE的需求 着重在空中接口传输技术和接入网结构上对3G系统进行改进,在空中接口方面，一是在下行链路采用能够有效对抗多径衰落、提高频谱效率的OFDM技术；采用自适应链路技术使编码调制参数能够适应无线信道的变化，以提供更高的频谱效率和更可靠的传输性能；通过在发射端和接收端配置多个天线，从而提高系统的容量、改善系统性能；二是在上行链路采用峰均比(PAPR)较低的分布式或集中式单载波频分复用提供多址接入；在帧
