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1、随着技术的日益成熟，3G业务的实用化前景已指日可待。在3G网络与传输网络的组网过程中，哪种方案才是最经济和最高效的方式？本文针对3G与SDH、ATM、MSTP三种传输平台的组网方案，对这一问题进行深入探讨。 3G的主流制式包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，其中WCDMA的传输接口种类最多，包括标准STM接口、ATM接口、IMA（反向复用）接口和以太FE/GE接口等。WCDMA的传输组网方式具有典型的意义，因此本文的分析重点针对该技术，CDMA2000、TD-SCDMA技术可依次类推。3G、2G具有相同的网络结构，分为无线接入网RAN（Radio Access Network）
2、和核心网络CN（Core Network）两大部分。其中，RAN用于处理所有与无线相关的功能，而CN则处理移动通信系统内的所有话音呼叫和数据连接与外部网络的交换与路由。图1为WCDMA的系统结构。其中：RAN包括无线网络控制器（RNC）和基站（NodeB）。CN分为电路域和分组域：电路域的主要设备是移动交换中心（MSC），实现语音业务交换；分组域处理数据业务，主要设备包括SGSN（Serving GPRS Support Node）、GGSN（Gateway GPRS Support Node）、CG（计费网关）等。图1 WCDMA的系统结构图从图1可以看出，3G的传输接口包括： Iub：No
3、de B到RNC的业务接口，接口类型包括IMA（反向复用接口，帧格式为E1）、STM-1（承载ATM信元）两种； Iu-cs：RNC到MSC的电路域接口，接口类型为STM-1/STM-4（承载ATM），特殊情况下也用IMA接口； Iu-ps：RNC到SGSN的分组域接口，接口类型为STM-1/STM-4（承载ATM），特殊情况下也用IMA接口； Iur：RNC之间的接口，接口类型为STM-1/STM-4（承载ATM、TDM）和IMA接口； G：包括MSC、VLR、HLR和GGSN、SGSN之间的多种互连接口，包括STM-1/STM-4（承载ATM、TDM）、FE/GE、E1等类型，属于3G网络
4、较为次要的接口。在组建3G网络时，必须充分考虑上述接口的对接关系，保证话音、数据业务的实时传输，同时还要考虑到网络的安全可靠性，通过成熟的环网保护机制对业务进行保护，并充分考虑组网的效率，提高传输带宽的利用率。下面对三种最可能的组网模型进行分析。一、传统SDH组网传输方案3G与传统的SDH组网，3G的接口信号通过TDM方式传输。对于带宽颗粒小的NodeB与RNC之间的Iub接口，可通过E1信号映射到VC12通道的方式在传输网络中进行传输；对于带宽颗粒大的RNC到MSC之间的业务，可通过ATM接口映射到VC4通道或级连的VC4通道中进行传输，如图2所示。图2 采用传统的SDH组建3G传输网3G与
5、传统SDH组成的传输网有两个完全不同的网络平面，3G完成业务层ATM信元的交换、调度和汇聚，然后再经SDH设备进行透明传输，网络层次分明，结构清晰。根据我国的网络建设情况，目前的城域网基本采用的都是SDH环网，如果网中尚有剩余带宽，则完全可用于3G业务的传输。这种方式的最大缺点在于，对于3G引入的数据业务，传统的SDH TDM方式的动态传输效率不高，下面以RNC与SGSN之间的传输为例进行说明。图3 RNC与SGSN之间的业务传输如图3所示，多个RNC与SGSN之间存在着突发性很强的数据业务，它们之间通过SDH环相连，TDM方式不得不给每个RNC按照峰值业务流量分配带宽。假设每个RNC到SGS
6、N的数据业务均值为40M，峰值为80M，按照峰值流量计算，需要分配80M3240M的传输带宽，至少需要2个VC4通道，而环上的实际平均流量为40M3120M。不难看出，这种传输方式对带宽的浪费是比较严重的。二、ATM组网传输方案我们知道，WCDMA采用ATM架构，而ATM自身也可组网，因此采用ATM组建传输网也成为一种很自然的选择。根据3GPP标准，WCDMA的各种设备均有ATM接口，并能够实现与ATM设备的对接，如图4所示。图4 采用ATM组建3G传输网可以看出，3G和ATM设备都有ATM交换功能，整网解决方案存在着功能重叠。3G设备具有ATM交换核心功能，ATM交换机在组网时仅仅充当着传输
7、角色，其ATM交换特性得不到充分应用。另外ATM设备不是传输平台，其组网保护能力和对TDM业务的支持能力较弱。因此，在一般情况下，不推荐使用ATM设备来组建传输网。但是，对于已建的ATM网络，可充分利用资源，作为3G传输网络的初期可选方案，但是这种情况对网络的扩容和管理会带来诸多问题。在一些3G设备之间，例如在RNC的Iur接口之间通过与ATM交换机的星形互连，可以完成交换汇聚功能，但这些功能是可以通过其它方式解决的，如RNC之间的串联或MSTP平台，而不应该成为新建ATM网络的理由。三、MSTP组网传输方案MSTP的全称为多业务传输平台，是新一代传输系统平台，它继承了传统SDH设备对TDM业
8、务的支持，同时又具有对动态ATM、IP业务传输的支持。对于不同的业务，MSTP设备可通过配置不同的模块，组成固定时隙或动态共享的环网，提高传输效率，并可通过成熟的环网保护机制对业务进行保护。由于3G业务网包含语音、数据和多媒体业务，因此网络在不同的区域和发展阶段有着不同的特性，而MSTP平台则是传输网的一种理想方案。图5 采用MSTP平台组建3G传输网从图5可以看出，MSTP平台具有ATM交换功能，但是这种交换功能非常有限，成本也远远低于ATM交换机，目的在于组建VP-Ring共享环，以提高动态业务的传输效率并进行环网保护，依然属于传输平台范畴，与3G业务设备中的ATM交换功能完全没有重叠。采
9、用MSTP平台共享环与采用传统SDH平台对数据业务传输的效率明显不同。所谓共享环是指，分配一个固定的带宽给环上的多个节点，环上的节点可以根据需求占用带宽，由于数据业务的突发性和不均衡性，多节点共享的这部分带宽提高了传输效率。例如，在图3所示的案例中，如果采用VP-Ring共享环，则环上的带宽只须分配一个VC4通道即可满足40M3120M的带宽传输要求。只要合理地安排环上节点的带宽峰值出现的时间，并预留足够的带宽余量，则可控制共享环的传输达到电信级的可靠性。另外MSTP可对数据业务进行不同优先级的服务，进一步保证业务的传输质量。从3G的发展情况来看，WCDMA商用化的版本是R99、R4版本，网络
10、采用ATM架构，并存在着继续向全网IP模式演变的可能性。届时，对于采用MSTP平台的组网方式，只须更换相关的模块，而不必对传输网进行重大改动。从上面的分析来看，MSTP平台可最大程度地保护运营投资。从本文的分析可以得出以下结论：采用MSTP传输方式比采用传统的SDH、ATM组网具有明显的优势。这是因为，3G业务和相关标准是在近年来不断发展起来的，具有兼容目前传输方式的特点，如SDH、ATM技术。与此同时，3G数据业务具有较大的动态特性，因此需要增加一些IP数据接口。MSTP平台是近年来得到大力发展和完善的系统，它可实现多种业务在统一传输平台的传送，在与3G业务组网时，可通过灵活地配置相关模块，满足3G多种信号的传输要求，并随着3G业务同步演进，优越性不言而喻。
