基于TD-SCDMA的全业务城域网设计研究
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摘 要：为了解决现有城域网存在的问题，满足中国移动向全业务运营演进的要求。采用分析全业务城域网所承载的业务的类型、特征与发展变化的方法。对未来的全业务城域网架构与演进策略进行讨论和研究，同时平衡现有网络设备与资源及演进过程中传统业务的需求。发挥几种光网络技术在应用上互补的优势，研究OTN,PTN,PON等光网络技术在全业务城域网中的应用，得出全业务城域网的设计模型和建设方案。
关键词：全业务； 设计模型； 传送网； 宽带接入网； 无线接入网
中图分类号：TN915.4-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)21-0063-05
Design and Research of Full-service MAN Based on TD-SCDMA
LI Chen1, LI Guo-min2
(1.Xinjiang Branch, China Mobile Group Design Institute Co. Ltd., Xinjiang 830011, China；
2. College of Communication and Information Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China)
Abstract：
In order to solve the problems existed in MAN and fulfill the requirement on full-service operation from China Mobile, the service types, characteristics and development of a MAN in full-service network are analyzed. The future evolution strategy and structure of the full-service of MAN are discussed, while balancing the existing network equipment, resources and the traditional business of evolution. The complementary strengths in the application of several optical network technologies are developed, the application of PTN (packet transport network), PON (passive optical network) and other optical network technology in the full-service MAN is studied. A design model and construction scheme of the full-service MAN can be established.
Keywords： full-service; design model; transfer network; bandwidth access network; RAN
0 引 言
目前全球电信运营企业向全业务运营企业发展。全业务运营是指从单一模式的运营商向多种，全面业务提供和接入运营模式转变。中国移动作为世界范围内移动用户数最多的通信企业，面对的挑战就是如何成功实现业务转型和网络转型，建立提供语音、数据、图像业务的全业务运营网络。
本文针对中国移动向全业务运营演进的要求，从全业务城域网所承载的业务入手，分析了城域网业务的类型、特征与发展变化，以及现有城域网存在的问题。探讨了未来的全业务城域网架构与演进策略，研究了平衡现有网络设备与资源的方式，讨论了演进过程中传统业务的需求。同时分析了几种技术在应用上互补的优势，研究了OTN(Optical Transport Network,光传送网)、PTN(Packet Transport Network,分组传送网)、PON(Passive Optical Network,无源光纤网络)等光网络技术在全业务城域网中的应用。建立了全业务城域网的设计模型，设计了全业务城域网建设方案，并得出相应结论。
1 全业务运营模式对移动网络的发展要求
1.1 全业务对城域数据网的发展要求
移动城域数据网由CMNET、IP专网组成。二者协同发展，互相补充、共同满足业务需要，高价值业务由移动IP专网承载，普通互联网业务由CMNET骨干网承载。由于接入业务的零散分布，要求数据收敛设备规划分布要按照业务需求所在的区域进行划分，收敛点由核心层向片区汇聚节点延伸，要统筹安排合理配置；接入业务的类型的多样性，且对带宽的巨大需求，传统的城域网在接口以及带宽上都不能满足全业务需求。需要引入面向3G的宽带接入技术如PON技术。
1.2 全业务对城域传送网的发展要求
运营商城域传送网主要是为基站回传/RAN承载的网络。以中国移动为代表的移动运营商建立了较完善的城域传送网络，满足了GSM基站接入的高质量传送需求。全业务的发展对传统的城域传送网的影响有以下方面［1］。
(1) 承载业务的变化
随着全业务城域网的发展建设，移动传送网正经历从以话音业务为核心向以IP多业务为核心的网络转变。业务类型由单一性向多样性的转变；业务接口的IP化转变；业务粒度由小颗粒向大颗粒转变；业务类型的多样性导致服务等级由单一向多样性的变化。
(2) 网络组织的变化
现有的传送网基于TDM业务搭建，同时考虑少量专线业务的需求，面对ALL-IP承载的变化，IP城域网需要进行大量的补网建设，城域传送网组织将发生一定的变化 ［1］。
2 全业务城域网业务类型及特点分析
2.1 全业务城域网业务类型
全业务城域网承载的对象包括：
(1) GSM/GPRS移动通信系统；
(2) td-scdma/HSPA移动通信系统；
(3) LTE移动通信系统；
(4) 重要集团客户接入；专线和VPN(Virtual Private Network)虚拟专用网互联业务；
(5) WLAN：无线局域网(Wireless Local Area Network)等无线宽带数据业务；
(6) 普通集团客户及家庭客户接入(含PON OLT上联)；
(7) 综合接入业务：提供上网、移动与固定语音、多媒体等服务。
(8) 家庭网络和IPTV(交互式网络电视)及其他多媒体服务。
2.2 全业务城域网业务特点分析
全业务运营(Full Services Carrers)是指同时经营固定业务、无线业务、宽带业务；从纵向角度看，是指同时进入网络接入、基础业务、增值业务、内容提供等价值链的各个环节。其特点就是在有线和无线领域提供语音、数据和视频全方位服务的运营模式并要求城域网满足业务IP化需求，能提供足够大的带宽需求并符合网络融合的趋势［1］。从表1可以看出全业务运营时期,大量的宽带业务爆发式增长。基站IP化的同时，集团客户、专线业务、宽带接入业务、综合接入业务都是重要的增长部分。
(1) 2G GSM基站接口为N*E1；
(2) 3G ATM基站接口为N*E1、IP化基站接口为FE，LTE基站接口为FE/GE；
(3) 集团客户接口为E1、FE、GE；
(4) XPON接口为GE；
(5) RNC接口为CSTM-1,GE；BSC接口为CSTM-1,E1；
(6) BRAS和SR接口为GE；
(7) 设备采用GE/10GE组网。
4.4 PON网络设计模型
4.4.1 PON网络设计原则
(1) 接入网建设应面向业务需求，紧密围绕基站建设，充分有效利用现有城域网及基站资源。
(2) 按照“整体规划、分步实施”的原则，根据业务需求合理安排接入网建设。
(3) 低成本、快速接入用户，缓解管线、光缆、机房等基础网络资源匮乏对接入网建设的影响。
4.4.2 PON网络结构和节点设置
PON网络由OLT(一般放在端局)、分光器(无源的)、ONU(一般放在用户家，或接近用户的楼道位置)三个部分构成。综合业务接入点尽量放置在汇聚、核心机房，也可选择条件较好的基站、营业厅机房。规划时，需结合光缆网的规划建设情况确定业务节点覆盖范围，划定综合业务接入区。节点规划应根据区域业务的收敛关系确定。
4.4.3 PON的设备和接口配置
PON设备可以存在于业务区域的汇聚节点，OLT设备提供PON口采用2.5 GHz下行带宽和1.25 GHz上行带宽。每个PON口再通过分光器与若干ONU相连实现宽带业务的接入。在核心层通过GE或10GE上行端口与数据设备相连。实现业务的传递。
5 结 论
本文对中国移动全业务城域网进行了分析与设计，为中国移动实现业务转型和网络转型，建立提供语音、数据、图像业务的全业务运营网络提供了一定的参考。主要研究结论如下；
(1) 虽然城域传送网和IP城域数据网有融合的趋势，但并不意味着两者有相互取代的必要，两个网仍将分开建设并长期互存。且因为各自分开建设，不管是传输设备还是数据设备的功能将会在其领域内发挥出更大的作用。
(2) 全业务域传送网应采用核心层、汇聚层和接入层三层网络结构。但建设时要根据业务发展目标和用户的发展情况逐级分区域建设，提高投资收益比。
(3) 基于3G多种城域网技术的联合运用，可在城域网中发挥各自技术的特点和优势，并且相互弥补了自身技术存在的不足，使得网络能力得到提升。OTN,PTN,PON组建的网络在单位电路造价上都比较低，可以节约现有网络资源。初期建设时所配置设备容量要有一定冗余，后期只需要通过新增板件进行扩容，以减少核心层结构的变化。
(4) 分组传送网定义为面向IP的传送网，主要作用是承载数据业务和2G/3G基站业务，原有SDH网络将长期与新网络共同存在；两个网络有不同责任分工和部署策略，不同级别地市应根据各自业务特点和资源配比情况选择网络演进模型。
(5) PTN网络在向SDH融合的过程中，应选取适合的演进模式。无论是替换还是叠加的组网模式，在满足不断增长的业务需求的前提下，都应该充分考虑到现有网络设备与资源平衡。
(6) 原有SDH网络释放出来的网络资源应合理规划、充分利用；发挥其网络特性，提供不同品质的传送服务。
(7) 网络具有延伸性可扩展性，可以与多种光网络技术互联，实现多业务接入。
基于TD-SCDMA的全业务城域网研究和设计，可以为今后的IP化基站传送，高效传递分组业务，并提供电信级OAM和保护的分组传送技术的全业务网络，以满足当前3G业务和未来LTE业务传送需求提供技术参考。
参考文献
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作者简介：
李 晨 男，1983年出生，新疆乌鲁木齐人，工学学士，助理工程师。主要从事移动通信网络的规划与设计工作。