第三代移动通信（ 3G ）的发展经历了体制标准之争，已逐步演进到标准的完善和设备开发之争以及未来的产业发展之争。面对激烈的竞争形势，快速提供业务、减少带宽资费、提高通信服务质量成为移动运营商在市场竞争中获胜的关键因素，这些关键因素之争的焦点又集中在基础网络建设，传输网是电信网的基础网络，因此， 3G 传输网的建设在整个 3G 网络发展中扮演重要角色。在 3G 传输网优化和建设中，如何定位传统的移动业务与新兴的数据业务之间的关系，现有的网络现状与即将上规模的宽带 3G 传输网的关系，综合技术成本和用户需求，选择何种技术和建网方案，都是我们需要重点考虑的问题。
本文从 3G 网络结构、网络接口、传输业务需求角度分析了 3G 传输网的特征，提出了应对 3G 传输网需求的 MSTP 解决方案，最后结合迈拓佳公司 MSTP 产品浅析 3G 边缘网解决方案的特点。
一、 3G 传输网的特征与技术方案选择
3G 的网络结构分析
首先从 3G 的网络结构上看， 3G 网络和 2G 网络具有相似的网络结构，我们以 WCDMA 的网络结构为例（见图一： WCDMA 的 R4 版本的网络结构）。
迈拓佳通信城域波分解决方案介绍
图一： WCDMA 的 R4 版本的网络结构
移动通信系统主要由接入网（ RAN ）和核心网（ CN ）两个部分组成。上图左侧部分表示 RAN 部分，左上的系统是增加了 GPRS 的无线接入网，左下是 3G 的无线接入网部分（ UTRAN ）。中间部分是核心网，分为电路域和分组域两个部分，分别处理话音和数据业务。右侧部分表示 Internet 、 PSTN 网等其它网络及 3G 的管理、计费等支撑系统。对于无线接入网部分，主要由移动终端（如手机，规范名称是 MS ）、基站（ NodeB ）、基站控制器（ GSM 系统中称为 BSC ， WCDMA 中称为 RNC ）来组成。我们知道在 UTRAN 中每个 NodeB 覆盖一定的区域（从几百米到十几公里不等），负责该区域内的手机信号接入；而 RNC 控制若干个 NodeB （一般为几十到上百个）。其中，从 MS 到 NodeB 的通信是无线方式的，从 NodeB 到 RNC 的通信是通过有线连接的，传统第二代移动通信中的信号为 TDM 方式， 1 到 2 个 E1 （即 2M ）就够了，而 WCDMA 系统则是通过 ATM 口连接，带宽需求大得多。
对于核心网的电路交换部分，主要是由移动通信专用的交换机构成，一般称为 MSC （移动交换中心）。在 WCDMA R4 版本的核心网中采用了软交换方式，将 MSC 分为媒体网关（ MGW ）和一个服务器（ MSC-S ）。一般而言，每个 MSC 管理一到两个 RNC （ BSC ）。分组交换部分主要由 SGSN 、 GGSN 、 BGW 组成。
根据以上分析可以看出，组建 3G 传输网的目的是实现 NodeB （ BS ）、 RNC （ BSC ）、 MSC 之间多种接口的互连，主要传输从 NodeB （ BS ）到 RNC （ BSC ）的业务信号和从 RNC （ BSC ）到 MSC 的业务信号，其次是 MSC 、 GGSN 、 SGSN 之间的信号。
从传输需求量来说，对于一个 NodeB 就需要有相应的传输设备，中国移动在每个城市的 NodeB 数量往往为数百个到上千个（根据城市规模大小）不等，而从 RNC （ BSC ）到 MSC 的业务信号的传输需求量不会很大，一个一般城市的 MSC 大约在十个左右（上下有浮动）。
从当前成熟的技术版本和厂家提供的 3G 产品来看，对 3G 传输接口类型的要求都是基于 ATM 的接口， NodeB 与 RNC 之间的接口类型主要包括 E1/T1 IMA 口、 STM-1 接口，也有 STM-4 接口； RNC 与 MSC 之间的接口为 STM-1 接口、 STM-4 ，也有 IMA 接口；由此可得出结论：对于 3G 边缘传输网接口需求集中在基于 ATM 的 E1/T1 IMA 口、 STM-1 接口，也有 STM-4 接口。对于骨干层来说，接口种类相对简单，而且数据经过汇聚，对带宽的需求较大。
作为解决未来的移动通信系统支持高速的数据接入的 3G 网络，其业务承载除了 GSM 话音业务外，更多的是对移动数据业务的承载。作为数据业务的整体提供方案，集团用户数据专线业务、智能小区高速上网业务以及带宽出租业务等都应在 3G 传输网建设中给予前瞻性的考虑。针对上述考虑，以下我们对移动传输网的全面承载业务分类进行分析。
首先移动传输网大量承载的是话音、会议电视、视频图像、透传带宽、有严格 QOS 要求的企业专线等对 QOS 要求很严的实时业务。这类业务非常适合以 TDM 方式传送；其次是企业 VPN 、 3G 基站等要求有 QOS 保证但本身具有统计复用特性的业务。这类业务需要采用 ATM 方式，能充分满足其带宽动态可调，而采用 SDH 方式则带宽浪费比较严重非常不经济；最后对于个人和小区 Internet 接入、门户网站等不需严格 QOS 保证、尽力传送方式的数据业务。这类业务用 IP 方式传输性价比最佳，用 SDH 和 ATM 方式传输则不经济。在 IP 的接入上，主要有两种，即低速率的 10M ／ 100M 业务和高速率的 GE ／ 10GE 。
从以上分析可见， SDH 、 IP 、 ATM 三种传输方式针对不同的业务各自有最佳的适用场合，作为基础传输平台，必须能够同时承载这三种不同类型的业务。随着传输设备的发展，出现了能同时传输以上各种业务的多业务传输设备（ MSTP ），为建立此基础传输平台创造了条件。
MSTP 技术是以 SDH 技术为基础，继承了其优异的组网及保护能力，并提供对 ATM/IP 数据业务的统计复用功能，提高带宽传输效率，实现 TDM/ATM/IP 综合业务的统一传送，所以能很好地满足移动及宽带数据业务对传输网络的需要。随着 3G 网络内核的 IP 化演进， MSTP 技术方案可以非常灵活的适应这种变化，同时， MSTP 技术和产品经过各运营商的城域传输网建设的充分验证，已充分得到大家的熟悉和信任。由此我们得出结论： MSTP 设备将肩负起 3G 信号传输的重任。 二 . 应对 3G 的边缘网络解决方案
众所周知，边缘网络作为运营商的触角，是向客户提供服务的前沿陈地，随着客户需求的多样化和核心网技术快速发展，边缘网络在城域传输网建设中的重要性日渐升值，成为传输网建设的重点和难点。在 3G 传输网中也不例外， 3G 传输网建设重点是负责基站业务传输的边缘传输网络，由于基站数量巨大，每个大中城市有上千个基站，移动运营商每年要将自己业务收入的近 30 ％付给其它运营商作为电路租用费。因此， 3G 边缘传输网的建设不仅要考虑基站传输大量的带宽需求，同时还要考虑能足够替换原来租用的传输电路。从实际设备情况看， 3G 的基站覆盖范围基本和 2G 的基站相同。也就是说，已经拥有 2G 设施的运营商仍然会采用原有基站的机房和线路。而各个运营商对 3G 的基站数量需求可以参照 2G 的需求量。
1 ． 3G 边缘网络的特性和需求
3G 业务相对于 2G 业务来说，主要区别是其业务是宽带业务，流量具有统计特性，如果简单采用目前的窄带的 SDH 设备传输，效率会很低，因此， 3G 边缘传输网络必须具备统计复用特性。在传输带宽的要求上，也和以往有区别，总的来说 3G 基站所需要的传输带宽远远大于 2G 的基站。当前，各个运营商城域网接入层的传输制式主要是 STM-1 速率的 SDH 设备，每个环上的节点数量按平均 8 ～ 10 个计算（这是比较保守的估算），这样的情况下，总的带宽需求大约为每个接入环上 20 个左右的 2M 。实际应用中，每个基站都有一些预留的 2M ，实际的情况是大约每个接入环上已经占用的 2M 数量有四五十个。对 STM-1 的 SDH 设备来说，容量的可扩展空间已经比较小了。如果要支持 3G 传输系统，必然要求传输设备的带宽有一个跨越。
由于移动业务需要从基站汇聚到 MSC ，这中间的所有业务流量都是集中型业务，比较适合采用通道保护方式。这样，采用 STM-4 速率的设备，可用的带宽为 126 × 2M 或者 2 × STM-1 ，显然不能满足 3G 的传输需求。这样， STM-16 速率的 MSTP 设备成为 3G 传输网接入层的首选。此外，由于移动网络的自身特殊性， 3G 边缘接入传输网和其他接入传输网相比，还具有时钟同步要求高、网络结构复杂、每点上下业务较少、要求传输设备体积小等特点；同时，由于基站往往是无人值守机房，常常要求传输设备提供各种网管通道和环境监控功能。
从网络建设的角度，需要建设一个独立 3G 边缘接入传输网作为统一的业务传输平台，即经济又可以大大简化网络结构，甚至还可以和其它业务公用，比如固网的数据接入等等。 从运营商的维护体制来看，边缘传输网作为一个独立的层面和 3G 业务网分开，两者相互独立，便于维护，便于业务开展。
2. 迈拓佳公司 3G 边缘网络解决方案
随着第三代移动通信的标准日趋成熟，国内很多公司竞相展开 3G 的研究和产品开发，电信运营商开始着手 3G 传输网的规划。迈拓佳公司顺应这一发展趋势，对产品系列进行的优化和改进，推出了应对 3G 边缘传输网的 IBAS 100 系列产品，为 3G 的基站信号传输提供低成本、高效率、高带宽的解决方案，其中 IBAS 180 设备以其低成本；体积小（ 3U 高度）； STM-1/4/16 全速率兼容；优化的多业务承载能力；强大的组网能力；高可用性设计等特点成为边缘 MSTP 典范。
- 非常灵活的容量设计当前主要使用的边缘 MSTP 为 155/622M 速率，面对宽带业务的高速增长显得力不从心，而当前的 2.5G MSTP 设备虽然功能都能满足要求，成本和体积却并不适合边缘网络的应用。迈拓佳公司 IBAS 180 紧凑型 MSTP 设备兼容 155M/622M/2.5G 三个速率等级，体积却只有 3U ，非常适合高数据容量的边缘传输网组网，使用户能够以最小的投资适应较长时期的业务需求。
同时，针对边缘网络中小容量的接入需求， IBAS 100 系列产品具备 8M PDH 光接口的接入能力，远端的 PDH 8M 设备能够直接接入 IBAS 100 。以这种方式组网后，可以选择本地终结 PDH 8M 业务，也可以利用 IBAS 100 的调度能力将由 PDH 支路接入的业务调度到其它节点，而不需要中间转接。这种功能的提供不但避免了大量 PDH 8M 设备组网时在局端占用大量机房空间的问题，而且能够提供 PDH 、 MSTP 统一网管，大幅度简化了局端的大量 2M 转接工作，成为 IBAS 100 系列的一大特色。
提供丰富的业务接口支持能力
IBAS 100 系列 MSTP 设备支持各种宽带业务接口，如 E1 ， E3 ， STM-1 ， 10/100M 以太网接口， IMA 接口， ATM 接口等等。同时，针对不同的宽带业务接口，增加了强大的处理能力。
针对以太网接口，能够提供 LAPS/PPP/GFP 兼容的映射方式，提供支持符合 G.7041 的低阶虚级联和符合 G.7042 的 LCAS 功能。这些功能使得以太网的承载效率、承载的灵活性大大增加。在此基础之上，进一步提供透传、二层交换、多点汇聚等应用方式，满足针对不同等级用户和应用的不同需求。其中的 VLAN 功能能够为用户提供可靠的二层数据隔离。
针对 ATM 接口，不但提供 STM-1 接口来满足高速率的 ATM 接入，而且提供灵活的 IMA 接口，使用户能够以 N × 2M 的速率接入 ATM 业务。
灵活的数据优化处理能力
IBAS 100 系列全面支持对 IMA 接口和 ATM 155M 接口的数据优化。由于 3G 数据业务具有动态特性，传统的 SDH TDM 方式的动态传输效率不高，因此针对 MSTP 设备的 STM-1 接口和 IMA 接口，均要求提供统计复用功能和多点汇聚功能，使用户能够更加高效地利用带宽。
从基站的容量上看， 3G 建网的初期，用户容量需求不大， IMA 口可以满足要求，移动数据业务经过比较长的发展之后，对带宽的需求增加，将会要求基站的上行接口升级到 STM-1 速率。这样，用于边缘接入的紧凑型 2.5G 设备必须具备低阶处理能力，并能够提供较多的 STM-1 接口。
对于现有的 MSTP 传输设备来说，不需要做任何的改动就可以直接提供对普通 IMA 接口的支持。但是，由于移动通信业务的汇聚型业务流向非常突出，大量的 IMA 接口汇聚到 RNC 时，在与 RNC 相连接的 MSTP 节点处，将有大量分离的 2M 需要经过电口转接（图二：普通 IMA 接口的业务接入） , 其直接后果是带来成本急剧上升，而且不便于维护，降低了系统的可靠性。
因此，对于 IMA 口传输，需要统计复用功能和多点汇聚功能的支持以优化 3G 的 ATM 信号处理
图三：统计复用功能的 IMA 接口的业务接入
在与 RNC 连接的 MSTP 设备上通过增加 ATM 交换模块实现如下的统计复用功能。
图四：统计复用功能模块示意图
这样，可以使得多个基站汇聚过来的 IMA 业务在 MSTP 内部汇接为一个 ATM 155M ，通过这个 155M 接口与 RNC 进行连接。
这种处理方式大大降低了转接处的设备成本，而且便于维护，提高了系统的可靠性。上述功能在一个机盘内实现。这种处理方式的另一个优点是对与基站连接的 MSTP 设备没有特殊需求，成本也可以得到较好的控制。
当然，也可以采取 MSTP 平台共享环来提高传输效率。
图五： ATM 共享环
在共享环上，每个节点根据需求分配一个固定的带宽，每个节点都具备统计复用能力，环上节点共享带宽。
这种处理方式的特点是在每个 MSTP 节点都增加了针对 IMA 的统计复用功能。这种处理方式在整个环上共享一个 ATM 155M 带宽，能够提供基于 VP Ring 的保护。
从长远的发展来看， 3G 的业务量增长后极有可能会采用 ATM 155M 进行基站互联，对于 ATM155 接口的数据优化需求和 IMA 接口类似，当前业界针对 ATM 155M 已经普遍实现的统计复用功能能非常好地满足这种需求。
IBAS 100 系列边缘 MSTP 设备与业界同类产品相比，组网能力强是其另一优势。 IBAS 180 紧凑型 MSTP 设备最多同时支持 3 个 STM-16 的光方向和 8 个 STM-1 的光分支。边缘的 MSTP 网络的规划比较困难，往往需要根据业务发展的情况不断进行调整。这就要求边远的 MSTP 产品能够提供较强的组网能力，随时根据需要延伸支路，增加业务。 IBAS 100 系列产品能够提供多方向的组网能力，在设计上尤其重视了对 STM-1/4 的支路延伸能力，使得该系列产品能够适应复杂的边缘网络拓扑变化，简化网络规划的工作。
? 升级为 IP 内核后的网络继承性
迈拓佳公司 MSTP 产品采用模块化设计，可在统一传输平台上提供 ATM 多点汇聚接口板、统计复用接口板，以太网多点汇聚接口板、二层交换接口板等不同业务接口板，在与 3G 业务组网时，可通过灵活的配置相关模块满足 3G 多种信号的传输要求，并随着 3G 网络同步演进，在不变更传输网络的结构，不变更底层传输平台情况下，只需要更换相应的业务接口板，有效保护用户投资。
? 体积小巧，环境适应性强 IBAS 100 系列 MSTP 设备中，体积最大者不过 5U ，最小者仅有 1U ，体积非常小巧，能够节约大量的局站机房空间。同时，该系列产品的环境适应性非常强，能够满足恶劣机房条件下的使用需求。对于网络边缘没有机房条件的应用情况，迈拓佳通信 IBAS 100 系列还提供一款传输室外一体化工作箱 " ，室外工作箱具有外部配电、交流输入市电防雷、传输信号线防雷、外围传输设备安装及传输设备供电等功能。机箱内外双层结构，可防晒、防雨、防尘、防啮齿类动物。两点式的门锁，牢固可靠。内外表面喷塑保护，可防止盐类和酸类气体侵蚀。还装配有加热模块和良好的散热模块，并配有环境监控模块，以保证传输设备在正常工作温度下工作。这种室外一体化的设备配以附件可以在基站、水泥杆、公路的电线杆、墙壁或平台安装，极大的方便了网络边缘用户多方位的应用需求。
IBAS 100 系列 MSTP 设备能够与迈拓佳通信其它传输产品一起纳入统一的 OTNM 系列网管平台。 OTNM 系列网管平台在管理大规模传输网上具有明显的优势，且能够提供诸如自动拓扑发现、端到端业务调度、客户自助网管等等强大的管理功能，能够极大地简化 MSTP 网络的管理工作。
三． 结束语
从本文的分析我们可以得出这样一个结论，未来 3G 传输网建设最佳方案是采用 MSTP 多业传送平台组网。这样在 3G 网络演进的初期，多业务网络呈现严格 QoS 特性时，可以采用 SDH 平面作为承载的主要方式，并辅以 ATM 特性完成 NodeB 的接入，初期建设业务量较小可以大量采用 E1/T1 IMA 口，并利用其统计复用功能提高传输效率。在网络演进后期，可以大量使用内嵌 RPR 方式或 ATM 方式通过 FE 或 ATM 155 接口实现业务承载，具有较强的继承性，并可以适应各个阶段的业务需要。随着传输网络的进一步发展， MSTP 平台可以与智能光网络紧密结合 , 今后通过对网络软件平台的智能化改造， MSTP 平台将具备更多的智能特性，包括动态业务提供，网络元素即插即用、基于协议的路由和保护、不同业务的 SLA 等特性，会对 3G 传送网提供更多的支撑，为各地区未来的 3G 规模发展奠定坚实的基础。
针对 3G 边缘传输网络建设需求迈拓佳公司推出以 IBAS 18 0 紧凑型 MSTP 设备为代表的 IBAS100 MSTP 系列产品，不但能够有效支持各种业务的综合承载，更能够高效地支持各种宽带业务，体积小，成本低，组网灵活，在业界同类产品中具备极强的竞争力。 |
