承載移動互聯網的傳輸網絡組網模式分析

韋澤訓

0 引言

隨著移動通信技術快速發展，以3G/3.5G/LTE為基礎的移動通信網與互聯網融合漸次推進，移動互聯網數據業務成為通信業務增長的新引擎，并不斷豐富和改變著我們的生活。人們可以在漫步、車載、旅行等行進活動中，使用移動臺進行語音通信、在線聊天、網頁瀏覽、手機網游等。機器到機器（M2M）、人機通信（M2P）、人與人（P2P）的無線數據傳輸，這種將來無處不在的泛在網絡通信發展，將從傳統型網絡向移動型網絡過渡。可以預見，無縫覆蓋的移動互聯網，將會成為信息社會長期穩定依托的主要基礎網絡之一。移動互聯網具有以下基本特點。

首先，從業務應用層面看，移動互聯網繼承了計算機互聯網的應用，主要業務仍然是PC互聯網業務的內容平移[1]，網絡演進發展的動力是基于業務需求的潛在驅動[2]，巨大的數據流量將對承載移動互聯網的傳送網絡模式提出新要求。據中國互聯網絡信息中心（CNNIC）2010年中國移動互聯網與 3G用戶調查報告顯示，移動互聯網絡業務主要包括了網頁瀏覽、在線聊天、信息搜索、手機閱讀、手機網游、音樂下載、社區網絡、圖片下載、手機電視、郵件收發、可視電話、手機微博、手機炒股等 15種主要業務，其中應用手機上網進行網頁瀏覽新聞的達到 90.8%、在線聊天的 47.9%、信息搜索的達到46.9%。可見，PC互聯網中的新聞瀏覽、在線聊天與網游、信息搜索和視頻業務，仍然是移動互聯網主要業務。據預測，至 2014年全球移動互聯網數據流量將在2009年的基礎上增長39倍[3]，這種海量的數據信息交互傳送成為移動互聯網的重要特征。

其次，從用戶規模發展看，移動互聯網用戶發展呈現快速增長態勢。截止2010年底，全國移動用戶達到8.59億，其中，3G用戶達到 4705萬戶；全國手機網民數凈增 0.69億，達到3.03億，占手機用戶的35.27%。隨著智能移動互聯網終端的種類增多、價格走低，以及用戶對移動互聯業務的熟悉，移動互聯網數據用戶規模將迅速擴大。

最后，從網絡結構層面看，隨著3G移動通信IP多媒體子系統（IMS）的全面部署，以及未來長期演進（LTE）系統的引入，移動網將逐步IP化，數據速率可達到100 Mb/s甚至更高，在未來幾年，移動網下行與回傳業務數據量都將爆發性增長，據預測，未來5年，干線網流量將以60%～70%的速率高速增長，容量將是今天的10～15倍[4]。且移動互聯網數據業務具有突發性強，不易預知的特點。

總體來看，移動互聯網時代的3G/3.5G/LTE網絡以數據業務為主，數據業務流量大、突發性強，端到端的數據業務具有高QoS特點，網絡要求較為精確的頻率與時間同步。因此，移動互聯網需要承載多媒體IP數據業務的柔性傳輸“管道”。

1 移動通信傳輸網典型技術比較

在移動互聯網時代，隨著數據業務流量的爆發性增長，巨大的數據流量將推動網絡基礎設施建設，電信運營商的首要任務之一就是建設可承載可監管的精品傳送網絡，成為智能管道的提供者，實現端到端的寬帶傳輸，給客戶以最好的業務感知與體驗。目前，可承載移動網絡傳送的傳輸技術主要包括同步數字系列（SDH）、基于 SDH的多業務傳送平臺（MSTP）、密集波分復用（DWDM）、光傳送網（OTN）和分組傳送網（PTN）方式，以及骨干節點采用的 ASON（自動交換光網絡）技術。幾種技術的主要特點比較見表1示。

表1 典型傳輸技術比較

不管哪種傳輸技術都有明確的定位，如MSTP以TDM業務為主分組業務為輔，PTN則在分組業務傳送時具有優勢[6]。移動通信2G網絡主要以語音業務為主，由表1中對比可見SDH/MSTP在2G時代有較好的承載優勢。移動互聯網時期的3G/3.5G/LTE網絡，基站IP化，TDM方式承載的基站變為IP方式承載，以高帶寬、突發性強的數據業務為主，由表中對比可知，SDH/MSTP技術剛性分配機制和TDM方式，不易滿足這種變化，而PTN方式分組交換和統計時分復用的處理更具優勢。但考慮保護運營商投資，在2G/3G共存時代，SDH/MSTP的傳輸方式仍將與PTN傳輸方式共存。

2 承載移動互聯網的傳輸組網模式

在移動互聯網絡時代，移動互聯網的傳輸與網絡技術不斷發展。其中，接入網的變革集中在空中無線接口的寬帶化，基站完成了基帶單元（BBU）與射頻單元（RRU）的分離，BBU與RRU之間傳輸相對獨立，可以選用基于公共無線接口規范（CPRI）接口或SDH/MSTP/PTN標準的任何數據傳輸形式，因自成網絡，傳輸技術對其影響較小。移動傳輸的城域網層面表現為基站接口 IP化，使傳輸承載 IP化；SDH/MSTP將逐漸淡出，PTN分組化傳輸逐漸占據主導；隨著用戶在線比提高，數據業務顆粒加大，收斂比降低，城域網網絡結構呈扁平化趨勢，匯聚層與接入層分層不再明顯，使匯聚層淡出[7]。移動傳輸的核心網骨干層需要巨大的傳輸容量和流量轉接，過渡階段在DWDM系統中引入基于OTN交叉連接，實現波長級調度的靜態光聯網；逐步基于 OTN引入ASON，完成動態交換的光網絡。現分析移動互聯網在骨干核心層和匯聚接入層的傳輸組網模式。

2.1 SDH/MSTP/OTN+PTN的混合組網模式

在移動互聯網初期，3G基站逐漸IP化，但數量少、密度低，PTN設備可逐步引入滿足3G基站數據業務；且單基站數據流量小，業務顆粒有限，使得無線網絡匯聚層與接入層分層還比較清楚；而2G網絡基站仍然依靠SDH/MSTP環傳輸。因此，在無線網的匯聚層/接入層可采取SDH/MSTP+PTN的混合組網模式，如圖1所示，即在MSTP環路的基礎上，再疊加組建 FE/GE/10GE環，滿足接入層TDM 業務和 IP業務的同時接入，以及兩種業務的分離承載[8]；核心網骨干層仍基于SDH/MSTP/DWDM/OTN的組網模式。其中接入層的SDH/MSTP可組建155 Mb/s、622 Mb/s傳輸環，匯聚層的SDH/MSTP可組建2.5 Gb/s、10 Gb/s傳輸環；無論匯聚層還是接入層PTN，可在 SDH/MSTP環路的基礎上，再疊加組建FE/GE/10GE環。

2.2 SDH/MSTP/OTN:PTN的獨立組網模式

隨著移動互聯網建設的深入，3G/LTE網絡All IP后，其業務發展轉變為端到端LSP方式，而原有2G網絡仍然主要為TDM的語音數據業務。因此，可新建PTN分組傳送平面，和SDH/MSTP網長期共存、單獨規劃、共同維護的組網模式[8]。在無線網絡的匯聚/接入層，可采取2G網絡傳輸承載繼承SDH/MSTP環網，而3G/LTE網的傳輸承載網絡建設獨立的PTN環網，如圖2所示。其中接入層的SDH/MSTP可組建155 Mb/s、622 Mb/s傳輸環，匯聚層的SDH/MSTP可組建 2.5 Gb/s、10 Gb/s傳輸環；匯聚/接入層可組建GE/10GE速率組環。區域小話務量或小顆粒業務經接入層再進入匯聚環收斂；區域大顆粒或大流量業務則匯聚層淡出，直接通過接入層，進入核心網骨干層傳輸。骨干網則以DWDM為基礎的靜態光交換網絡OTN為主。

2.3 DWDM/OTN/ASON+PTN的聯合組網模式

在移動互聯網發展高級階段，2G網逐漸淡出，基于3G/3.5G/LTE移動互聯成為主體網絡[4]。無線網絡匯聚/接入層均采用PTN獨立組網，核心網骨干層基于OTN引入光交換路由節點設備，使用IP over DWDM/OTN等技術構成動態自動光交換網絡ASON，實現全IP業務高質量有效承載，這種DWDM/OTN/ASON+PTN的聯合組網模式如圖3所示。

圖1 SDH/MSTP+PTN的混合組網模式

圖2 SDH/MSTP:PTN的獨立組網模式

圖3 OTN/ASON+PTN的聯合組網模式

3 結語

隨著中國2008年進行電信重組、2009年頒發3G牌照、2010年開啟三網融合，通信產業全面進入移動化、IP化、寬帶化和融合化的全業務運營時代，移動互聯網及其傳送網絡向All IP演進。為適應移動業務發展和網絡架構的變化，承載3G/LTE移動互聯網的傳輸網絡組網模式也將逐漸發展變革，從混合組網、獨立組網到聯合組網模式，在不同的階段和不同的條件下，選擇最適合的組網模式，是建設移動互聯網時代傳輸網的最佳選擇。

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[7]韋樂平.光網絡的發展趨勢與挑戰[J].電信科學，2011，27（02）：1-6.

[8]王曉義.基于 PTN的城域傳輸網建設策略探討[J].電信技術，2009(06)：13-16.