MSTP技术在3G传输体系中的地位与应用

摘要　本文简述了3G传输网的特点，阐明了“MSTP技术对构建WCDMA传输平台重要性”，同时驳斥了所谓“唯MSTP适用论”，通过理论与应用相结合的具体分析，指出“MSTP的引入，必须有计划、有步骤审慎而行”。 

1、3G传输网的要求及网络结构

　　3G业务相对于2G业务，无论从内容上还是形式上都发生了根本的变化，因此对3G传输网也提出了不同的要求，主要表现在以下几方面：

　　多业务支持能力：传统的2G移动网络和传输网络基于电路交换；而WCDMA R99商用化版本目前采用ATM协议，3G网络的发展趋势是全IP化，因此在相当长的一段时间内，电路交换业务和分组业务将在网络中并存，需要传输网络在支持传统电路交换业务的同时，也同样能够支持日益增长的分组业务。

　　良好的扩展性：随着3G技术的发展和业务的开展，可以预见移动数据业务的份额以及移动总业务量会有较大的增长，这需要传输网络具有在能够满足大容量传输的基础上，能够具有良好的可扩展性，以更好地保护原有网络投资。

　　业务收敛汇聚能力：3G业务的带宽需求主要来源于移动数据业务，数据业务具有流量不确定和突发等特性，因此3G传输网络应该具备业务的收敛汇聚能力，以保证有效利用传输网的带宽，节省网络建设的投资。　　网络可靠性：3G业务包括移动数据业务和话音业务，可靠性要求高于一般的数据网络，因此3G传输网络必须具有电信级的保护能力，提供较高的可靠性。

　　可管理性：随着3G业务的开展和网络的广覆盖，3G传输网络将逐渐演进为庞大的多业务传送网络，良好的管理能力将有效节约网络的运营维护成本。
以WCDMA R99为例，其主要网络结构如图1所示。

 

图1　WCDMA R99网络结构图

　　WCDMA R99的传输接口相对于2G网络而言，最显著的变化就是在Iub，Iur，Iu-CS和Iu-Ps接口中推荐了ATM接口而非TDM接口，同时为了支持N×E1业务，也提出了采用反向复用技术的IMAE1接口。而在核心网中，WCDMA的传输接口与2G网络变化不大，在电路域同样采用TDM接口，而在分组域采用FE或者GE接口。因此，3G光传输网与2G光传输网最大的差别就在于RAN部分，而在3G的CN部分没有变化。

2、推荐采用MSTP技术构建WCDMA传输平台的理由

　　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。

　　利用MSTP技术组建WCDMA传输网的优点。

　　(1)MSTP平台具有ATM交换功能，可以提高动态业务的传输效率并进行环网保护，但是这种交换功能非常有限，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。因此MSTP设备的成本远远低于ATM交换机。

　　(2)采用MSTP平台共享环相对于采用传统SDH平台对数据业务传输的效率明显提高。所谓共享环(VP-Ring)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。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。

　　(3)目前在网运行的大部分SDH光传输设备均具有平滑升级到MSTP的能力，仅需要较少投资即可由传统SDH过渡到MSTP。

　　(4)从3G的发展情况来看，WCDMA商用化的版本是R99、R4版本，网络采用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。因此，MSTP平台可最大程度地保护运营投资。

　　可以说，MSPT技术在整个WCDMA传输体系中，占据着极其重要的地位，业界甚至有很多人认为，MSTP

　　技术是构建构建WCDMA传输平台的唯一正确选择。

3、在网络实际建设中，引入MSTP真的势在必行吗?

　　在WCDMA实际网络中，由于RNC一般与MSC等核心网节点设备共址，因此，在考虑光传输网的结构中，一般把RNC与3G核心网节点。MSC等归入到光传输网的核心层中，而RNC与MSC等3G核心网之间的通信可在本地解决，不再需要考虑传输问题。这样，WCDMA光传输的主要焦点就集中于Node B到RNC之间的传输问题，即Iub接口的传输问题。

　　从实现ATM信元传送的最终结果来看，采用ATM网络，传统SDH网络，和MSTP网络均可以实现Iub接口的传输。但是从两大移动运营商(中国移动和中国联通)的角度看，他们目前并没有十分完整的ATM网络体系，因此Iub业务的传输，不大可能搭载在纯ATM网络上。同时各运营商也不可能完全舍弃几年来耗费了大量人力物力构建的传统SDH光传输本地网，那样势必会造成对现有资源的极大浪费。因此最实际可行的方案应该是尽可能利用现有SDH光传输网络，或在一定程度上，将其升级到MSTP，以满足Iub业务的传输需求。

　　目前各地本地网(主要指移动和联通)均已建成较为清晰完整的三层结构。如图2所示。

 

图2　本地传输网结构示意图

　　为使描述更为简单明确，我们将整个网络抽象成链状形式(左边的骨干节点既包含汇接层设备又包含骨干层设备)。如图3所示。

 

图3　本地传输网结构图链状表示

　　根据不同组网策略，RNC至Node B之间主要可按如下5种方式连接。

　　方案A：Node B提供IMA接口，采用传统SDH将E1电路透传至RNC。如图4所示。

 

图4　方案A

　　图4中上面一组指RNC设备与起收敛作用的骨干节点在同一机房，即Iub业务不需要经过骨干层转接；下面一组指RNC设备与起收敛作用的骨干节点不在同一机房，即Iub业务需要经过骨干层转接。

　　特点：没有采用MSTP技术，而仅采用传统SDH透传，不需对现有本地传输网进行任何改造(在技术层面)，技术成熟，便于应用。但RNC侧需要大量的2Mbit/s接口，建设成本和维护压力较大。同时无法实现统计复用，对于突发性较强的3G业务，采用透传方式会造成传输带宽的极大浪费。

　　一般RNC设备的容量大于现有2G网络的BSC。

　　方案B：Node B提供IMA接口，E1在传统SDH网络透传，通过信道化的STM-1与RNC连接。如图5所示。

 

图5　方案B

　　特点：与方案B类似也没有采用MSTP技术，巧妙地解决了RNC侧2M过多电路的问题，便于维护管理，且节省了部分配套设备的投资。但要求RNC设备支持信道化的STM-1接口。据了解目前大多数厂商RNC设备均支持信道化STM-1接口。

　　方案C：Node B提供IMA接口，采用SDH将E1电路透传至传输骨干节点，骨干节点的光传输设备需要升级为MSTP设备，利用其ATM处理功能将大量E1电路统计复用成为ATM的STM-1，并传至RNC。如图6所示。

 

图6　方案C

　　特点：引入了MSTP，可以在骨干节点进行统计复用，亦可在骨干环引入VP-Ring，从而在很大程度上节省了骨干环的带宽。

　　方案D：Node B提供IMA接口，在接入层采用SDH将E1电路透传至汇接节点(类似Hub N0de B)，汇接节点(亦可连同骨干节点)需升级为MSTP，利用汇接环的MSTP功能梳理带宽后，接入RNC。如图7所示。

 

图7　方案D

　　特点：可以在汇接节点进行统计复用，亦可在汇接环即引入VP-Ring，可同时缓解汇接层和骨干层的带宽压力，同时利用汇接环的多业务处理功能，为数据业务等未来将要大量开展的新业务提供了充足的传输通路。但要求汇接环的各个节点均提供MSTP功能，需要一定的改造量和投资量。

　　方案E：Node B提供ATM接口，全网使用MSTP，接入RNC。如图8所示。

 

图8　方案E

　　特点：Node B设备直接提供ATM码流，省去IMA接口，全网省级MSTP，利用接入节点的。MSTP接入功能，将ATM码流直接接入传输网，全网统计复用，节省了大量带宽；但需要对现有网络进行全面升级改造，初期的建设成本较高；而且由于目前VP-Ring共享通道至少需要占用一个VC-4，大量的STM-1接入环(目前大部分本地网内STM-l接入环占主导地位)一旦引入了VP-Ring，将无法再接入其他业务。

　　由于全国各地经济发展不平衡，各本地网所在地区的人口、面积、地形地貌等存在很大差异，网络建设亦有先有后，网络完善情况各不相同，因此不同地区应选择不同方案。

　　方案B全程采用传统SDH透传，对现网冲击较小，技术上非常成熟且方案简单易行，适用于“经济相对欠发达，相对地广人稀，3G、数据等新业务需求较小，现网网络规模较小或SDH系统建设尚未完善”的地区。

　　另外，为缩短3G传输网的建设周期，中大型城市也可以考虑暂时选用方案B。

　　方案A与方案B类似，区别在于传输设备与RNC的连接采用传统的2M跳线而不是信道化STM-1。考虑到未来网络的发展，不建议大量采用方案A，但在某些情况下，方案A可作为方案B的临时性补充。

　　方案C和方案D在SDH的基础上不同程度地引入了MSTP技术，利用其统计复用功能可以大大缓解骨干层和汇聚层的带宽压力，同时为多种业务的接入，以及未来全网向多业务传送平台演进打下了良好得基础。其中方案C可以认为是方案D的过渡方案。方案C、D适用于“经济发达，人口密集，3G、数据等新业务需求较大，现网网络规模巨大且骨干层或汇接层容量不足”的地区。

　　而对MSTP应用得最彻底的方案E，反而不适用于早期的3G建设。

　　因此，对于MSTP技术，必须分地区、有计划，有步骤，审慎地应用，不能简单地一刀切。

4、在何时何地何层面引入MSTP?

　　对于经济发达，3G、数据等新业务需求巨大的大型城市，其本地网接入层已经初具规模，汇接层相对稳定，而骨干层结构复杂，容量相对不足，应优先考虑将汇聚层和骨干层升级改造成为支持：MSTP的统一传送平台，一方面缓解容量压力，一方面可以保持环路结构的相对稳定。在有条件的情况下，逐步向全网MSTP演进，以解决各新种业务的接入问题。

　　对于中型城市，3G、数据等新业务对传输带宽有一定需求，且主要集中在市区。其本地网交换局址相对较少，骨干环转接电路亦较少，短期内将骨干环升级为MSTP的意义不大，因此应优先考虑市区汇接环的MSTP建设，待各种新业务发展到一定规模，再考虑全网向MSTP过渡。

　　对区经济欠发达且目前网络容量较小的城市，其3G、数据等新业务需求较少，MSTP的意义重点在于解决各种业务的接入问题，而不是容量问题。因此各层网络的演进过程均应稍稍滞后，在未来统一考虑。

　　具体的演进时间如表1(其中，时间点1对应于3G一期工程开始施工前，其余时间点依次顺延5～8个月)。