作 者：張博
11/4/2008,3G網(wǎng)絡是一個以數(shù)據(jù)業(yè)務為中心，可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務融合的全新網(wǎng)絡，而光傳輸網(wǎng)是3G傳輸網(wǎng)絡的基礎。因此，光傳輸網(wǎng)如何為3G網(wǎng)絡提供一個理想的傳送通道，已經(jīng)成為 了當前需要重點考慮的問題。

    1 光傳輸網(wǎng)的發(fā)展與演進
    1966年，英籍華裔學者高錕和霍克哈姆發(fā)表了關于傳輸介質新概念的論文，奠定了現(xiàn)代光通信的基礎。經(jīng)過40幾年的發(fā)展，光通信繼準同步數(shù)字體系(PDH)、同步數(shù)字體系(SDH)等數(shù)字傳輸體系后，近年來陸續(xù)出現(xiàn)了多業(yè)務傳輸平臺(MSTP)和自動交換光網(wǎng)絡(ASON)等新技術[1]。從總體來看，光網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢，體現(xiàn)在3個方面：在形態(tài)上，走向傳輸與交換的融合；在硬技術上，走向全光網(wǎng)；在軟技術上，走向智能網(wǎng)。

    1.1 SDH網(wǎng)絡
    SDH是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡。它可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能。
    SDH以虛級連(VC)調度為基礎，非常完美地解決了時分復用(TDM)業(yè)務的承載問題。但由電信業(yè)務承載IP化導致的傳輸網(wǎng)絡IP化的趨勢越來越明顯，傳統(tǒng)SDH傳輸網(wǎng)由于調度顆粒小、傳送容量有限，在擴展性和效率方面都表現(xiàn)出了明顯不足。

    1.2MSTP網(wǎng)絡
    MSTP是由SDH技術發(fā)展起來的，把以太網(wǎng)、異步傳輸模式(ATM)、基于同步數(shù)字體系的包交換(POS)等多種技術進行有機融合，將多種業(yè)務進行匯聚并進行有效適配，實現(xiàn)多業(yè)務的綜合接入和傳送，實現(xiàn)SDH從純傳送網(wǎng)轉變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)一體化的多業(yè)務平臺[2]。
    MSTP的基本特征是通過對以太數(shù)據(jù)幀和ATM信元的封裝，實現(xiàn)基于SDH的多業(yè)務綜合傳送。MSTP的技術定位在融合TDM和以太網(wǎng)二層交換，通過二層交換實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能控制和管理，優(yōu)化數(shù)據(jù)在SDH通道中的傳輸，并有效解決分叉復用器(ADM)/數(shù)字交叉連接設備(DXC)業(yè)務單一和帶寬固定、ATM設備價格昂貴以及IP設備組網(wǎng)能力有限和服務質量(QoS)問題[3]。
    MSTP的引入極大地豐富了光傳輸網(wǎng)絡的接口方式，能夠迅速快捷地接入語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務，并在數(shù)據(jù)層提供了匯聚和交換功能，使得光傳送網(wǎng)的使用更為便捷和高效。但是，MSTP終究是基于SDH技術的，IP化的程度不夠徹底，其所做的改善也主要是在用戶接口一側，而內核一側卻仍然是電路結構。隨著寬帶IP業(yè)務所需的電路帶寬和顆粒度的不斷增大，MSTP在擴展性和效率方面也都表現(xiàn)出了明顯不足。
1.3 IPoverWDM網(wǎng)絡
    由于傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡在擴展性和效率方面上存在的缺陷，在光層上直接承載IP的扁平化架構已經(jīng)成為順應IP化演進的一種趨勢。在IPoverWDM架構下，原本由SDH網(wǎng)絡完成的組網(wǎng)、端到端電路監(jiān)控管理和保護功能主要由WDM層面承擔。

    IPoverWDM技術作為承載IP業(yè)務的解決方案具備傳輸容量大、傳輸距離遠、網(wǎng)絡結構簡單、承載業(yè)務類型豐富和可靠性高等優(yōu)勢。從IPoverWDM這些技術特點來看，其主要是針對IP、ATM、TDM等業(yè)務類型實現(xiàn)多業(yè)務接入，并提供長距離、大容量的解決方案。而隨著IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與傳輸網(wǎng)絡的不斷融合與發(fā)展，網(wǎng)絡快速重路由、網(wǎng)絡業(yè)務帶寬動態(tài)分配、IP業(yè)務性能檢測等問題成為IPoverWDM技術發(fā)展中亟待解決的問題。
    業(yè)界把多協(xié)議標記交換(MPLS)技術推廣到了IPoverWDM網(wǎng)絡中，作為IPoverWDM非常有價值的解決方案。MPLS是結合二層交換和三層路由的集成數(shù)據(jù)傳輸技術，它不僅支持網(wǎng)絡層的多種協(xié)議，還可以兼容第二層上的多種鏈路層技術[4]。

1.3.1 T-MPLS技術
    傳送多協(xié)議標簽交換(T-MPLS)是一種面向連接的分組傳送技術，是MPLS的子集。T-MPLS在傳送網(wǎng)絡中將客戶信號映射MPLS幀，利用MPLS機制(例如標簽交換、標簽堆棧)進行轉發(fā)。它選擇了MPLS體系中有利于數(shù)據(jù)業(yè)務傳送的一些特征，并對MPLS中繁復的控制協(xié)議族、數(shù)據(jù)平面等進行了拋棄和簡化。T-MPLS作為中間適配層，既能夠針對三層的IP數(shù)據(jù)包，又能針對二層的數(shù)據(jù)業(yè)務，其面向連接的特性能夠充分保證上層業(yè)務所提出的質量要求，并且能夠獨立于相應的業(yè)務層以及控制層進行操作。

    采用T-MPLS技術后，未來的核心承載網(wǎng)絡可以簡化為一個純光層面加上一個電層面。T-MPLS技術將成為融合IP網(wǎng)絡和傳輸網(wǎng)絡的業(yè)務承載平臺，從而成為業(yè)界普遍看好的IPoverWDM的解決方案。

1.3.2 GMPLS技術
    在T-MPLS中，網(wǎng)絡由單純的分組交換節(jié)點組成，傳輸網(wǎng)絡只能被看作是一條預先配置好的物理線路。分組交換節(jié)點不能按照資源的需求情況調節(jié)傳輸網(wǎng)絡內部的物理線路資源，傳輸網(wǎng)絡內部的電路分配只能通過人工的方式進行配置。為了能適應未來智能光網(wǎng)絡動態(tài)地提供網(wǎng)絡資源和傳送信令的要求，需要對傳統(tǒng)的MPLS進行擴展和更新。
    通用多協(xié)議標簽交換(GMPLS)技術正是MPLS向光網(wǎng)絡擴展的產(chǎn)物。在GMPLS的網(wǎng)絡中，不僅支持分組交換(PSC)節(jié)點，還支持包括TDM節(jié)點、波長交換(LSC)節(jié)點、光纖交換(FSC)節(jié)點，同時還對原有的路由協(xié)議、信令協(xié)議作了修改和擴展。分組交換節(jié)點可以在任何需要的時候為自己建立一條通達其他分組交換節(jié)點的電路、波道甚至光纖，而只需要發(fā)起一個GMPLS的信令過程[5]。
    GMPLS的出現(xiàn)，使得IP網(wǎng)絡和傳送網(wǎng)絡的管理不再彼此獨立，為IP網(wǎng)絡和光網(wǎng)絡的無縫結合提供了廣闊的前景。

  1.4  ASON網(wǎng)絡
    隨著波分復用(WDM)技術的發(fā)展和廣泛應用，互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸流量不再受傳輸線路的限制，而是受數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡節(jié)點交換時的“電子瓶頸”限制，而這些在網(wǎng)絡節(jié)點處的光電轉換在絕大多數(shù)情況下是沒必要的[6]。因此，光網(wǎng)絡的節(jié)點必須具有像IP 路由器一樣的“智能”，來消除光電轉換中的“電子瓶頸”。
    ASON的出現(xiàn)就是光傳送網(wǎng)絡朝向網(wǎng)絡智能化方向發(fā)展的產(chǎn)物。它通過在光傳輸網(wǎng)絡中引入智能化的控制平面，利用控制平面來完成路由自動發(fā)現(xiàn)、呼叫連接管理、保護恢復等，從而對網(wǎng)絡實施動態(tài)呼叫連接管理。GMPLS則是實現(xiàn)ASON控制面的最佳核心協(xié)議。
    按照ITU-T G.8080(G.ason)的建議，ASON分為傳送平面、控制平面和管理平面3個獨立的層面，如圖1所示。其中，控制平面完成對連接的建立和刪除以及其他操作的控制功能，傳送平面負責數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送，而管理平面完成傳送平臺、控制平面和整個系統(tǒng)的維護功能，主要面向網(wǎng)絡管理者，著重對網(wǎng)絡運行情況的掌握和網(wǎng)絡資源的優(yōu)化配置，負責所有平面間的協(xié)調和配合�？刂破矫嫱ㄟ^GMPLS協(xié)議信令的交互完成對傳送平面的控制；傳送平面用于轉發(fā)和傳輸用戶數(shù)據(jù)，其建立在以光交換節(jié)點設備(OXC)為核心的WDM網(wǎng)上；管理平面管理網(wǎng)絡設備，并對控制平面的功能進行補充。

    由于ASON可以基于G.803規(guī)范的SDH傳送網(wǎng)實現(xiàn)，也可以基于G.872規(guī)范的光傳送網(wǎng)實現(xiàn)，所以有下面兩種的組網(wǎng)方案 

(1) ASON+WDM
    這一組網(wǎng)方案利用了WDM系統(tǒng)的大容量長途傳輸能力和ASON節(jié)點的帶寬容量和靈活的調度能力，從而組建一個功能強大的網(wǎng)絡。

(2) ASON與SDH混合組網(wǎng)方案
    ASON與現(xiàn)有電信網(wǎng)絡的融合是一個漸進的過程，組網(wǎng)時先在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡中形成一個個ASON小網(wǎng)絡，然后再逐步地形成整個的ASON大網(wǎng)絡[7]。
    ASON將IP傳輸網(wǎng)的智能性和WDM光網(wǎng)絡的寬帶寬有機的結合在了一起。有了WDM的寬帶寬，自動交換光網(wǎng)絡可以提供巨大的傳輸容量；有了IP 傳輸網(wǎng)的智能性，自動交換光網(wǎng)絡可以很好的和目前的電層面設備無接縫連接�；�于ASON所具有的特性，ASON可以同時作為承載網(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)。ASON作為承載網(wǎng)，可以為3G業(yè)務網(wǎng)絡提供可靠的傳送服務；ASON作為業(yè)務網(wǎng)，可以直接為客戶提供高品質的專線、按需帶寬分配業(yè)務(BoD)和光虛擬專網(wǎng)業(yè)務(OVPN)等新業(yè)務。
 2光傳輸網(wǎng)在3G網(wǎng)中的解決方案
    3G標準有WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000和WiMAX這4種。其中WCDMA和TD-SCDMA的標準由3GPP制定，兩者主要區(qū)別主要在空中接口，網(wǎng)絡的邏輯架構基本相同。
    3GPP R4網(wǎng)絡結構如圖2。移動交換服務器(MSCServer)主要完成對信令和呼叫控制的處理，媒體網(wǎng)關(MGW)提供語音流的處理及與外部網(wǎng)絡的互連，通用分組無線業(yè)務服務支持節(jié)點(SGSN)主要完成終端和網(wǎng)關通用分組無線業(yè)務支持節(jié)點(GGSN)之間分組數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收及相關控制，GGSN是和外部分組交換網(wǎng)相連的網(wǎng)關，無線網(wǎng)絡控制器(RNC)控制Node B為用戶提供從空中到核心網(wǎng)的傳輸通道[8]。

    3G傳輸網(wǎng)可以分為接入傳輸網(wǎng)絡和核心傳輸網(wǎng)絡。其中，接入傳輸網(wǎng)絡承擔RNC和Node B之間的業(yè)務的接入和傳送功能，核心傳輸網(wǎng)絡承擔RNC、MSCServer/MGW、GMSCServer/MGW、SGSN、GGSN間的傳輸。由于RNC一般與核心網(wǎng)節(jié)點設備共址，也統(tǒng)一規(guī)劃到核心傳輸網(wǎng)絡。
2.1接入傳輸網(wǎng)絡解決方案
    本文推薦采用基于SDH的MSTP技術作為3G接入傳輸網(wǎng)絡的主要解決方案。
    基于SDH的MSTP技術除了繼承了傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡結構清晰、管理維護方便和業(yè)務自愈能力強等所有優(yōu)點外，
    選用其承載3G接入傳輸網(wǎng)絡，還具備以下這些優(yōu)點：
    首先，目前在網(wǎng)運行的大部分SDH光傳輸設備均具有平滑升級到MSTP的能力，運營商僅需要較少投資即可由傳統(tǒng)SDH過渡到MSTP。且由于MSTP平臺兼容SDH技術，所以可與現(xiàn)網(wǎng)的SDH網(wǎng)絡組成統(tǒng)一的基礎傳輸網(wǎng)絡平臺。這樣既可保護運營商原有的網(wǎng)絡投資，又能實現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡的統(tǒng)一維護和管理[9]。
    其次，MSTP平臺還支持共享環(huán)(VP-Ring)技術。所謂VP-Ring技術是指分配一個固定的帶寬給環(huán)上的多個節(jié)點，環(huán)上的節(jié)點可以根據(jù)需求占用帶寬[10]。針對3G傳輸網(wǎng)的突發(fā)性和不均衡性的特點，MSTP平臺在采用VP-Ring技術后，可以大大提高帶寬利用率和可靠性。
    第三，MSTP平臺能夠承載的業(yè)務類型非常豐富，選用其承載3G接入傳輸網(wǎng)絡，除了滿足3G業(yè)務的傳送要求之外，還能同時傳送2G和數(shù)據(jù)業(yè)務，并可開展大客戶專線業(yè)務和OVPN增值業(yè)務，充分體現(xiàn)資源網(wǎng)的價值。
    第四，MSTP設備還可以支持MPLS技術，對未來3G傳輸網(wǎng)以IP方式承載的3G業(yè)務傳輸提供有力支持。可以說，針對3G無線網(wǎng)絡面向寬帶數(shù)據(jù)的特性，MSTP具有完善的可升級解決方案。
    第五，MSTP設備還可根據(jù)3G各階段業(yè)務量的大小靈活地配置相應的TDM/ATM/IP模塊，根據(jù)業(yè)務從小容量到大容量，從多種業(yè)務并存到全分組業(yè)務的趨勢平滑過渡，實現(xiàn)邊投資邊受益的建網(wǎng)原則，降低成本。
    總之，采用基于SDH的MSTP技術構建統(tǒng)一的接入傳輸網(wǎng)絡平臺來承載3G接入傳輸網(wǎng)絡，在減少了傳輸設備復雜程度的同時，又使得傳輸網(wǎng)與業(yè)務網(wǎng)分離、界面清晰，并可以滿足3G傳輸接口逐漸向IP接口演化的趨勢，還具有相對低廉的成本，是一個比較完美的解決方案。 
2.2核心傳輸網(wǎng)絡解決方案
    3G核心傳輸網(wǎng)絡，推薦采用ASON+WDM作為主要解決方案。
    ASON+WDM技術，既具有IP傳輸網(wǎng)的智能性，又具有WDM光網(wǎng)絡的寬帶寬，是承載3G核心傳輸網(wǎng)絡的一個較為理想的解決方案。
    首先，3G核心傳輸網(wǎng)隨著其業(yè)務發(fā)展，IP化和大顆�；�的特點越來越明顯。這直接推動長途干線傳輸網(wǎng)絡從SDH技術向IPoverWDM技術轉移。但是，由于IP傳輸網(wǎng)中存在大量的IP分組包，他們的源和宿之間需要多臺路由器轉接，從而產(chǎn)生大量的直通業(yè)務。對于這些IP直通業(yè)務，如果采用IPoverWDM技術方案，交由路由器處理，會導致核心路由器的壓力巨大，產(chǎn)生大量的額外成本[11]。由于ASON采用了OXC為基礎的全光交換，可以大大減輕IP路由器業(yè)務處理容量和擴容的壓力，從而大大降低了總投資成本。
    其次，正是由于ASON采用了OXC為基礎的全光交換，直通業(yè)務的光信號是在光層進行路由的，這樣可以最大限度的降低由IP 路由器帶來的信號延時和信號抖動。這有利于保證QoS。 
    第三，隨著3G移動業(yè)務的開展，運營商的網(wǎng)絡設施也要隨之改變。首先表現(xiàn)在歐洲脈碼調制接口(E1)及同步傳輸模塊(STM)1/16等的數(shù)量將會大大增加，特別是在匯聚、資源共享及和其他運營商網(wǎng)絡互通的網(wǎng)關/核心節(jié)點�，F(xiàn)在的通過手工操作和配置傳輸資源非常不靈活且成本昂貴。因此核心節(jié)點引入由OXC組建的ASON，將會顯著地減少在彈性業(yè)務提供、設備維護和租用線路方面的成本，并可提供光虛擬專網(wǎng)、增強型專線業(yè)務和按需帶寬分配業(yè)務等新業(yè)務。 
    此外，ASON支持網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)，具備快速、有效的網(wǎng)絡保護和恢復機制，使得傳輸網(wǎng)絡具備強大的網(wǎng)絡生存性[12]。
    總之，隨著3G網(wǎng)絡IP化和大顆粒化的發(fā)展，這種基于ASON+WDM技術構建3G核心傳輸網(wǎng)絡的優(yōu)勢也會越來越明顯。該方案不僅是目前3G核心傳輸網(wǎng)絡較為理想的解決方案，而且也順應了整個光傳輸網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

    3結束語
    光傳送網(wǎng)與通信網(wǎng)的發(fā)展既是相互適應也是相互促進的過程。在3G網(wǎng)IP化的不斷推動下，光傳送網(wǎng)也向基于光的分組傳送網(wǎng)演進，智能化和高速大容量是其方向發(fā)展；而光傳送網(wǎng)技術的發(fā)展也必將極大地支持3G網(wǎng)的發(fā)展。

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    作者簡介：
    張博，中興通訊股份有限公司工程師，碩士畢業(yè)于西北工業(yè)大學自動控制系，現(xiàn)從事第三代移動通信CS域核心網(wǎng)的系統(tǒng)測試工作。