集成SDH與ATM優化3G傳輸網

2019-11-03 09:21:34

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供稿：網友

杭州依賽通信有限公司李堅

　　3G時代帶來更多挑戰

　　3G時代的到來對運營商是個巨大的挑戰，技術的不成熟，經費的限制，市場需求的不確定性都在困擾著各個運營商，另外，運營商還必須提供質優價廉的3G服務，同時保證網絡的可升級性，減少網絡的投資成本和運營成本，由于3G發展的不確定性，所以建設的網絡必須是高性價比的靈活網絡，目前3G沒有應用時，不至于大量浪費投資資源，但如果一旦3G業務大規模增長，現有的網絡就可以快速有效地提供所需的業務。

　　3G傳輸網的接入部分有兩種截然不同的技術：傳輸和ATM，傳統的網絡結構將他們分成兩個不同的網絡層，雖然網絡設計簡單了，但網絡復雜昂貴不靈活。為了滿足用戶的真正需求，ECI提出了創新的概念：同一平臺集成SDH和ATM，優化了網絡，使網絡更靈活經濟，更具擴展性。

　　ATM在3G中的角色

　　3G中的Node B和RNC通過Iub接口連接，Iub接口是復雜的協議族，是基于ATM上的媒介、信令、OAM等等，ATM能通過TDM鏈路傳輸，大部分Node B節點含有基于ATM IMA的部分2M或幾個2M，而RNC節點往往是多個2M或STM-1。

　　早期的3G標準定義Node B和RNC之間通過TDM電路連接，在ATM層，Node B和RNC通過ATM鏈路直接連接，沒有ATM交換，提供以下功能：

　　a.獨立于傳輸層

　　b.通過ATM IMA機制把多個TDM鏈路定義成一個邏輯電路 c. ATM統計復用

　　3G標準版本4定義了ATM的交換和QoS的保證，ATM的交換有2個好處：RNC可以是STM-1接口，大大降低了RNC的成本；提高了帶寬利用率。

　　ATM交換機可以保證帶寬分配，可以基于峰值和恒定速率的統計復用，可以基于用戶的統計復用，從而提高了網絡帶寬的利用率。

　　帶寬的節省帶來費用的大大降低，無論是采用租用專線還是申請頻率資源的方式來構建3G傳輸網絡，帶寬的節省都是為運營費用的降低，帶寬小，意味著網絡規?？梢詼p小，相應的運行維護成本可以大大降低。

　　3G傳輸網的部署

　　3G傳輸網的構建可以采用兩種方法：

　　1. RNC節點的E1接口通過純TDM的SDH網絡和Node B節點相連接

　　2. RNC節點是STM-1接口，Node B 節點是E1接口，ATM交換機用于E1到STM-1的會聚，ATM交換機可以放在RNC節點處，也可以放置在傳輸網絡中的其他位置。

　　ATM交換機在3G傳輸網絡中是必需的，但也是昂貴的，因為ATM本身就是一種昂貴的技術，另外，安裝ATM交換機不僅僅是增加ATM設備，另外還需要大量的PDH和SDH接口，Node B節點的典型配置會聚通道化的STM-1(52個E1)和本地Node B節點的20個E1。

　　總的ATM E1數是72個，因此1個通道化的STM-1是不夠的，需要ATM層的會聚，如果僅僅是TDM的會聚，需要另外一個STM-1，另外一個STM-1中僅僅有9個E1，浪費是明顯的。而ATM交換機可以把72個 ATM E1 壓縮到一個VC4中，ATM交換機需要一個STM-1接口和72個E1接口，同時SDH網絡也需要增加一個STM-1接口和72個E1接口，顯然是個昂貴的方案，并不適合于3G傳輸網的應用。

　　IMA是多個E1鏈路傳送ATM的地層協議，多個物理鏈接配置成一個ATM鏈接，可以不影響業務上下電路，這是個很強大的功能，但IMA在硬件層面實現，因此相同IMA組的所有鏈接必須在同一接口卡上，但實際上很多情況很難把IMA組分配到同一接口卡上，而相同IMA組的所有E1又必須被相同的ASIC芯片處理。

　　這種限制使網絡規劃幾乎不可能，移動運營商如果把E1鏈接分配到IMA組，無法規劃將來的擴容，如果先期沒有留有擴容余量，將來的IMA擴容及其復雜并影響業務，如果留有大量余量，導致先期投資過大，有投資浪費的風險。 ECI 3G傳輸網絡的解決方案

　　移動通信一直是ECI重要的戰略市場，針對移動3G傳輸市場對ATM業務的需求，ECI專門提出了解決方案，在ECI的單個XDM平臺上，集成了SDH和ATM功能，具有很高的性價比、靈活性和面向3G的可升級性。

　　XDM是ECI公司專門為移動和城域網絡設計的MSTP平臺，支持各種TDM應用和純光應用，還有一個核心特點是XDM的完全基于VC12的全交叉矩陣，可以保證任意E1之間無限制地交叉鏈接，很利于ATM的應用。

　　ECI的ATM卡：ATS卡，是和XDM的交叉矩陣相連，本身無物理接口，它實際上是ATM交換機，支持3種類型的ATM端口：

　　1.STM-1中的VC4或任意高階虛容器的VC4

　　2.物理E1端口或任意接口中的E1通道

　　3.多E1的IMA組

　　在ATM層，任何端口之間的ATM業務可以無限制地任意交換。

　　遠方通過STM-1來52個E1，本地還有20個E1，采用外接ATM交換機的方式的話，ATM和SDH設備雙方都要提供1個STM-1接口和72個E1接口，如果采用ATS方案的話，交叉矩陣把遠方STM-1中的52個E1和本地20個E1交叉到ATS卡中，ATS卡把72個E1會聚到一個VC4中，交叉矩陣再把這個VC4交叉到STM-1端口。單個設備同時完成SDH和ATM的功能，顯然更經濟，更靈活。

　　XDM的集成SDH/ATM的解決方案更緊湊，靈活，經濟和易管理。

　　將ATM和SDH集成在一起，大大簡化了硬件設備，當采用SDH和ATM兩種設備時，設備間需要電纜連接，采用集成技術，可以省掉連接電纜，ATS卡本身無物理接口，所以單卡可以支持高密度接口126個E1(支持84個IMA組)。而ATM交換機沒有這么高的端口密度。

　　集成方案只有一套管理系統，減少運營成本，只有一套硬件，設備占地面積少，功耗小，連接電纜少等等，大大減少了運營費用。

　　IMA組的規劃是個復雜的工程，如果一開始僅考慮當前ATM E1的需求，那將來的擴容可能要改變電纜連接，這是不允許的，所以必須留出E1的端口用于將來的擴容，但將來擴容的不確定性是種風險。XDM中的ATS卡是理想的解決方案，不像傳統的ATM交換機，ATS卡能把不同PDH卡上的不同E1會聚到一個IMA組中，在傳統的ATM交換機方案中，必須預留一些ATM E1接口給將來擴容用，而對于ATS方案，將來有新的ATM E1擴容只需要連接到XDM的PDH E1接口上，即使不同PDH卡上的ATM E1，XDM也能將他們交叉到目的地。

　　當規劃一個網絡的時候，成本是首要的因素，網絡規劃不應當看作是開支，更應該是意味著產生效益，理想的網絡規劃應該是滿足用戶的需求的同時產生最大的投資回報，也就是說：用最小的花費去達到最優的設計。3G的網絡規劃有更多的不確定性，很難預測將來的發展，所以3G的網絡規劃要考慮到將來各種樂觀或悲觀的可能性，所以更應該從成本的靈活性方面多考慮：

　　首先設計易于演示和使用于較小規模的網絡，當需求增加時，升級網絡滿足用戶新的需求，但實際中往往很難找到兩全其美的辦法；衡量一個網絡的的成本的時候，成本的靈活性是一個很重要的因素，因此關注的重點不是網絡容量和需求的關系而是網絡成本和投資回報的關系，網絡的成本應該以網絡產生的效益來彌補，即使當初的預測是正確的，實際需求往往會超前或滯后于當初的預測，無論如何，都不應該影響到收益。

　　經常會遇到這樣的困境：要么一開始建設一個最低配置的網絡，將來升級就很昂貴，要么建設一個預留容量較大的網絡，在初期將是很高的成本。

　　XDM是一個隨著你成長而建設，隨著你成長而付費的平臺，而ATS僅僅是XDM的一塊板卡，在網絡上增加ATM應用僅僅是增加ATS卡而已，增加的費用很低，所以網絡初期投資成本很低，并且將來擴容的費用也很低，當ATM業務變化時，無需考慮配置多大容量的ATM交換機，簡單到只要考慮增加幾塊ATS板卡就可以了。

　　2G和3G業務的綜合應用

　　一位哲人曾說過：“沒有哪個人是孤立的”，他這句話也意味著：沒有哪個網絡是孤立的。

　　在討論3G的傳輸網時，還有一個很重要的問題：2G和3G的網絡怎樣共享資源？這不僅僅是個技術問題，同樣也是個經濟問題，為了降低成本，3G網絡必須和已有的2G網絡共享網絡資源。

　　2G的TDM業務在標準的TDM鏈路中傳輸，XDM的完全低階交叉矩陣適合于移動網絡，提供了靈活方便的2G解決方案，在此同時，ATS卡把多個Node B節點的ATM業務會聚到IMA組中，3G的IMA組和2G的TDM業務共享于相同的通道化的STM-1鏈路中，通過網管可以實現兩個網絡的帶寬分配。

　　目前而言，建設3G傳輸網絡是個艱巨的挑戰，技術層面問題以基本解決，但怎樣實施還是個問題，主要基于下面幾方面的原因：網絡結構和運營成本，業務類型，網絡層的劃分，用戶數量的變化和每個用戶帶寬的需求。

　　XDM的ATS是創新化的設計，集成了SDH和ATM兩種技術，針對3G傳輸網絡，提供了強大并且經濟的解決方案。兩種技術的集成使網絡的成本大大降低，并且使網絡有巨大的靈活性，適合于網絡發展的各種趨勢，滿足用戶和容量的增加數量的增加。

　　XDM的ATS解決方案不僅僅是經濟的網絡解決方案，而且是一個完全可升級的解決方案，移動運營商今天不必投資在將來并不明朗的需求，同時需求增長來臨的時候，現有的網絡可以毫無限制地升級。

----《通信產業報》