中国创新论坛8 IP多媒体 8 电信本地传输网优化方案浅谈
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 笑鱼

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电信本地传输网优化方案浅谈       已阅11212次

   摘要 通过对3G、IPTV和VPN技术接口及传输模式的分析,结合目前中国电信本地传输网中存在的问题,提出中国电信本地传输网的优化方案。 

  随着人们对信息的需求呈多样化发展,以语音为基础的原通信网络已远远不能满足用户需求,从原单一的语音网络向集语音、宽带数据、图像综合业务于一体化的宽带智能网络转换,是整个电信网发展的必然,也是各大运营商最有活力的业务增长点。 

  从2001年开始,为满足“大颗粒”及“城市”用户对宽带业务的需求,各大电信运营商在所辖的主要城市展开了宽带IP城域网的建设,到目前为止,其上层网络骨架已基本建成,但该网络的接入层还不够完善,以至于服务的用户群数量还非常有限,这对于约60%的人口分布在农村的中国来说,进一步优化现有网络,将集语音、宽带数据、图像综合业务一体化宽带智能网络逐步延伸至各县、乡及部分经济发达的村庄,是下一步各大电信运营商网络竞争及发展用户的重点。另外,虽然至今3G移动通信网络的牌照尚不明确,但如何建设融合现有网络、3G移动通信系统及宽带多媒体业务于一体的传输平台,各电信运营商已十分关注。 

  就中国电信而言,目前其传输网已覆盖了广大农村地区,同时IP接入也已延伸至部分乡镇;但其本地传输网均采用SDH光传输系统,最大的缺点是设备接口类型比较单一,使用技术层次比较低、传输带宽有限、无动态带宽分配能力。应如何对其进行网络优化和升级,有待进一步研究和解决。 

1、3G传输的解决方案 

  (1)3G传输网结构及接口类型 

  3G网络包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种网络制式,与2G网络具有相似的结构,主要由接入网(RAN)和核心网(CN)两个部分组成。在核心网中,3G系统与2G最大的区别是:3G由电路域和分组域两部分组成,可分别处理话音和数据业务。 

  与2G传输网一样,组建3G传输网的目的是实现NodeB(BS)、RNC(BSC)、MSC之间多种接口的互联,主要传输从NodeB(BS)到RNC(BSC)和从RNC(BSC)到MSC的业务信号,MSC、GGSN、SGSN之间的信号。考虑到3G移动通信系统的组网结构,3G系统的传输网络分为核心传输网络和接入传输网络。其中,接入传输网络又分为接入层和汇聚层,主要完成基站与基站控制器之间的业务的接入和传送功能。由于Node B(基站)通常很分散,由它到RNC(基站控制器)间的传输一般需经接入和汇聚两层网络。 

  对本地传输网来讲,由于本地传输网中核心层节点较少,从网络建设及改造角度均对整个网络影响较小,其影响最大的部分应该是:3G通信系统中RNC至Node B的传输电路,其传输接口主要有连接RNC和Node B的Lub接口以及用于RNC之间连接的Lur接口,接口类型一般均为IMA E1和STM-1(ATM)两种方式。 

  (2)3G网络节点传输带宽需求分析 

  根据我国无线部门所提供3G系统中的Node B对接入带宽需求分析可知,3G网络建设初期及低业务区,其基站电路需求一般为:单载单扇区需要1个E1;单载三扇,需要2个E1;二载三扇,需要4个E1;三载三扇,需要6个E1;四载三扇,需要8个E1。在高业务区3G基站接入带宽需求可达10 M,甚至为30 M。 

  (3)传输方式的分析 

  针对以上3G传输网结构及接口类型分析,可将3G传输网络的建设方式分为以下4类: 

  ①通过光纤直连方式完成Node B至RNC间的ATM STM-1接口互通。该方案需要大量光纤资源,网络维护成本较高。另外,ATM在采用光纤组网时自愈方面还存在全网连接的自动配置和恢复时间问题,无法满足电信级服务质量的要求。 

  ②通过SDH,ATM网络完成Node B至RNC间的ATM STM-1接口互通。该方案对SDH网络来说,网络带宽需求很大,网络利用率很低;对ATM网络来说,在我国尚不够健全,且建设成本太高、管理复杂。 

  ③将若干Node B的N×E1 IMA通过SDH网络透传至RNC。该方案需RNC侧提供大量的2M接口,建设成本和维护压力巨大,且无法实现带宽的统计复用,带宽效率低。 

  ④边缘Node B和Hub Node B之间E1信号采用透传方式;Hub Node B内置ATM交换单元。其Iub侧采用STM-1接口或通过SDH网络完成N×E1到信道化STM-1的转换。该方案是针对现有3G系统中RNC支持的IMA E1数量不多,不能满足中型以上城市的Node B接入,从而提出了一种解决方案,但Hub Node B Iub侧需采用STM-1接口与RNC相连,带宽利用率很低。 

  (4)对3G传输的优化意见 

  目前,3G移动通信系统已经成熟,且基于ATM的传输系统技术在国外已取得商用。对于中国电信本地传输网来讲,若采用ATM STM-1与IMA E1混合技术来解决3G移动通信系统的传输,将是降低投资、最大发挥现有传输网潜能的最佳途径,即市-县(骨干层)、县-乡(汇聚层)建设ASON或大容量MSTP网络,提供ATM STM-1传输通道,接入层采用IMA E1的接口,接入层网络(SDH系统、PDH系统、微波系统)只需将Node-B所需的E1(2 M电路)传送至汇聚层节点,在汇聚层节点的MSTP设备上进行ATM处理。 

  另外,还应清楚的认识到,3G系统发展的方向是IP化,若目前对3G传输进行全网的建设,具体有多大意义,值得研究。 

2、IPTV传输的解决方案 

  (1)IPTV业务在我国的运营情况及发展前景 

  2005年5月,上海文广新闻传媒集团获得了中国广电总局颁发的第一张IPTV牌照,第二张牌照归属尚有悬念。根据1999年国家发布75号文件,明文禁止广电、电信两大行业相互渗透,该文件至今依然有效,而网络电视的发展触及两大行业之间的坚壁。因此,中国电信和中国网通此前已在局部地区尝试发展IPTV业务,并积极申请IPTV牌照,但由于其TV信号源的原因及政策等诸多因素的影响,预计与已有牌照的企业进行合作是电信运营者的唯一出路。 

  从2005年6月份开始,中国电信集团已经同上海文广约定在五省市选择17座城市进行试点,包括上海、广东、浙江、江苏和陕西,测试到2006年年底结束。从目前统计的结果看,用户对该业务的认知态度不是很积极。 

  但根据信息产业部《2005年通信业发展统计公报》,截至2005年底,我国互联网用户总数达到1.11亿人,其中:宽带接入用户达到3 750.4万户,比2004年增加1 262.9万户,而这些宽带用户在未来十年内,将是IPTV业务的潜在用户,这就说明了中国IPTV的前景市场是十分乐观的。 

  (2)IPTV系统的传输网络 

  IPTV的承载与传输网络采用支持互联网IP协议的IP宽带传输网络,包括骨干网/城域网、宽带接入网和内容分发网(CDN/VDN)等,负责把视音频数据流文件从前端交互地传递到用户端。由于IPTV在网上传输的主要内容是流媒体,用户端大部分带宽的需求都在2 M以上,部分带宽的需求甚至多达6 M左右,这对接入带宽提出了很高的要求。 

  在目前部分开通的IPTV试点中,大部分运营商采用MPEG-4技术,是在小于800 K的传输带宽的计算机和IPTV机顶盒上实现的,较高的压缩率是以牺牲清晰度为代价的,因此,其画面质量大多不能令用户满意。而采用MPEG-2技术,同等质量画面需要的传输带宽较MPEG-4技术高,使用国内主要宽带接入方式ADSL无法提供高质量服务,无法实现流媒体传输画面的连续性。因此,必须采用新的技术才能满足IPTV对接入带宽的需求。 

  当前,被业内人士普遍看好的IPTV解决方案是光纤到户(FTTH),FTTH可采用两类网络结构:无源光网PON结构及点对点结构。FTTH的两种实现方式的上下行都可达到100 M,这对于未来家庭中IPTV以及高清晰度数字电视对接入带宽都有着明确的高要求将是很有必要的。当然,随着时间的推移,必然会诞生其他新的接入技术,以更好地解决接入网的带宽问题。 

  (3)对IPTV传输的优化意见 

  IPTV作为增值业务的新亮点,潜力巨大,但该业务当前尚处于试运行阶段,同时由于TV信息源、广电总局的政策等原因,电信运营商介入该业务,预计在很长一段时间内希望不大,唯一的出路是与持有“IPTV”牌照的广电部门合作,而广电部门下一步建立自己的IPTV传输网将是在看到业务收益前景后的必然,对于中国电信来讲,若开拓该业务的话,IPTV的收费(每个月60元)对用户也是一个极大的挑战。故而,即使中国电信与广电合作,开通了IPTV业务,其约90%用户也将集中各城市城区,仅有10%的用户会分布于各县县城,而各乡镇IPTV用户将很少。 

  另外,从业务传输方面来讲,IPTV的传送方式是采用IP承载网,而中国电信目前已逐步将现有的IP承载网延伸至各乡镇及部分重要的企事业单位中。故而,IPTV业务对现有或即将整合、优化的本地传输网在网络层面影响不大。 

3、VPN(虚拟专网)的解决方案 

  (1)VPN简介 

  VPN即虚拟专用网,是通过一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连接,是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。通常,VPN是对企业内部网的扩展,通过它可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接,并保证数据的安全传输。VPN可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入,以实现安全连接;可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路,用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。VPN在电信网中的传输模式有:基于帧中继和ATM基础上的VPN;基于IP传输网;基于智能光网络的OVPN。将其按服务大致可分为3类: 

  ①Internet VPN:即企业的总部与分支机构间通过公网构筑的虚拟网。 

  ②Access VPN:又称为拨号VPN(即VPDN),是指企业员工或企业的小分支机构通过公网远程拨号的方式构筑的虚拟网。 

  ③Extranet VPN:即企业间发生收购、兼并或企业间建立战略联盟后,使不同企业网通过公网来构筑的虚拟网。 

  VPN按技术可分为Overlay VPN和MPLS VPN: 

  ①Overlay VPN:Overlay VPN要求在帧中继、ATM或IP网络上建立隧道或加密,这种方案是建立在点到点连接的基础上的,需要对每条隧道或VC进行单独的配置。 

  ②MPLS VPN:基于MPLS的网络能够将数据流分开,无需建立隧道或加密即可提供保密性,基于MPLS的网络以网络到网络的方式提供保密性,如同帧中继以连接到连接的方式提供保密性。 

  (2)对VPN传输的优化意见 

  由于目前电信传输网络采用SDH网络,对OPVN技术在带宽上的支持力度不足,而ASON传输平台的建设费用昂贵,对省—市—县网络来说由于业务传输量很大,可以实现,而县—乡—村业务传输量较小,但该部分网络的建设量占电信传输网的80%以上,逐步过渡到ASON传输平台将是一个长期且很艰巨的任务。而MPLSVPN技术已非常成熟,在电信部门IP承载网逐步延伸至乡镇的情况下,采用MPLSVPN为用户提供虚电路级安全性专网业务是一种长期有效的方法,对于特殊要求的用户,如公安、国防领域、电子政务、电子交易、传送敏感信息、商业文件时,用户需要更加安全的保障措施,可采用IPSec加MPLSVPN技术等。 

  另外,结合其他的VPN技术,如租用线、IP VPN、帧中继、ATM来提供满足不同用户不同需求的整体解决方案,将是节约投资、挖掘现有电信传输网资源的唯一途径。 

4、中国电信本地传输网的优化方案 

  通过对3G移动通信系统、IPTV及VPV等热点技术传输模式的分析可见,IPTV、VPN业务的承载平台是IP网,其最有效的传输模式将是光纤直链,对中国电信现有的本地传输网网络层面影响不大,仅需在完善及拓宽现有IP城域网的基础上预留充足的光纤资源即可。 

  而3G移动通信系统虽然最终的发展方向是IP传输,但在建设初期及今后很长的一段时间内,升级现有SDH网络,将其建设成为融合3G移动通信与传统SDH传输网的多业务平台MSTP或ASON智能光交换网络,是节约光纤资源、最大限度发挥现有网络资源潜力、节约投资唯一有效的解决方案。 

  其网络优化可分为网络层与光缆层2个层面进行,方案如下: 

  (1)网络层面 

  ①地级市-各县节点:采用ASON系统或大容量的MSTP系统改造现有SDH网络,提供原SDH网络承担的TDM 2M电路、用于3G移动系统的AMT STM-1/4电路、各县IP保护电路及VPN等新业务的过渡电路等。 

  ②各县(市)-各乡镇节点:对于现预留容量较大的SDH传输系统,保持原网络不变,再单独建设一个MSTP传输平台,采用两层网络建设方案;对于系统容量小的SDH光传输系统,采用MSTP系统改造现有SDH网络。该MSTP网络既满足原SDH网络承担的TDM 2M电路需求,也可为3G移动通信系统提供好的网络传输平台,同时对IP网尚未覆盖到的节点提供IPTV、VPN等新业务的传输通道。 

  ③各乡镇-各村节点:保留现有的SDH、PDH光传输系统及WB系统,采用IMA E1电路为3G末端基站提供传输通道,同时通过2 M电路的透传,满足广大农村地区IP接入的需求。 

  (2)光缆层面 

  在光缆网的优化中,对ASON/MSTP/SDH光传输网网络电路首先应建成自愈环保护其次光缆网的容量应综合ASON/MSTP/SDH光传输网络、IP传送网、租用网元需求、维护用备用光纤及不可预见性新业务多种因素考虑,尽可能做到一次到位,避免反复建设。 

  其光缆容量一般考虑如下: 

  ①地级市-各县网络:ASON/MSTP/SDH环网考虑2~4芯,每个县的IP传送网各占2~4芯,租用网元及不可预见性的新业务考虑4芯,备用光纤4芯。 

  ②各县(市)-各乡镇网络:MSTP/SDH环网用2~4芯,每个乡的IP传送网各占2芯,光缆沿线接入点用2~4芯,租用网元及不可预见性的新业务考虑2~4芯,备用光纤2芯。 

  ③各乡镇-各村网络:一般按8~12芯考虑。(厉一辉) 


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2006-9-26 14:27:48 顶端
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