文章基于對3G移動通信網基站接入傳輸需求的分析，對3G移動網基站的接入方案進行了分析論述，對3G基站傳輸網的初期建設提出了建議。

1、引言

第三代移動通信（3G）的發展經歷了體制標準選擇、頒發牌照數量的困惑后，到今年已發展到設備規模開發、網絡規模測試、業務應用、產業發展以及網絡建設規劃等階段。而在整個移動通信網絡規劃中，作為基礎網絡的傳輸網絡規劃，將是影響業務開通、成本高低、網絡質量和擴展性的關鍵因素。因此，3G移動通信網所需傳輸網絡規劃和建設在整個3G網絡發展中扮演著重要角色。

目前，3G移動網絡技術包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三種網絡制式，網絡分別由核心網和無線網構成。WCDMA商用版為R99和R4版本，其中，R99版本增加PS分組數據業務，由SCSN和GGSN通過高速以太網接口或POS連接構成全IP分組交換網絡；無線網部分Node B與RNC之間通過ATM技術連接，語音業務和數據業務以ATM信元承載。R4版本無線網部分和核心網PS分組域與R99相同，只是在CS電路域采用了控制（MSC Sever）與交換平面（MGW媒體網關）完全分開的方式，MGW可進行TDM、ATM和IP三種方式的業務交換。TD-SCDMA在接口和傳輸模式上與WCDMA區別不大，只是在無線部分的實現方式上存在差別。CDMA2000制式目前主要指CDMA2000 EV-DO，其傳輸模式與WCDMA基本相同。三種體制在技術原理、無線頻率、空中接口、覆蓋范圍、網絡容量、業務實現等方面各有優勢，其在網元設置和功能劃分實現上，也各有特點，這里不再一一贅述。但從傳輸的角度看，在移動通信網絡結構中，三種制式各網元接口和接口屬性上均是采用分組化的方式進行傳送，這是它們的共同發展方向。而在網絡的分層分割承載方面，無論是WCDMA、CDMA2000還是TD-SCDMA，3G移動通信網絡的邏輯網絡結構可以統一為兩個層次：接入網絡層（UTRAN）和核心網絡層（CN）。3G傳輸網主要承擔從UTRAN到CN的業務匯聚，以及CN中的業務傳送。本文分析了3G移動通信網傳輸電路需求，并對3G基站接入的傳輸網絡規劃的共性問題進行探討。

2、3G移動通信網需求傳輸電路分析

3G移動通信網對傳輸網絡的要求主要體現在對傳輸容量和對3G業務接口支持兩個方面。3G傳輸網絡分為兩部分：第一部分為骨干傳輸網絡，用以解決3G核心網絡的業務傳送，屬于省際干線和省內干線的范圍；第二部分為本地傳輸網絡，用以解決3G無線接入網的業務傳送，屬于城域網/本地網的范圍。

2.1　核心網對骨干傳輸的要求

3G核心網對傳輸的需要包括核心網元間、核心網以及無線接入網基站控制器間的需求，主要指大顆粒的STM-1、FE/GE/POS等傳送需求，它們具有大顆粒、大帶寬、居間流向簡單、對可靠性要求高等特點，主要由省內、省際干線傳送。

目前，省內、省際干線傳送網采用的技術主要是SDH和WDM（部分SDH具有MSTP功能），能提供從E1到STM-16等電路速率的傳送。考慮到核心網元大容量設置的趨勢，在一般的省、自治區范圍內，其中心局址較少，且業務流向較為簡單，目前省內、省際干線從設備和結構上基本可以滿足3G業務的需求，因此，僅從網絡容量上擴容即可，而在業務量大的省和省際干線上，則可以考慮適當引入網狀結構的ASON網絡。

2.2　3G接入網對傳輸接入層的要求

該部分電路主要指基站至基站控制器，一般由本地傳輸網（含城域傳送網）傳送。其中，基站至基站控制器間的電路由于基站站點多、分布廣、總量大，是傳輸中需要重點解決的部分。目前，基站控制器和核心網網元有大容量的趨勢，在一些地區會出現多個本地網聯合組建“大本地網”的情形，因此，在該區域，基站至基站控制器間的電路需通過省內干線來承擔。

3G無線基站接入網與2G在業務流向上沒有區別，也是相對于中心局房的集中型業務，其網絡架構仍可沿用2G網的傳輸網分層、分割的組網模式。在接口屬性上，相對于2G網基站，3G網近期無較大變化，主要以E1接口為主，但隨著IP化的進展，未來其接口將會出現以太網IOM/100M等接口。就現有的各種設備性能來看，引入具有數據處理功能的MSTP設備是一個不錯的選擇，可以采用下文所述的多種接入方式。

在3G接入傳輸網組網中，需要考慮的另一重要因素是各基站的容量分配以及傳輸網絡的系統容量規劃。目前，較為普遍的基站接入需求的容量計算方法是采用假設業務模型算法。以WCDMA網Node B基站的容量需求為例，可得單個基站的容量需求計算過程如下：

假設Node B對應Iub接口，總的帶寬W=Ncell×（Nuser×Ev×6.6kb/s+Nuser×Ecs×64b/s+Nuser×Vps）×（1+Osig+Oo&m）×（1+Q）/（1/Y）

其中，Ncell表示小區數；單載頻全向基站為1個小區；單載3扇基站為3個小區；2載3扇基站為6個小區；以此類推可知：

◆Nuser為小區內的放號用戶數。

◆Ev為每用戶話音愛爾蘭數。

◆Ecs為每用戶可視電話愛爾蘭數。

◆Vps為每用戶平均數據速率。

◆Osig為控制信令的開銷，取10%。

◆Oo&m為邏輯和物理操作維護等的開銷，取5%。

◆Q為ATM傳輸產生的開銷，10%。

◆Y為負荷因子，取80%。

◆6.6b/s、64b/s分別是話音、可視電話業務的占用帶寬。

假設一個網絡初期的話務模型為：

◆小區內的放號用戶數Nuser取1000。

◆Ev為每用戶話音愛爾蘭數，取0.025。

◆Ecs為每用戶可視電話愛爾蘭數，取0.001。

◆Vps為每用戶平均數據速率，取180b/s。

綜合以上數據，可以得出幾種典型配置的基站傳輸帶寬需求，如表1所示：

表1　WCDMA基站初期帶寬需求預測

以此類推，如果假定各時期的話務模型和用戶數，則可以得出中遠期單個基站的帶寬需求預測，如表2所示：

該方案專業分工界面清晰，對數據業務的不確定性、突發性等的處理集中在業務設備側，采用光纖直連、E1/STM-1靜態通路（包括PDH、SDH以及無線微波傳輸等網絡提供的鏈路）。

◆有部分無線廠家的基站設備可以直接提供STM-1光口直連接入基站控制器，但若光纖直連會浪費光纖，不是網絡形態，且維護困難、安全性低，不宜采用。

◆通過信道化的STM-1靜態傳輸，同樣存在上述問題，但3G業務在較長時間內存在不確定因素時，帶寬會大量空閑致使接口利用率低，不宜采用。

（2）二層數據處理

第二類方案是對基站接入電路作二層處理，進行統計復用、帶寬共享，以提高傳輸效率。目前，業界對這類方案討論得較多，總的來講，根據信號處理位置和范圍的不同，可以分為以下五種應用方式。

◆方式一。它在局端基站控制器側增加二層處理設備，對基站信號進行處理，將其轉換為大顆粒的接口接入基站控制器，這減少了基站控制器的接口數量，如圖2所示。該方式沒有解決傳輸網絡的帶寬壓力，卻增加了額外設備、故障點和維護工作量。

◆方式三。它將對數據的二層處理再擴大到傳輸網匯聚層的匯聚業務節點上。共享匯聚層的帶寬，提高匯聚層帶寬利用率，減少匯聚層網絡帶寬建設壓力。可采用在匯聚節點單獨增加數據處理設備的方法，將接入的基站信號首先接入數據處理設備，進行二層數據收斂帶寬，然后接入匯聚層網絡。這種處理方式增加了額外設備，同時將傳輸網絡的結構，從信號傳輸的角度將匯聚層和接入層分離，一方面對現有網絡的調整較大并對現有運行電路有所影響，另一方面增加了運行維護地的后期工作量，如圖4所示：

◆方式五。相對于方式四，它將對數據的處理在擴大到邊緣層MSTP設備上來完成，利用MSTP二層處理功能，匯聚基站信號，并共享傳輸網帶寬，提高帶寬傳送效率（如圖6所示）。當然，另一種方式就是建設單獨的數據網絡，但我國目前只有少數運營商具有ATM網絡，且很不完整，新建幾百個甚至上千個點的基站接入覆蓋，從經濟效益上來看是不現實的，同時也存在著上述方式中存在的問題。

以上方式中，基站電路信號在基站至基站控制器的傳輸路徑上，對數據的二層處理由基站控制器向基站側逐步推進，隨著對數據二層處理得到逐步擴大，對傳輸電路的利用效率也得到提高。第二類方式的應用重點在于各傳輸路徑共享帶寬的分配（即收斂比的取定），它與用戶業務應用模型有較密切的關系。

4、基站接入解決方案建議

由以上分析可見，3G需求傳輸網絡規劃中，骨干網絡的規劃相對于2G網無較大地變化，其規劃難點在于無線基站接入的傳輸網絡，尤其是引入分組數據業務后對帶寬容量的分配考慮。而數據業務的分組特性致使所需傳輸帶寬存在突發性、不可預測性，只能通過業務運營，不斷積累經驗、校正模型才能得到逐步完善。同時，也需要運營商與ISP、ICP長期不懈努力才能得到廣泛的認可和接受，這是一個漸進過程。如果考慮到數據業務是從無到有，從小到大，傳輸網絡將會面臨著從低容量、小顆粒、簡單結構需求到高容量、大顆粒、復雜結構需求的變化，這就要求傳輸網絡規劃應當具有相當強的擴展性，特別是傳輸網絡建設初期，再考慮傳輸網建設的經濟性、高效型的同時，要特別重視傳輸網絡的擴展性、可延續建設，以保持傳輸網絡的穩定發展。

上述各種方式各有特點和適用場合，但考慮到3G運行初期其移動數據業務模型不確定，并且對帶寬的需求規模不是很大，故對3G移動網的基站接入問題有如下建議：

（1）總的來講，建議以基站接口容量的擴展性避免傳輸網因大規模增加容量而承受的沖擊；以傳輸網絡的擴展性，使傳輸網絡建設具有時效性、平穩性、延續性；逐步充分利用傳輸網MSTP技術對分組數據的處理性能，提高傳輸帶寬的利用效率，共享傳輸帶寬，避免由接入層至匯聚層電路傳輸容量的直線簡單累計，避免造成網絡容量龐大。

（2）建議3G無線基站設備傳輸接口帶寬以具備可平滑擴展能力。對分組數據的處理應按站統一，對多個扇區提供復用功能，并使提供的傳輸帶寬接口數量可平滑擴展。比如基站初期可僅提供1～2個E1，后期則根據業務量進行在線傳輸帶寬通道的增加。

（3）建議在3G網絡建設初期，對3G基站接入的傳送仍以靜態鏈路形式分配帶寬以保證業務質量。這時，可以快速部署網絡，避免傳輸網絡的較大調整。而對于傳輸資源較少的新移動運營商，亦可采用這種方式，充分發揮微波傳輸等無線技術手段建設速度快的優勢，快速部署網絡。

（4）建議在對中遠期網絡進行確實預測的基礎上，完成傳輸網絡的整體規劃，優選MSTP技術組建傳輸網，尤其是對骨干匯聚層的規劃，既要保證傳輸網建設投資的時效性，又要保證傳輸網的平穩發展。應積極參與傳輸網和數據網融合，積累數據業務帶寬運維經驗，尤其是帶寬管理、復用管理等。

（5）建議隨著網絡規模的增加，逐步進行上述第二類方案運用，根據移動數據業務的發展，逐步擴大采用二層處理功能，提高傳輸效率，完成以電路業務為主向分組業務為主的平滑過渡。