3G移動基站回傳：MSTP將會向PTN演進
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基站回傳的需求定位與技術選擇
隨著數據業務的迅猛發展，寬帶多業務傳送、端到端的帶寬提供等新模式不斷出現，傳統的同步數字體系(SDH)技術、IP技術和以太網技術都不能適應下一代網絡對傳送和承載的全方位需求，迫切需要建立一種更高效率、更加靈活的面向分組的傳送網絡形態，充當未來大容量信息傳送與交換的基礎平臺角色，實現IP與光傳送網的完美結合。
綜合電路、分組和光域技術的分組傳送網PTN(Packet Transport Network)是指這樣一種光傳送網絡架構和具體技術：在IP業務和底層光傳輸媒質之間架構的一個層面，它針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求而設計，以分組業務為核心并支持多業務提供，具有更低的總體使用成本(TCO)，同時秉承光傳輸的電信網絡傳統優勢，包括高可用性和可靠性，高效的帶寬管理機制和流量工程，便捷的OAM和網管，可擴展、較高的安全性等等。
面對基站回傳的IP化承載和傳送需求，有許多的候選技術可以使用，主要有IP/MPLS三層承載技術、新型以太網(增強以太網技術或電信級以太網)技術，還有就是新型的面向IP的分組化傳送PTN技術，如圖所示。那么到底那種技術是最佳的基站回傳解決方案呢？作者認為這最終還是要取決于“需求的本質是什么？”和“滿足需求的必備技術功能是什么”這兩個問題。
作者認為在分析基站回傳的需求本質和定位何種技術時，首先要澄清以下幾個問題：
(1)傳送網的“IP化”其實質是“面向IP的高效傳送”，而并非是純粹意義上的具有三層IP路由和交換功能的“IP化”或“路由器化”，因此嚴格來說傳輸網絡并不存在IP化問題，與其說“IP化傳送”，不如說“面向IP的傳送”更加科學。
(2)邏輯上的承載和物理上的傳送也是有本質區別的。例如在3G無線接入網分層結構中，承載的IP化意味著用IP包去封裝信息，IP化基站指的是基站設備內部的承載層由ATM轉變為IP，但無論是ATM還是IP承載都需要基站外部的傳送網來解決其與基站控制器設備的連接需求。
(3)基站內部的(邏輯)承載需求是IP化的，而其外部與控制器的連通需求是管道性的透明傳送，因此IP化RAN的基站回傳需要的是從基站NodeB到基站控制器RNC的二層管道傳送功能，而無需進行三層的IP路由和交換。如果非得使用路由器/交換機技術去實現基站回傳業務的傳送那就必然存在用三層設備實現二層功能將面臨的可擴展性、可靠性、安全性等方面的缺陷；而且在大規模組網時，也會面臨建設資金、投資回報等經濟壓力；因此使用IP/MPLS三層組網技術實現二層透明傳送將得不償失。
(4)從服務質量方面來說，基站回傳對傳送網的基本要求是“面向連接”和“電信級”，這一點是IPRAN傳送與傳統IP互聯網和寬帶接入網的最本質區別。面向連接意味著端到端業務管理和配置能力、運營網絡的OAM以及保護能力，在管理方案全面運用電信網管理TMN思路，全面支持圖像化端到端業務配置，操作簡單。而傳統以太網設備基本上都是無連接的、盡力而為的、運用命令行進行單站配置、操作復雜、效率低。基站業務的“電信級傳送”對時延、抖動和丟包率都有嚴格的要求，而互聯網業務的“寬帶接入”是盡力而為的，因此它們在業務特性和網絡功能方面存在著本質差異，直接導致“基站回傳”與“互聯網業務接入”在質量保證和網絡性能方面水火不容，很難統一承載。這也就是為什么在過去移動運營商都采用城域傳送網MSTP來承載基站回傳業務，而固網運營商都采用城域寬帶IP網來提供互聯網接入的原因。
(5)雖然可提供面向IP的高效傳送有多種備選技術，但只有分組傳送PTN技術可以滿足3G基站的回傳傳送需求。這一方面是因為分組傳送網是面向連接的，符合電信級業務和電信級網絡要求的傳送網，而傳統以太網和局部增強型以太網就不能稱其為分組傳送網。另一方面是由于PTN將無連接、轉發行為不可知，弱控制或無控制的分組網改造成適合于傳送的基于連接、可預知行為、可控制的網絡，并集成了靈活性、可擴展性、統計復用等分組特性和網絡端到端OAM和保護、面向連接、QoS、定時同步等傳送特性。如圖所示3所示，目前符合該思路的主要技術是基于以太網面向連接的包傳輸技術PBT(Provider Backbone Transport，運營商級以太網傳輸技術)與基于MPLS(Multi-protocol Label Switch，多協議標簽)面向連接的包傳輸技術T-MPLS/MPLS-TP(Transport Multi-protocol Label Switching/MPLS Transport Profile，傳送多協議標簽)。
PTN支持豐富的運營級網絡特性，可大幅度降低網絡的CAPEX和OPEX，因此，對于基站回傳的IP化傳送需求，PTN技術將是不二選擇。
向PTN升級引發的思考
隨著數據業務的迅猛發展，寬帶多業務傳送、端到端的帶寬提供等新模式不斷出現，傳統的同步數字體系(SDH)技術、IP技術和以太網技術都不能適應下一代網絡對傳送和承載的全方位需求，分組傳送網(PTN)的誕生為解決分組業務的高效傳送和電信級質量提供了一個較好的解決方案。
PTN通過綜合IP、MPLS和光傳輸技術的優勢、實現各技術的融合來達到網絡扁平化的目的，其基本特征是提供點到點的L2隧道，可以廣泛用于城域傳送網和寬帶接入網的二層匯聚網絡，以及3G基站到RNC的基站回傳段。
MSTP向PTN的平滑演進主要有兩種方式，可根據具體業務需求和地區采用不同策略。
一種方式是自上而下的引入PTN。首先在匯聚層采用PTN帶接入層MSTP，然后逐步在接入層采用PTN替代MSTP。該方式適用于一定時期內仍以TDME1業務為主的地區，可以保護接入層大量的MSTP設備投資，并實現網絡的平滑演進。
第二種方式是根據基站類型采用不同技術。在新建的IP化基站采用PTN技術實現接入和匯聚；現有基站則仍由MSTP提供接入和匯聚，部分有條件地區可通過更換板卡方式實現內嵌RPR的MSTP設備，并逐漸在匯聚層轉入PTN承載，最終在接入層轉入PTN，從而實現網絡的平滑演進。
由于基站回傳業務和寬帶接入業務存在以下差異性：
業務模型的差異性。基站業務是需要全保證的業務，在沒有任何集線比的情況下需要保證各點峰值速率；固網寬帶業務則要支持很大的集線比，一般設置在1∶10左右。
流量需求的差異性。基站業務所需帶寬較小，完全可預測，升級的速度緩慢；固網寬帶業務所需帶寬很大，特別是在發展了IPTV以后帶寬需求量更大，一般是移動所需帶寬的10倍以上，同時帶寬增長的模式受業務需求和用戶數兩者綜合影響，擴容需求頻繁。
QoS的差異性。在只考慮基站業務的情況下，QoS可以最簡單也最可靠性的方式，即通過規劃來確保；而在疊加有集線比的普通寬帶業務時，QoS的管理將較為復雜，容易形成隱患和增加成本。
所以，關于針對基站業務和固網寬帶業務是否共用的建議如下：
3G的基站回傳傳送網絡應該和2G無線網絡的傳輸承載情況一樣，采用完全獨立的建網思路。建議分網建設基站業務回傳網和寬帶用戶接入網，寬帶用戶網應采用增強型以太網進行建設，容量可以得到保證，建設成本較低。從長遠來看，應采用PTN來建設基站回傳網絡，因為PTN在OAM、保護、時鐘、管理等方面都針對移動Backhaul應用進行了較多的優化。而在PTN標準和產業鏈成熟前可繼續采用MSTP承載2G/3G業務。分別建設基站業務網絡和固網寬帶業務網絡，這樣可以在城域網規模很小的時候避免顧及移動業務的穩定性而束縛固網業務高速發展的手腳。為了利用線路資源，可以采用固網和基站業務網共址但不共網的建設方式。
在PTN作為移動基站回傳網絡時，基站獲取時鐘主要有3種途徑：TDM電路和網絡、本地設置GPS時鐘源和基于分組網絡的時鐘分配和時鐘恢復算法。如果NodeB支持IP/PPPoverE1/T1仍然通過E1/T1/ChSTM-1接口上傳輸網，這時同步時鐘仍然可從線路獲取，在宏蜂窩站點推薦使用該方案。如果NodeB采用分路傳輸，同時具備E1/T1、FE或DSL接口，這時同步時鐘仍然可從E1/T1線路獲取，在室內覆蓋站點推薦使用該方案。當NodeB只有FE接口時，可配置GPS接收機來提供時鐘信號，推薦在大流量站點，并且IP路由比較復雜的情況下使用該方式。如果NodeB只有FE(或DSL)接口，而且不允許、不經濟或者是不方便安裝GPS接收機，比如homeNodeB、地下室NodeB，這時應遵循IEEE1588v2或同步以太網原理，在NodeB恢復時鐘。
2G和3G網在移動運營商網絡中將長期共存，而且從未來數據業務流量發展趨勢出發，利用分組傳送網建設面向3G的城域傳送網符合業務需求與流量演進模式，它不但滿足2G和3G需要的高質量TDM傳送，還可以逐步平滑地向電信級以太網業務匯聚和傳送演進，實現移動業務傳送平臺從支持語音電路業務為主到支持數據分組業務為主的網絡轉型。
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