集成SDH与ATM优化3G传输网

杭州依赛通信有限公司 李坚

　　3G时代带来更多挑战

　　3G时代的到来对运营商是个巨大的挑战，技术的不成熟，经费的限制，市场需求的不确定性都在困扰着各个运营商，另外，运营商还必须提供质优价廉的3G服务，同时保证网络的可升级性，减少网络的投资成本和运营成本，由于3G发展的不确定性，所以建设的网络必须是高性价比的灵活网络，目前3G没有应用时，不至于大量浪费投资资源，但如果一旦3G业务大规模增长，现有的网络就可以快速有效地提供所需的业务。

　　3G传输网的接入部分有两种截然不同的技术：传输和ATM，传统的网络结构将他们分成两个不同的网络层，虽然网络设计简单了，但网络复杂昂贵不灵活。为了满足用户的真正需求，ECI提出了创新的概念：同一平台集成SDH和ATM，优化了网络，使网络更灵活经济，更具扩展性。

　　ATM在3G中的角色

　　3G中的Node B和RNC通过Iub接口连接，Iub接口是复杂的协议族，是基于ATM上的媒介、信令、OAM等等，ATM能通过TDM链路传输，大部分Node B节点含有基于ATM IMA的部分2M或几个2M，而RNC节点往往是多个2M或STM-1。

　　早期的3G标准定义Node B和RNC之间通过TDM电路连接，在ATM层，Node B和RNC通过ATM链路直接连接，没有ATM交换，提供以下功能：

　　a.独立于传输层

　　b.通过ATM IMA机制把多个TDM链路定义成一个逻辑电路 c. ATM统计复用

　　3G标准版本4定义了ATM的交换和QoS的保证，ATM的交换有2个好处：RNC可以是STM-1接口，大大降低了RNC的成本；提高了带宽利用率。

　　ATM交换机可以保证带宽分配，可以基于峰值和恒定速率的统计复用，可以基于用户的统计复用，从而提高了网络带宽的利用率。

　　带宽的节省带来费用的大大降低，无论是采用租用专线还是申请频率资源的方式来构建3G传输网络，带宽的节省都是为运营费用的降低，带宽小，意味着网络规模可以减小，相应的运行维护成本可以大大降低。

　　3G传输网的部署

　　3G传输网的构建可以采用两种方法：

　　1. RNC节点的E1接口通过纯TDM的SDH网络和Node B节点相连接

　　2. RNC节点是STM-1接口，Node B 节点是E1接口，ATM交换机用于E1到STM-1的会聚，ATM交换机可以放在RNC节点处，也可以放置在传输网络中的其他位置。

　　ATM交换机在3G传输网络中是必需的，但也是昂贵的，因为ATM本身就是一种昂贵的技术，另外，安装ATM交换机不仅仅是增加ATM设备，另外还需要大量的PDH和SDH接口，Node B节点的典型配置会聚通道化的STM-1(52个E1)和本地Node B节点的20个E1。

　　总的ATM E1数是72个，因此1个通道化的STM-1是不够的，需要ATM层的会聚，如果仅仅是TDM的会聚，需要另外一个STM-1，另外一个STM-1中仅仅有9个E1，浪费是明显的。而ATM交换机可以把72个 ATM E1 压缩到一个VC4中，ATM交换机需要一个STM-1接口和72个E1接口，同时SDH网络也需要增加一个STM-1接口和72个E1接口，显然是个昂贵的方案，并不适合于3G传输网的应用。

　　IMA是多个E1链路传送ATM的地层协议，多个物理链接配置成一个ATM链接，可以不影响业务上下电路，这是个很强大的功能，但IMA在硬件层面实现，因此相同IMA组的所有链接必须在同一接口卡上，但实际上很多情况很难把IMA组分配到同一接口卡上，而相同IMA组的所有E1又必须被相同的ASIC芯片处理。

　　这种限制使网络规划几乎不可能，移动运营商如果把E1链接分配到IMA组，无法规划将来的扩容，如果先期没有留有扩容余量，将来的IMA扩容及其复杂并影响业务，如果留有大量余量，导致先期投资过大，有投资浪费的风险。 ECI 3G传输网络的解决方案

　　移动通信一直是ECI重要的战略市场，针对移动3G传输市场对ATM业务的需求，ECI专门提出了解决方案，在ECI的单个XDM平台上，集成了SDH和ATM功能，具有很高的性价比、灵活性和面向3G的可升级性。

　　XDM是ECI公司专门为移动和城域网络设计的MSTP平台，支持各种TDM应用和纯光应用，还有一个核心特点是XDM的完全基于VC12的全交叉矩阵，可以保证任意E1之间无限制地交叉链接，很利于ATM的应用。

　　ECI的ATM卡：ATS卡，是和XDM的交叉矩阵相连，本身无物理接口，它实际上是ATM交换机，支持3种类型的ATM端口：

　　1.STM-1中的VC4或任意高阶虚容器的VC4

　　2.物理E1端口或任意接口中的E1通道

　　3.多E1的IMA组

　　在ATM层，任何端口之间的ATM业务可以无限制地任意交换。

　　远方通过STM-1来52个E1，本地还有20个E1，采用外接ATM交换机的方式的话，ATM和SDH设备双方都要提供1个STM-1接口和72个E1接口，如果采用ATS方案的话，交叉矩阵把远方STM-1中的52个E1和本地20个E1交叉到ATS卡中，ATS卡把72个E1会聚到一个VC4中，交叉矩阵再把这个VC4交叉到STM-1端口。单个设备同时完成SDH和ATM的功能，显然更经济，更灵活。

　　XDM的集成SDH/ATM的解决方案更紧凑，灵活，经济和易管理。

　　将ATM和SDH集成在一起，大大简化了硬件设备，当采用SDH和ATM两种设备时，设备间需要电缆连接，采用集成技术，可以省掉连接电缆，ATS卡本身无物理接口，所以单卡可以支持高密度接口126个E1(支持84个IMA组)。而ATM交换机没有这么高的端口密度。

　　集成方案只有一套管理系统，减少运营成本，只有一套硬件，设备占地面积少，功耗小，连接电缆少等等，大大减少了运营费用。

　　IMA组的规划是个复杂的工程，如果一开始仅考虑当前ATM E1的需求，那将来的扩容可能要改变电缆连接，这是不允许的，所以必须留出E1的端口用于将来的扩容，但将来扩容的不确定性是种风险。XDM中的ATS卡是理想的解决方案，不像传统的ATM交换机，ATS卡能把不同PDH卡上的不同E1会聚到一个IMA组中，在传统的ATM交换机方案中，必须预留一些ATM E1接口给将来扩容用，而对于ATS方案，将来有新的ATM E1扩容只需要连接到XDM的PDH E1接口上，即使不同PDH卡上的ATM E1，XDM也能将他们交叉到目的地。

　　当规划一个网络的时候，成本是首要的因素，网络规划不应当看作是开支，更应该是意味着产生效益，理想的网络规划应该是满足用户的需求的同时产生最大的投资回报，也就是说：用最小的花费去达到最优的设计。3G的网络规划有更多的不确定性，很难预测将来的发展，所以3G的网络规划要考虑到将来各种乐观或悲观的可能性，所以更应该从成本的灵活性方面多考虑：

　　首先设计易于演示和使用于较小规模的网络，当需求增加时，升级网络满足用户新的需求，但实际中往往很难找到两全其美的办法；衡量一个网络的的成本的时候，成本的灵活性是一个很重要的因素，因此关注的重点不是网络容量和需求的关系而是网络成本和投资回报的关系，网络的成本应该以网络产生的效益来弥补，即使当初的预测是正确的，实际需求往往会超前或滞后于当初的预测，无论如何，都不应该影响到收益。

　　经常会遇到这样的困境：要么一开始建设一个最低配置的网络，将来升级就很昂贵，要么建设一个预留容量较大的网络，在初期将是很高的成本。

　　XDM是一个随着你成长而建设，随着你成长而付费的平台，而ATS仅仅是XDM的一块板卡，在网络上增加ATM应用仅仅是增加ATS卡而已，增加的费用很低，所以网络初期投资成本很低，并且将来扩容的费用也很低，当ATM业务变化时，无需考虑配置多大容量的ATM交换机，简单到只要考虑增加几块ATS板卡就可以了。

　　2G和3G业务的综合应用

　　一位哲人曾说过：“没有哪个人是孤立的”，他这句话也意味着：没有哪个网络是孤立的。

　　在讨论3G的传输网时，还有一个很重要的问题：2G和3G的网络怎样共享资源？这不仅仅是个技术问题，同样也是个经济问题，为了降低成本，3G网络必须和已有的2G网络共享网络资源。

　　2G的TDM业务在标准的TDM链路中传输，XDM的完全低阶交叉矩阵适合于移动网络，提供了灵活方便的2G解决方案，在此同时，ATS卡把多个Node B节点的ATM业务会聚到IMA组中，3G的IMA组和2G的TDM业务共享于相同的通道化的STM-1链路中，通过网管可以实现两个网络的带宽分配。

　　目前而言，建设3G传输网络是个艰巨的挑战，技术层面问题以基本解决，但怎样实施还是个问题，主要基于下面几方面的原因：网络结构和运营成本，业务类型，网络层的划分，用户数量的变化和每个用户带宽的需求。

　　XDM的ATS是创新化的设计，集成了SDH和ATM两种技术，针对3G传输网络，提供了强大并且经济的解决方案。两种技术的集成使网络的成本大大降低，并且使网络有巨大的灵活性，适合于网络发展的各种趋势，满足用户和容量的增加数量的增加。

　　XDM的ATS解决方案不仅仅是经济的网络解决方案，而且是一个完全可升级的解决方案，移动运营商今天不必投资在将来并不明朗的需求，同时需求增长来临的时候，现有的网络可以毫无限制地升级。

----《通信产业报》