基于ATM理念的UTRAN传输架构简析(二)

2、IMA技术理念

为进一步提升传输资源利用率，在ATM物理接口引入IMA（ATM反向多路复用）技术，当用户需要接入ATM网络的速率介于两个传统的复用级之间（如T1/E1～T3/E3之间）时，IMA可将该高速链路分拆为多个低速链路传输，并最终复接回原高速连接，此进程中，高速逻辑连接的速率近似等于组成反向复用的几个低速速率值之和，速率值未有损伤。其原理如图5。

图5　IMA传输原理

本质上，IMA功能层附属于ATM物理层，仅在原ATM物理层的传输汇聚子层（TC）和ATM层间定义了一个ATM反向复用子层以实现相关功能。其优势在于可动态分配带宽，即在不终止一个连接的同时，增加或减少连接的信道数，这就使得在两点间的连接带宽可依据业务流量而动态改变，从而达到节约带宽资源的目的。

2.1　IMA OAM信元

ATM Forum在IMA Version1.0中定义有两种IMA OAM（操作维护）信元：填充信元（Filler Cell）和ICP信元（IMA Control Protocol Cell）两种，其在格式上存有相同点，即：

（1）信元头格式相同。

（2）第6个字节均设置为0X01。表示IMA Version 1.0。

（3）第7个字节第7个bit用于标识OAM信元类型：0表示填充信元，1表示ICP信元。

如图6。

图6　IMA OAM信元格式

填充信元的作用主要是在IMA子层实现信元速率的解耦。由于信元的发送应该是连续的，当ATM层没有信元到达时，发送端IMA将通过插入填充信元来维持物理层信元流的连续性。

ICP信元用于保持链路延迟、协议同步及确定IMA组内链路间的差值延迟。发送端利用ICP信元传送IMA配置、同步、状态及故障信息给远端；接收端利用ICP信元完成对ATM信元流的重组。

2.2　IMA组中信元的传送方式

IMA协议中的控制单元称为IMA Frame，其由M个连续的信元组成（IMA Version 1.0中规定M必选值为128，可选值为32、64、256，信元在每条链路上标号从0～M-1）。每个IMA Frame中均包含一个ICP信元，其在IMA Frame中的位置并不固定，具体位置由ICP信元格式中偏移字节（Offset Octet）定出。

当IMA组创建成功后，信元在IM组间传送的过程大致如下：

发送端IMA：

（1）IMA首先为组成IMA组中的每条物理链路分配一个LID（链路标识号），其在组内是唯一的；

（2）IMA将来自ATM层信元流以信元为单位，按照循环方式分配到组内各链路上，信元分配到各链路上的顺序遵循LID递升原则。

（3）IMA在组内的每条链路上每128个信元插入一个ICP信元（以链路号递升顺序），以形成一个IMA Frame，并通过ICP信元将IMA配置、同步、状态及故障等信息发送往远端。

（4）若ATM层没有信元送来时，IMA子层则通过插入IMA填充信元来实现信元速率的解耦。

接收端IMA：

（1）遵循LID递升原则接收来自IMA组内各链路上送来的信元。

（2）利用ICP信元携带的信息对链路的差值延迟进补偿，并重组原始信元流。

（3）丢弃填充信元、HEC校验有误信元及经处理后的ICP信元，并将还原后的信元流送往ATM层。

目前IMA技术已实现了在NodeB或RNC设备上的集成。

3、UTRAN网络传输技术

3.1　3G RAN传输技术演进

2G→2.5G→3G的网络演进正是网络业务基于TDM承载向基于分组（ATM或IP）方式承载的演进过程。而伴随3G RAN（无线接入网）在数据链路层/网络层面的智能化趋势，协议意识增强，同时终端业务亦趋于多元化，其传输网需提供丰富的服务质量保护机制、网络路由计算保护迂回等多类措施。以在可靠性的基础上使得运营商的网络达到最优化，最经济的目的。3G系统传输网的最终演进方向是面向全IP网的构建，包括RAN和CN部分。在各式3G标准中。RAN内传输技术制式选择的演进趋势如图7所示。

图7　UTRAN演进方向

3.2　主要UTRAN传输技术比较

基于现行主流传输技术，适合3G无线接入传输特性的技术有：ATM、SDH及MSTP等，它们应用于UTRAN时各有利弊：

（1）ATM

优点：由于Iub接口采用的是ATM传输方式，如果能在ATM网络上传输（尤其是采用了VP-Ring的ATM网络可以确保传输安全），可以发挥ATM的统计复用、QoS保证等优势。

缺点：从各运营商现有的传输资源上看，传输网的接入层不存在现成的ATM网络。如果为了3G接入网而建设一个独立的ATM网络，昂贵的ATM交换设备相对3G网络前期业务少、带宽低的情况下是很不经济的，而且ATM技术对其他业务并非最佳解决方案，亦不是技术的发展趋势。

（2）SDH

优点：国内各运营商都拥有丰富的SDH传输资源，考虑到投资成本的原因，利用已有的SDH传输资源组建3G无线接入传输网是个不错的选择。

缺点：采用ATM over SDH的方式，只是为ATM提供了一种透传方式，这种透传方式通常可采用两种接口方式：STM-1和E1。当采用STM-1接口时，会存在传输效率不高的问题；当采用多个E1接口捆绑进行传输时，又会大量耗费RNC侧的E1接口，造成RNC侧E1的端口压力，这种传输方式亦要求RNC具备处理通道化STM-1信号的能力。

（3）MSTP（多业务综合传输平台）

优点：MSTP代表了现有传输网的发展方向，它基于SDH的传输网络平台，为下一代SDH设备。MSTP设备可提供多种业务接口和处理能力，并依据网络的发展来动态调整ATM、IP或TDM网络的容量，为3G运营商提供高效的传输方案。它不但可以提供传统的TDM业务传输，还可以提供完善的ATM汇聚/交换，二层以太网的汇聚/交换。此外，MSTP技术支持ATM业务的VP/VC交换及ATMVPring等功能，通过业务汇聚实现对ATM带宽的收敛，从而提高传输网带宽利用率；使用VP-Ring可以提供3G业务的多层保护，从而提高承载网的安全性。

MSTP技术不但可以很好地满足3G网络目前的需求，还可以适合3G网络的未来发展，为将来3G数据业务的开展打下一个很好的基础。同时，MSTP技术的引入亦有利于3G网络以外各种数据业务的发展，如二层的以太网专线，以及二层VPN等。

缺点：目前采用MSTP技术组建的传输环并不是很多，如果大规模的采用MSTP技术的话，可能需要新建传输环，则会增加投资。

来源：中国联通网站