摘要　隨著中國3G的腳步聲日益臨近，幾乎所有運營商都在開始規劃即將建設的3G網絡，3G網絡的規劃主要包括無線網絡、核心網絡和承載網絡3個部分，其中承載網包括IP承載網以及傳統的傳輸網，本文主要側重于傳輸網，同時由于3G與2G的主要區別在UTRAN，因此本文將側重探討服務于WCDMA網絡UTRAN部分的傳輸網建設方案。

1、WCDMA網絡的接口

　　WCDMA進展如圖1所示。

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圖1　WCDMA進展

　　根據現階段各版本的發展及成熟情況，各運營商將很大可能直接采用R4版本，因此以3GPP R4為參考模型。其中，與傳輸網息息相關的接口如下。

　　（1）Iub：Node B到RNC的業務接口，接口類型包括E1、N×E1 IMA、STM-1（承載ATM）3種；

　　（2）Iu-cs：RNC到MGW/MSC的電路域接口，接口類型為STM-1/STM-4（承載ATM），有時也用E1接口；

　　（3）Iu-ps：RNC到SGSN的分組域接口，接口類型為STM-1/STM-4（承載ATM），有時也用E1接口；

　　（4）Iur：RNC之間的接口，接口類型為E1/STM-1；

　　（5）G：包括MSC、VLR、HLR、MGW等和GGSN、SGSN之間的多種互連接口，包括STM-1/STM-4（承載ATM、TDM）、FE/GE、E1等類型。

　　由于UTRAN側主要為Iub接口，因此本文將主要探討應對Iub的傳輸建設方案。

2、WCDMA網絡的基站傳輸容量

　　WCDMA Node B對應Iub接口所需的傳輸帶寬，可以用以下公式進行估算：

　　式中：

　　（1）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；

　　（2）Nuser為小區內的放號用戶數；

　　（3）Ev為每用戶話音厄朗數；

　　（4）Ecs為每用戶可視電話厄朗數；

　　（5）Vps為每用戶平均數據速率；

　　（6）Osig為控制信令的開銷，取10%；

　　（7）Oo&m為邏輯和物理操作維護等的開銷，取5%；

　　（8）Q為ATM傳輸產生的開銷，取10%；

　　（9）Qx為軟切換產生的新增話務系數，取30%；

　　（10）Y為負荷因子，取80%；

　　（11）其中12.2kbit/s話音業務的帶寬，假設60%的激活因子，可以得出帶寬為7.32kbit/s。

　　結合3G網絡規劃的具體情況，我們以2007年擬定為3G建設初期、2009年為中期、2010年為遠期，各參數分別取值如下。

　　2.1　WCDMA建設初期Iub接口帶寬測算（2007年）

　　（1）小區內的放號用戶數Nuser，取1000；

　　（2）Ev為每用戶話音厄朗數，取0.0303；

　　（3）Ecs為每用戶可視電話厄朗數，取0.0008；

　　（4）Vps為每用戶平均數據速率，取14.36bit/s。

　　則根據公式（1）可以得出各種配置時的傳輸帶寬需求，如表1所示。

表1　各種配置時的傳輸帶寬需求1

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　　2.2　WCDMA建設中期Iub接口帶寬測算（2009年）

　　（1）小區內的放號用戶數Nuser，取1000；

　　（2）Ev為每用戶話音厄朗數，取0.0258；

　　（3）Ecs為每用戶可視電話厄朗數，取0.0024；

　　（4）Vps為每用戶平均數據速率，取78bit/s。

　　根據公式（1）得出各種配置時的傳輸帶寬需求，如表2所示。

表2　各種配置時的傳輸帶寬需求2

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　　2.3　WCDMA建設遠期Iub接口帶寬測算（2010年）

　　（1）小區內的放號用戶數Nuser，取1000；

　　（2）Ev為每用戶話音厄朗數，取0.0225；

　　（3）Ecs為每用戶可視電話厄朗數，取0.0034；

　　（4）Vps為每用戶平均數據速率，取138.3bit/s。

　　根據公式（1）得出各種配置時的傳輸帶寬需求，如表3所示。

表3　各種配置時的傳輸帶寬需求

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　　由于初期大部分WCDMA基站的配置將大多為1載3扇，遠期大多為2載3扇，根據以上計算可知，3G基站傳輸需求在1～4個E1。

　　同時，在GSM中，Um接口中每個語音信道的編碼速率是13kbit/s，在基站到BSC方向，語音信道的13kbit/s速率被調整成16kbit/s，由于每個載波有8個信道，如果不考慮信令等控制信息，2個64kbit/s時隙即可以容納一個載波，即一個E1可以容納15個載波，考慮到控制信息的承載，一個E1實際可以容納8～12個載波，一般一個基站需要1～2個E1。

　　因此對于考慮GSM與WCDMA共站的站點，一般情況每基站配置在2～6個E1。

　　考慮到HSDPA（高速下行分組接入）的提前引入，每用戶數據速率會進一步升高，基站單小區的吞吐量最高可達到2～4Mbit/s，2載3扇站則需要12～24Mbit/s，即6～12個E1，則共站站點需要5～14個E1，對傳輸帶寬的需求有較大幅度提升。

　　目前的傳輸網環路大多為6～12個節點，環路容量為155M/622Mbit/s。因此在建設初期及中期，3G對傳輸的帶寬需求將不是主要問題，下面將主要側重于對接口的選擇方式進行分析。

3、WCDMA傳輸組網方案

　　在WCDMA R4的傳輸接口相對于2G網絡而言，最顯著的變化就是在3G接入網的傳輸接口中推薦了ATM接口，同時為了支持N×E1業務，也提出了采用反向復用技術的IMA E1接口。因此針對傳輸是否需要提供IMA處理及ATM功能提出以下幾種方案。

　　3.1　方案1：采用傳統的SDH來承載，傳輸網只提供透傳功能

　　3.1.1　方式1：通過SDH網絡透傳至RNC

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圖2　方式1

　　如圖2所示，該種方式在RNC處會有大量的2Mbit/s接口，建設成本和維護壓力巨大，且無法實現帶寬的統計復用，帶寬效率低。

　　3.1.2　方式2：通過ATM交換機實現RNC匯聚功能

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圖3　方式2

　　如圖3所示，由于需要新增ATM交換機，增加了額外硬件成本，且需要新配網管系統，導致網絡管理和維護復雜。

　　3.1.3　方式3：通過信道化STM-1實現RNC匯聚功能

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圖4　方式3

　　如圖4所示，鑒于目前大多數廠商RNC設備均可提供信道化STM-1接口，也可考慮采用該方式：E1在SDH網絡透傳，在與RNC對接的匯聚SDH節點處將E1轉換成信道化的STM-1接口，這對現有傳輸網不用進行任何改造。

　　在以上3種透傳方式中，第3種方式既不用新增ATM交換機，又可以節省RNC側的端口，同時也避免了大量E1端口的落地，因此方式3是最好的選擇。

　　3.2　方案2：采用MSTP來承載，當Node B采用IMA E1時

　　該種方案需要在傳輸網上進行IMA E1的終結功能，根據IMA E1在傳輸網絡中終結的不同位置，可以細分為兩種方式。

　　3.2.1　方式1：在接入層進行IMA E1的終結處理，然后經匯聚層透傳至RNC

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圖5　方式1

　　如圖5所示，該種方式要求接入層MSTP設備具有IMA E1的終結功能和STM-1 ATM的VP-Ring功能，匯聚后的IMA E1業務在3G傳輸層直接透傳就可以通過STM-1（ATM）接口與RNC對接。

　　這種方式的優勢是，可降低RNC的制造成本和維護成本，另外，在3G傳輸網的接入層可充分利用傳輸帶寬資源。但由于Node B數量比較大，由于接入層的所有MSTP都要具有ATM（包括IMA）處理功能，這樣，網絡的整體建造成本就會顯著增加。另外，由于接入層部分環網采用的是STM-1速率的MSTP設備，這樣傳輸網無法攜帶其它的業務。

　　3.2.2　方式2：在匯聚層進行IMA E1的終結處理，然后透傳至RNC

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圖6　方式2

　　如圖6所示，該種方式在3G傳輸網的接入層透傳，IMA E1的終結功能主要由匯聚層的MSTP設備來執行。此時可以降低RNC的制造成本和維護成本；同時由于在接入層，傳統2G基站的SDH仍然可以使用，不需要額外的改造，因此，在匯聚層終結IMA E1是比較好的3G傳輸網絡構建方案。

　　3.3　方案3：采用MSTP來承載，當Node B采用STM-1（ATM）時

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圖7　方式3

　　如圖7所示，該種方案的一個優點是在3G業務迅速增長時系統升級方便，但由于Node B比較分散且數量較多，而且要求RNC需要提供大量的STM-1（ATM）接口，這樣，3G網絡的初期建設將會顯著增加成本的投入，因此，該方案在3G傳輸網絡建設的初期不宜推廣，但在3G業務量很大的局部地域，可采用該種方式的組建方案作為補充。

4、總結

　　綜上所述，當傳輸設備能很好的支持IMA及ATM功能時，為了節省傳輸帶寬資源，在傳輸設備的匯聚層進行匯聚收斂方式最佳，即方案2的方式2是最合適的3G傳輸網絡構建方案。

　　但由于目前大多傳輸設備不支持IMA E1功能（目前國內運營商采用的大多現網運行設備不支持IMA處理功能），因此需要運營商時刻關注各廠商設備的發展情況，在設備不支持的前提下，可暫時采用傳輸透傳方式，即方案1的方式3，然后再隨著廠商設備的研發推進，逐步優化到通過傳輸進行一定匯聚收斂的方式。