无线承载网技术演进先容

Jackwu34

      自上世纪90年代开始出现第一代无线通信系统，目前已经发展为以第四代无线通信系统为主，毫无疑问，移动通信是电子信息产业中发展最为迅速的分支之一。无线基站的回传承载网对移动业务起着重要的支撑和保障作用。无线通信发展历程主要包括如下阶段：
（一）1990年左右出现第一代移动通信系统，主要提供语音通信。无线基站接口主要是E1，主要通过PDH传输网络承载。
PDH，准同步数字系列。PDH主要有两大系列标准：
（1）E1，即PCM30/32路，2.048Mbps，欧洲和我国采用此标准。
（2）T1，即PCM24/路，1.544Mbps，北美采用此标准。
PDH技术主要是PCM脉冲调制，对模拟信号采样，8000个样值每S，每个样值8bit，所以一个话路的速率为64kbps。E1有32个时隙，TS0用来同步，TS16用来传送信令，其中30路用来传话音信号的，32个话路的速率为2.048Mbps，即PCM基群。但是PDH技术存在如下缺点：
（1）没有世界性的标准（欧洲、北美和日本的速率标准不同）。
（2）没有世界性的标准光接口规范。
（3）结构复杂，硬件数量大，上下电路成本高，也缺乏灵活性。
（4）网络运行、维护和管理能力差。
随着第二代移动通信系统出现，SDH作为一种结合高速大容量光传输技术的新体制，就在这种情况下诞生了。
（二）1995年左右出现第二代移动通信系统，主要提供语音和数据业务。无线基站接口主要是E1，主要通过SDH传输网络承载。
SDH全称为同步数字传输体制，它规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级，接口码型等特性。同时，SDH改善了PDH的不利于大容量传输的缺点。SDH的主要优点包括：
（1）速率和光接口统一。
（2）管理能力强。
（3）上下电路方便。
SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销 （POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。
SDH是专门为语音设计的，可应用于固定速率的业务。也就是说用固定的容器传送固定速率的话音业务。用VC传固定速率的语音，带宽利用率较高，但是对于数据业务这种不固定速率的业务，SDH的利用率较低。通过GFP，HDLC，PPP等封装协议，把非固定带宽业务封装到SDH帧中，随之形成了MSTP技术。MSTP的出现，将SDH的辉煌延长了至少10年。
（三）2008年左右出现第三代移动通信系统，主要提供语音、高速数据和互联网业务。无线基站接口主要是E1和FE，通过MSTP传输网络承载，并且逐渐切换为PTN网络承载。
MSTP的核心仍然是SDH，在SDH的基础上进行了改进。MSTP = SDH + 以太网（二层交换） + ATM（传信令） 也就是在SDH的用户侧增加了以太网接口或ATM接口，实现IP化接口。MSTP就是把IP包封装为帧在SDH上进行传送：IP是三层协议，也就是网络层，而SDH属于物理层，那么IP over SDH，通过EOS实现IP和SDH之间的转换。
3G网络使传送层网面临业务类型向以IP/ETH分组转变，业务接口由E1向FE变化，业务粒度由2M向10M/100M变化。IP化的业务呈现出带宽突发性、很高的峰均值比等特点，        MSTP是以电路交换为核心，承载IP业务效率低，带宽独占，调度灵活性差，不能很好地满足这些分组业务的传送需求。所以，出现了3G承载网逐渐由MSTP切换至PTN网络。
（四）2013年左右出现第四代移动通信系统，主要提供语音、高速数据、互联网业务以及视频业务。无线基站接口主要是GE，通过PTN网络承载。
PTN可以简单理解为：PTN=MPLS+OAM+保护-IP，其增强了开销（汲取了MSTP的优势）、对业务的保护（汲取了MSTP的优势），“-IP”可以简单的看做是“对MPLS的简化”，去掉大家不需要的东西（例如复杂的各种握手协议等）。
OAM：是为保障网络与业务正常、安全、有效运行而采取的生产组织管理活动，简单运行管理维护或运维管理。
PTN是包传送网，而SDH（MSTP）叫做同步数字体系。从传输单元上看，PTN传送的最小单元是IP报文，而SDH传输的是时隙，最小单元是E1即2M电路。PTN的报文大小有弹性，而SDH的电路带宽是固定的。这就是PTN与SDH（MSTP）承载性能的最本质区别。